Riparazione delle guaine metalliche dei cavi ad alta tensione
I. Funzioni delle guaine metalliche e necessità di riparazione
La guaina metallica dei cavi ad alta tensione è una struttura schermante metallica posizionata all'esterno del rivestimento isolante, inclusi tipi come guaine di piombo, guaine di alluminio e armatura in filo d'acciaio. Le sue funzioni principali includono la protezione meccanica (resistenza agli impatti esterni e alla compressione), la protezione contro la corrosione elettrochimica (isolamento dall'umidità e dai contaminanti del suolo), lo schermo elettromagnetico (riduzione dell'interferenza elettromagnetica con l'ambiente) e la fornitura di un percorso di messa a terra (assicurando uno scarico sicuro delle correnti di difetto). Una volta danneggiata, la guaina metallica può portare all'ingresso di umidità nel rivestimento isolante, alla distorsione del campo elettrico locale o addirittura a gravi incidenti come il collasso del cavo e i cortocircuiti. Pertanto, una riparazione precisa mirata a diversi tipi di danni è cruciale per garantire il funzionamento sicuro a lungo termine del sistema di cavi.
II. Diagnosi e valutazione dei guasti prima della riparazione
(A) Identificazione dei tipi di danno
Danni meccanici: caratterizzati da ammaccature, crepe o perforazioni nella guaina, comunemente causati da rotolamento meccanico o perforazioni da oggetti appuntiti durante l'installazione, o rottura a trazione dovuta al consolidamento del terreno a lungo termine.
Corrosione elettrochimica: le correnti vaganti nel terreno o ambienti acidi/alcalini possono causare la corrosione elettrochimica della guaina, evidenziata da gonfiore localizzato, ruggine, perforazioni e prodotti di corrosione bianchi/verdi (guaina di alluminio) o solfuri neri (guaina di piombo).
Danni da invecchiamento termico: l'operazione a sovraccarico a lungo termine causa l'embrittlement del materiale della guaina, risultando in crepe e delaminazione, comune nelle giunzioni o nelle aree con poca dissipazione del calore.
(B) Applicazione di tecnologie di rilevamento
Ispezione visiva: utilizzare endoscopi o termografie a infrarossi per osservare la superficie della guaina, concentrandosi sull'identificazione di punti di danno evidenti e punti caldi.
Prova di resistenza a tensione della guaina: applicare tensione continua (10 kV per 1 minuto) per testare l'integrità dell'isolamento della guaina. Un aumento anomalo della corrente di fuga (>10 μA) indica un danno.
Rilevamento della scarica parziale: utilizzare sensori di corrente ad alta frequenza (HFCT) per catturare segnali di scarica parziale nei punti di danno, con precisione di posizionamento entro ±0,5 m.
Valutazione della corrosività del terreno: raccogliere campioni di terreno dall'ambiente di posa del cavo per testare pH, concentrazione di ioni cloruro e densità di corrente vagante, fornendo una base per la scelta dei materiali di riparazione.
III. Selezione di materiali e strumenti di riparazione
(A) Materiali di riparazione principali
Materiali di sostituzione della guaina metallica:
Manicotto di compressione in lega di alluminio: adatto per la riparazione della guaina di alluminio, con buona duttilità e resistenza alla corrosione. Deve essere compatibile con il diametro esterno del cavo (tolleranza ≤ ±0,5 mm).
Nastro in lega piombo-stagno: utilizzato per la riparazione della guaina di piombo, punto di fusione basso (~183°C), facile da saldare termicamente, conforme ai requisiti di purezza GB/T 12706.2 (contenuto di piombo ≥ 99,9%).
Tubo ondulato in acciaio inossidabile: per danni all'armatura in acciaio, realizzato in acciaio inossidabile 304, spessore della parete ≥ 0,8 mm, con resistenza all'impatto e allo stress del terreno.
Materiali isolanti e sigillanti:
Tubo retrattile in polietilene reticolato (XLPE): si restringe a 120–140°C, rapporto di restringimento ≥ 2:1, resistenza a rottura ≥ 25 kV/mm, richiede collante termofusibile per il sigillaggio.
Tubo retrattile freddo in silicone: si basa sulla ripresa elastica per il sigillaggio, non richiede riscaldamento, adatto per spazi ristretti, durezza Shore 60 ± 5 Shore A, tanδ ≤ 0,003 (20°C, 50 Hz).
Nastro sigillante in gomma butilica: utilizzato come strato sigillante ausiliario, resistenza alla trazione ≥ 3 MPa, allungamento alla rottura ≥ 400%, resistenza all'invecchiamento mantiene ≥ 80% delle prestazioni dopo 100°C × 168 h di invecchiamento termico.
Materiali anticorrosivi:
Anodo sacrificale in lega zinco-alluminio: per ambienti di terreno ad alta corrosività, purezza anodica ≥ 99,5%, densità di corrente ≥ 15 mA/m², vita progettata ≥ 20 anni.
Nastro anticorrosivo in polivinilcloruro (PVC): spessore ≥ 0,4 mm, resistenza alla trazione ≥ 18 MPa, resistenza alla crepa da stress ambientale (ESCR) ≥ 1000 h.
(B) Strumenti specializzati
Strumenti di preparazione: rettifica angolare (con ruota abrasiva di allumina 80 granosità), spazzola di filo, detergente etanolo anidro, raschietto in acciaio inossidabile (per rimuovere i prodotti di corrosione).
