Επισκευή μεταλλικών φωλιών υψηλής τάσης

I. Συναρμογές του Μεταλλικού Περίβλημα και Ανάγκη Επισκευής

Το μεταλλικό περίβλημα υψηλής τάσης καλωδίων είναι μια μεταλλική δομή αποκλεισμού που τοποθετείται εκτός του επιμέρους στρώματος, περιλαμβάνοντας τύπους όπως περίβλημα πλούμβου, αλουμινίου και χάλυβα. Οι βασικές λειτουργίες του περιλαμβάνουν μηχανική προστασία (αντιμετώπιση εξωτερικών επιπτώσεων και πίεσης), προστασία από ηλεκτροχημική διάβρωση (απομόνωση υγρασίας και ρυπαντών του εδάφους), ηλεκτρομαγνητικό αποκλεισμό (μείωση της ηλεκτρομαγνητικής διαταραχής στο περιβάλλον) και παροχή μιας διαδρομής γερμανίσματος (εγγύηση ασφαλούς αποστροφής ρευμάτων σφάλματος). Μετά από κατάρρευση, το μεταλλικό περίβλημα μπορεί να οδηγήσει σε εισόδους υγρασίας στο επιμέρους στρώμα, τοπική διάβρωση του ηλεκτρικού πεδίου ή ακόμη και σοβαρά ατυχήματα όπως κατάρρευση καλωδίου και μικροσχέδια. Συνεπώς, ακριβής επισκευή στόχευσης διαφορετικών τύπων καταστροφών είναι κρίσιμη για την εγγύηση της μακροχρόνιας ασφαλούς λειτουργίας του συστήματος καλωδίων.

II. Διάγνωση Σφάλματος και Αξιολόγηση Πριν την Επισκευή

(A) Αναγνώριση Τύπων Καταστροφών

• Μηχανική Καταστροφή: Χαρακτηρίζεται από κοίλωμα, ρωγμές ή τρύπες στο περίβλημα, συνήθως προκαλείται από μηχανική κυλίση ή ενέργεια οξείων αντικειμένων κατά την εγκατάσταση, ή ρήξη λόγω μακροχρόνιας χαλάρωσης της θεμελίωσης.

• Ηλεκτροχημική Διάβρωση: Ξενόρματα στο εδάφος ή οξείδα/βασικά περιβάλλοντα μπορούν να προκαλέσουν ηλεκτροχημική διάβρωση του περιβλήματος, εμφανίζονται ως τοπική φουσκάρικη, σκούρια, τρύπες και λευκά/πράσινα προϊόντα διάβρωσης (περίβλημα αλουμινίου) ή μαύρα σουλφίδια (περίβλημα πλούμβου).

• Θερμική Γήρανση: Η μακροχρόνια υπερφόρτωση προκαλεί εμβριθήρανση του υλικού του περιβλήματος, επιφέροντας ρωγμές και ξεστράβιση, συνηθώς σε συνδέσεις ή περιοχές με κακή αποδόσεις θερμότητας.

(B) Εφαρμογή Τεχνολογιών Ανίχνευσης

• Οπτική Έλεγχος: Χρήση ενδοσκοπίων ή θερμογραφικών κάμερων υψηλής τάσης για την παρατήρηση της επιφάνειας του περιβλήματος, εστιάζοντας στην αναγνώριση προφανών σημείων καταστροφής και ζώνων θερμίδας.

• Έλεγχος Αντοχής Περιβλήματος σε Τάση: Εφαρμογή DC αντοχής (10 kV για 1 λεπτό) για τον έλεγχο της ακεραιότητας της επιμέρους αποκλειστικότητας. Ανώμαλη αύξηση του ρεύματος διαρροής (>10 μΑ) δείχνει καταστροφή.

• Ανίχνευση Μερικής Εκπέμπτησης: Χρήση αισθητήρων υψηλής συχνότητας (HFCT) για την απόκτηση σημάτων μερικής εκπέμπτησης σε σημεία καταστροφής, με ακρίβεια τοποθέτησης εντός ±0.5 m.

