Yüksek gerilimli kablo metal zarflarının onarımı

I. Metal Zarfların Fonksiyonları ve Onarım Gerekliliği

Yüksek gerilimli kabloların metal zarfı, yalıtım katmanının dışına yerleştirilen bir metal ekranlama yapısıdır ve kurşun zarflar, alüminyum zarflar ve çelik tel zırh türleri dahil olmak üzere çeşitli tiptedir. Temel fonksiyonları mekanik koruma (dış etki ve basınç karşılaması), elektrokimyasal korozyon koruması (nem ve toprak kirletici maddelerin izolasyonu), elektromanyetik ekranlama (ortama yönelik elektromanyetik interferansı azaltma) ve bir yerleştirmeyi sağlama (arızalı akımların güvenli boşalmasını sağlama) içerir. Hasar gördüğünde, metal zarf yalıtım katmanında nem sızıntısına, yerel elektrik alan bozulmasına veya kabloyu delme ve kısa devre gibi ciddi olaylara yol açabilir. Bu nedenle, farklı hasar tiplerine yönelik hassas onarım, kablo sisteminin uzun vadede güvenli çalışmasını sağlamak için kritiktir.

II. Onarım Öncesi Arıza Tanı ve Değerlendirme

(A) Hasar Türlerinin Tespiti

• Mekanik Hasar: Zarf üzerinde yaralar, çatlaklar veya delikler ile karakterize edilir, genellikle montaj sırasında mekanik kayma veya keskin nesne ile delinme, ya da uzun süreli temel çökmesi sonucu çekme kopması nedeniyle ortaya çıkar.

• Elektrokimyasal Korozyon: Toprakta veya asit/alkali ortamlarda kayma akımları, zarfa elektrokimyasal korozyon neden olabilir, bu durum yerel şişme, paslanma, delik ve beyaz/yeşil korozyon ürünleri (alüminyum zarf) veya siyah sülfür bileşikleri (kurşun zarf) ile belirgindir.

• Termal Yaşlanma Hasarı: Uzun süreli aşırı yük çalışması, zarf malzemesinin sertleşmesine neden olur, bu da çatlakların ve tabakalanmanın oluşmasına yol açar, genellikle bağlantı noktalarında veya ısı verimsizliği olan bölgelerde görülür.

(B) Tespit Teknolojilerinin Uygulanması

• Görsel Incelemeler: Endoskop veya kızıl ötesi termal görüntüleyiciler kullanılarak zarf yüzeyi gözlemlenir, açık hasar noktaları ve sıcak noktalar belirlenir.

• Zarf Dayanıklılık Testi: DC dayanıklılık voltajı (1 dakika boyunca 10 kV) uygulanarak zarf yalıtım bütünlüğü test edilir. Sızıntı akımı normalden fazla artarsa (>10 μA) hasar olduğunu gösterir.

• Kısmi Dalga Tetikleme Tespiti: Yüksek frekanslı akım sensörleri (HFCT) kullanılarak hasar noktalarındaki kısmi dalga sinyalleri yakalanır, konum doğruluğu ±0.5 m'dir.

• Toprak Korozyonluğunu Değerlendirme: Kablo serme ortamından toprak örnekleri toplanarak pH, klorür iyon yoğunluğu ve kayma akım yoğunluğu test edilir, bu da onarım malzemelerinin seçilmesi için bir temel sağlar.

III. Onarım Malzemeleri ve Araçlarının Seçimi

(A) Ana Onarım Malzemeleri

• Metal Zarf Yerleştirme Malzemeleri:

• Alüminyum Alloysu Basınç Mangu: Alüminyum zarf onarımı için uygun, iyi esneklik ve korozyon direnci. Kablo dış çapıyla eşleşmelidir (tolerans ≤ ±0.5 mm).

• Kurşun-Civa Alloysu Bant: Kurşun zarf onarımı için kullanılır, düşük erime noktası (~183°C), termal kaynak kolaylığı, GB/T 12706.2 safiyi karşılar (kurşun içeriği ≥ 99.9%).

• Paslanmaz Çelik Dalgalı Boru: Çelik zırh hasarı için, 304 paslanmaz çeliğinden yapılmış, duvar kalınlığı ≥ 0.8 mm, darbe ve toprak stres direnci vardır.

• Yalıtım ve Sigorta Malzemeleri:

• Kesilen Polietilen (XLPE) Isı Daralma Tüpü: 120–140°C'de daralır, daralma oranı ≥ 2:1, bozulma gücü ≥ 25 kV/mm, sigorta için sıcak eriyen yapıştırıcı gerektirir.

• Silikon Kauçuk Soğuk Daralma Tüpü: Elastik geri dönüşümlülük ile sigortalıdır, ısıtma gerekmez, sınırlı alanlarda uygun, Shore sertliği 60 ± 5 Shore A, tanδ ≤ 0.003 (20°C, 50 Hz).

• Butil Kauçuk Sigorta Bantı: Yardımcı sigorta tabaka olarak kullanılır, çekme gücü ≥ 3 MPa, kopma uzaması ≥ 400%, yaşlanma direnci 100°C × 168 saat ısıya maruz kalma sonrası performansın en az %80'ini korur.

• Korozyon Koruma Malzemeleri:

• Cink-Alüminyum Alloysu Fedakar Anot: Yüksek korozyonlu toprak ortamları için, anot safisi ≥ 99.5%, akım yoğunluğu ≥ 15 mA/m², tasarım ömrü ≥ 20 yıl.

• Polivinil Klorür (PVC) Korozyon Dirençli Bant: Kalınlık ≥ 0.4 mm, çekme gücü ≥ 18 MPa, çevre stres çatlama direnci (ESCR) ≥ 1000 saat.

(B) Özel Araçlar

• Hazırlık Araçları: Dik açılı tezgah (80 numara alüminyum toz tekerleği ile), tel fırça, anhidrous etanol temizleyici, paslanmaz çelik kazıyıcı (korozyon ürünlerini kaldırmak için).

• Formlanma Araçları: Hidrolik basma aracı (basma aralığı 60–200 mm²), ısı fırçası (sıcaklık aralığı 50–600°C), kurşun sigorta özel fener (alev sıcaklığı ≤ 300°C).

• Test Araçları: Megohmmetre (2500 V, aralık 0–10000 MΩ), çift kolu köprü (temas direnci ölçümü, doğruluk ±0.1 μΩ), ultrasonik kalınlık ölçer (kesinlik 0.01 mm).

IV. Hasar Türüne Göre Ayrıntılı Onarım Prosedürleri

(A) Mekanik Hasar Onarımı (Alüminyum Zarf Örneği)

• Hasar Alanı Hazırlığı

• Dik açılı tezgah kullanarak hasarlı zarfı eksenel olarak açın, kesme uzunluğu hasar çapının 5 katı (minimum ≥ 100 mm) olmalıdır, temiz yalıtım ekranını ortaya çıkarın.

• Paslanmaz çelik kazıyıcı ile zarf kenarlarındaki buruşukları kaldırın, metalleşmiş parlaklıkta kalemle, etanol ile yağları temizleyin ve en az 15 dakika kurutun.

• Metal Zarf Restorasyonu

• İç çapı kablo dış çapından 1 mm daha büyük olan alüminyum alloysu basınç mangu seçin, iç duvarını dengeli bir şekilde iletken yağ (nikel bazlı doldurucu, hacim direnci ≤ 5×10⁻⁴ Ω·cm) ile kaplayın.

• Manguyu hasarlı alana kaydırın, merkezden uçlara doğru Noktalı Basma yöntemi kullanarak basın. Basıldıktan sonra, altıgen karşı taraf sapması ≤ ±0.1 mm, temas direnci ≤ 20 μΩ olmalıdır.

• Sigorta ve Anti-Korozyon Tedavisi

• Butil kauçuk sigorta bantını %50 örtüşme ile sarın, en az 3 mm kalınlığında bir sigorta tabakası oluşturun, her iki ucunda da zarfsız bölgeden en az 50 mm öteye kadar genişletin.

• Isı daralma tüpünü kurulum yapın, merkezden uçlara doğru (120°C → 140°C) yavaş yavaş ısıtın, baloncuklardan kaçının. Soğuduktan sonra, düzgün daralma (daralma sonrası duvar kalınlığı ≥ 2 mm) kontrol edin.

• PVC korozyon dirençli bantı dışarıdan yarı örtüşme spiral şeklinde sarın, uçları paslanmaz çelik bandlarla (torque 15–20 N·m) sabitleyin.

(B) Elektrokimyasal Korozyon Onarımı (Çelik Zırh + Kurşun Zarf Kompozit Zarf)

• Korozyon Ürünlerinin Kaldırılması

• Kum püskürtme (kuvars kumu 80–120 numara, basınç 0.4–0.6 MPa) kullanarak çelik zırhtan pası kaldırın, gri-beyaz metal tabanını ortaya çıkarın, yüzey pürüzlülüğü Sa2.5 sınıfı.

• Kurşun düzlemi ile kurşun zarf korozyon alanını kırpın, en az 1:5 eğim ile pürüzsüz bir geçiş oluşturun, gerilme konsantrasyonundan kaçının.

• Fedakar Anot Koruması

• Onarım bölümünün her iki tarafına simetrik olarak 2 cink-alüminyum alloysu anot (100 mm × 50 mm × 10 mm) kurun, çelik zırha bakır örgü (kesit alanı ≥ 16 mm²) ile bağlanın, kaynak yapın (lap uzunluğu ≥ 30 mm, kaynak akımı 120–150 A).

• Anot ile kablo zarfı arasındaki boşluğu petrol jeli ile doldurun, dışarıdan yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) kaplama ile kapsayın, tam toprak temasını sağlayın.

• Çift Sigorta Yapısı

• İç tabaka: soğuk daralma silikon kauçuk tüp, iç duvarı yarıiletken su geçirmez jel (hacim direnci 10–100 Ω·cm) ile kaplı. Geri dönüşten 24 saat sonra oda sıcaklığında sabitlenmek üzere bırakın.

• Dış tabaka: epoksi rezin (E-51 tip, hardener T-31, oran 100:25) dökün, 0.2 MPa basınç altında kalıp içinde sigortalayın, 25°C'de en az 48 saat boyunca sabitlenin. Sabitlendikten sonra Shore sertliği ≥ 85 Shore D.

(C) Termal Yaşlanma Çatlama Onarımı (XLPE Yalıtımlı Kablo)

• Çatlak Alanı Güçlendirme

• Çatlak yönünde bir V derinliği (zarf kalınlığının 1/3'ü, açı 60°) kesin, ısıya dayanıklı silikon kauçuk (sıcaklık derecesi ≥ 180°C, yırtılma gücü ≥ 15 kN/m) ile doldurun, kazıyıcı ile düzeltin, oda sıcaklığında 2 saat boyunca sabitlenin.

• Cam lifli bez (0.2 mm kalınlık, 16×16 iplik/cm) sarın, epoksi rezin (katı içerik ≥ 70%) ile impregnasyon yaparak güçlendirme tabakası oluşturun. Sabitlendikten sonra çekme gücü ≥ 200 MPa.

• Isı Verimliliğini Optimizasyon

• Onarım bölümünün dışına alüminyum ısı dağıttıcılar (1.5 mm kalınlık, kanat aralığı 5 mm) kurun, ısı yayılımı (ısı iletimi ≥ 1.5 W/(m·K)) ile zarfa bağlayın, lokal sıcaklık artışını (≤ 5°C) azaltın.

• İşlem sıcaklığını kızıl ötesi termal görüntüleyici ile izleyin, hasarsız bölümden sıcaklık farkı ≤ 2°C olmasını sağlayın.

V. Kalite Kontrol ve Kabul Standartları

(A) Ana Parametre Testleri

• Elektriksel Performans: Zarf yalıtım direnci ≥ 1000 MΩ (2500 V megohmmetre), kısmi dalga ≤ 5 pC (1.73U₀ geriliminde).

• Mekanik Performans: Onarım bölümünün darbe direnci ≥ 10 J (−30°C'de), bükme yarıçapı ≥ 20 kablo dış çapı (açık biçim değişikliği yok).

• Sigorta Performansı: Dalga testi (oda sıcaklığı, 24 saat) sonrasında, zarf sızıntı akımı değişim oranı ≤ 10%, baloncuk veya su sızıntısı yok.

(B) Uzun Vadeli Güvenilirlik Doğrulaması

• Hızlandırılmış Yaşlanma Testi: Onarım örneğini termal yaşlanma odasına yerleştirin (135°C × 1000 saat), çıkardıktan sonra yalıtım direnci saklanması ≥ 80%, çekme gücü azalması ≤ 20%.

• Toprak İçi Test: Gerçek serme ortamını simüle edin, 1 m derinlikte, 1 yıl süreyle, korozyon delikleri veya sigorta başarısızlığı olup olmadığını kontrol edin.

VI. İş Güvenliği Yönetmeliği

• Akım Kesme Çalışma Gereksinimleri: Onarım öncesinde "akım kesme - gerilim testi - yerleştirmenin kurulumu" prosedürünü takip edin. Kablo uçlarına "Kapatılmaz" uyarı işaretleri asın, çalışma yarıçapı içinde güvenlik bariyerleri (mesafe ≥ 8 m) kurun.

• Sıcak İş Yönetimi: Fenerler veya kaynak kullanırken, ABC tipi kuru toz yangın söndürücü (kapasite ≥ 4 kg) donanımlı olun, 3 m içinde yanıcı maddeleri temizleyin, özel bir gözetmen atayın.

• Kişi Koruyucu Ekipman (PPE): 35 kV dereceli yalıtkan eldiven, gözlük, alev dirençli iş giysisi giyin. Yükseklik (≥ 2 m) işleri için statik yük test gücü 2205 N, 3 dakika boyunca kopmayan güvenlik kemerini kullanın.