Jaký vliv má teplota na výkon napájecích kabelů

Výkon napájecího kabelu jako důležitá součást připojení napájecího zdroje a elektrického zařízení má přímý vliv na bezpečnost a stabilitu zařízení. Teplota je jedním z klíčových faktorů ovlivňujících výkon napájecího kabelu. Výkon napájecího kabelu v prostředí s vysokou nebo nízkou teplotou je výrazně odlišný, což bude mít hluboký dopad na jeho vodivost, izolaci a mechanickou pevnost.

Vodivý výkon
Vodivost napájecí kabel úzce souvisí s odolností použitého materiálu. Měď a hliník jsou běžně používané materiály vodičů pro napájecí kabely a odpor těchto materiálů se mění s teplotou. Podle fyzikálních principů se odolnost kovů zvyšuje s rostoucí teplotou. To znamená, že v prostředí s vysokou teplotou může proudová zatížitelnost napájecích kabelů klesnout, což má za následek zvýšené ztráty výkonu a zvýšené zahřívání. Například měrný odpor mědi je asi 1,68 × 10^-8 Ω·m při 20 °C, zatímco při 100 °C se měrný odpor zvýší asi 1,5krát. Toto zvýšení odporu způsobí, že se při průchodu proudu vytvoří více tepla a vytvoří se začarovaný kruh. Proto musí být v prostředí s vysokou teplotou přehodnocena jmenovitá proudová zatížitelnost napájecích kabelů, aby se zabránilo přetížení a potenciálnímu riziku požáru.

Izolační výkon
Izolační vrstva napájecího kabelu je důležitou součástí ochrany vodiče a zabránění úniku. Výkon izolačních materiálů může vykazovat významné rozdíly za různých teplotních podmínek. Vysoká teplota může zintenzivnit pohyb molekul izolačního materiálu, způsobit jejich stárnutí, degradaci nebo dokonce roztavení, čímž se snižuje izolační výkon. Běžné izolační materiály, jako je polyvinylchlorid (PVC), polyethylen (PE) a zesíťovaný polyethylen (XLPE), mají různou tepelnou odolnost a rychlost stárnutí v prostředí s vysokou teplotou. Například tepelná odolnost PVC je obvykle kolem 70°C. Po překročení této teploty se jeho izolační výkon výrazně snižuje a zvyšuje se riziko úniku nebo zkratu. Naproti tomu zesíťovaný polyetylen (XLPE) má vyšší tepelnou odolnost a může obvykle stabilně pracovat v prostředí mezi 90 °C a 120 °C. Proto je v prostředí s vysokou teplotou klíčové zvolit správný izolační materiál.

V prostředí s nízkou teplotou jsou ovlivněny i izolační materiály. Některé izolační materiály mohou při nízkých teplotách zkřehnout, což zvyšuje riziko praskání. V tomto okamžiku se mohou v izolační vrstvě napájecího kabelu objevit praskliny, které způsobí únik nebo zkrat. V prostředí s extrémně nízkou teplotou by proto měly být vybrány napájecí kabely vhodné pro provoz při nízkých teplotách, aby byla zajištěna účinnost jejich izolačního výkonu.

Mechanická pevnost Na mechanickou pevnost napájecího kabelu mají vliv také teplotní výkyvy. V prostředí s vysokou teplotou může izolační materiál měknout, což má za následek snížení pevnosti v tahu a odolnosti napájecího kabelu v ohybu. V tomto případě je pravděpodobnější, že se napájecí kabel zlomí nebo poškodí, když je vystaven mechanickému namáhání (jako je natahování, ohýbání nebo stlačení). V prostředí s nízkou teplotou se houževnatost některých materiálů může snížit, stanou se křehčími a snadno se rozbijí působením vnějších sil. Při výběru napájecího kabelu je proto třeba plně zohlednit teplotní rozsah prostředí, ve kterém se bude používat, aby bylo zajištěno, že jeho mechanická pevnost může splňovat skutečné potřeby.