比較: 熱収縮エンドスリーブと冷収縮エンドスリーブ 

熱収縮性スリーブと常温収縮性スリーブの選択: 実際の操作体験

配電ネットワークを設計する際、ケーブル終端に何を選択するかというジレンマに直面することがよくあります。熱収縮性エンドスリーブそれとも低温収縮ソリューションですか？答えは単価ではなく、総所有コストと設置条件によって決まります。この記事では、ラボでのテストデータと現場スタッフの経験に基づいて、2 つのテクノロジーを詳細に比較します。

断熱材の種類の決定は、今後 20 ～ 30 年間のアセンブリの信頼性に影響します。選択段階での誤りは、局所的な過熱、絶縁破壊、変電所の緊急停止につながります。私たちは、材料の物理的原理、設置者の資格要件、およびさまざまな電圧クラスの各オプションの経済的実現可能性を分析します。

プロセスの物理学: 材料の収縮の仕組み

断熱材の圧縮メカニズムを理解することは、周期荷重下でのカップリング挙動を予測するために重要です。どちらのタイプの製品も「形状記憶」効果を使用していますが、この効果を有効にする方法は根本的に異なり、設置技術に影響を及ぼします。

熱収縮材料: 熱活性化

熱収縮性エンドスリーブは、放射線架橋ポリマー (ほとんどの場合ポリオレフィン) から作られています。製造プロセス中、材料は高温で引き伸ばされた後、急速に冷却され、膨張した状態で固定されます。 120 ～ 140°C の温度に再加熱すると、ポリマー鎖が元の状態に戻り、ケーブルをしっかりと圧縮します。

ここでの重要な特徴は、チューブの内面にホットメルト接着剤層が存在することです。加熱すると接着剤が溶けてケーブルコアと絶縁体の間の微小な空隙を埋め、湿気に対する密閉バリアを形成します。ただし、このプロセスには厳密な温度管理が必要です。過熱すると接着剤の劣化や気泡の発生が発生し、加熱不足では接着力の欠如が生じます。

私たちの実務では、適切な経験を持たずにガスバーナーの直火を使用した結果、主碍子の局部的焼損を引き起こした事例を観察しました。これにより、部分放電が発生する経路が形成されます。したがって、熱収縮には、設置者のスキルと熱流が制御された機器の使用が重要です。

常温収縮: 機械的応力

常温収縮技術は、取り外し可能なスパイラル フレーム (コード) 上で予め伸ばされたシリコーン ゴムの使用に基づいています。設置者はこのコードを引き抜くだけで、エラストマーが瞬時に圧縮され、ケーブルにしっかりとフィットします。熱、裸火、特別な装置は必要ありません。

シリコーンは弾性が高く、導体の熱膨張や熱収縮があっても、ケーブルとスリーブの境界面にかかる半径方向の圧力を一定に維持することができます。この性質を「界面圧力一定」といいます。熱可塑性プラスチックとは異なり、シリコーンには融点がなく、-60°C ～ +200°C の広い温度範囲でその特性を維持します。

常温収縮の主な利点は、加熱に伴う人的要因が排除されることです。カップリングを「過熱」したり、加熱されていない領域を放置したりすることは不可能です。取り付け速度も速くなり、熱収縮材を均一に加熱するのに数十分かかるのではなく、数分で取り付けが完了します。

特性と信頼性の比較分析

情報に基づいてエンジニアリング上の決定を下すには、両方のタイプのカップリングの技術パラメータを比較する必要があります。以下は、Shijiazhuang Hist Electric Co., Ltd. の電気実験室でのテスト結果をまとめた要約表です。そこでは、最大 1000 kV の範囲で製品をテストしています。

表を分析すると、適用分野が明確に分かれていることがわかります。熱収縮性エンドスリーブは、環境への影響が少ない低予算プロジェクトや屋内での使用に最適です。常温収縮は、高湿度、大気汚染、極端な温度の条件下では不可欠です。

