Popravilo vodil z visokim napetostjo metalične omantel

I. Funkcije metalnih omotov in potreba po popravkih

Metalni omot visokonapetostnih kabelov je metalna ščitna struktura, postavljena zunaj izolacijskega sloja, vključno z vrstami, kot so oloviški omoti, aluminijski omoti in jekleni žični oklop. Njegove ključne funkcije vključujejo mehansko zaščito (odpiranje od zunanjih udarov in pritiskov), elektrokemijsko zaščito proti koroziji (izolacija vlage in onesnaženosti tla), elektromagnetsko ščitenje (zmanjševanje elektromagnetske motnje v okolju) in zagotavljanje putu za zemljenje (varna odpoved napaknih tokov). Če je poškoden, lahko metalni omot vodi do vlage v izolacijskem sloju, lokalnega preoblikovanja električnega polja ali celo do resnih nesreč, kot so propadi in kratkoporočila kabelov. Zato je točen popravek različnih vrst poškodb ključnega pomena za zagotavljanje dolgoročne varne delovanja kabelskega sistema.

II. Določevanje napak in ocenjevanje pred popravkom

(A) Prepoznavanje vrst poškodb

• Mehanske poškodbe: Karakterizirane s utrlci, trsi ali probodli v omotu, pogosto povzročene mehanskimi valjanji ali probodli ostrimi predmeti med namestitvijo ali tirskim prerezanjem zaradi dolgoročnega osedanja podlage.

• Elektrokemijska korozija: Stranji tokovi v tlu ali kislosna/raztopinska okolja lahko povzročijo elektrokemijsko korozijo omota, ki se kaže z lokalnimi izbojkami, rđavo, perforacijami in belimi/zelenimi korozivnimi produkti (aluminijski omot) ali črnimi sulfidi (oloviški omot).

• Termična starostna poškodba: Dolgoročna preobremenjena delovanja povzroči ohlapljanje materiala omota, kar vodi do trsč in odsekanja, pogosto najdena na priključkih ali območjih s slabo toplonsko odpovedjo.

(B) Uporaba tehnologij za določevanje

• Vizualno pregledovanje: Uporaba endoskopov ali infrardečih termografov za opazovanje površine omota, osredotočenje na odkrivanje očitnih točk poškodbe in točk z višjo temperaturo.

• Test zdržljivosti omota na nadtrajne napetosti: Uporaba DC zdržljivosti (10 kV za 1 minuto) za testiranje integritete izolacije omota. Nepravilno povečanje tokov izteka (>10 μA) kaže na poškodbo.

• Določevanje delnih odpovedi: Uporaba senzorjev visokofrekvenčnega toka (HFCT) za zajemanje signalov delnih odpovedi na mestih poškodbe, s točnostjo lokacije znotraj ±0,5 m.

• Ocenjevanje korozivnosti tla: Zbiranje vzorcev tla iz okolja položaja kabla za testiranje pH, koncentracije hloridnih ionov in gostote stranih tokov, kar ponuja podlago za izbiro materialov za popravke.

III. Izbor materialov in orodij za popravke

(A) Ključni materiali za popravke

• Materiali za zamenjavo metalnega omota:

• Aluminijski legirani stiskalni rokav: Primern za popravke aluminijskih omotov, z dobro prožnostjo in odpornostjo na korozijo. Morajo se ujemati s premerom kabla (toleranca ≤ ±0,5 mm).

• Oljev-cin plastična traka: Uporabljena za popravke oloviških omotov, nizka temperatura taljenja (~183°C), enostavno termično varilo, ustrezna standardu GB/T 12706.2 (vsebnost olova ≥ 99,9%).

• Nerjaveča črkalna valjasta cev: Za poškodbe jeklenega oklopa, izdelana iz nerjavečega črka 304, debelina stene ≥ 0,8 mm, s prožnostjo in odpornostjo na pritiski tla.

• Materiali za izolacijo in zaprtje:

• Križano vezani polietilen (XLPE) toploskrčljiva cev: Skrčljiva pri 120–140°C, razmerje skrčevanja ≥ 2:1, prelomska trdota ≥ 25 kV/mm, za zaprtje potrebna topla lepljiva.

• Silikonska guma hladnoskrčljiva cev: Zagotavlja zaprtje s pomembno elastičnostjo, ne zahteva segrevanja, primerna za omejene prostori, tvrdota Shore 60 ± 5 Shore A, tanδ ≤ 0,003 (20°C, 50 Hz).

