Îmbătrânirea cablurilor

Cablurile, atât cele pentru energie cât și cele pentru comunicație sunt caracterizate de o anumită durată de viață, specificată de producător pentru condiții de funcționare extrem de stricte, de regulă de 25-30 de ani.

Orice depășire a acestor condiții de funcționare modifică însă drastic durata de viață a cablurilor. Cum urmărirea riguroasă a datelor privind funcționarea cablurilor (încărcare, temperatură, umiditate etc.) este practic imposibilă, rezultă o mare variabilitate a duratei de viață.

Astfel, un tip de cablu poate depăși în anumite aplicații(de exemplu cu o încărcare medie) durata de viață precizată de producător.

Pentru același tip de cablu, supus unor condiții de funcționare diferite(de exemplu cu o încărcare maximă și cu temperaturi de funcționare peste limitele precizate), durata de viață se reduce substanțial.

Explicația este simplă și ține de  fenomenul de îmbătrânire a cablurilor (cable aging în engleză). Îmbătrânirea cablurilor afectează diferit elementele componente ale cablurilor, respectiv:

• conductorul
• izolația

Conductorul de cupru este afectat de următoarele tipuri de solicitări:

• mecanice
• termice
• chimice

Conductorul este însă mai rezilient decât izolația. care este afectată și de alți factori suplimentari cum ar fi radiația solară.

Bineînțeles, se presupune că s-a ales cablul corect dimensionat, ținând cont de datele de funcționare din teren.

Inginerii producătorului de cabluri Prysmian au întocmit un ghid cuprinzător privind durata de viață a unui cablu. Cablurile Prysmian își vor îndeplini sau chiar vor depăși durata de viață proiectată atunci când sunt selectate și instalate corect în conformitate cu reglementările corespunzătoare.

Durata de viață proiectată a cablurilor Prysmian este de peste 25 de ani și este stabilită  pe baza unei încărcări maxime, adică se ia în considerare cablul  care funcționează la temperatura maximă a conductorului (70°C sau 90°C, în funcție de gradul de izolație) timp de 24 de ore pe zi și 365 de zile pe an.

Recomandarea specialiștilor este de a efectua controale periodice
Acest lucru se datorează faptului că durată de viață a cablurilor este afectată de fenomenul îmbătrânirii.

În general, se acceptă că un cablu va avea o durată de viață de 25-30 de ani, în condiții tipice, deși sunt numeroase cazurile în care cablul depășește cu mult acest interval de timp. De fapt, conductorul de cupru în sine va fi funcțional mult mai mult timp, potențial 50-100 de ani.

Cu toate acestea, factori precum mediul de instalare, temperatura, deteriorarea mecanică, gradul de încărcare, numărul de scurtcircuite,  modifică durata de viață a unui cablu. Înțelegerea acestor factori este esențială pentru a ajuta la alegerea produselor potrivite și a estima o durată de viață a cablurilor cât mai apropiată de cea reală.

Dacă un cablu nu este complet încărcat tot timpul, atunci se așteaptă ca el să depășească durata de viață proiectată de 25 de ani. Deoarece încărcarea oricărui cablu este probabil să fie variabilă, atunci durata de viață a cablului va fi, de asemenea, variabilă. De exemplu, dacă un cablu a fost încărcat doar timp de 8 ore pe zi, atunci durata de viață ar putea depăși 40 de ani. În schimb, în cazul cablului care funcționează la o temperatură cu 15°C mai mare decât temperatura maximă de funcționare specificată de producător,  durata de viață a acestuia s-ar putea reduce la mai puțin de 5 ani.

Din păcate, nu există o metodă de calcul definitivă sau simplă care să poată fi utilizată pentru a determina durata de viață reală a unui cablu fix.  Deși durata de viață proiectată a cablurilor Prysmian depășește 25 de ani, este important să se ia în considerare faptul că durata de viață reală a unui cablu depinde de mai mulți factori, care apar în condiții reale de funcționare, cum ar fi:

• Prezența altor circuite sau a unor surse de căldură și alegerea/dimensionarea necorespunzătoare 
• Deteriorări mecanice cauzate de forțe externe-întindere, răsucire, îndoire
• Prezența apei
• Contaminare chimică
• Radiații solare sau infraroșii
• Numărul de supraîncărcări
• Numărul de scurtcircuite
• Efectele armonicelor
• Temperatura la terminalele/conectorii cablurilor
• Temperatura cablului
• Instalare interioară sau exterioară
• Durata de viață a sarcinii
• Factori externi (fulgere)
• Îmbătrânirea izolației și apariția microfisurilor care îi reduc rezistența de izolație

Dacă îmbătrânirea cablurilor de joasă tensiune se poate testa folosind soluții relativ mai simple , existând și dispozitivele de protecție uzuale (în special protecția diferențială) , iată că în cazul mediei și înaltei tensiuni, sunt necesare soluții specializate. Îmbătrânirea izolației cablurilor de joasă și medie tensiune produce diminuarea  rezistenței de izolație și produce descărcari parțiale (PD) în conductori. Descărcările  parțiale apar de altfel nu numai în cabluri cu izolația deteriorată dar și în transformatoare, conectori etc. Acest efect al descărcărilor parțiale  stă la baza soluției PRY-CAM dezvoltată în ultimii ani de PRYSMIAN Group.