Korkean jännitteen kaapelin metallipuolen korjaus

I. Metallinen kuorin toiminnot ja korjauksen tarve

Korkean jännitteen kaapelien metallinen kuori on metallinen suojarakennelma, joka on ladattu eristyskerroksen ulkopuolelle, mukaan lukien tyyppejä kuten lyijykuoret, alumiinikuoret ja teräsrauta. Sen ydinominaisuudet sisältävät mekaanisen suojan (ulkopuolisista iskujen ja paineen vastustamiseksi), elektrokemiallisen sähköhaurauden suojan (kosteuden ja maaperän saasteiden eristämiseksi), sähkömagneettisen suojan (sähkömagneettisen häiriön vähentämiseksi ympäristössä) ja maanjohdon tarjoamisen (varmistamaan turvallinen virran purkautuminen). Kun se on vaurioitunut, metallinen kuori voi johtaa eristyskerroksen kosteuteen, paikallisen sähkökentän vääristymiseen tai jopa vakaviin onnettomuuksiin, kuten kaapelin romahdukseen ja pistokeille. Siksi tarkka korjaus eri vaurioiden käsittelyyn on elintärkeää varmistaaksemme kaapelijärjestelmän pitkäaikaisen turvallisen toiminnan.

II. Vika-analyysi ja arviointi ennen korjausta

(A) Vaurioiden tunnistaminen

• Mekaaninen vaurio: Määritellään kuoren taivutuksilla, reikoilla tai läpäisyillä, yleensä aiheutuneena mekaanisesta rullailusta tai terävillä esineillä aiheutetusta läpäisyvauriosta asennuksen aikana, tai venymärikon seurauksena pitkäaikaisessa perustan syvenemisessä.

• Elektrokemiallinen sähköhauraus: Maaperän satunnaisvirrat tai happaman/pohjanomainen ympäristö voivat aiheuttaa kuoren elektrokemiallista sähköhaurautta, mikä näkyy paikallisesti puhdistuneena, roskana, läpäisynä ja valkoisilla/vihreillä sähköhauraus tuotteilla (alumiinikuori) tai mustilla sulfideilla (lyijykuori).

• Lämpöikääntymisen vaurio: Pituista ylikuormitusta aiheuttava kuoren materiaalin kovettuminen, mikä johtaa rakoiluun ja eristyminen, yleensä löytyy liitospaikoissa tai huonoissa lämpötilassa.

(B) Havaintoteknologian soveltaminen

• Visuaalinen tarkastus: Käytä endoskooppia tai infrapunasäteilykuvantajaa havainnoimaan kuoren pintaa, keskittyen selvästi havaittavien vaurioiden ja kuumien pisteiden tunnistamiseen.

• Kuoren sähkövihan testi: Sovella DC-sähkövihaa (10 kV minuutin ajan) testataksesi kuoren eristysintegriteettiä. Normaalista poikkeava vuodatuksen lisääntyminen (>10 μA) osoittaa vaurion.

• Osittainen purkautumisen havainto: Käytä korkeataajuusmuuttujia (HFCT) osittaisen purkautumisen signaalien nappaamiseen vauriopisteissä, paikan määritystarkkuus ±0.5 m.

• Maaperän sähköhaurauden arviointi: Kerää maaperästä otoksia kaapelin asennuksen ympäristöstä pH:n, kloorioni pitoisuuden ja satunnaisvirran tiheyden testaamiseksi, tarjoaa perustan korjausmateriaalien valintaan.

III. Korjausmateriaalien ja -työkalujen valinta

(A) Ytimen korjausmateriaalit

• Metallisen kuoren korvausmateriaalit:

• Alumiinilevyjen puristussleeve: Sopiva alumiinikuoren korjaukseen, hyvä muunteluvalmius ja sähköhaurauskyky. Täytyy täsmätä kaapelin ulkoluotaan (sallittu poikkeama ≤ ±0.5 mm).

• Lyijy-tin allianssilanka: Käytetään lyijykuoren korjaukseen, matala sulamispiste (~183°C), helppo lämpöyhdystä, täyttää GB/T 12706.2 puhtauden vaatimukset (lyijypitoisuus ≥ 99.9%).

• Teräslevyrauta: Teräsruiden vaurioille, tehty 304-rasvasta, seinän paksuus ≥ 0.8 mm, iskun ja maaperän stressin vastustuskyky.

• Eristys- ja tiivistysmateriaalit:

• Ristikkäinen polyeteeni (XLPE) lämpötiivistysputki: Tiivistyy 120–140°C:ssa, tiivistysosuus ≥ 2:1, murtojännite ≥ 25 kV/mm, vaatii hot-melt-liimaa tiivistämiseen.

