Popravka metalnih oplenki visokonaponskih kabela

I. Funkcije metalnih omotača i potreba za popravkom

Metalni omotač visokonaponskih kabela je metalna štitna struktura postavljena van insulacionog sloja, uključujući tipove kao što su olovni omotači, aluminijumske omotače i čelikovu bronznu oklopnu slavu. Njegove ključne funkcije uključuju mehaničku zaštitu (otpor vanjskim udarcima i kompresiji), elektro-kemijsku zaštitu od korozije (izolacija vlažnosti i zemljišnih zagađivača), elektromagnetsko štitjenje (smanjenje elektromagnetske interferencije na okoliš) i pružanje putanje za zemljenje (osiguravanje sigurnog ispuštanja strujnih grešaka). Kada je oštećen, metalni omotač može dovesti do unosa vlage u insulacioni sloj, lokalne distorzije električnog polja ili čak teških nesreća, poput propadanja kabela i kratičnih spojeva. Stoga je precizna popravka različitih vrsta oštećenja ključna za osiguravanje dugoročnog sigurnog rada kabelskog sistema.

II. Dijagnoza i procjena grešaka prije popravke

(A) Identifikacija vrsta oštećenja

• Mehaničko oštećenje: Karakterizira se udubinama, pukotinama ili probodnim oštećenjima omotača, obično uzrokovanim mehaničkim valjanjem ili probodanjem ostrim predmetima tijekom instalacije, ili tensilnim rastresanjem zbog dugotrajnog osjetljivosti temelja.

• Elektrokemijska korozija: Struja u zemljištu ili kiselom/lužninskom okruženju mogu uzrokovati elektrokemijsku koroziju omotača, što se otkriva lokalnim puhačima, rdjavinom, probodnim oštećenjima i bijelo/zelenim proizvodima korozije (aluminijumske omotač) ili crnim sulfidima (olovni omotač).

• Termo staranje oštećenja: Dugotrajno preopterećenje operacije uzrokuje embrittlement materijala omotača, što rezultira pukotinama i delaminacijom, često se nalazi na spojevima ili područjima s lošom toplinskom disipacijom.

(B) Primjena tehnologija detekcije

• Vizualna inspekcija: Koristite endoskope ili infracrvene termografske kamere da biste posmatrali površinu omotača, fokusirajući se na identifikaciju očiglednih točaka oštećenja i točaka visoke temperature.

• Test otpornosti omotača na napad: Primijenite DC izdržljivost napona (10 kV tokom 1 minute) kako biste testirali integritet izolacije omotača. Neobičan porast strujanja stražnjice (>10 μA) ukazuje na oštećenje.

• Detekcija parcijalnog raspršivanja: Koristite senzore visokofrekventne struje (HFCT) za hvatanje signala parcijalnog raspršivanja na mjestima oštećenja, s točnošću lokacije unutar ±0.5 m.

• Procjena korozivnosti tla: Sakupite uzorke tla iz okruženja položaja kabela kako biste testirali pH, koncentraciju hloridnih jonova i gustoću strujanja, pružajući osnovu za odabir materijala za popravku.

III. Odabir materijala i alata za popravku

(A) Ključni materijali za popravku

• Materijali za zamjenu metalnih omotača:

• Aluminijumska presna manžeta: Prikladna za popravku aluminijumskog omotača, s dobrim protučvrstom i otporom koroziji. Mora se podudarati sa spoljnim promjerom kabela (tolerancija ≤ ±0.5 mm).

• Olovo-stanoj alatni trak: Koristi se za popravku olovnog omotača, nisku točku taloženja (~183°C), lako za termičko zavarivanje, zadovoljava zahtjeve čistoće GB/T 12706.2 (sadržaj olova ≥ 99.9%).

• Nerđajući čelikov valjak: Za oštećenje čelikovog oklopne slavine, izrađen od nerđajućeg čelika 304, debljina stene ≥ 0.8 mm, s otvorom za udar i zemljišni stres.

• Materijali za izolaciju i zatvaranje:

• Križasti polietilen (XLPE) toplo povući cev: Skuplja se na 120–140°C, omjer skupljanja ≥ 2:1, jačina raspada ≥ 25 kV/mm, zahtijeva toplo lepljivu smolu za zatvaranje.

• Silikonski gumeni hladni povuci cev: Zavisi o elastičnom oporavku za zatvaranje, ne zahtijeva zagrijavanje, prikladan za ograničene prostore, tvrdoca Shore 60 ± 5 Shore A, tanδ ≤ 0.003 (20°C, 50 Hz).