• Butilska guma lepljiva traka: Uporabljena kot dodatna sloj za zaprtje, trdo trdota ≥ 3 MPa, prodleva pri lomu ≥ 400%, odpornost na starenje ohranja ≥ 80% zmogljivosti po 100°C × 168 h termičnemu starenju.

• Materiali za zaščito pred korozijo:

• Cink-aluminijski legirani samoprihranljivi anod: Za okolja z visoko korozivnostjo tla, čistoća anoda ≥ 99,5%, gostota toka ≥ 15 mA/m², projektirana življenjska doba ≥ 20 let.

• Polivinil hlorid (PVC) traka za zaščito pred korozijo: Debljina ≥ 0,4 mm, trdo trdota ≥ 18 MPa, odpornost na onesnaženost okolja (ESCR) ≥ 1000 h.

(B) Posebna orodja

• Orodja za pripravo: Kotna grinda (z 80-grain aluminijskim mlaskom), žična cepalka, bezevodni etanol čistilnik, nerjaveča črka skrapica (za odstranjevanje korozivnih produktov).

• Orodja za oblikovanje: Hidravlično stiskalno orodje (stiskalni obseg 60–200 mm²), toplinski pištolj (temperaturni obseg 50–600°C), poseben peč za oljev varilo (temperatura plamena ≤ 300°C).

• Orodja za testiranje: Megohmmeter (2500 V, obseg 0–10000 MΩ), dvorokova most (meritev kontaktnega upora, natančnost ±0,1 μΩ), ultrazvočni merilnik debljine (različnost 0,01 mm).

IV. Podrobni postopki popravkov glede na vrsto poškodbe

(A) Popravki mehanskih poškodb (primer aluminijskih omotov)

• Priprava območja poškodbe

• Uporaba kotne grindice za aksialno rezanje poškodovanega omota, dolžina reza 5-krat premer poškodbe (minimalno ≥ 100 mm), razkrivanje čistega izolacijskega ščita.

• Odstranitev obratov s robov omota s skrapico iz nerjavečega črka, šmiranje do metaličnega bljeska, čiščenje s etanolom in sušenje za ≥ 15 minut.

• Obnovitev metalnega omota

• Izberite aluminijski legirani stiskalni rokav s notranjim premerom 1 mm večjim od premera kabla, enakomerno premazite notranjo steno s prevodnim maščobnim smolcem (nikelov bazen, volumenska upornost ≤ 5×10⁻⁴ Ω·cm).

• Premaknite rokav preko poškodovanega območja, uporabite Staggered Crimping metodo, stiskajte od sredine do koncev. Po stiskanju odstopanje nasprotnih stranic šestkotnika ≤ ±0,1 mm, kontakt upor ≤ 20 μΩ.

• Zaprtje in zaščita pred korozijo

• Zavijanje butilske gume lepljive trake s 50% prekrivanjem, oblikovanje sloja za zaprtje ≥ 3 mm debel, razširitev ≥ 50 mm preko nepoškodovanega omota na obeh koncih.

• Namestitev toploskrčljive cevi, postopno segrevanje od sredine do koncev (120°C → 140°C) za izogibanje mehurčkov. Po hladnem stanju preverite enakomerno skrčevanje (debljina po skrčevanju ≥ 2 mm).

• Zunanje zavijanje PVC trake za zaščito pred korozijo v polprekrivalni spirali, zaklep koncev s nerjavečimi črkastimi pasmi (vrtilka 15–20 N·m).

(B) Popravki elektrokemijske korozije (jeklen oklop + oloviški omot spojeni omot)

• Odstranitev produktov korozije

• Uporaba pesevala (kvarčni pesek 80–120 mesh, tlak 0,4–0,6 MPa) za odstranitev rđavega s jeklenega oklopa, razkrivanje sivo-belih metaličnih baze, hrubost površine Sa2.5 stopnja.

• Striženje območja korozije oloviškega omota z oloviško ravnalo, oblikovanje gladke prehoda s nagibom ≥ 1:5 za izogibanje koncentracije napetosti.

