การซ่อมแซมเปลือกโลหะของสายไฟแรงสูง

I. ฟังก์ชันของฉนวนโลหะและความจำเป็นในการซ่อมแซม

ฉนวนโลหะของสายไฟแรงสูงเป็นโครงสร้างโลหะที่วางไว้ภายนอกชั้นฉนวน รวมถึงประเภทต่างๆ เช่น ฉนวนตะกั่ว ฉนวนอลูมิเนียม และเกราะลวดเหล็ก ฟังก์ชันหลักของมันประกอบด้วยการป้องกันทางกล (ทนต่อแรงกระแทกและแรงกด) การป้องกันการกัดกร่อนอิเล็กโตรเคมี (แยกความชื้นและสารปนเปื้อนในดิน) การป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (ลดการรบกวนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่อสิ่งแวดล้อม) และให้เส้นทางการต่อพื้น (รับประกันการระบายกระแสไฟฟ้าผิดปกติอย่างปลอดภัย) หากเกิดความเสียหาย ฉนวนโลหะอาจทำให้มีความชื้นเข้าไปในชั้นฉนวน ทำให้สนามไฟฟ้าในพื้นที่เฉพาะบิดเบี้ยว หรือเกิดอุบัติเหตุร้ายแรงเช่น สายไฟแตกและวงจรลัดวงจร ดังนั้น การซ่อมแซมที่แม่นยำตามประเภทความเสียหายต่างๆ เป็นสิ่งสำคัญในการรับประกันการทำงานอย่างปลอดภัยระยะยาวของระบบสายไฟ

II. การวินิจฉัยข้อผิดพลาดและการประเมินก่อนซ่อมแซม

(A) การระบุประเภทความเสียหาย

• ความเสียหายทางกล: มีลักษณะเป็นรอยบุบ รอยแตก หรือรูทะลุในฉนวน เกิดจากการกลิ้งหรือการเจาะด้วยวัตถุแหลมในระหว่างการติดตั้ง หรือการแตกเนื่องจากฐานทรุดตัวในระยะยาว

• การกัดกร่อนอิเล็กโตรเคมี: กระแสไฟฟ้าสะเพร่าในดินหรือสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือด่างสามารถทำให้เกิดการกัดกร่อนอิเล็กโตรเคมีของฉนวน แสดงโดยการพองตัวเฉพาะที่ สนิม รูทะลุ และผลิตภัณฑ์กัดกร่อนสีขาวหรือสีเขียว (ฉนวนอลูมิเนียม) หรือซัลไฟด์สีดำ (ฉนวนตะกั่ว)

• ความเสียหายจากการเสื่อมสภาพด้วยความร้อน: การทำงานเกินกำลังในระยะยาวทำให้วัสดุฉนวนแข็งเปราะ ทำให้เกิดการแตกและหลุดลอก พบได้ทั่วไปที่ข้อต่อหรือบริเวณที่มีการกระจายความร้อนไม่ดี

(B) การใช้เทคโนโลยีตรวจจับ

• การตรวจสอบด้วยสายตา: ใช้กล้องส่องภายในหรือเครื่องสแกนภาพความร้อนอินฟราเรดเพื่อดูพื้นผิวฉนวน โดยเน้นการระบุจุดความเสียหายที่ชัดเจนและจุดร้อน

• การทดสอบแรงดันทนทานของฉนวน: ใช้แรงดันตรง (10 kV สำหรับ 1 นาที) เพื่อทดสอบความสมบูรณ์ของฉนวน ความเพิ่มขึ้นของกระแสรั่วผิดปกติ (>10 μA) บ่งบอกถึงความเสียหาย

• การตรวจจับการปล่อยประจุบางส่วน: ใช้เซ็นเซอร์กระแสสูงความถี่สูง (HFCT) เพื่อรับสัญญาณการปล่อยประจุบางส่วนที่จุดความเสียหาย ความแม่นยำในการระบุตำแหน่ง ±0.5 เมตร

• การประเมินความสามารถในการกัดกร่อนของดิน: รวบรวมตัวอย่างดินจากสภาพแวดล้อมการวางสายไฟเพื่อทดสอบค่า pH ความเข้มข้นของไอออนคลอไรด์ และความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าสะเพร่า เพื่อให้พื้นฐานในการเลือกวัสดุซ่อมแซม

III. การเลือกวัสดุและเครื่องมือซ่อมแซม

(A) วัสดุซ่อมแซมหลัก

• วัสดุทดแทนฉนวนโลหะ:

• ปลอกอัดอลูมิเนียมอัลลอย: เหมาะสำหรับการซ่อมฉนวนอลูมิเนียม มีความยืดหยุ่นและทนต่อการกัดกร่อนดี ต้องตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายไฟ (ความคลาดเคลื่อน ≤ ±0.5 มม.)