• Butilska gumena zatvarajuća traka: Koristi se kao pomoćni sloj za zatvaranje, tenzija ≥ 3 MPa, produljenje pri razbijanju ≥ 400%, otpor starenju zadržava ≥ 80% performansi nakon termičkog starenja 100°C × 168 h.

• Materijali za zaštitu od korozije:

• Zinc-aluminijumska legura žrtvna anoda: Za okruženje s visokom korozivnošću tla, čistoća anode ≥ 99.5%, gustoća struje ≥ 15 mA/m², projektovan život ≥ 20 godina.

• Polivinil-hlorid (PVC) koroziono-odorno trak: Debljina ≥ 0.4 mm, tenzija ≥ 18 MPa, otpor stresa okruženja (ESCR) ≥ 1000 h.

(B) Specijalizirani alati

• Alati za pripremu: Ugao šlepač (sa 80-grit korundom šlepanim kotrljajućim kolom), žičana četkica, bezvoden etanol čistač, nerđajući čelikov škraper (za uklanjanje proizvoda korozije).

• Alati za formiranje: Hidraulički presna alat (presni opseg 60–200 mm²), topla pištolj (temperaturni opseg 50–600°C), specijalni plamen za zatvaranje olova (temperatura plamena ≤ 300°C).

• Alati za testiranje: Megohmmeter (2500 V, opseg 0–10000 MΩ), dvostruki most (mjerenje kontaktnog otpora, preciznost ±0.1 μΩ), ultrazvučni merilo debljine (rezolucija 0.01 mm).

IV. Detaljne procedure popravke po vrsti oštećenja

(A) Popravka mehaničkog oštećenja (Primjer aluminijumskog omotača)

• Priprema područja oštećenja

• Koristite ugao šlepač da bi ste aksijalno rezali oštećeni omotač, dužina reza 5 puta veća od promjera oštećenja (minimalno ≥ 100 mm), otkrivajući čist insulacioni štit.

• Uklonite burine s rubova omotača nerđajućim čelikovim škraperom, pese do metaličkog sjaja, očistite ulje etanolom i sušite ≥ 15 minuta.

• Obnova metalnog omotača

• Odaberite aluminijumu presnu manžetu s unutrašnjim promjerom 1 mm većim od spoljnog promjera kabela, uniformno namazite unutrašnju stenu provodljivom mastom (ničelj-bazirani punjenje, volumenski otpor ≤ 5×10⁻⁴ Ω·cm).

• Pomjerite manžetu preko oštećenog područja, koristite Staggered Crimping metodu, presnite od centra prema krajevima. Nakon presnog, šesterokutni odstupanje nasuprotnih strana ≤ ±0.1 mm, kontakt otpor ≤ 20 μΩ.

• Zatvaranje i zaštita od korozije

• Zavijte butilska gumena zatvarajuća traka s 50% preklapanjem, formirajući sloj za zatvaranje ≥ 3 mm debel, proširite ≥ 50 mm izvan neoštećenog omotača na obje strane.

• Instalirajte toplo povući cev, postepeno zagrijavajući od centra prema krajevima (120°C → 140°C) kako biste izbjegli bubnjeve. Nakon hlađenja, provjerite uniformno skupljanje (debljina stene nakon skupljanja ≥ 2 mm).

• Vanjski zavijte PVC koroziono-odorno trak u poluvremensku spiralnu formu, zakažite krajeve nerđajućim čelikovim remenicama (moment savijanja 15–20 N·m).

(B) Popravka elektrokemijske korozije (Čelični oklop + Oloveni omotač kombinovani omotač)

• Uklanjanje proizvoda korozije

• Koristite pjeskaricu (kvarc pjesak 80–120 mesh, tlak 0.4–0.6 MPa) da biste uklonili rdjavinu sa čeličnog oklopa, otkrivajući sivo-bijelu metaličku bazu, površinska grubost Sa2.5 grade.

• Trimirajte oloveni omotač korozivog područja olovom ravnicom, formirajući gladak prijelaz s nagibom ≥ 1:5 kako biste izbjegli koncentraciju stresa.

• Žrtvna anoda za zaštitu

• Simetrično instalirajte 2 zinc-aluminijumske anode (100 mm × 50 mm × 10 mm) na obje strane popravljanog odjeljka, povezane sa čeličnim oklopom preko bakrenog pletenog (površina preseka ≥ 16 mm²), zavarane (duljina preklapanja ≥ 30 mm, struja zavarivanja 120–150 A).

