NABAK COMPOSITE
NBK-INSULATION-1405
FRP / GRP · ELECTRICAL SAFETY
عایق الکتریکی FRP / GRP
nabakcomposite.com
NABAK COMPOSITE
NBK-INSULATION-1405 · عایق الکتریکی FRP/GRP
nabakcomposite.com
راهکارهای کامپوزیتی برای فردایی مقاوم‌تر
صفحه ۰۱ / ۰۳
مرجع فنی عایق الکتریکی FRP
برق‌گرفتگی، خطر پنهان ابزار و سازه‌ی فلزی؛ ایمنی مهندسی با FRP و GRP
فلزات، به دلیل ابر الکترونی آزاد در ساختار اتمی خود، هادی الکتریسیته هستند؛ به همین دلیل هر جزء
فلزی در مجاورت تجهیزات برق‌دار — تابلو، خط فشار قوی، ترانسفورماتور یا کابل — به‌طور بالقوه مسیر عبور جریان
خطا و شوک الکتریکی به بدن اپراتور می‌شود. طبق آمار سازمان‌های ایمنی صنعتی، بخش قابل‌توجهی از حوادث برق‌گرفتگی
در محیط‌های صنعتی، ناشی از تماس ابزار یا سازه‌ی فلزی با تجهیزات برق‌دار است. پروفیل‌های کامپوزیتی
FRP (پلیمر تقویت‌شده با الیاف) و GRP ناباک کامپوزیت، به دلیل ماهیت پلیمری
عایق خود، این مسیر خطرناک هدایت را از ریشه حذف می‌کنند.
۱۰¹²–۱۰¹⁴
مقاومت حجمی
(Ω·cm) ماتریس پلیمری
۱۰+
مقاومت دی‌الکتریک
(kV/mm) مقطع FRP
۰٪
هدایت الکتریکی
در جسم پروفیل
≈۱/۴
وزن نسبت به فولاد
در مقطع معادل
۱چرا فلز خطرناک است و کامپوزیت ایمن؟
ابزار و سازه‌ی فلزی
- هادی الکتریسیته؛ مسیر عبور جریان خطا و شوک برق
- خطر برق‌گرفتگی در مجاورت تجهیزات فشار قوی
- نیاز به تست و عایق‌کاری دوره‌ای دسته و بدنه ابزار
- ریسک قوس الکتریکی (Arc Flash) در تماس ناخواسته
- نیاز به اتصال زمین و اقدامات ایمنی اضافه
پروفیل و ابزار کامپوزیتی FRP / GRP ناباک
- ماتریس پلیمری ذاتاً غیرهادی؛ فاقد الکترون آزاد
- ایمن در مجاورت تجهیزات برق‌دار و فشار قوی
- بدون نیاز به عایق‌کاری یا پوشش حفاظتی اضافه
- عدم امکان تشکیل قوس الکتریکی از طریق بدنه
- کاهش نیاز به اتصال زمین در تجهیزات جانبی
◆
در تصویر بالا، دسته‌ی بیل کامپوزیتی ناباک در مجاورت مستقیم تابلوی برق با علامت «خطر — ولتاژ بالا»
به کار گرفته شده است؛ چیزی که با دسته‌ی فلزی معمولی، ریسک برق‌گرفتگی جدی برای اپراتور ایجاد می‌کرد.
این خاصیت غیر رسانا (Non-Conductive) بودن، ویژگی ذاتی رزین و الیاف شیشه است، نه یک پوشش سطحی
که با گذشت زمان یا سایش از بین برود.
NBK-INSULATION-1405 · مکانیزم عایق‌بودن الکتریکی
nabakcomposite.com
راهکارهای کامپوزیتی برای فردایی مقاوم‌تر
صفحه ۰۲ / ۰۳
۲مکانیزم عایق‌بودن در سطح مواد
برخلاف فلزات که ابر الکترونی آزاد دارند، در ساختار مولکولی رزین ترموست (وینیل‌استر یا
پلی‌استر) هیچ الکترون آزادی برای هدایت جریان وجود ندارد؛ الکترون‌ها در پیوندهای کووالانسی محکم بین اتم‌ها
گرفتار هستند. الیاف شیشه E-Glass نیز به‌طور ذاتی عایق‌اند و در ترکیب با رزین، مقطعی یکپارچه
و کاملاً غیرهادی تشکیل می‌دهند. نتیجه، پروفیلی است که در تمام حجم خود — نه فقط سطح — در برابر عبور جریان
الکتریکی مقاوم است؛ خاصیتی که با سایش، خط‌وخش یا گذر زمان از بین نمی‌رود.
فاقد الکترون آزاد در ساختار مولکولی؛ مقاومت حجمی بسیار بالا و پایداری عایق در رطوبت و دمای متغیر محیط کار.
عایق ذاتی در کنار تأمین مقاومت کششی و خمشی؛ برخلاف الیاف کربن که هادی است، الیاف شیشه خاصیت دی‌الکتریک مقطع را حفظ می‌کند.
