Xếp hạng nhiệt độ đối với các thiết bị công nghiệp

Xếp hạng nhiệt độ của các sản phẩm dây và cáp là các thông số vận hành chính. Việc sử dụng các sản phẩm dây và cáp ngoài phạm vi nhiệt độ thiết kế của chúng có thể dẫn đến hỏng hóc sớm và thường tốn kém trong quá trình bảo dưỡng. Một số xếp hạng nhiệt độ phổ biến nhất được sử dụng trong ngành công nghiệp dây và cáp sẽ được thảo luận dưới đây.

Nhiệt độ hoạt động tối đa

Đây là mức nhiệt độ mà hầu hết người dùng cáp nghĩ đến đầu tiên. Nó thường được định nghĩa là nhiệt độ liên tục tối đa mà dây có thể chịu được trong suốt thời gian tồn tại của nó. Nó thường bị hạn chế bởi các đặc tính lão hóa nhiệt của polyme, tức là chất dẻo được sử dụng để cách điện và / hoặc bọc dây. Các thành phần kim loại của dây hiếm khi giới hạn định mức nhiệt độ ngoại trừ trong dây nhiệt độ cao, nơi quá trình oxy hóa kim loại bắt đầu trở thành một yếu tố đáng kể ở khoảng 250°C.
Hầu hết các polyme già đi do trở nên giòn dần theo thời gian. Một biện pháp phổ biến của độ giòn được gọi là độ giãn dài. Đây là một phép đo trong phòng thí nghiệm về mức độ kéo dài của vật liệu trước khi nó bị vỡ. Polyme được sử dụng trong ngành công nghiệp dây điện thường bắt đầu tuổi thọ với độ giãn dài trong khoảng 300 đến 700 phần trăm tùy thuộc vào loại polyme. Đó là, một số polyme có thể được kéo dài gấp bảy lần chiều dài ban đầu của chúng trước khi chúng bị đứt. Thời hạn cuối của polyme thường được định nghĩa là thời điểm mà độ giãn dài giảm xuống còn 50% vì tại thời điểm đó, ngay cả sự uốn cong nhỏ của dây hoặc cáp cũng có thể gây nứt lớp cách điện, vỏ bọc hoặc cả hai.
Mỗi polyme đều có đặc điểm lão hóa nhiệt độc đáo của riêng nó. Tuy nhiên, theo nguyên tắc chung, cứ 10°C nhiệt độ hoạt động của polyme được tăng lên thì tuổi thọ lại giảm đi một hệ số. Ví dụ, một sợi dây được thiết kế để tồn tại 40 năm ở 90°C sẽ chỉ tồn tại được 20 năm ở 100°C và 10 năm ở 110°C. Mô hình toán học được sử dụng để tính toán mối quan hệ giữa nhiệt độ và tuổi thọ của cáp là được gọi là mối quan hệ Arrhenius theo tên nhà hóa học Thụy Điển đã phát triển nó. Mối quan hệ Arrhenius cùng với kinh nghiệm thực địa và các thử nghiệm lão hóa trong phòng thí nghiệm là cơ sở cho xếp hạng nhiệt độ hoạt động được chỉ định cho hầu hết các sản phẩm dây và cáp.

Nhiệt độ uốn lạnh tối thiểu

Hầu hết các polyme ngày càng trở nên giòn khi nhiệt độ của chúng được hạ thấp. Tùy thuộc vào loại polyme, chúng bắt đầu bị nứt khi uốn ở nhiệt độ từ –10°C xuống khoảng –80°C. Xếp hạng uốn nguội tối thiểu cho dây thường được xác định là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó nó có thể bị uốn cong mà không bị nứt. điều kiện cụ thể của phòng thí nghiệm. Có một số phương pháp thử nghiệm được ngành công nghiệp sử dụng để xác định nhiệt độ này. Chúng thường liên quan đến việc làm mát dây đến nhiệt độ xác định (điển hình là –25°C) và sau đó uốn dây quanh trục gá có đường kính trong khoảng từ 4 đến 8 lần đường kính dây. Chi tiết về một phương pháp kiểm tra như vậy được nêu trong Phần 7.5 của Tiêu chuẩn UL 2556

Nhiệt độ cài đặt tối thiểu

Đây là nhiệt độ cài đặt thấp nhất do nhà sản xuất cáp khuyến nghị cho một dây hoặc cáp nhất định. Nhiệt độ này thường ấm hơn từ 10 đến 20 ° C so với định mức nhiệt độ uốn lạnh trong phòng thí nghiệm để bù đắp cho các lực cơ học cao hơn thường gặp phải trong quá trình lắp đặt.

Nhiệt độ uốn liên tục tối thiểu

Nhiệt độ uốn liên tục tối thiểu là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó dây có thể chịu được uốn nhiều lần trong suốt thời gian tồn tại của nó mà không bị hư hỏng. Đánh giá này đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng trong đó dây hoặc cáp sẽ bị uốn cong hàng nghìn hoặc thậm chí hàng triệu lần khi ở nhiệt độ rất thấp. Một ví dụ về ứng dụng như vậy là hệ thống dây điện cho hệ thống xử lý nguyên liệu tự động đặt bên trong kho bảo quản kem nơi nhiệt độ môi trường được duy trì ở -30°C.

Nhiệt độ quá tải và ngắn mạch khẩn cấp

Trong một số tình huống nhất định, người sử dụng cáp điện phải vận hành cáp ở mức tải điện cao hơn bình thường (tức là nhiệt độ) trong một khoảng thời gian giới hạn. Kết quả là, các loại cáp đã được phát triển có thể chịu được quá tải như vậy. Ví dụ, nhiều cáp điện định mức 90°C có xếp hạng quá tải khẩn cấp cho phép sử dụng chúng ở 130°C trong tổng thời gian sử dụng lên đến 500 giờ trong suốt thời gian sử dụng. Nói chung, các loại cáp này cũng có xếp hạng ngắn mạch là nhiệt độ cao nhất mà cáp có thể chịu được trong thời gian ngắn mạch kéo dài đến khoảng nửa giây. Đối với cáp điện định mức 90°C, định mức nhiệt độ ngắn mạch thường là 250°C.