Tiêu chuẩn EN IEC 61394 Đường dây trên không - Yêu cầu về chất bôi trơn cho dây dẫn trần bằng nhôm, hợp kim nhôm và thép

Tiêu chuẩn “EN IEC 61394 Đường dây trên không - Yêu cầu về mỡ bôi trơn cho dây dẫn trần bằng nhôm, hợp kim nhôm và thép”, được phát triển bởi Ủy ban Kỹ thuật Điện quốc tế (IEC) và sau đó được công bố như một tiêu chuẩn châu Âu như một phần của nỗ lực hài hòa hóa, mô tả các yêu cầu và phương pháp thử nghiệm đối với các loại mỡ được thiết kế để bảo vệ các dây dẫn trên không tiếp xúc với môi trường khỏi bị ăn mòn.

Tiêu chuẩn này bao gồm các yêu cầu và phương pháp thử nghiệm đối với mỡ bôi trơn (hoặc các hợp chất tương tự) được thiết kế đặc biệt để bảo vệ chống ăn mòn cho các dây dẫn trần không sử dụng trong đường dây truyền tải và phân phối điện. Các dây dẫn này thường bao gồm:

• Dây nhôm
• Dây hợp kim nhôm
• Dây thép (mạ kẽm hoặc mạ nhôm)
• Hoặc kết hợp các phương án này.

Dây dẫn trần không bọc thép thường xuyên tiếp xúc với các điều kiện môi trường khắc nghiệt (mưa, độ ẩm, hơi muối, ô nhiễm công nghiệp, nhiệt độ cực đoan) có thể gây ăn mòn điện hóa, đặc biệt là giữa các kim loại khác nhau. Mỡ bôi trơn giúp lấp đầy các khe hở giữa các dây dẫn, tạo ra một lớp chắn chống lại hơi ẩm và oxy, đồng thời duy trì độ ổn định trong suốt vòng đời của dây dẫn (bao gồm sản xuất, lưu trữ, lắp đặt và vận hành trong điều kiện bình thường và ngắn mạch).

Chất bôi trơn cần có các đặc tính sau:

• Nó phải có khả năng bảo vệ chống lại sự ăn mòn do tác động của môi trường.
• Nó phải bám chắc vào dây dẫn.
• Nó không được rò rỉ, nhỏ giọt hoặc hư hỏng ở nhiệt độ hoạt động cao.
• Mạch ngắn phải duy trì hiệu quả trong suốt quá trình gia nhiệt.
• Nó không được làm hỏng các vật liệu dẫn điện hoặc làm tăng nhiễu hào quang.
• Nó phải tuân thủ các yêu cầu về sức khỏe và an toàn.

Tiêu chuẩn này định nghĩa hai loại sản phẩm chính:

• Các sản phẩm được sử dụng ở trạng thái nguội (ví dụ: các loại mỡ bôi trơn thông thường, thường có tính chất thixotropic hoặc bán rắn)
• Các sản phẩm được sử dụng khi còn nóng (ví dụ: các hợp chất gốc petrolatum)

Các khía cạnh hiệu suất chính được đề cập bao gồm:

• Điểm chảy (nhiệt độ mà tại đó mỡ chuyển thành dạng lỏng)
• Độ thấm/độ đặc (độ cứng hay mềm của mỡ)
• Độ bám dính ở nhiệt độ thấp
• Độ ổn định nhiệt độ cao
• Khả năng chống lão hóa
• Khả năng chống ăn mòn (đã được thử nghiệm trên các mẫu kim loại tương ứng)
• Độ ổn định của dây dẫn trong điều kiện nhiệt độ cao và ngắn mạch.
• Độ axit hoặc độ kiềm (đặc biệt đối với một số loại nhất định)

Các bài kiểm tra được chia thành hai nhóm: kiểm tra loại (để đánh giá/phê duyệt) và kiểm tra mẫu/thường quy (để kiểm soát chất lượng trong quá trình sản xuất).

Nhìn chung, các đặc điểm nổi bật của các bài kiểm tra như sau:

• Ví dụ về tiền xử lý
• Điểm nhỏ giọt (phương pháp dựa trên tiêu chuẩn ISO)
• Độ thấm / sự xuyên thấu hình nón
• Độ bám dính ở nhiệt độ thấp
• Lão hóa (thông qua quá trình chuẩn bị và tiếp xúc)
• Thử nghiệm ăn mòn (thường sử dụng phương pháp phun muối hoặc tương tự)
• Tính ổn định ở nhiệt độ cao trong các mẫu dẫn điện.
• Độ ổn định trong điều kiện ngắn mạch (trong các mẫu dây dẫn hoàn chỉnh)

Các phụ lục của tiêu chuẩn này cung cấp các quy trình quy phạm chi tiết cho các thử nghiệm cụ thể (ví dụ: phương pháp độ axit/kiềm, chuẩn bị mẫu thử lão hóa, độ ổn định ở nhiệt độ cao và ngắn mạch).

