لماذا يعتبر معيار 0.6 مم شريان الحياة لسلامة الطاقة؟

1. العتبة القياسية الوطنية 0.6 مم: خط الأساس للسلامة الذي تم التحقق منه علميًا

GB/T 5013-2008 "الكابلات المعزولة بالمطاط ذات الجهد المقنن 450/750 فولت أو أقل" تنص بوضوح على ألا يقل سمك العزل الاسمي للكابلات المغلفة بالمطاط عن 0.6 مم. وتقف وراء هذه القيمة التي تبدو بسيطة نتيجة التحقق من مختبر الجهد العالي بجامعة تسينغهوا على مدى 3 سنوات. تُظهر البيانات التجريبية أنه في ظل جهد 230 فولت، فإن احتمال انهيار طبقة العزل 0.55 مم أعلى 17 مرة من احتمال انهيار طبقة العزل 0.6 مم (مصدر البيانات: الموقع الرسمي للجمعية الكهروتقنية الصينية). على الرغم من أن معيار UL الأمريكي لا يحدد الحد الأدنى، إلا أنه يضمن مستوى أمان مكافئ من خلال آلية تقييم ديناميكية، مما يؤكد صرامة معايير بلدي.

2. التطبيق القائم على السيناريو: رمز السماكة من الديكور المنزلي إلى المنجم

في سيناريوهات الأسلاك السكنية، يمكن لطبقة العزل 0.6-1.0 مم أن تلبي متطلبات السلامة، مثل سلسلة الغلاف المطاطي الخفيف YQ من كابلات الشرق الأقصى. ومع ذلك، تتطلب الكابلات تحت الأرض في مناجم الفحم أكثر من 2.5 مم لأنها تحتاج إلى مقاومة التلف الميكانيكي والبيئات الرطبة. تُظهر الاختبارات المقارنة التي أجراها معهد شنغهاي لأبحاث الكابلات أنه في بيئة الرطوبة 30%، يكون تيار التسرب لطبقة العزل 2.0 مم أقل بـ 83% من 1.5 مم (انظر "الأسلاك والكابلات" العدد 3 لعام 2022 للحصول على التفاصيل). ينعكس هذا المعيار المتمايز أيضًا في المواصفات الدولية IEC 60502، مما يؤكد مبدأ تكييف المشهد للصياغة القياسية.

ثالثاً ثورة المواد: التطور من المطاط الطبيعي إلى بولي إيثيلين تيريفثاليتامين

وعلى الرغم من أن المطاط الطبيعي التقليدي (NR) يتمتع بمرونة ممتازة، إلا أن نطاق مقاومته لدرجات الحرارة يتراوح بين -50 ℃ و80 ℃ فقط. أما مطاط النتريل المهدرج (HNBR) الذي طورته شركة باير فقد رفع الحد الأعلى إلى 150 درجة مئوية، مما يجعل طبقة العزل أرق بمقدار 0.2 مم مع الحفاظ على نفس الأداء (المرجع: الورقة البيضاء التقنية لمجلة عالم المطاط). ومن الجدير بالملاحظة أكثر هو الاختراق الذي حققته مواد اللدائن الحرارية المرنة (TPE). يتمتع الكابل المعزول بالمطاط AEM المعزول بالمطاط الذي طورته شركة DuPont بعمر تشغيلي ممتد بمقدار 40% مع الحفاظ على معيار 0.6 مم (مصدر البيانات: قاعدة بيانات IEEE Xplore).

رابعاً. الكشف الذكي: التطور المشترك للأشعة السينية والذكاء الاصطناعي

تبلغ دقة نظام القياس بالميكرومتر التقليدي 0.02 مم، بينما تبلغ دقة نظام قياس السُمك بالأشعة السينية الذي طوره معهد بحوث الطاقة الكهربائية الصيني ± 0.005 مم. والأكثر ثورية هو نظام الفحص بالطائرات بدون طيار الذي طورته شركة DJI بالاشتراك مع شبكة كهرباء جنوب الصين، والذي يمكنه اكتشاف عيوب العزل على مسافة 5 أمتار من خلال التصوير بالأشعة تحت الحمراء، مما يزيد من الكفاءة بمقدار 20 مرة (انظر النشرة الفنية للشبكة الحكومية للحصول على التفاصيل). وقد أدرج نظام اعتماد TÜV الألماني هذه التقنية في إصدار 2023 من إجراءات الاختبار، مما يدفع بتطبيق المعايير إلى العصر الذكي.

5. المعايير الخضراء: مسار جديد في ظل خلفية الحياد الكربوني

أجبرت القيود التي يفرضها توجيه الاتحاد الأوروبي RoHS2.0 على محتوى الملدنات على الابتكار التقني للمواد العازلة لتكون أرق من 10% ولكن بأداء لم يتغير. واجتاز المطاط الخالي من الهالوجين المثبط للهب الذي طورته مجموعة هنغتونغ اختبار اللهب بدرجة حرارة 850 درجة مئوية بسماكة 0.55 مم، وحصل على أول شهادة "شهادة الكربون المزدوج" (رقم الشهادة: CNCA-2023-045). يقلل تصميم الجدار الرقيق الصديق للبيئة من كمية المطاط المستخدم لكل كيلومتر من الكابلات بمقدار 12 كجم، وهو ما يتماشى مع الاتجاه العالمي لخفض الكربون.

الملخص

إن معيار سُمك العزل ليس بأي حال من الأحوال تنظيمًا عدديًا بسيطًا، ولكنه تقاطع ابتكارات متعددة الأبعاد في الهندسة الكهربائية وعلوم المواد وتكنولوجيا الاختبار. من خط الدفاع الأساسي للمعيار الوطني 0.6 مم إلى التصميم المحسّن لكابلات التعدين، ومن ميراث المطاط الطبيعي الذي يعود إلى قرن من الزمان إلى الابتكار التخريبي لمواد TPE، فإن كل التفاصيل التقنية تكثف حكمة الصناعة. وبدافع من كل من الاختبار الذكي والتحول الأخضر، يتحول وضع المعايير من المواصفات الثابتة إلى أنظمة التطور الديناميكي. يوصى بألا يتحقق المستخدمون من قيمة السماكة فقط عند اختيار الكابلات المغلفة بالمطاط، بل يجب عليهم أيضًا الانتباه إلى المؤشرات المتعمقة مثل زاوية الفقد العازل (tanδ) والتفريغ الجزئي (PD) في تقرير الاختبار، وهي المعلمات الرئيسية التي تحدد حقًا أداء العزل (المرجع: دليل تكنولوجيا الاختبار SGS).