• เทปอัลลอยตะกั่ว-ดีบุก: ใช้สำหรับการซ่อมฉนวนตะกั่ว จุดหลอมเหลวต่ำ (~183°C) ง่ายต่อการเชื่อมด้วยความร้อน ตรงตามมาตรฐาน GB/T 12706.2 (ปริมาณตะกั่ว ≥ 99.9%)

• ท่อสแตนเลสแบบโค้ง: สำหรับความเสียหายของเกราะเหล็ก ทำจากสแตนเลส 304 ความหนาของผนัง ≥ 0.8 มม. ทนต่อแรงกระแทกและแรงดันดิน

• วัสดุฉนวนและปิดผนึก:

• ท่อหดความร้อนโพลีเอธิลีนข้ามเชิงซ้อน (XLPE): หดตัวที่ 120–140°C อัตราการหดตัว ≥ 2:1 ความแข็งแรงในการแตก ≥ 25 kV/mm ต้องใช้กาวร้อนสำหรับปิดผนึก

• ท่อหดความเย็นซิลิโคน: ใช้การฟื้นฟูความยืดหยุ่นเพื่อปิดผนึก ไม่ต้องการความร้อน เหมาะสมสำหรับพื้นที่แคบ ความแข็งชอร์ A 60 ± 5 ความสูญเสียแรงดัน ≤ 0.003 (20°C, 50 Hz)

• เทปปิดผนึกยางบิวทิล: ใช้เป็นชั้นปิดผนึกเสริม ความแข็งแรงในการดึง ≥ 3 MPa ความยืดตัวเมื่อแตก ≥ 400% คงทนต่อการเสื่อมสภาพหลังจากการอบความร้อน 100°C × 168 ชั่วโมง ≥ 80% ของสมรรถนะเดิม

• วัสดุป้องกันการกัดกร่อน:

• อะโนดสละตัวสังกะสี-อลูมิเนียม: สำหรับสภาพแวดล้อมดินที่มีการกัดกร่อนสูง ความบริสุทธิ์ของอะโนด ≥ 99.5% ความหนาแน่นของกระแส ≥ 15 mA/m² ระยะเวลาการใช้งาน ≥ 20 ปี

• เทปป้องกันการกัดกร่อนพีวีซี: ความหนา ≥ 0.4 มม. ความแข็งแรงในการดึง ≥ 18 MPa ความต้านทานการแตกภายใต้ความเครียดจากสภาพแวดล้อม (ESCR) ≥ 1000 ชั่วโมง

(B) เครื่องมือเฉพาะ

• เครื่องมือเตรียม: เครื่องเจียรุมุม (พร้อมล้อเจียรุมุม 80 กริต), แปรงลวด, น้ำยาทำความสะอาดเอทานอลไร้น้ำ, เครื่องขูดสแตนเลส (สำหรับการขจัดผลิตภัณฑ์การกัดกร่อน)

• เครื่องมือขึ้นรูป: เครื่องอัดไฮดรอลิก (ช่วงการอัด 60–200 มม.²), เครื่องเป่าลมร้อน (ช่วงอุณหภูมิ 50–600°C), เตาเชื่อมเฉพาะสำหรับการปิดผนึกตะกั่ว (อุณหภูมิเปลวไฟ ≤ 300°C)

• เครื่องมือทดสอบ: เมกโอห์มมิเตอร์ (2500 V, ช่วง 0–10000 MΩ), สะพานสองแขน (วัดความต้านทานต่อติดต่อ, ความแม่นยำ ±0.1 μΩ), เครื่องวัดความหนาด้วยคลื่นอัลตราโซนิค (ความละเอียด 0.01 มม.)

