Objašnjenje vrsta podzemnih električnih žica, PVC izolacija i PV žica

Vrste podzemnih električnih žica: praktični pregled

Podzemno električno ožičenje mora izdržati fundamentalno drugačiji skup naprezanja od nadzemnih instalacija — trajni pritisak tla, ulazak vlage, temperaturne fluktuacije i u nekim slučajevima izravan kontakt s korozivnim kemikalijama u tlu. Odabir ispravne vrste kabela je zahtjev za sigurnost i sukladnost, a ne samo specifikacija. Najčešće navedene vrste podzemnih električnih žica uključuju:

• UF-B (podzemni dovodni) kabel — kabel s punom jezgrom s PVC vanjskim omotačem otpornim na vlagu, predviđen za izravno ukopavanje bez cijevi. Obično se koristi za stambene vanjske krugove kao što su vrtna rasvjeta, gospodarske zgrade i krajolika. Nazivni napon je obično 600 V i naveden je pod UL 493.
• USE-2 (podzemni servisni ulaz) kabel — predviđeno za izravno ukopavanje i vlažna mjesta, s duroplastičnim izolacijskim omotačem otpornim na više radne temperature (do 90°C). Često se koristi za aplikacije ulaza u servise za povezivanje pomoćnih transformatora s pločama brojila u stambenim zgradama.
• THWN-2 / XHHW-2 Žica u cjevovodu — pojedinačne vodiče provučene kroz PVC ili krute metalne cijevi ukopane u zemlju. THWN-2 koristi termoplastičnu izolaciju; XHHW-2 koristi umreženi polietilen (XLPE). Oba su namijenjena za mokre prostore i 90°C. Ova metoda nudi lakšu buduću zamjenu vodiča bez iskopavanja.
• MV (srednjenaponski) kabel — za komunalne distribucijske i industrijske primjene koje rade na 5 kV do 35 kV. Obično koristi XLPE izolaciju preko užetanog bakrenog ili aluminijskog vodiča, s koncentričnim neutralnim i vanjskim omotačem namijenjenim za izravno ukopavanje.
• Oklopljeni kabel (SWA / AWA) — kabeli oklopljeni čeličnom žicom ili oklopljeni aluminijskom žicom pružaju mehaničku zaštitu od slučajnog uranjanja i oštećenja od glodavaca. Uobičajeno u europskim standardima (IEC) i industrijskim instalacijama diljem svijeta.

Zahtjevi za dubinu ukopa ovise o vrsti kabela i nadležnosti. U Sjedinjenim Državama, članak 300.5 NEC-a navodi minimalnu dubinu ukopavanja od 24 inča za izravno ukopane vodiče na stambenim krugovima od 120/240 V, smanjen na 12 inča kada je zatvoren u krutom metalnom ili srednjem metalnom vodu. Prije instalacije uvijek provjerite lokalne izmjene.

Izolacija žice od polivinil klorida: svojstva, stupnjevi i ograničenja

Izolacija žice od polivinil klorida (PVC). je najrašireniji dielektrični materijal u globalnoj industriji žica i kabela. Njegova dominacija proizlazi iz kombinacije niske cijene sirovina, jednostavne obrade ekstruzijom i širokog spektra električnih i mehaničkih svojstava koja se mogu postići putem miješanja.

Osnovna električna svojstva

PVC je učinkovit električni izolator s dielektričnom čvrstoćom obično u rasponu od 15–40 kV/mm , ovisno o formulaciji spoja. Volumni otpor premašuje 10¹² Ω·cm u standardnim stupnjevima, što ga čini prikladnim za niske i srednje naponske primjene do 1000 V AC. Njegova dielektrična konstanta (permitivnost) od približno 3,0–8,0 prihvatljiva je za ožičenje napajanja, ali ograničava njegovu upotrebu u aplikacijama s visokofrekventnim signalima gdje se preferiraju materijali poput PTFE ili polietilena.

Temperaturna ocjena i toplinska ograničenja

Standardne PVC izolacijske smjese ocijenjene su za kontinuirani rad na 60°C do 90°C , ovisno o specifičnoj formulaciji i popisu. Na temperaturama iznad 105°C, PVC počinje omekšavati, migracija plastifikatora se ubrzava, a dugotrajni integritet izolacije degradira. Ovaj toplinski strop je primarni razlog zašto se PVC ne koristi u visokotemperaturnim industrijskim okruženjima ili odjeljcima motora, gdje se preferira umreženi polietilen (XLPE) ili silikonska izolacija.

Izvedba na niskim temperaturama

Konvencionalni PVC postaje krt ispod približno -10°C do -20°C, što ograničava njegovu upotrebu u vanjskim instalacijama u hladnoj klimi. Niskotemperaturni PVC spojevi, formulirani s većim opterećenjem plastifikatora, proširuju fleksibilnost do -40°C, ali uz povećanu cijenu i uz određeno smanjenje mehaničke tvrdoće.

