Oprava kovových plen vysokonapěťových kabelů
I. Funkce kovových pláští a nutnost opravy
Kovový plášť vysokonapěťových kabelů je kovová ochranná struktura uložená vně izolační vrstvy, včetně typů jako olovnaté pláště, hliníkové pláště a ocelové drátěné zbrojení. Jeho základní funkce zahrnují mechanickou ochranu (odolnost proti vnějšímu nárazu a tlaku), elektrochemickou ochranu před korozi (izolace vlhkosti a půdních znečišťujících látek), elektromagnetickou čelost (snížení elektromagnetického rušení prostředí) a poskytování cesty pro uzení (zajištění bezpečného odvodu chybového proudu). Po poškození může kovový plášť vést k proniknutí vlhkosti do izolační vrstvy, místnímu zkreslení elektrického pole nebo dokonce k vážným nehodám, jako je prolomení kabelu a krátké spojení. Proto je přesná oprava různých typů poškození klíčová pro zajištění dlouhodobé bezpečné operace kabelového systému.
II. Diagnostika poruch a hodnocení před opravou
(A) Identifikace typů poškození
Mechanické poškození: Charakterizuje se dutinami, trhlinami nebo perforacemi v plášti, běžně způsobenými mechanickým valením nebo bodnutím ostrými předměty během instalace, nebo těsnivým roztržením v důsledku dlouhodobého propadání základny.
Elektrochemická koroze: Stray proudy v půdě nebo kyselé/alkalické prostředí mohou způsobit elektrochemickou korozi pláště, což je vidět na lokálním vzdouvání, rži, perforaci a bílých/zelených korozních produktech (hliníkový plášť) nebo černých sulfidech (olověný plášť).
Termické stárnutí: Dlouhodobé provozování s přetížením způsobuje otuhnutí materiálu pláště, což vede k trhlinám a odvrstvení, běžně nalezeném na spojích nebo oblastech s špatnou tepelnou vedením.
(B) Použití detekčních technologií
Vizuální kontrola: Použijte endoskopy nebo infračervené termografy k pozorování povrchu pláště, zaměřte se na identifikaci zřetelných míst poškození a horkých míst.
Test odolnosti pláště proti napětí: Přiložte stejnosměrné zkušební napětí (10 kV po dobu 1 minuty) k testování integrity izolace pláště. Neobvyklé zvýšení unikajícího proudu (>10 μA) naznačuje poškození.
Detekce částečných výbojků: Použijte čidlo vysokofrekvenčního proudu (HFCT) k zachycení signálů částečných výbojků na místech poškození, s přesností umístění ±0,5 m.
Hodnocení korozi půdy: Zběřte vzorky půdy z prostředí položení kabelu k testování pH, koncentrace chloridových iontů a hustoty stray proudu, což poskytuje základ pro výběr materiálů pro opravu.
III. Výběr materiálů a nástrojů pro opravu
(A) Základní opravné materiály
Materiály pro náhradu kovového pláště:
Stlačitelná hliníková manžeta: Vhodná pro opravu hliníkového pláště, s dobrým tažností a odolností proti korozi. Musí odpovídat vnějšímu průměru kabelu (tolerance ≤ ±0,5 mm).
Pásová slitina olova a cínu: Používá se pro opravu olověného pláště, nízký teplotní bod tavení (~183°C), snadno tepelně svařitelná, splňuje požadavky na čistotu podle GB/T 12706.2 (obsah olova ≥ 99,9%).
Korugovaná trubka ze nerezové oceli: Pro poškození ocelového zbrojení, vyrobena z nerezové oceli 304, tloušťka stěny ≥ 0,8 mm, s odolností proti nárazu a půdnímu stresu.
Izolační a uzavírací materiály:
Tepelně sbíhavá hadice z křížově vazivé polyethyleny (XLPE): Sbíhá při 120–140°C, poměr sbíhavosti ≥ 2:1, průrazná síla ≥ 25 kV/mm, vyžaduje horkomazlivou lepidlo pro uzavření.
Chladně sbíhavá hadice z silikonové gummy: Spoléhá na elastickou obnovu pro uzavření, není potřeba ohřevu, vhodná pro omezené prostory, tvrdost Shore 60 ± 5 Shore A, tanδ ≤ 0,003 (20°C, 50 Hz).
Butylka gumová uzavírací páskem: Používá se jako pomocná uzavírací vrstva, tahová síla ≥ 3 MPa, protahování při prasknutí ≥ 400%, odolnost proti stárnutí udržuje ≥ 80% výkonu po termálním stárnutí 100°C × 168 h.
Materiály proti korozi:
Zink-aluminiová slitina obětní anoda: Pro prostředí s vysokou korozi půdy, čistota anody ≥ 99,5%, hustota proudu ≥ 15 mA/m², navrhovaná životnost ≥ 20 let.
Polyvinylchloridová (PVC) protikorozní pásku: Tloušťka ≥ 0,4 mm, tahová síla ≥ 18 MPa, odolnost proti environmentálnímu stresu a trhlinám (ESCR) ≥ 1000 h.
(B) Specializované nástroje
Přípravné nástroje: Úhlová bruska (s 80-grit oxidem hliníku), drátová kartáč, anhydridový etanolový čisticí prostředek, nerezová kleště (pro odstranění produktů koroze).
Formovací nástroje: Hydraulický tlačný nástroj (tlačný rozsah 60–200 mm²), tepelná pistole (teplotní rozsah 50–600°C), speciální hořák pro olovnaté uzavření (plamenová teplota ≤ 300°C).
Testovací nástroje: Megohmmetr (2500 V, rozsah 0–10000 MΩ), dvojitý most (měření kontaktního odporu, přesnost ±0,1 μΩ), ultrazvukový tloušťkoměr (rozlišení 0,01 mm).
IV. Podrobné postupy opravy podle typu poškození
(A) Oprava mechanického poškození (příklad hliníkového pláště)
Příprava poškozené oblasti
Použijte úhlovou brusku k axiálnímu rozříznutí poškozeného pláště, délka řezu 5krát průměr poškození (minimálně ≥ 100 mm), exponujte čistý izolační štít.
Odstraňte ostřížky z okrajů pláště pomocí nerezové kleště, oslikujte do kovového lesku, očistěte olej ethanolu a sušte ≥ 15 minut.
Obnova kovového pláště
Vyberte stlačitelnou hliníkovou manžetu s vnitřním průměrem o 1 mm větším než vnější průměr kabelu, rovnoměrně natřete vnitřní stěnu vodivým tukem (níkový plnivo, objemový odpor ≤ 5×10⁻⁴ Ω·cm).
Posuňte manžetu přes poškozenou oblast, použijte metodu střídavého stlačení, stlačte od středu k okrajům. Po stlačení, odchylka protilehlých stran šestiúhelníku ≤ ±0,1 mm, kontaktový odpor ≤ 20 μΩ.
Uzavření a protikorozní zpracování