IV. ขั้นตอนการซ่อมแซมโดยละเอียดตามประเภทความเสียหาย

(A) การซ่อมแซมความเสียหายทางกล (ตัวอย่างฉนวนอลูมิเนียม)

• การเตรียมพื้นที่ความเสียหาย

• ใช้เครื่องเจียรุมุมตัดฉนวนที่เสียหายตามแนวแกน ความยาวการตัด 5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางความเสียหาย (ขั้นต่ำ ≥ 100 มม.) เปิดเผยชั้นฉนวนที่สะอาด

• ใช้เครื่องขูดสแตนเลสขจัดขอบฉนวนที่หยาบ ขัดให้เกิดความเงาของโลหะ ทำความสะอาดน้ำมันด้วยเอทานอล และทำให้แห้งเป็นเวลา ≥ 15 นาที

• การฟื้นฟูฉนวนโลหะ

• เลือกปลอกอัดอลูมิเนียมอัลลอยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายไฟ 1 มม. ทาด้วยน้ำมันนำไฟฟ้า (สารเติมเต็มชนิดนิกเกิล ความต้านทานปริมาตร ≤ 5×10⁻⁴ Ω·cm) อย่างสม่ำเสมอ

• เลื่อนปลอกครอบพื้นที่ความเสียหาย ใช้วิธีการอัดแบบสลับ ทำการอัดจากกลางออกไปทั้งสองข้าง หลังจากการอัด ความคลาดเคลื่อนระหว่างด้านตรงข้ามของรูปหกเหลี่ยม ≤ ±0.1 มม. ความต้านทานต่อติดต่อ ≤ 20 μΩ

• การปิดผนึกและการป้องกันการกัดกร่อน

• พันเทปปิดผนึกยางบิวทิลทับกัน 50% สร้างชั้นปิดผนึกที่หนา ≥ 3 มม. ขยายออก ≥ 50 มม. จากฉนวนที่ไม่เสียหายทั้งสองข้าง

• ติดตั้งท่อหดความร้อน ทำให้ร้อนอย่างค่อยเป็นค่อยไปจากกลางออกไปทั้งสองข้าง (120°C → 140°C) เพื่อป้องกันฟองอากาศ หลังจากเย็นลง ตรวจสอบการหดตัวอย่างสม่ำเสมอ (ความหนาหลังหดตัว ≥ 2 มม.)

• พันเทปป้องกันการกัดกร่อนพีวีซีภายนอกแบบทับกันครึ่งหนึ่งแบบเกลียว ยึดปลายด้วยสายรัดสแตนเลส (แรงบิด 15–20 N·m)

(B) การซ่อมแซมการกัดกร่อนอิเล็กโตรเคมี (ฉนวนผสมเกราะเหล็ก + ฉนวนตะกั่ว)

• การขจัดผลิตภัณฑ์การกัดกร่อน

• ใช้การพ่นทราย (ทรายควอตซ์ 80–120 เมช ความดัน 0.4–0.6 MPa) เพื่อขจัดสนิมจากเกราะเหล็ก เปิดเผยฐานโลหะสีเทาขาว ความขรุขระของผิว Sa2.5 เกรด

• ตัดพื้นที่การกัดกร่อนของฉนวนตะกั่วด้วยเครื่องตัดตะกั่ว สร้างการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นด้วยความลาดชัน ≥ 1:5 เพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมความเครียด

• การป้องกันด้วยอะโนดสละตัว

• ติดตั้งอะโนดสังกะสี-อลูมิเนียม 2 ชิ้น (100 มม. × 50 มม. × 10 มม.) อย่างสมมาตรทั้งสองข้างของพื้นที่ซ่อมแซม ต่อเชื่อมกับเกราะเหล็กด้วยสายบราสซ์ (พื้นที่หน้าตัด ≥ 16 มม.²) ทำการเชื่อม (ความยาวทับ ≥ 30 มม. กระแสเชื่อม 120–150 A)

• เติมช่องว่างระหว่างอะโนดและฉนวนสายไฟด้วยวาเซลีน ห่อหุ้มภายนอกด้วยเคสพีอีความหนาแน่นสูง (HDPE) เพื่อรับประกันการติดต่อเต็มที่กับดิน

• โครงสร้างปิดผนึกคู่

• ชั้นภายใน: ท่อหดความเย็นซิลิโคน ทาด้วยเจลป้องกันน้ำแบบกึ่งนำไฟฟ้า (ความต้านทานปริมาตร 10–100 Ω·cm) รอให้ฟื้นฟูที่อุณหภูมิห้อง 24 ชั่วโมงเพื่อการยึดติด

• ชั้นภายนอก: หล่อเรซินอีพ็อกซี (ชนิด E-51 สารทำให้แข็ง T-31 อัตราส่วน 100:25) หล่อในแม่พิมพ์ที่ความดัน 0.2 MPa ทำให้แข็งตัว ≥ 48 ชั่วโมงที่ 25°C ความแข็งชอร์ D หลังทำให้แข็งตัว ≥ 85

(C) การซ่อมแซมความเสียหายจากการแตกเนื่องจากการเสื่อมสภาพด้วยความร้อน (สายไฟฉนวน XLPE)

• การเสริมความแข็งแรงบริเวณที่แตก

• ตัดร่อง V ตามทิศทางของการแตก (ความลึก 1/3 ของความหนาของฉนวน ความชัน 60°) บรรจุยางซิลิโคนทนความร้อน (อุณหภูมิทนทาน ≥ 180°C ความแข็งแรงในการฉีก ≥ 15 kN/m) ทำให้เรียบด้วยเครื่องขูด ทำให้แข็งตัวที่อุณหภูมิห้อง 2 ชั่วโมง

• พันผ้าใยแก้ว (ความหนา 0.2 มม. จำนวนเส้น 16×16 เส้น/ซม.) แช่ในเรซินอีพ็อกซี (ปริมาณของแข็ง ≥ 70%) เพื่อสร้างชั้นเสริมความแข็งแรง ความแข็งแรงในการดึง ≥ 200 MPa หลังจากทำให้แข็งตัว

• การปรับปรุงการกระจายความร้อน

• ติดตั้งแผ่นระบายความร้อนอลูมิเนียม (ความหนา 1.5 มม. ระยะระหว่างฟิน 5 มม.) ภายนอกพื้นที่ซ่อมแซม ยึดติดกับฉนวนด้วยกาวความร้อน (ความนำความร้อน ≥ 1.5 W/(m·K)) เพื่อลดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉพาะที่ (≤ 5°C)

• ตรวจสอบอุณหภูมิการทำงานด้วยเครื่องสแกนภาพความร้อนอินฟราเรด รับประกันว่าความแตกต่างของอุณหภูมิกับพื้นที่ที่ไม่เสียหาย ≤ 2°C

V. มาตรฐานควบคุมคุณภาพและการยอมรับ

(A) การทดสอบพารามิเตอร์สำคัญ

• สมรรถนะทางไฟฟ้า: ความต้านทานฉนวนของฉนวน ≥ 1000 MΩ (เมกโอห์มมิเตอร์ 2500 V) การปล่อยประจุบางส่วน ≤ 5 pC (ที่แรงดัน 1.73U₀)

• สมรรถนะทางกล: ความต้านทานแรงกระแทกของพื้นที่ซ่อมแซม ≥ 10 J (ที่ -30°C) รัศมีการโค้ง ≥ 20 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายไฟ (ไม่มีการเปลี่ยนรูปรุนแรง)

• สมรรถนะการปิดผนึก: หลังจากการทดสอบแช่น้ำ (อุณหภูมิห้อง 24 ชั่วโมง) อัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสรั่วของฉนวน ≤ 10% ไม่มีฟองอากาศหรือน้ำเข้า

(B) การตรวจสอบความเชื่อถือได้ระยะยาว

• การทดสอบการเสื่อมสภาพด้วยความร้อนแบบเร่ง: วางตัวอย่างซ่อมแซมในห้องทดสอบความร้อน (135°C × 1000 ชั่วโมง) หลังจากนำออก ความต้านทานฉนวนคงที่ ≥ 80% ความเสื่อมสภาพของความแข็งแรงในการดึง ≤ 20%

• การทดสอบการฝังในดิน: จำลองสภาพแวดล้อมการวางจริง ฝังลึก 1 ม. ระยะเวลา 1 ปี ตรวจสอบว่าไม่มีการทะลุหรือการปิดผนึกที่เสียหาย

VI. กฎระเบียบการปฏิบัติงานด้วยความปลอดภัย

• ข้อกำหนดในการทำงานขณะตัดไฟ: ปฏิบัติตามขั้นตอน "ตัดไฟ - ทดสอบแรงดัน - ติดตั้งสายดิน" ก่อนซ่อมแซม ติดป้ายคำเตือน "ห้ามปิดสวิตช์" ที่ปลายสายไฟ ตั้งอุปสรรคความปลอดภัย (ระยะทาง ≥ 8 ม.) ภายในรัศมีการทำงาน

• การจัดการงานที่ใช้ความร้อน: เมื่อใช้เตาหรือการเชื่อม ติดตั้งเครื่องดับเพลิงผงแห้ง (ชนิด ABC ความจุ ≥ 4 กก.) ขจัดวัสดุที่ติดไฟได้ภายใน 3 ม. มอบหมายผู้ดูแลเฉพาะ

• อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE): สวมถุงมือฉนวน (ความต้านทาน 35 kV) แว่นตากันฝุ่น เสื้อผ