• Ispunite razmak između anode i omotača kabela petrol jelly, vanjski kapsirajte visoko gustim polietilenom (HDPE) kućištem kako biste osigurali potpunu kontakt sa zemljom.

• Dvostruka struktura za zatvaranje

• Unutarnji sloj: hladni povuci silikonska gumeni cev, unutrašnja stena namazana semikonduktivnom vodootpornom gelom (volumenski otpor 10–100 Ω·cm). Održavajte na sobnoj temperaturi 24 sata nakon oporavka za kurtiranje.

• Vanjski sloj: lisajte epoksna smola (E-51 tip, kurant T-31, omjer 100:25), moldirana zapremljen na 0.2 MPa tlak, kurtirana ≥ 48 sati na 25°C. Postkurirana tvrdoca Shore ≥ 85 Shore D.

(C) Popravka pukotina termičkog starenja (XLPE izolovani kabel)

• Jačanje područja pukotine

• Rezajte V-grebenu pukotinu u smjeru pukotine (dubina 1/3 debljine omotača, kut 60°), ispuniti toplotno odorno silikonsko gumno (temperaturna ocjena ≥ 180°C, jakost raspršivanja ≥ 15 kN/m), uravnavajte škraperom, kurtirajte na sobnoj temperaturi 2 sata.

• Zavijte stakleno vlakno platno (0.2 mm debljine, 16×16 niti/cm), impregnirajte epoksna smola (tvrda sadržina ≥ 70%) kako biste formirali sloj za jačanje. Jakost na rastezanje ≥ 200 MPa nakon kurtiranja.

• Optimizacija toplinskog disipiranja

• Instalirajte aluminijumske toplinski disipator (1.5 mm debljine, razmak fina 5 mm) vanjski na popravljanom odjeljku, spojene sa omotačem toplotnom mastom (toplotna provodljivost ≥ 1.5 W/(m·K)) kako biste smanjili lokalni porast temperature (≤ 5°C).

• Monitorirajte radnu temperaturu infracrvenim termografskim kamerom, osiguravajući da je razlika temperature od neoštećenog odjeljka ≤ 2°C.

V. Kontrola kvalitete i standardi prihvata

(A) Testiranje ključnih parametara

• Električne performanse: Otpornost izolacije omotača ≥ 1000 MΩ (2500 V megohmmeter), parcijalno raspršivanje ≤ 5 pC (na 1.73U₀ napona).

• Mehaničke performanse: Otpornost na udar popravljanog odjeljka ≥ 10 J (na -30°C), radijus savijanja ≥ 20 puta spoljni promjer kabela (bez očigledne deformacije).

• Performanse zatvaranja: Nakon testa potapanja (sobna temperatura, 24 sata), stopa promjene strujanja stražnjice omotača ≤ 10%, bez bubnjeva ili ulaza vode.

(B) Verifikacija dugoročne pouzdanosti

• Test ubrzano starenje: Stavite uzorak popravke u termičku starenje komoru (135°C × 1000 h), nakon uklanjanja zadržavanje otpornosti izolacije ≥ 80%, degradacija tenzije rastezanja ≤ 20%.

• Test zemljišnog zakopavanja: Simulirajte stvarno okruženje položaja, dubina zakopavanja 1 m, trajanje 1 godina, provjerite da nema probodnog oštećenja korozije ili propusta zatvaranja.

VI. Regulativi sigurnog rada

• Zahtjevi za rad bez struje: Pratite postupak "isključivanje struje - test napona - instalacija zemljenog voda" prije popravke. Obesi "Ne zatvaraj" upozorenja na krajevima kabela, postavite sigurnosne barikade (udaljenost ≥ 8 m) unutar radnog radijusa.

• Upravljanje radom s toplom: Kada koristite plamenjace ili zavarivanje, opremite prašnjaku gašenje vatrogasne (ABC tip, kapacitet ≥ 4 kg), očistite gorive materijale unutar 3 m, dodijelite posebno nadgledača.

• Lična zaštitna oprema (PPE): Nosite izolirane rukavice (35 kV ocjena), naočale, vatrogasne radne odjevine. Koristite sigurnosne pojaseve (statički opterećenje test snaga 2205 N, drži 3 minuta bez prekida) za rad na visini (≥ 2 m).