• Zaščita s samoprihranljivim anodom

• Simetrično namestite 2 cinka-aluminijskih anodov (100 mm × 50 mm × 10 mm) na obeh straneh popravljanega obsega, povezani s jeklenim oklopom preko bakrenih plešnjakov (presjecni ploščad ≥ 16 mm²), varilo (presek varilne dužine ≥ 30 mm, varilni tok 120–150 A).

• Izpolnite vrzel med anodom in omotom kabla s petrolatumom, zunanje zakupavanje z visoko gostoto polietilen (HDPE) kupe za zagotavljanje polnega stika z tlem.

• Dvojni sloj za zaprtje

• Notranji sloj: hladnoskrčljiva silikonska guma cev, notranja stena premazana s polprevodnimi vodootpornimi gelom (volumenska upornost 10–100 Ω·cm). Ohranite 24 ur pri sobni temperaturi po obnovi za tvrdenje.

• Zunanji sloj: livnjenje epoksne smoli (E-51 tip, tvrdilec T-31, razmerje 100:25), zaliven v formi pod 0,2 MPa tlaka, tvrdenje ≥ 48 ur pri 25°C. Po tvrdenju tvrdota Shore ≥ 85 Shore D.

(C) Popravki trsč zaradi termičnega starenja (XLPE izolirani kabel)

• Okrepitve območja trsč

• Rezanje V-oblike v smeri trsca (globina 1/3 debljine omota, kot 60°), ispitev s toplotno odporno silikonsko gumo (temperaturna stopnja ≥ 180°C, trdota pri trsu ≥ 15 kN/m), ravnanje s skrapico, tvrdenje pri sobni temperaturi 2 h.

• Zavijanje steklovlasnice (0,2 mm debela, 16×16 nit/km), impregnacija z epoksno smoljo (telo vsebina ≥ 70%) za oblikovanje okrepitvenega sloja. Trdo trdota ≥ 200 MPa po tvrdenju.

• Optimizacija toplonske odpovedi

• Namestitev aluminijskih toplonskih disperzorjev (1,5 mm debeli, razmak lamel 5 mm) zunanje na popravljanem obsegu, lepljenje na omot s toplonsko maščobno smolco (toplonska prevodnost ≥ 1,5 W/(m·K)) za zmanjšanje lokalnega temperaturnega dviga (≤ 5°C).

• Nadzor delovne temperature s pomočjo infrardečega termografa, zagotavljanje, da je temperaturna razlika od nepoškodovanega dela ≤ 2°C.

V. Kontrola kakovosti in prijateljski standardi

(A) Testiranje ključnih parametrov

• Električna zmogljivost: Upornost izolacije omota ≥ 1000 MΩ (megohmmeter 2500 V), delna odpoved ≤ 5 pC (pri 1,73U₀ napetosti).

• Mehanska zmogljivost: Uprljivost popravljanega dela ≥ 10 J (pri -30°C), polmer ukrivljanja ≥ 20-krat premer kabla (brez očitnih deformacij).

• Zmogljivost zaprtja: Po vlagalnem testu (sobna temperatura, 24 h) sprememba toka izteka omota ≤ 10%, brez mehurčkov ali vhoda vode.

(B) Potrditev dolgoročne zanesljivosti

• Pospešeni starenjski test: Postavite popravljen vzorec v termično starenjsko komoro (135°C × 1000 h), po odstranitvi ohranjanje upornosti izolacije ≥ 80%, degradacija trde trditve ≤ 20%.

• Test z zalogovanjem v tlo: Simulacija dejanskega položnega okolja, globina zalogovanja 1 m, trajanje 1 leto, preverite, da ni perforacij zaradi korozije ali odpovedi zaprtja.

VI. Pravila za varno delo

• Zahteve za delo brez napetosti: Sledite postopku "brez napetosti - test napetosti - namestitev zemljenja" pred popravkom. Obesite opozorila "Ne zapiraj" na konec kabla, postavite varnostne ovire (razdalja ≥ 8 m) znotraj radij dela.

• Upravljanje toplega dela: Pri uporabi pečev ali varil, opremite s suhom prahom gasilnik (ABC tip, kapaciteta ≥ 4 kg), odstranite goriva materiale znotraj 3 m, dodelite posvečenega nadzornika.

• Osebna zaščitna oprema (PPE): Nosite izolirane rokavice (35 kV stopnja), okularje, vatne delne oblačila. Uporabite varnostni pas (statistična obremenitvena sila 2205 N, držite 3 min brez preloma) za delo na višini (≥ 2 m).