疎水性に特に注意を払う必要があります。コールドカップリングに使用されるシリコーンゴムは、表面が破壊されたり汚れが付着しても撥水性が回復するというユニークな特性を持っています。ポリオレフィンにはこの利点がありません。表面に汚れや水分が蓄積すると、漏れ電流経路が現れ、フラッシュオーバーが発生する可能性があります。

プロジェクトの経済性: 初期価格と TCO

入札委員会にとっては購入価格が決定要因になることが多いですが、主任エンジニアにとっては総所有コスト (TCO) の方が重要です。 10 kV 変電所の例を使用して実際のコストを計算してみましょう。

熱収縮性カップリングのセットのコストは、常温収縮性類似品のコストよりも 2.5 倍低く抑えることができます。ただし、作業コストを追加すると、状況は変わります。熱収縮の取り付けには、より長い時間 (各段階で平均 45 ～ 60 分、コールドの場合は 15 ～ 20 分)、ガスシリンダーの使用、およびより資格のある (そして高価な) 専門家が必要です。

厳しい気候の地域における当社のプロジェクトの 1 つでは、お客様は当初、コストを節約するために熱収縮を選択しました。 3 年間の運用後、寒さと湿気の侵入による断熱材の亀裂のため、エンド シールの 15% を交換する必要がありました。ラインのダウンタイムや作業員の移動を含む緊急修理の費用は、当初の節約額の 4 倍を超えました。

石家荘市で 2004 年に設立された石家荘市電有限公司は、顧客にリスクについて正直に警告しながら、両方のタイプのソリューションを提供しています。当社の生産拠点には、シリコーンゴム加工工場と最新のポリオレフィン押出ラインが備えられています。屋外設置の重要なコンポーネントには常温収縮を、動作条件が安定している屋内開閉装置や二次線には熱収縮を推奨します。

プロジェクトにほこりの多い環境や化学物質が活発な環境 (たとえば、セメント工場や海岸の近く) での運用が含まれる場合、予定外のメンテナンスが行われないため、シリコン絶縁材に対する過剰な支払いが報われます。乾燥した暖房の効いた部屋では、シリコンの特性にお金を払いすぎても意味がありません。

設置要件と人的要因

ケーブル回線の故障統計によると、事故の 60% 以上が付属品の取り付けミスが原因で発生しています。常温収縮技術は、設置プロセスが可能な限り標準化されており、火を扱う作業のスキルに依存しないため、このリスクを大幅に軽減します。

熱収縮スリーブを取り付けるときは、ウォームアップ手順に従うことが重要です。空気を追い出し、空気の空洞 (ボイド) の形成を避けるために、常に中心から外側に向かって、または下から上に向かって作業を開始する必要があります。絶縁層の下に含まれる空気は部分放電の発生源となり、時間の経過とともに誘電体を破壊します。

設置業者が急いでいてカップリングが不均一に加熱されるという状況に何度も遭遇しました。その結果、接着層が広がる時間がなく、ケーブルの入り口部分に微小な亀裂が残りました。湿気が内部に侵入し、接点接続部の腐食を引き起こしました。常温収縮製品にはこの欠点はありません。シリコン自体が高い膨張圧力による凹凸をすべて埋めます。

ただし、常温収縮であっても、多くの要件があります。ケーブルの表面は徹底的に洗浄し、脱脂する必要があります。シリコンは機械的圧力を発生させますが、ほこりや油汚れが存在すると接着が妨げられることがあります。収縮後はカップリングを動かすことができなくなるため、コードを引っ張る前にカップリングを正しく配置することも重要です。

特定の条件に対する選択の推奨事項

CIS 諸国、東南アジア、中東への供給の経験に基づいて、当社は動作条件に応じてカップリングのタイプを選択するための明確な推奨事項を作成しました。

熱収縮スリーブを選択する場合:

• 屋内設置:降雨や紫外線に直接さらされない建物内の完全な開閉装置（開閉装置）用。
• 限られた予算:プロジェクトのコストが厳しく制限されており、事故のリスクが他の保護手段によって最小限に抑えられている場合。
• 非標準セクション:熱収縮では、収縮率が高いため (最大 4:1)、オーバーラップ直径の範囲が広くなることが多く、摩耗したケーブルや非標準のケーブルを扱う場合に便利です。
• 修理作業：基本的なツールのセットを備えた少人数のチームを使用して、ラインを迅速に復旧します。

常温収縮スリーブを選択する場合:

• 屋外設置:送電線のサポートや屋外の変電所では、紫外線、雨、温度変化に対する耐性が重要です。
• 爆発性エリア:安全規制により裸火の使用が禁止されている石油・ガス産業または化学生産施設。
• 高圧線 (35 kV 以上):ここでは、電界均一性の要件が最大限に要求され、シリコン絶縁によりパラメータの安定性が向上します。
• 困難な気候条件:極度に気温が低い地域（ヤクート、北部地域）では、ポリオレフィンが脆くなる可能性があります。

Shijiazhuang Hist Electric LLC の品揃えには、全サイクルのテストに合格した両方のタイプの製品が含まれています。当社の 1 kV 終端は、常温収縮性と熱収縮性の両方があり、厳しい気候条件の要件を満たすように設計されています。同社のエンジニアは、お客様の技術仕様に基づいて特定タイプのカップリングの選択をお手伝いいたします。

よくある質問

熱収縮スリーブは屋外で使用できますか?

はい、可能ですが、紫外線や降水からさらに保護している場合に限ります。通常、これには特別なケーシングまたはキャノピーが使用されます。保護しないと、ポリオレフィンは時間の経過とともに弾力性を失い、太陽の下でひび割れてしまいます。屋外設置の場合は、シリコーンベースの常温収縮ソリューションを強くお勧めします。

常温収縮スリーブの保存寿命はどれくらいですか?

常温収縮製品の保存寿命は、温度が維持された場合 (+35°C 以下)、通常 3 ～ 5 年です。時間が経つとシリコンの弾性が低下し、収縮力が低下することがあります。熱収縮製品は、直射日光や高温から保護されている限り、事実上無制限の保存寿命を持ちます。

取り付けには特別な工具が必要ですか?

熱収縮には、柔らかい炎のガスバーナーまたは工業用ヘアドライヤーが必要です。常温収縮の場合、特別な工具は必要ありません。絶縁体を取り除くための組み立てナイフと手袋で十分です。ただし、半導体層を高品質に除去するには、主ケーブルの絶縁体を損傷しないように特別なストリッパーが推奨されることがよくあります。

10 kV カップリングと 1 kV カップリングの違いは何ですか?

主な違いは、絶縁体の厚さと電場を調整する要素の存在です。中電圧結合 (6 ～ 10 kV 以上) では、ケーブル シールドの端での電界強度の均一化が重要であり、そのために応力制御チューブまたはマスチック フィラーが使用されます。低電圧結合 (最大 1 kV) では、この影響はそれほど顕著ではなく、設計はより単純です。

結論と調達戦略

熱収縮性カップリングと常温収縮性カップリングのどちらを選択するかは、初期コストと長期信頼性のバランスによって決まります。普遍的な答えはありません。屋内の乾燥した環境では、熱収縮が依然としてコスト効率の高い標準ですが、重要な屋外コンポーネントでは、シリコーン常温収縮が信頼性の点で誰もが認めるリーダーです。

Shijiazhuang Hist Electric Co., Ltd. は、深いエンジニアリング能力と産業の成熟度を組み合わせて、一貫した製品品質を保証します。当社には、最大 1000 kV までの試験が可能な独自の電気実験室があり、出荷前に各製品の安全性を検証できます。当社は設計組織やエネルギー供給会社と直接連携し、計算から設置まであらゆる段階で技術サポートを提供します。

疑わしい節約のために電力網のセキュリティを危険にさらさないでください。特定の用途や予算に合わせたケーブル アクセサリの選択についてのアドバイスが必要な場合は、今すぐお問い合わせください。

ケーブルカップリングとアクセサリのカタログ