Kodėl vienas kabelis lankstosi, o kitas – ne? Atsakymas slypi atkaitinime

Vertinant kabelius, atsižvelgiama į jų skerspjūvį, izoliaciją, srovės laidumą ir kitus techninius rodiklius, tačiau gali likti nepastebėta viena svarbi savybė, kurios neįmanoma įvertinti pagal išvaizdą. Tai – kabelio gyslų atkaitinimas, kitaip tariant, terminis apdorojimas, kuris tiesiogiai veikia kabelio lankstumą montavimo metu.

Atkaitinimo tikslas – po apdorojimo padaryti metalą minkštesnį ir plastiškesnį. Dėl to kabelius lengviau sulenkti į norimą padėtį, o po sulenkimo kabelis nebandys taip stipriai grįžti į pradinę padėtį. „Jei kabelio gysla nėra tinkamai atkaitinta, ją sulenkti yra gerokai sunkiau. Tuo pačiu metu padidėja grėsmė, kad jungtyje atsiras nepageidaujamų mechaninių įtempių“, – aiškina „Prysmian Baltikum“ statybos segmento produktų vadovas Raigo Viltropas.

Ši problema tampa akivaizdi skirstomosiose spintose, pastotėse ir jungimo centruose, kur kabelio montavimo erdvė yra ribota. Standus kabelis nenori likti reikiamoje padėtyje ir veikia panašiai kaip spyruoklė, bandydamas po sulenkimo vėl išsitiesti. Tai padidina apkrovą gnybtams ir jungtims. „Naudojant atkaitintą kabelį, montuotojo darbas tampa lengvesnis, o rezultatas – geriau nuspėjamas. Kabelis yra lankstesnis“, – sako Viltropas.

Atkaitinimas – tai metalurginis procesas, kurio metu medžiaga greitai įkaitinama iki reikiamos temperatūros, o paskui kontroliuojamai ir lėtai atšaldoma. Dėl to sumažėja metalo vidiniai įtempiai ir pagerėja jo plastiškumas. „Prysmian Group Baltics“ gamykloje Keiloje kabeliai atkaitinami specialiosiose krosnyse. Gamykloje yra kelios krosnys, kurių didžiausia galia siekia 540 kilovatų. Viena iš krosnių yra sandari ir naudojama variui atkaitinti. Kadangi įkaitintas varis reaguotų su oru, oksiduotųsi ir taptų tamsus, proceso metu krosnis pripildoma azotu.

Kabelio atkaitinimas yra taip pat gana daug energijos reikalaujantis ir lėtas procesas. Tam reikia visą reikiamą kabelio dalį įdėti į krosnį, įkaitinti iki maždaug 400 laipsnių temperatūros ir po kaitinimo leisti jam kontroliuojamai lėtai atvėsti. Visas kabelio atkaitinimas iš esmės trunka parą.

Vielas taip pat galima atkaitinti tiesiogiai traukimo proceso metu, ir šis metodas dažnai taikomas, nes jis yra gerokai greitesnis. Viltropas teigia, kad vis dėlto atskirų vielų atkaitinimas nebūtinai duos norimą rezultatą. „Jei atkaitintos vielos vėliau susukamos ir suformuojamos, medžiagoje vėl susidaro vidiniai įtempiai, o dalis pageidaujamo lankstumo gali būti prarasta. Todėl svarbu vertinti atkaitinimą atsižvelgiant į visą gatavo kabelio kontekstą“.

Estijoje gimusi idėja Lietuvoje pasiekė tikslesnius bandymus

Šiaurės šalyse elektros tinklams taikomas reikalavimas, kad požeminiai kabeliai su aliuminio gyslomis turi būti atkaitinti, tačiau konkrečių matavimo kriterijų jiems nenustatyta. Dėl to priežiūros institucijoms sunku patikrinti atitiktį ir tenka remtis gamintojo patvirtinimu. Siekiant išspręsti šią problemą, „Elektrilevi“ Estijoje parengė bandymo instrukciją, pagal kurią matuojama, kiek kabelio gysla grįžta į pradinę formą po sulenkimo. Nors tai nėra standartizuotas bandymo metodas, bandymas yra lengvai atliekamas ir suteikia gerą indikaciją apie pakankamą lankstumą.

