I. Metallskallets funksjoner og nødvendigheten av reparasjon
Metallskalen til høyspenningskabler er en metallskjoldstruktur som legges utenfor isolasjonslaget, inkludert typer som blyskaller, aluminiumsskaller og ståltrådpancering. Dens kjernefunksjoner inkluderer mekanisk beskyttelse (motstand mot eksterne påkjenninger og kompressjon), elektrokjemisk korrosjonsbeskyttelse (isolering av fuktighet og jordforurensninger), elektromagnetisk skjerming (reduserer elektromagnetisk forstyrrelse av miljøet) og å gi en jordingsvei (sikrer trygg utledning av feilstrømmer). Når metallskalen er skadet, kan det føre til at fuktighet tränger inn i isolasjonslaget, lokale feltforvrengninger, eller enda alvorligere hendelser som kabelløpsbrudd og kortslutninger. Derfor er nøyaktig reparasjon rettet mot ulike skadetyper avgjørende for å sikre langtids trygg drift av kabelsystemet.
II. Feilsøking og vurdering før reparasjon
(A) Identifisering av skadetyper
Mekanisk skade: Kendetegnet ved innrykk, sprækker eller hull i skallen, ofte forårsaket av mekanisk rulling eller spisse objekter under installasjon, eller trekkingsoverbelastning grunnet langsiktig fundamentsettelser.
Elektrokjemisk korrosjon: Stray strømmer i jorden eller sur/grunn miljøer kan forårsake elektrokjemisk korrosjon av skallen, belyst ved lokal oppblåsthet, rust, hull og hvite/grønne korrosjonsprodukter (aluminiumsskalle) eller svarte sulfider (blyskalle).
Termisk aldersvirkning: Langvarig overbelasted drift kan føre til embrittlement av skallmateriale, med følger som sprækker og deling, vanligvis funnet ved forbindelser eller områder med dårlig varmeavgieng.
(B) Bruk av deteksjonsteknologier
Visuell inspeksjon: Bruk endoskop eller infrarød termobilder for å observere skallen, med fokus på å identifisere tydelige skadespunkter og varmespotter.
Skallebelastbarhetstest: Anvend DC-belastbarhet (10 kV i 1 minutt) for å teste skallelagens integritet. Uvanlig økning i lekkasjestrøm (>10 μA) indikerer skade.
Delt ladningsdeteksjon: Bruk høyfrekvens strømsensorer (HFCT) for å fange opp delt ladningssignaler ved skadespunkter, med lokalisasjonsnøyaktighet innen ±0,5 m.
Jordkorrosivitetsvurdering: Samle jordprøver fra kabellagingsmiljøet for å teste pH, kloridionkoncentrasjon og stray strømtetthet, gir grunnlag for valg av repareringsmaterialer.
III. Valg av repareringsmaterialer og verktøy
(A) Hovedrepareringsmaterialer
Erstatningsmaterialer for metallskall:
Aluminiumlegeringstrykkhylse: Passende for aluminiumsskalleparasjon, med god formbarhet og korrosjonsbestandighet. Må matche kabellens ytre diameter (toleranse ≤ ±0,5 mm).
Bly-tinnlegeringsteipe: Brukes for blyskalleparasjon, lav smeltepunkt (~183°C), lett for termisk sveising, møter GB/T 12706.2 renhet krav (blyinnhold ≥ 99,9%).
Rostfritt stålbugnhylse: For stålpanceringskader, laget av 304 rostfritt stål, vegtykkelse ≥ 0,8 mm, med motstand mot slag og jordspenninger.
Isolasjons- og tettingsmaterialer:
Krysselkoblet polyeten (XLPE) varmetrykkhylse: Trekker seg ved 120–140°C, trekkforhold ≥ 2:1, brytningsstyrke ≥ 25 kV/mm, krever varmelim for tetting.
Silikonkautsjuk kjøletrykkhylse: Relatert på elastisk gjenoppretting for tetting, ingen varming kreves, egnet for begrenset rom, Shore hardhet 60 ± 5 Shore A, tanδ ≤ 0,003 (20°C, 50 Hz).