• Silikoniruoko kylmätiivistysputki: Luottaa joustavan palautumisen tiivistämiseen, ei lämmitystä tarvita, sopiva rajallisiin tiloihin, Shore-kovuus 60 ± 5 Shore A, tanδ ≤ 0.003 (20°C, 50 Hz).

• Butyyli-ruokokerros: Käytetään aputiivistyskerroksena, vetovoima ≥ 3 MPa, venymärikko ≥ 400%, ikäihmisyyttä säilyttää ≥ 80% suorituskykyä 100°C × 168 h lämpöikääntymisen jälkeen.

• Sähköhaurauden suojamateriaalit:

• Sinkki-alumiini allianssin uhriankodiode: Korkealle sähköhauraudelle altistuneelle maaperälle, anodin puhtaus ≥ 99.5%, virtatiheys ≥ 15 mA/m², suunnitelman kesto ≥ 20 vuotta.

• Polyvinyylikloridi (PVC) sähköhaurauden vastainen nauha: Paksuus ≥ 0.4 mm, vetovoima ≥ 18 MPa, ympäristön stressikrakan vastarinta (ESCR) ≥ 1000 h.

(B) Erityisvälineet

• Valmistusvälineet: Kulmaheitin (80-grit alumiiniahi), rautasipuli, anhydride etanolipuhdistaja, teräslevyrauta (korosteen poisto).

• Muotoilutyökalut: Hydraulinen puristusväline (puristusalue 60–200 mm²), lämpötykkä (lämpötila 50–600°C), lyijytiivistys erityisliekin (liekin lämpötila ≤ 300°C).

• Testausvälineet: Megohmittari (2500 V, mittausalue 0–10000 MΩ), kaksoiskaari (kontaktiresistanssin mittaaminen, tarkkuus ±0.1 μΩ), ultraviolettinen paksuusmittari (resoluutio 0.01 mm).

IV. Yksityiskohtaiset korjausmenetelmät vaurion tyypin mukaan

(A) Mekaanisen vaurion korjaus (alumiinikuori esimerkkinä)

• Vaurioalueen valmistus

• Käytä kulmaheitintä leikkaamaan vaurioitunut kuori aksiaalisesti, leikkauspituus 5 kertaa vaurion halkaisija (vähintään ≥ 100 mm), paljastaa siisti eristyskuori.

• Poista kuoren reunat teräslevyradalla, hio metallinen kilpeä, puhdista öljyä etanolilla ja kuivaa ≥ 15 min.

• Metallinen kuoren palautus

• Valitse alumiinilevyjen puristussleeve, jonka sisäpätkä on 1 mm suurempi kuin kaapelin ulkopätkä, levitä tasaisesti sisäseinällä johtavaa rasvaa (nikkelipohjainen täyte, tilavuuseristys ≤ 5×10⁻⁴ Ω·cm).

• Liikuta sleeviä vaurioalueen yli, käytä Staggered Crimping menetelmää, purista keskipistestä päihin. Puristuksen jälkeen kuution vastakkaispuolen poikkeama ≤ ±0.1 mm, kontaktiresistanssi ≤ 20 μΩ.

• Tiivistys ja sähköhaurauden suojelu

• Kierrätä butyyli-ruokokerros 50% yli, muodosta tiivistyskerros ≥ 3 mm paksuudesta, joka ulottuu ≥ 50 mm yli vaurioitumattoman kuoren molemmille päille.

• Asenna lämpötiivistysputki, lämmitä tasaisesti keskipistestä päihin (120°C → 140°C) välttääksesi kuplia. Jäähdytys jälkeen tarkista tasainen tiivistys (tiivistys jälkeen seinän paksuus ≥ 2 mm).

• Kierrätä PVC sähköhaurauden vastainen nauha ulkopuolella puoli-yli, kiinnitä päät teräslevyrautan avulla (torque 15–20 N·m).

(B) Elektrokemiallinen sähköhauraus korjaus (teräsrauta + lyijykuori yhdistetty kuori)

• Sähköhaurauden poisto

• Käytä hiekkapuhallusta (kvartsihiekka 80–120 mesh, paine 0.4–0.6 MPa) poistaaksesi ruostetta teräsruidelta, paljasta harmaan metallipohjan, pinnan kasvoisuus Sa2.5 luokka.

• Leikkaa lyijykuoren sähköhauraus alue lyijyplaneella, muodosta sileä siirtymä kulmakertoimella ≥ 1:5 välttääksesi stressikeskittymän.

