ما هو تأثير درجة الحرارة على أداء أسلاك الكهرباء؟

باعتباره جزءًا مهمًا من توصيل مصدر الطاقة والمعدات الكهربائية، فإن أداء سلك الطاقة له تأثير مباشر على سلامة واستقرار المعدات. تعد درجة الحرارة أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على أداء سلك الطاقة. يختلف أداء سلك الطاقة بشكل كبير في بيئة درجة الحرارة العالية أو المنخفضة، مما سيكون له تأثير عميق على توصيله وعزله وقوته الميكانيكية.

الأداء الموصلي
الموصلية سلك الطاقة يرتبط ارتباطًا وثيقًا بمقاومة المواد المستخدمة. يعد النحاس والألمنيوم من المواد الموصلة لأسلاك الطاقة، وتتغير مقاومة هذه المواد مع درجة الحرارة. وفقا لمبادئ الفيزياء، تزداد مقاومة المعادن مع زيادة درجة الحرارة. وهذا يعني أنه في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، قد تنخفض القدرة الاستيعابية الحالية لأسلاك الطاقة، مما يؤدي إلى زيادة فقدان الطاقة وزيادة التدفئة. على سبيل المثال، تبلغ مقاومة النحاس حوالي 1.68×10^-8 أوم عند 20 درجة مئوية، بينما عند 100 درجة مئوية، ستزداد المقاومة بحوالي 1.5 مرة. هذه الزيادة في المقاومة سوف تتسبب في توليد المزيد من الحرارة عندما يمر التيار، مما يشكل حلقة مفرغة. لذلك، في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، يجب إعادة تقييم القدرة الاستيعابية الحالية المقدرة لأسلاك الطاقة لتجنب الحمل الزائد ومخاطر الحريق المحتملة.

أداء العزل
تعد الطبقة العازلة لسلك الطاقة جزءًا مهمًا لحماية الموصل ومنع التسرب. يمكن أن يظهر أداء المواد العازلة اختلافات كبيرة في ظل ظروف درجات الحرارة المختلفة. يمكن أن تؤدي درجة الحرارة المرتفعة إلى تكثيف حركة جزيئات المواد العازلة، مما يؤدي إلى تقادمها أو تحللها أو حتى ذوبانها، وبالتالي تقليل أداء العزل. تتميز المواد العازلة الشائعة مثل كلوريد البوليفينيل (PVC)، والبولي إيثيلين (PE)، والبولي إيثيلين المتقاطع (XLPE) بمقاومة مختلفة للحرارة ومعدلات تقادم في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة. على سبيل المثال، عادة ما تكون مقاومة الحرارة للـ PVC حوالي 70 درجة مئوية. وبعد تجاوز درجة الحرارة هذه، ينخفض ​​أداء العزل بشكل ملحوظ، مما يزيد من خطر التسرب أو ماس كهربائي. في المقابل، يتمتع البولي إيثيلين المتقاطع (XLPE) بمقاومة أعلى للحرارة ويمكنه عادةً العمل بثبات في البيئات التي تتراوح درجة حرارتها بين 90 درجة مئوية و120 درجة مئوية. لذلك، في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، من الضروري اختيار المادة العازلة المناسبة.

وفي البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة، تتأثر المواد العازلة أيضًا. قد تصبح بعض المواد العازلة هشة عند درجات الحرارة المنخفضة، مما يزيد من خطر التشقق. في هذا الوقت، قد تظهر تشققات في الطبقة العازلة لسلك الطاقة، مما يتسبب في حدوث تسرب أو ماس كهربائي. لذلك، في بيئات درجات الحرارة المنخفضة للغاية، يجب اختيار أسلاك الطاقة المناسبة للتشغيل في درجات حرارة منخفضة لضمان فعالية أداء العزل الخاص بها.

القوة الميكانيكية تؤثر تقلبات درجات الحرارة أيضًا على القوة الميكانيكية لسلك الطاقة. في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، قد تصبح المادة العازلة طرية، مما يؤدي إلى انخفاض قوة الشد ومقاومة الانحناء لسلك الطاقة. في هذه الحالة، يكون سلك الطاقة أكثر عرضة للكسر أو التلف عند تعرضه لضغوط ميكانيكية (مثل التمدد أو الانحناء أو الضغط). في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة، قد تنخفض صلابة بعض المواد، وتصبح أكثر هشاشة وسهلة الكسر تحت تأثير القوى الخارجية. لذلك، عند اختيار سلك الطاقة، يجب مراعاة نطاق درجة حرارة بيئة الاستخدام بشكل كامل للتأكد من أن قوته الميكانيكية يمكن أن تلبي الاحتياجات الفعلية.