• Αξιολόγηση Καταστροφικότητας Εδάφους: Συλλογή δειγμάτων εδάφους από το περιβάλλον εγκατάστασης του καλωδίου για τον έλεγχο pH, πυκνότητας ιόντων χλωρίου και πυκνότητας ξενόρματος, παρέχοντας βάση για την επιλογή υλικών επισκευής.

III. Επιλογή Υλικών και Εργαλείων Επισκευής

(A) Βασικά Υλικά Επισκευής

• Υλικά Αντικατάστασης Μεταλλικού Περιβλήματος:

• Συμπίεστη Θήκη Σύνθεσης Σύνθετου Αλουμινίου: Ικανή για την επισκευή περιβλήματος αλουμινίου, με καλή διαμορφωτικότητα και αντιοξειδωτική αντοχή. Πρέπει να ταιριάζει στο εξωτερικό διάμετρο του καλωδίου (αποδοχή ≤ ±0.5 mm).

• Λωρίδα Σύνθεσης Πλούμβου-Εστανίου: Χρησιμοποιείται για την επισκευή περιβλήματος πλούμβου, χαμηλή σημείωση θερμοκρασίας (~183°C), εύκολη για θερμική συγκόλληση, συμμορφική με τις απαιτήσεις GB/T 12706.2 (περιεχόμενο πλούμβου ≥ 99.9%).

• Παχνωμένη Σύνθεση Ρυθμιζόμενης Λωρίδας Σταίνλες: Για την καταστροφή χάλυβα, κατασκευασμένη από 304 σταίνλες, πάχος τοίχου ≥ 0.8 mm, με αντοχή σε επίπληξη και στρες εδάφους.

• Υλικά Επιμέρους και Σφραγίδας:

• Λωρίδα Θερμοσυρτήρα Συμπίεσης Πολυεθυλενης (XLPE): Συρτήρας σε 120–140°C, λόγος συρτήρα ≥ 2:1, ισχύς διάβρωσης ≥ 25 kV/mm, απαιτεί θερμοσυρτήρα για σφραγίδα.

• Λωρίδα Συμπίεσης Ψυχρής Ανάκαμψης Σιλικόνης: Βασίζεται στην ελαστική ανάκαμψη για σφραγίδα, χωρίς ανάγκη θέρμανσης, κατάλληλη για περιορισμένες χώρες, σκληρότητα Shore 60 ± 5 Shore A, tanδ ≤ 0.003 (20°C, 50 Hz).

• Βάντα Σφραγίδας Βυτύλιου: Χρησιμοποιείται ως συμπληρωματικό στρώμα σφραγίδας, τάση διάρρηξης ≥ 3 MPa, εκτάση διάρρηξης ≥ 400%, αντοχή σε γήρανση διατηρεί ≥ 80% απόδοση μετά 100°C × 168 h θερμικής γήρανσης.

• Υλικά Προστασίας από Διάβρωση:

• Ζυγός Αλουμινίου-Ανθρακανθράκης: Για περιβάλλοντα εδάφους με υψηλή διάβρωση, καθαρότητα άνθρακα ≥ 99.5%, πυκνότητα ρεύματος ≥ 15 mA/m², σχεδιασμός ζωής ≥ 20 χρόνια.

• Βάντα Προστασίας από Διάβρωση Πολυβινυλοχλωρίου (PVC): Πάχος ≥ 0.4 mm, τάση διάρρηξης ≥ 18 MPa, αντοχή σε περιβαλλοντική στρες διάρρηξη (ESCR) ≥ 1000 h.

(B) Ειδικά Εργαλεία

• Εργαλεία Προετοιμασίας: Άνωθεν γρανίτης (με 80-grit γρανίτης αλουμινίου), σιδερένιο πέτσο, καθαριστικό ηθανόλη, σκυρόδοκτη σταίνλες (για αφαίρεση προϊόντων διάβρωσης).