Butylkautschuks tettetestape: Brukes som hjelpetettelseslag, dragstyrke ≥ 3 MPa, strekk ved brudd ≥ 400%, aldringsbestandighet beholder ≥ 80% ytelse etter 100°C × 168 h termisk aldring.
Korrosjonsbeskyttelsesmaterialer:
Zink-aluminiumlegering offeranode: For høykorrosive jordmiljøer, anode renhet ≥ 99,5%, strømtetthet ≥ 15 mA/m², designliv ≥ 20 år.
Polyvinylklorid (PVC) korrosjonsbestandig tape: Tykkelse ≥ 0,4 mm, dragstyrke ≥ 18 MPa, miljøstresskrakkbestandighet (ESCR) ≥ 1000 h.
(B) Spesialiserte verktøy
Forberedelsesverktøy: Vinkelgrinder (med 80-gritt korundsliper), borste, anhydrett etanolrens, rustfritt stålskraper (for fjerning av korrosjonsprodukter).
Formingsverktøy: Hydraulisk trykkverktøy (trykkområde 60–200 mm²), varmeluftpistol (temperaturområde 50–600°C), blysvelging dedikert flamme (flammetemperatur ≤ 300°C).
Testverktøy: Megohmmeter (2500 V, område 0–10000 MΩ), dobbeltarm bro (kontaktmotstandsmåling, nøyaktighet ±0,1 μΩ), ultralydtykkelsemåler (oppløsning 0,01 mm).
IV. Detaljerte reparasjonsprosedyrer etter skadetype
(A) Reparasjon av mekanisk skade (eksempel på aluminiumsskalle)
Forberedelse av skadede områder
Bruk vinkelgrinder til å kutte opp den skadede skallen aksialt, med kuttlengde 5 ganger skadedyret (minimum ≥ 100 mm), eksponerer rent isolasjonsskjold.
Fjerne grover fra skallen kanter med rustfritt stålskraper, slipp til metallglans, renset med etanol, og tørket ≥ 15 min.
Gjenoppretting av metallskalle
Velg en aluminiumlegeringstrykkhylse med inndiameter 1 mm større enn kabellens ytre diameter, uniformt belegg innervegg med ledende smøre (nikkelbasert fyllstoff, volumresistivitet ≤ 5×10⁻⁴ Ω·cm).
Skyv hylsen over det skadede området, bruk Staggered Crimping-metoden, trykk fra midten til endene. Etter trykk, sekskant motsatt side avvik ≤ ±0,1 mm, kontaktmotstand ≤ 20 μΩ.
Tetting og korrosjonsbeskyttelse
Omplagg butylkautschuks tettetestape med 50% overlap, danner et tettelseslag ≥ 3 mm tykt, utstrekk ≥ 50 mm utover uskadet skalle på begge ender.
Installér varmetrykkhylse, varm gradvis fra midten til endene (120°C → 140°C) for å unngå bobler. Etter kjøling, sjekk jevn trekk (etter trekk vegtykkelse ≥ 2 mm).
Omplagg PVC korrosjonsbestandig tape eksternt i halv-overlap spiral, fastsett ender med rustfrie stålbånd (moment 15–20 N·m).
(B) Reparasjon av elektrokjemisk korrosjon (stålpancering + blyskalle sammensatt skalle)
Fjerning av korrosjonsprodukter
Bruk sandstrøling (kvartsand 80–120 mesh, trykk 0,4–0,6 MPa) for å fjerne rust fra stålpancering, eksponerer gråhvitt metallbase, overflate rauhet Sa2.5 klasse.
Trim blyskalle korrosjonsområde med blyplan, former en jevn overgang med helning ≥ 1:5 for å unngå stresskonsentrasjon.
Offeranodebeskyttelse
Symmetrisk installere 2 zink-aluminiumlegering anoder (100 mm × 50 mm × 10 mm) på begge sider av reparasjonsseksjonen, koblet til stålpancering via kobberbraiding (tværseksjon ≥ 16 mm²), sveiset (lapslengde ≥ 30 mm, sveisestrøm 120–150 A).