خاصیت غیرهادی در تمام ضخامت پروفیل برقرار است، نه فقط لایه‌ی سطحی؛ زخم یا سایش سطحی، مسیر هدایت ایجاد نمی‌کند.
عدم امکان تشکیل مسیر یونیزه در بدنه؛ کاهش ریسک قوس الکتریکی (Arc Flash) نسبت به تجهیزات و سازه‌های فلزی مجاور تابلوهای برق.
مسدود شدن مسیر جریان الکتریکی در گریتینگ عایق FRP
۳مقایسه فنی خاصیت عایق الکتریکی
مقایسه پروفیل کامپوزیتی FRP/GRP ناباک با فولاد، آلومینیوم، فولاد گالوانیزه و استیل ۳۱۶ از نظر رفتار الکتریکی
| معیار مهندسی |
FRP / GRP |
فولاد ساده |
آلومینیوم |
فولاد گالوانیزه |
استیل ۳۱۶ |
| هدایت الکتریکی |
عایق | هادی | هادی بالا | هادی | هادی |
| مقاومت دی‌الکتریک (تقریبی) |
۱۰+ kV/mm | — | — | — | — |
| ریسک برق‌گرفتگی در تماس با تجهیزات برق‌دار |
بسیار پایین | بالا | بالا | بالا | بالا |
| نیاز به اتصال زمین سازه |
خیر | بله | بله | بله | بله |
| امکان تشکیل قوس الکتریکی (Arc Flash) |
ندارد | دارد | دارد | دارد | دارد |
| تداخل با میدان‌های الکترومغناطیسی |
خیر (شفاف به EMI) | دارد | دارد | دارد | دارد |
| وزن نسبی مقطع معادل |
۱ (مبنا) | ≈ ۴× | ≈ ۱٫۵× | ≈ ۴× | ≈ ۴× |
مقادیر بر پایه رفتار متعارف مواد در دمای محیط است؛ مقاومت دی‌الکتریک دقیق هر مقطع به ضخامت، نوع رزین و نتایج آزمون ASTM D149 بستگی دارد و از واحد فنی ناباک کامپوزیت قابل دریافت است.
NBK-INSULATION-1405 · کاربرد صنعتی و پذیرش مهندسی
nabakcomposite.com
راهکارهای کامپوزیتی برای فردایی مقاوم‌تر
صفحه ۰۳ / ۰۳
۴کاربرد در صنایع و تاسیسات برق
پست‌های برق فشار قویگریتینگ، نرده و سکوی عایق در مجاورت مستقیم تجهیزات برق‌دار
نیروگاه و نیروگاه‌های برققفسه کابل و پل عبور عایق در مسیر خطوط فشار متوسط و قوی
معادن و تونل‌سازیابزار دستی و سازه عایق در مجاورت تجهیزات برقی زیرزمینی
مخابرات و اتاق‌های برقنردبان و سکوی کار ایمن در کنار تابلو و تجهیزات حساس
راه‌آهن برقی و متروسازه و نرده عایق در مجاورت خطوط هوایی و ریل برق‌دار
قفسه کابل عایق FRP برای پست‌های برق و نیروگاه
۵چرا مهندسان این راهکار را می‌پذیرند؟
امکان کار در مجاورت تجهیزات برق‌دار بدون قطعی کامل برق (بسته به پروتکل ایمنی پروژه)، بدون نیاز به اتصال زمین موقت سازه و ابزار کار.
حذف نیاز به فاصله ایمنی اضافه یا عایق‌سازی جداگانه در طراحی مسیرهای دسترسی نزدیک تجهیزات برق‌دار؛ انتخاب مقطع متناسب با سطح ولتاژ محیط.
داده‌های مقاومت دی‌الکتریک و مقاومت حجمی به‌صورت جدول‌بندی‌شده در کنار مشخصات مکانیکی مقطع ارائه می‌شود؛ قابل استناد در محاسبات ایمنی برق پروژه.
انطباق با استانداردهای آزمون دی‌الکتریک بین‌المللی و گواهی کیفیت کارخانه‌ای، تأیید فنی مطمئن برای پروژه‌های حساس برقی را ممکن می‌کند.
◆
خاصیت عایق الکتریکی مقاطع ناباک کامپوزیت مطابق روش‌های آزمون
ASTM D149 (مقاومت دی‌الکتریک)، ASTM D257 (مقاومت حجمی و سطحی) و
IEC 60243 در آزمایشگاه کنترل کیفیت مورد سنجش قرار می‌گیرد و هر محموله با
گزارش کیفیت کارخانه‌ای (Mill Test Report) عرضه می‌شود.
◆
توجه مهندسی: خاصیت عایق الکتریکی پروفیل FRP جایگزین اقدامات ایمنی استاندارد کار در مجاورت
برق (قفل و برچسب، اتصال زمین سیستم، ابزار عایق تأییدشده) نیست؛ این ویژگی مکمل پروتکل‌های ایمنی HSE
پروژه است و باید در کنار آن‌ها به کار رود.