Trong thiết kế và bảo trì đường dây trên không, việc sử dụng mỡ bôi trơn phù hợp với tiêu chuẩn EN IEC 61394 giúp kéo dài tuổi thọ của dây dẫn, đặc biệt là ở các khu vực ven biển, công nghiệp hoặc bị ô nhiễm, nơi sự ăn mòn làm tăng tốc độ xuống cấp. Nhiều nhà sản xuất dây dẫn và công ty phân phối điện tham khảo tiêu chuẩn này khi quy định các yêu cầu bôi trơn cho dây dẫn nhôm, dây dẫn cốt thép hoặc các loại dây dẫn tương tự.

Tiêu chuẩn EN IEC 61394 là cần thiết vì các dây dẫn trên không không bọc vỏ, loại phổ biến nhất là dây dẫn nhôm có cốt thép, đặc biệt là trong các đường dây truyền tải và phân phối điện cao áp, phải đối mặt với nguy cơ ăn mòn đáng kể trong điều kiện vận hành thực tế. Nếu không có lớp bảo vệ bằng mỡ bôi trơn đạt tiêu chuẩn và đáng tin cậy này, dây dẫn có thể bị xuống cấp sớm, dẫn đến tuổi thọ ngắn, hỏng hóc cơ học, tăng chi phí bảo trì, thậm chí gây ra thời gian ngừng hoạt động hoặc nguy cơ mất an toàn.

Dây dẫn điện trên không không bọc thép hoạt động trong nhiều thập kỷ (thường có tuổi thọ thiết kế từ 40-60 năm) tiếp xúc với không khí và phải đối mặt với những vấn đề sau:

• Độ ẩm không khí, mưa, hơi nước (nước thấm vào các khe nứt trên bãi biển).
• Các chất gây ô nhiễm (khí thải công nghiệp, mưa axit, bụi).
• Hơi nước mặn/các hạt bụi biển (đặc biệt mạnh ở các khu vực ven biển hoặc ngoài khơi).
• Ăn mòn điện hóa (dây dẫn nhôm được gia cường bằng thép tiếp xúc với lõi thép mạ kẽm, nhôm đóng vai trò là cực dương và bị ăn mòn chủ yếu khi có chất điện giải (hơi ẩm + muối)).
• Ma sát và mài mòn (rung động do gió, chuyển động nhanh và chuyển động do gió gây ra tạo ra các chuyển động nhỏ giữa các dây dẫn, làm nứt lớp oxit bảo vệ hoặc lớp phủ kẽm và đẩy nhanh quá trình ăn mòn).
• Sự thay đổi nhiệt độ liên tục (biến đổi hàng ngày hoặc theo mùa và sự gia nhiệt từ dòng điện tải, nếu không phù hợp, sẽ thúc đẩy sự xâm nhập của hơi ẩm và sự phân hủy chất bôi trơn).

Trong điều kiện khắc nghiệt (ví dụ: trong môi trường ô nhiễm nặng hoặc môi trường biển), dây dẫn nhôm không được che chắn hoặc được che chắn không đầy đủ với lõi thép gia cường đã cho thấy sự ăn mòn đáng kể chỉ trong vòng 5-10 năm. Hiện tượng rỗ bề mặt nhôm, gỉ sét lõi thép, mất độ bền cơ học, và cuối cùng là đứt dây hoặc hỏng lõi đã xảy ra.

Mỡ bôi trơn lấp đầy các khe hở giữa các dây dẫn trong quá trình sản xuất, tạo ra rào cản vật lý sau:

• Nó ngăn chặn hơi ẩm và oxy (ngăn ngừa quá trình oxy hóa và các hiệu ứng điện hóa).
• Nó cung cấp sự bảo vệ trong quá trình lưu trữ, vận chuyển và lắp đặt cáp (trước khi đường dây được cấp điện).
• Nó vẫn duy trì hiệu quả trong thời gian dài (liên tục ở nhiệt độ hoạt động từ 70-90 độ, thậm chí cao hơn trong trường hợp quá tải/ngắn mạch).
• Nó giúp giảm thiểu hư hỏng do ma sát (bằng cách bôi trơn các mối nối dây).
• Nó không thúc đẩy sự hình thành hào quang hoặc làm tăng nhiễu sóng vô tuyến.

Tuy nhiên, không phải tất cả các loại mỡ bôi trơn đều có hiệu suất như nhau. Một số loại tan chảy và rò rỉ ở nhiệt độ cao, trong khi những loại khác bị nứt, khô hoặc trở nên có tính axit/kiềm. Mỡ bôi trơn kém chất lượng có thể giữ lại hơi ẩm hoặc bị phân hủy khi gia nhiệt ngắn mạch.

Tóm lại, tiêu chuẩn EN IEC 61394 là một biện pháp an toàn thiết thực nhằm ngăn ngừa một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra sự cố và thay thế sớm dây dẫn đường dây trên không.

Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên có năng lực và kinh nghiệm, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ kiểm thử tiên tiến mà họ yêu cầu và hỗ trợ họ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp các dịch vụ kiểm thử tuân thủ tiêu chuẩn EN IEC 61394.