Lietuvoje buvo pradėta toliau plėtoti Estijoje atliktus bandymus. „Prysmian“ atstovas Lietuvoje Mindaugas Liaugminas paaiškina, kad siekta nustatyti lenkimo laipsnį pagal konkrečius standartinius parametrus, kad nė vienai iš šalių nekiltų abejonių dėl duomenų interpretavimo

„Lietuvoje tinklo operatorius ESO nustatė konkrečius techninius reikalavimus atkaitintiems aliuminio laidams, siekdamas išvengti situacijų, kai gamintojas ir tinklo operatorius skirtingai interpretuoja atkaitinimo buvimą. Supratome, kad reikalavimas turi būti standartizuotas, kad visi vienodai suprastų, ką reiškia atkaitintas kabelis“, – sako Liaugminas. Jo teigimu, problema gali kilti ir tada, kai du kabeliai išoriškai atrodo visiškai vienodi. Tikrasis atkaitinimo lygis nebūtinai matomas, o po laidų susukimo ir formavimo skirtumai gali paaiškėti tik montavimo metu.

Kaip išmatuoti nematomą savybę?

Atkaitinimui įvertinti galima naudoti tiek praktinį lenkimo bandymą, tiek standartizuotus mechaninius bandymus. Pavyzdžiui, pagal „Elektrilevi“ instrukciją P270 laidą galima įvertinti, jį sulenkus 90 laipsnių kampu, paskui atleidus ir išmatavus, kiek laidas grįžta į pradinę padėtį. Kuo didesnis grįžimas, tuo didesnius liekamuosius įtempius tai parodo. Bandyme reikalavimus atitinka laidininkas, kurio visų gyslų išmatuotas grįžimo kampas yra mažesnis nei 20 laipsnių. Antra galimybė – įvertinti aliuminio vielos tempimo stiprumą ir pailgėjimą. Standarte EN IEC 62641:2022 aptariamos elektros laiduose naudojamų aliuminio ir aliuminio lydinių laidų mechaninės savybės bei suteikiama galimybė įvertinti ir atkaitinto aliuminio savybes. Šių verčių nustatymas atliekamas laboratorijoje naudojant specialią įrangą.

„Prysmian“ Keilos gamykloje atlikti bandymai patvirtina ankstesnių metodų tinkamumą. Jei pagal standartą atkaitintos vielos pailgėjimas turi būti ne mažesnis kaip 20 %, tai atkaitintos vielos atveju jis aiškiai viršijo šią ribą, o neatkaitintos vielos pailgėjimas siekė tik maždaug 3 %. Taip pat „Elektrilevi“ instrukcijoje nurodytas 20 laipsnių grįžimas atliekant lenkimo bandymą nebuvo problema atkaitintam laidui, o neatkaitintas laidas šį rodiklį viršijo beveik dvigubai.

Praktikoje pirmąjį signalą gali duoti ir montuotojo patirtis. Jei kabelis yra neįprastai standus arba po lenkimo linkęs stipriai grįžti į pradinę padėtį, verta tiksliau patikrinti jo savybes.

Estijoje ir Lietuvoje diskutuojama, kaip tiksliau apibūdinti atkaitinimo reikalavimą. Jei Estijoje nuspręsta parengti savo instrukciją, tai Lietuvoje buvo nustatyti konkretūs standartiniai reikalavimai. „Nors požiūris šiek tiek skiriasi, tikslas yra vienas – nustatyti konkretų matavimo rodiklį ir taip užtikrinti elektros jungčių ilgaamžiškumą“, – sako Liaugminas.