Otpornost na plamen i dim

PVC je inherentno otporan na plamen zbog svog sadržaja klora, koji djeluje kao sredstvo za suzbijanje plamena na bazi halogena. Ovo je značajna prednost u izgradnji ožičenja. Međutim, kad PVC gori, on proizvodi plin klorovodik (HCl) i gusti dim , koji su korozivni za elektroničku opremu i opasni u scenarijima ograničene evakuacije. To je potaknulo razvoj spojeva LSZH (Niska Smoke Zero Halogen) za tunele, podatkovne centre i infrastrukturu javnog prijevoza.

Što je PV žica? Definicija, standardi i zašto se razlikuje od standardnog kabela

PV žica — skraćenica za fotonaponsku žicu — jednožilni je kabel posebno konstruiran za korištenje u solarnim fotonaponskim sustavima, prvenstveno za povezivanje solarnih panela s kombinatorima, pretvaračima i drugim komponentama za ravnotežu sustava. Nije zamjenjiva s građevinskom žicom opće namjene, a korištenje pogrešnih vrsta kabela u fotonaponskim instalacijama stvara i kršenje kodeksa i dugoročne rizike pouzdanosti.

Ključni standardi i popisi

U Sjedinjenim Državama, fotonaponska žica navedena je pod UL 4703 , koji definira zahtjeve za konstrukciju, izolacijski materijal i ispitivanje. Ocjenjuje se za:

• Napon: Sustavi od 600 V ili 1000 V (s varijantama od 1500 V koje su sve više dostupne za instalacije na razini komunalnih usluga)
• temperatura: 90°C na mokrim mjestima, 150°C na suhim mjestima — značajno više od standardne THWN-2 žice
• Otpornost na sunčevu svjetlost: ocijenjeno za produljeno izlaganje UV zračenju bez degradacije izolacije
• Izravni ukop: dopušteno kada je navedeno u popisu kabela, što ga čini prikladnim za provođenje između prizemnih kombiniranih kutija i pretvarača

Izolacija i konstrukcija plašta

PV žica koristi a umreženi polietilen (XLPE) ili umreženi termoplastični elastomer (XLTE) izolacijski sustav, koji pruža toplinsku izvedbu i UV stabilnost s kojima se PVC ne može mjeriti pri stalnom izlaganju vanjskom prostoru. Vodič je tipično finožični pokositreni bakar, koji poboljšava fleksibilnost tijekom postavljanja preko velikih krovnih ili zemljanih nizova i otporan je na koroziju u vlažnim okruženjima.

Za razliku od USE-2, koji je također dopušten u nekim PV primjenama, PV žica prema UL 4703 je samo s jednim vodičem i ne zahtijeva poseban vanjski omotač - sama izolacija služi kao vanjski sloj. Time se smanjuju promjer i težina, što je prednost pri usmjeravanju kroz sustave regala.

PV žica u odnosu na USE-2: Što dopušta NEC

Članak 690.31 NEC-a dopušta i fotonaponsku žicu s popisa UL 4703 i USE-2 za izloženo vanjsko ožičenje na istosmjernom izvoru i izlaznim krugovima fotonaponskih sustava. međutim, PV žica is the more commonly specified option u modernim komunalnim i komercijalnim instalacijama jer njegova viša temperaturna vrijednost omogućuje veću vrijednost struje u izračunima punjenja cijevi, smanjujući broj vodiča ili nizova cijevi potrebnih za dati izlaz sustava. Za projekte na razini komunalnih usluga, to se izravno pretvara u uštedu troškova materijala i rada.

Odabir između vrsta žica: podzemne i solarne primjene jedna uz drugu

Projekti koji kombiniraju podzemne pogone sa solarnom proizvodnjom - kao što su fotonaponski nizovi postavljeni na zemlju koji napajaju podpanele zgrade - zahtijevaju pažljivu koordinaciju vrsta žica u segmentima sustava. Tipična instalacija na tlu može koristiti:

• PV žica (UL 4703) od izlaza niza panela do kombiniranih kutija, usmjerenih kroz strukturu regala i izloženih suncu
• USE-2 ili PV žica u cjevovodu za podzemni istosmjerni vod od spojne kutije do zgrade pretvarača
• THWN-2 u cjevovodu za izlaz izmjenične struje od pretvarača do točke međusobnog povezivanja ili građevinske ploče
• UF-B za sve pomoćne niskonaponske strujne krugove (sigurnosna rasvjeta, kućišta opreme za nadzor) ako se preferira izravno ukopavanje bez cijevi

Nepodudaranje tipova žica u ovim zonama - na primjer, korištenje standardne THHN žice izložene vani na PV nizu - stvara neusklađenost s kodom i ubrzanu degradaciju izolacije zbog izlaganja UV zračenju i termičkog ciklusa. Uvijek provjerite odgovara li popis svakog vodiča njegovom okruženju instalacije prije finalizacije dizajna.

Za odluke o nabavi, kupci bi trebali zatražiti izvješća o ispitivanju kabela koja potvrđuju status popisa UL, čistoću vodiča (goli ili pokositreni bakar) i broj žica. Za podzemne instalacije u korozivnim tlima ili tlima s visokom vlagom, specificiranje pokositrenih vodiča i provjera kompatibilnosti spoja plašta s lokalnom kemijom tla dodaje značajnu dugoročnu pouzdanost uz minimalne dodatne troškove u fazi projektiranja.