Fyll gap mellom anode og kabelskalle med petroleum jelly, kapsles eksternt med høytykt polyeten (HDPE) hus for å sikre full jordkontakt.
Dobbelt tettelsesstruktur
Indre lag: kjøletrykk silikonkautsjuk hylse, innervegg belegg med semiledigende vannblokkerende gel (volumresistivitet 10–100 Ω·cm). Hold ved romtemperatur i 24 timer etter gjenoppretting for hardning.
Ytre lag: gjøring epoksidresin (E-51 type, hardner T-31, forhold 100:25), formet tett ved 0,2 MPa trykk, hardet ≥ 48 timer ved 25°C. Post-hardet Shore hardhet ≥ 85 Shore D.
(C) Reparasjon av termiske alderssprækker (XLPE isolert kabel)
Forsterkning av sprækkeområdet
Kutt en V-furue langs sprækkretningen (dybde 1/3 av skalletykkelsen, vinkel 60°), fyll med varmestabil silikonkautsjuk (temperaturklasse ≥ 180°C, revstyrke ≥ 15 kN/m), nivel med skrape, hardet ved romtemperatur i 2 timer.
Omplagg glasfiberstoff (0,2 mm tykt, 16×16 tråder/cm), impregnerert med epoksidresin (fasthold ≥ 70%) for å danne et forsterkningslag. Dragstyrke ≥ 200 MPa etter hardning.
Optimalisering av varmekjøling
Installér aluminiumsvarmeavgiere (1,5 mm tykt, finnavstand 5 mm) eksternt på reparasjonsseksjonen, limet til skallen med termisk smøre (termisk konduktivitet ≥ 1,5 W/(m·K)) for å redusere lokal temperaturøkning (≤ 5°C).
Overvåk operativ temperatur med infrarød termobilde, sikre temperaturforskjell fra uskadet seksjon ≤ 2°C.
V. Kvalitetskontroll og akseptstandarder
(A) Testing av nøkkelparametre
Elektrisk ytelse: Skallelagens isolasjonsmotstand ≥ 1000 MΩ (2500 V megohmmeter), delt ladning ≤ 5 pC (ved 1,73U₀ spenning).
Mekanisk ytelse: Slåmotstand av reparasjonsseksjon ≥ 10 J (ved -30°C), bueradius ≥ 20 ganger kabellens ytre diameter (ingen tydelig deformasjon).
Tetthet: Etter dyppeteste (romtemperatur, 24 timer), skallelagens lekkasjestrøm endringsrate ≤ 10%, ingen bobler eller vannintrang.
(B) Verifisering av langtidsreliabilitet
Akselerert aldringstest: Plasser reparasjonprøve i termisk aldringskammer (135°C × 1000 timer), etter fjerning isolasjonsmotstandsbevaring ≥ 80%, dragstyrke nedbrytning ≤ 20%.
Jordgravtest: Simuler faktisk lagingsmiljø, gravdybde 1 m, varighet 1 år, sjekk for ingen korrosjonsperforasjon eller tettelsesfeil.
VI. Sikkerhetsoperasjonsregler
Krav til strømavbrudd arbeid: Følg "strømavbrudd - spenningstest - jordingslinjeinstallasjon" prosedyre før reparasjon. Heng "Ikke lukk" advarselskilt på kabellendinger, sett opp sikkerhetsbarrierer (avstand ≥ 8 m) innen arbeidsradius.
Varmearbeidsstyring: Når du bruker flamme eller sveising, utstyrt med torrvirkestoppbrann (ABC type, kapasitet ≥ 4 kg), rydd brennbare materialer innen 3 m, tildel en dedikert overvåker.
Personlig vernutstyr (PPE): Bruk isolerte hansker (35 kV rating), briller, flammeverksarbeidsplagg. Bruk sikkerhetsrem (statisk lasttestkraft 2205 N, hold 3 min uten brudd) for arbeid i høyde (≥ 2 m).