Prečo by mal jeden jadrový okrúhly obrnený kábel používať nemagnetickú brnenú vrstvu?

V moderných systémoch prenosu a distribúcie energie zohrávajú dôležitú úlohu jednotlivé okrúhle obrnené káble. Od napájania priemyselných zariadení až po elektrické zapojenie v budovách je všade. Tento typ kábla má však počas prevádzky špeciálny fyzikálny jav - magnetické pole generované prúdom vo vodiči vyvolá prúd vo vrstve brnenia. Tento jav hlboko ovplyvňuje výkon a stabilitu kábla a tiež určuje smer výberu materiálu brnenia.

Keď prúd prechádza vodičom a jednostupňový okrúhly obrnený kábel , Podľa zákona elektromagnetickej indukcie sa okolo neho vytvorí magnetické pole. Armor vrstva, ako štruktúra, ktorá pevne obklopuje vodič, bude nevyhnutne rezaná týmto magnetickým poľom. Pre káble používajúce magnetické materiály (ako sú bežné oceľové prúžky) ako vrstvy brnenia, indukovaný prúd vytvorí uzavretú slučku vo vnútri magnetického materiálu, to znamená vírivý prúd. Dôvodom je, že magnetický materiál má dobrú magnetickú vodivosť a môže poskytnúť cestu s nízkym odporom pre indukovaný prúd, ktorý podporuje tvorbu vírivých prúdov.

Výskyt vírivých prúdov prináša sériu negatívnych účinkov. Najpriamejším prejavom je, že vrstva brnenia sa zahrieva. Podľa Jouleho zákona, keď prúd prechádza rezistorom, bude generovať teplo. Keď vírivý prúd tečie vo vrstve brnenia, odpor samotnej vrstvy brnenia spôsobí, že elektrická energia sa neprestajne premení na tepelnú energiu, čo spôsobuje zvýšenie teploty brnenia vrstvy. Tento jav zahrievania nielen spôsobuje neoprávnenú stratu elektrickej energie a znižuje účinnosť prenosu energie, ale môže tiež spôsobiť závažnejšie problémy. Keď teplota vrstvy brnenia naďalej stúpne a prekračuje rozsah tolerancie dizajnu kábla, bude predstavovať veľkú hrozbu pre izolačný výkon kábla. V prostredí s vysokou teplotou sa zmenia fyzikálne a chemické vlastnosti izolačného materiálu a výkon izolácie sa zníži, čo môže spôsobiť poruchu skratu vo vnútri kábla a ovplyvniť normálnu prevádzku celého napájacieho systému. Okrem toho dlhodobé prehrievanie urýchli starnutie vrstvy brnenia a materiály izolačnej vrstvy, skráti služobnú cenu kábla a zvýši náklady na údržbu a bezpečnostné riziká.

Aby sa tento problém efektívne vyriešil, jednovrstvové okrúhle obrnené káble často používajú nemagnetické materiály ako vrstvu brnenia a prúžky zliatiny hliníka patria medzi najlepšie. Hliníkové zliatinové prúžky majú nemagnetické vlastnosti, ktoré zásadne eliminujú podmienky na generovanie vírivých prúdov. Pretože vo vnútri nie je žiadna magnetická cesta, ktorá by mohla viesť indukovaný prúd za vzniku uzavretej slučky, aj keď je magnetické pole okolo káblového vodiča silné, v vrstve brnenia hliníkového pásového pásu sa nebude generovať žiadny zjavný vírivý prúd, čím sa vyhýba strate energie a séria potenciálnych porúch spôsobených vírivým vykurovaním.

Zároveň má hliníkový zliatinový pás vynikajúce mechanické vlastnosti a môže poskytnúť spoľahlivú ochranu kábla. Hliníková zliatina má vysokú pevnosť a dobrú flexibilitu po špeciálnej zliatine a technológii spracovania. Jeho pevnosť je dostatočná na to, aby odolala vonkajším silám, ako je ťahanie a extrúzia, s ktorými sa môže vyskytnúť počas procesu kladenia kábla, zabrániť deformácii a prasknutiu vrstvy brnenia, a potom chrániť vnútorný vodič a izolačnú vrstvu pred poškodením. Flexibilita uľahčuje ohýbanie a vinutie kábla počas inštalácie, prispôsobenie sa rôznym komplexným zapojením a nespôsobí poškodenie vrstvy brnenia alebo vnútornej štruktúry v dôsledku nadmerného ohybu. Táto dobrá mechanická vlastnosť zaisťuje, že jednovrstvový kruhový obrnený kábel môže pracovať stabilne v rôznych scenároch aplikácií, čím poskytuje solídnu záruku prenosu energie.

V praktických aplikáciách, či už v scenároch priemyselnej výroby s extrémne vysokými požiadavkami na stabilitu napájania alebo v občianskych stavebných odboroch s prísnymi normami pre bezpečnosť a služobnú životnosť, jednotlivé okrúhle obrnené káble s použitím nemagnetických materiálov, ako sú napríklad prúžky zliatiny hliníka, ako vrstvy brnení vykazovali významné výhody. Zabezpečuje nielen efektívnu a stabilnú prevádzku energetického systému, znižuje výpadky napájania spôsobené zlyhaniami káblov, ale tiež znižuje dlhodobé náklady na prevádzku a údržbu, pričom spĺňajú požiadavky modernej spoločnosti pre spoľahlivosť a hospodárnosť energetickej infraštruktúry.