• Uhriankodiode suojaksi

• Symmetrisesti asenna 2 sinkki-alumiini allianssin anodia (100 mm × 50 mm × 10 mm) korjauksen molemmille puolille, yhdistä teräsruiden kuparin ketjun (leveys ≥ 16 mm²) välityksellä, hitausta (lap length ≥ 30 mm, hitausvirta 120–150 A).

• Täytä anodia ja kaapelin kuoren välinen kuilu öljyjellyllä, kappale ulkopuolella korkean tiheyden polyyteeni (HDPE) kotelolla, varmista täydellinen maaperän yhteys.

• Kaksikerros tiivistysrakenne

• Sisäkerros: kylmätiivistys silikoniruokoputki, sisäseinä levitetty semivoimakkuuden vedenvastaiseen geeliin (tilavuuseristys 10–100 Ω·cm). Pidä huoneen lämpötilassa 24 h palautumisen jälkeen kuivumaan.

• Ulkokerros: kaada epoksiharja (E-51 tyyppi, kuivatusaine T-31, suhde 100:25), muodosta tiivistys 0.2 MPa paineessa, kuivaa ≥ 48 h 25°C:ssa. Kuivuksen jälkeen Shore-kovuus ≥ 85 Shore D.

(C) Lämpöikääntymisen rakoilun korjaus (XLPE eristyskaapeli)

• Rakoilualueen vahvistus

• Leikkaa V-reuna rakoilusuuntaan (syvyys 1/3 kuoren paksuudesta, kulma 60°), täytä lämpökestävällä silikoniruokolla (lämpöraja ≥ 180°C, revityö ≥ 15 kN/m), tasaa levyn kanssa, kuivaa huoneen lämpötilassa 2 h.

• Kierrätä lasifiberkangas (0.2 mm paksuus, 16×16 niiti/cm), ime epoksiharja (solid content ≥ 70%) muodosta vahvistuskerros. Vetovoima ≥ 200 MPa kuivuksen jälkeen.

• Lämpötilan optimointi

• Asenna alumiinilaastarit (1.5 mm paksuus, laastarin väli 5 mm) ulkopuolelle korjauksen alueelle, sidota kuoreen lämpölaimen (lämpökondensaatio ≥ 1.5 W/(m·K)) vähentääksesi paikallista lämpötilan nousua (≤ 5°C).

• Seuraa toimintalämpötilaa infrapunasäteilykuvantajalla, varmista lämpötilan ero vaurioitumattomaan osaan ≤ 2°C.

V. Laatuvalvonta ja hyväksymisstandardit

(A) Avaintestit

• Sähkösuorituskyky: Kuoren eristysresistanssi ≥ 1000 MΩ (2500 V megohmittari), osittainen purkautuminen ≤ 5 pC (1.73U₀ jännitteessä).

• Mekaaninen suorituskyky: Korjauksen alueen iskuriviilu ≥ 10 J (-30°C:ssa), taivutuspyörä ≥ 20 kertaa kaapelin ulkopuoleen (ei ilmeisiä muutoksia).

• Tiivistyskyky: Imersion testin jälkeen (huoneen lämpötilassa, 24 h), kuoren vuotojen muutosprosentti ≤ 10%, ei kuplioita tai kosteutta.

(B) Pitkäaikainen luotettavuuden varmistus

• Kiihdytetty ikääntymistesti: Aseta korjattu näyte lämpöikääntymiskammioon (135°C × 1000 h), poiston jälkeen eristysresistanssin säilyminen ≥ 80%, vetovoiman heikkeneminen ≤ 20%.

• Maaperän altaan testi: Simuloi todellista asennuksen ympäristöä, altaan syvyys 1 m, kesto 1 vuosi, tarkista, että ei ole sähköhaurauden läpäisyä tai tiivistysvirhettä.

VI. Turvallisuusoperaatioregluat

• Sähkövihan työvaatimukset: Seuraa "sähkövihan poisto - jännitetesti - maajohdon asennus" proseduuria ennen korjausta. Riippu "Älä sulje" varoitusmerkkejä kaapelin päihin, aseta turvavyöhykkeitä (etäisyys ≥ 8 m) työradan sisällä.

• Lämpötyöhallinta: Kun käytät liekitteitä tai hitausta, varusta kuivahiekka liekin sammuttimet (ABC tyyppi, kapasiteetti ≥ 4 kg), siivoa palava materiaali 3 metrin sisällä, aseta erityishenkilö valvojaksi.

• Henkilökohtaiset suoja-asiakirjat (PPE): Pue sähköeristävät hansikkaat (35 kV luokka), suojalasin, liekkiä vastustava työvaate. Käytä turvavyötä (statinen kuorma 2205 N, pidä 3 min ilman rikki) työskentelemässä korkeudessa (≥ 2 m).