• Εργαλεία Φορμίρεσης: Υδραυλικό εργαλείο συμπίεσης (πεδίο συμπίεσης 60–200 mm²), θερμοπιστόλη (πεδίο θερμοκρασίας 50–600°C), πιστόλη σφραγίδας πλούμβου (θερμοκρασία φλάμας ≤ 300°C).

• Εργαλεία Ελέγχου: Μεγαομμέτρο (2500 V, πεδίο 0–10000 MΩ), διπλό υποδοχείο (μέτρηση επαφής ρεύματος, ακρίβεια ±0.1 μΩ), υπερηχητικό δείκτη πάχους (ανάλυση 0.01 mm).

IV. Λεπτομερείς Διαδικασίες Επισκευής ανά Τύπο Καταστροφής

(A) Επισκευή Μηχανικής Καταστροφής (Παράδειγμα Περίβλημα Αλουμινίου)

• Προετοιμασία Περιοχής Καταστροφής

• Χρήση άνωθεν γρανίτης για τον άνοιγμα του κατεστραμμένου περιβλήματος αξονικά, με μήκος κοπής 5 φορές το διάμετρο της καταστροφής (ελάχιστο ≥ 100 mm), αποκαλύπτοντας καθαρό επιμέρους στρώμα.

• Αφαίρεση ακρωτηριασμών από τα άκρα του περιβλήματος με σκυρόδοκτη σταίνλες, πετσέτα μέχρι μεταλλικό λάμπος, καθαρισμό λαδιού με ηθανόλη, και στέγνωση για ≥ 15 λεπτά.

• Αποκατάσταση Μεταλλικού Περιβλήματος

• Επιλογή θήκης συμπίεσης σύνθετου αλουμινίου με εσωτερικό διάμετρο 1 mm μεγαλύτερο από το εξωτερικό διάμετρο του καλωδίου, ομοιόμορφη επένδυση εσωτερικού τοίχου με ηλεκτρολύτη βρώμη (νικελιού υποστηριζόμενη, όγκος αντίστασης ≤ 5×10⁻⁴ Ω·cm).

• Κίνηση της θήκης στην περιοχή καταστροφής, χρήση μεθόδου Συμπίεσης Στροβίλιου, συμπίεση από το κέντρο στα άκρα. Μετά τη συμπίεση, απόκλιση αντίθετων πλευρών σε εξαγωνικό ≤ ±0.1 mm, αντίσταση επαφής ≤ 20 μΩ.

• Σφραγίδα και Προστασία από Διάβρωση

• Εγκατάσταση βάντας σφραγίδας βυτύλιου με 50% επικάλυψη, δημιουργία στρώματος σφραγίδας ≥ 3 mm πάχου, επέκταση ≥ 50 mm πέρα από το ανεπηρεασμένο περίβλημα σε κάθε άκρο.

• Εγκατάσταση λωρίδας θερμοσυρτήρα, θέρμανση σταδιακά από το κέντρο στα άκρα (120°C → 140°C) για να αποφευχθούν φυσαλίδες. Μετά την ψύξη, έλεγχος ομοιόμορφης συρτήρας (μετά τη συρτήρα πάχος τοίχου ≥ 2 mm).

• Εγκατάσταση βάντας αντιδιάβρωσης PVC εξωτερικά σε μισή επικάλυψη σπείρα, δέση άκρων με λωρίδες σταίνλες (τορμός 15–20 N·m).

(B) Επισκευή Ηλεκτροχημικής Διάβρωσης (Σύνθεση Περιβλήματος Χάλυβα + Πλούμβου)

• Αφαίρεση Προϊόντων Διάβρωσης

• Χρήση σανδαλίσματος (άμμος κουάρτζου 80–120 mesh, πίεση 0.4–0.6 MPa) για την αφαίρεση ρυσίου από τον χάλυβα, αποκαλύπτοντας γκρίζο-λευκό μεταλλικό βάση, επιφάνεια πληξίδα Sa2.5 βαθμό.

• Τροποποίηση περιοχής διάβρωσης πλούμβου με πλάνο πλούμβου, δημιουργία μιας ομαλής μετάβασης με κλίση ≥ 1: