Solució de gestió de selecció i manteniment de cables

​

​​(I) Contexte del problema​
Assegurar el funcionament a llarg termini, segur, estable i eficient dels sistemes de cables elèctrics és crucial per garantir la continuïtat de la producció, la vida quotidiana i les operacions de les instal·lacions. La selecció adequada és la pedra angular de la fiabilitat del sistema, mentre que una gestió de manteniment consistent i efectiva és la principal salvaguarda contra els errors, la prolongació de la vida útil del cable i la prevenció de pèrdues econòmiques i incidents de seguretat. Ignorar els principis de selecció o tenir una gestió de manteniment insuficient pot conduir fàcilment a un sobrecàrrega del cable, supercalent, envelat accelerat de l'aïllament, curts circuits i fins i tot riscos d'incendi.

​​(II) Solució​

​2.1 Principis científics de selecció​
La selecció del cable no es basa només en les necessitats de càrrega, sinó que requereix una consideració multidimensional i prospectiva integral. Els principis bàsics són els següents:

1. ​Ajust de la corrent de càrrega:​​ La consideració primària és el valor de la corrent de càrrega en funcionament continu. La corrent de línia ha de calcular-se amb precisió basant-se en factors com el consum d'energia dels equips, la corrent d'arranc (tenint en compte la freqüència i durada de l'arranc), i la corrent màxima de disseny del sistema. La capacitat de portar corrent de laqueixa seleccionada ha de ser major o igual a aquest valor calculat, i s'ha de triar la secció transversal del conductor segons les normes nacionals/sectorials rellevants (per exemple, GB/T 12706, IEC 60502, etc.). L'operació amb sobrecàrrega està estrictament prohibit.
2. ​Correcció de la temperatura ambiental:​​ La temperatura ambiental té un impacte significatiu en la capacitat de portar corrent del cable.
• ​Entorns de alta temperatura:​​ Com a exemples, tallers calents, regions tropicals, àrees amb bandes o raquils de cables concentrats, o prop de fonts de calor. La capacitat de portar corrent nominal ha de reduir-se utilitzant el factor de correcció adequat (normalment menor que 1) per a aquesta temperatura. S'ha de donar prioritat a cables amb materials d'aïllament resistent a altes temperatures (per exemple, el polietilène reticulat (XLPE) és més resistent a la calor que el PVC) o cables amb classificacions de temperatura més altes.
• ​Entorns de baixa temperatura:​​ Les baixes temperatures poden causar la fragilitat del material, afectant la instal·lació i el rendiment de flexió. S'ha de considerar la resistència a baixes temperatures del cable en la selecció.
3. ​Mètode d'instal·lació i condicions de dissipació de calor:​​
• Distingir entre l'instal·lació en l'aire (exposada, bandes/raquils, conduits), enterrament directe al terra, instal·lació en conduits, o instal·lació en feix.
• Els diferents mètodes d'instal·lació tenen capacitats de dissipació de calor molt diferents, que impacten directament la capacitat de portar corrent. Per exemple, per als cables enterrats, s'ha de considerar la resistivitat tèrmica del terra i la profunditat d'enterrament; la compactació densa redueix significativament la capacitat de portar corrent i cal consultar taules de capacitat de portar corrent per al mètode d'instal·lació específic o aplicar factors de reducció. Prioritzeu mètodes favorables a la dissipació de calor o permetreu marges més grans.
4. ​Ajust del nivell de tensió:​​ La tensió nominal del cable (per exemple, 0,6/1kV, 8,7/15kV, etc.) ha de ser major o igual a la tensió de funcionament del sistema més qualsevol sobre-tensions transitories per assegurar força d'aïllament suficient.
5. ​Tipus d'aïllament i material de la coberta:​​
• ​Material d'aïllament:​​ Seleccionat basant-se en la classificació de temperatura, la resistència mecànica, les propietats dielèctriques i la retardança al foc (per exemple, Fum Baix Zero Halògens - LSZH).
• ​Material de la coberta:​​ Ha de ser adequat per a les exigències ambientals:
• ​Entorn general:​​ PVC, PE, etc.
• ​Requisits de protecció mecànica elevada:​​ Cables blindats (cinta d'acer, blindat de filferro).
• ​Resistència a la corrosió (per exemple, plantes químiques, àrees de borrassa salina):​​ Blindat de metall no magnètic (per exemple, cinta d'alumini) o cobertes especials anticorrosives.
• ​Retardança al foc/Resistència al foc:​​ Seleccioneu cables retardants al foc de nivells adequats (ZA, ZB, ZC, etc.) o cables refractaris (per exemple, Aïllament Mineral - MI).
• ​Resistència a UV:​​ Per a l'ús exterior o exposició directa a la llum solar, són essencials materials resistent a UV (per exemple, PVC/PE negre resistent a la intempèrie).
6. ​Requisits de corrent de curtcircuït:​​ El cable ha de suportar els efectes tèrmics generats pel màxim curtcircuït possible del sistema sense danys. Es requereix el càlcul de la corrent tèrmica de suport de curtcircuït per seleccionar un cable amb secció transversal suficient o implementar altres mesures protectoras.

​2.2 Mètodes sistemàtics de gestió de manteniment​
Les inspeccions de manteniment regulars i orientades són clau per identificar riscos ocults i prevenir la seva escalada. Els mètodes principals inclouen:

1. ​Inspecció termogràfica per infrarojos periòdica (patrullaments cíclics):​​
• ​Objectiu central:​​ Detecció precisa sense contacte de increments de temperatura anormal en punts de connexió crítics com unions, terminals, connectors i extrems de cable.
• ​Freqüència:​​ Recomanat trimestralment a semestralment per a àrees i línies crítiques i amb càrrega elevada; almenys anualment per a àrees generals; augmentar la freqüència abans/després d'esdeveniments majors o durant les temporades de temperatures màximes.
• ​Vantatge:​​ Detecció precoç de falles ocultes com connexions defectuoses, sobrecàrregues, desequilibris de fase, etc., prevenint riscos d'incendi.
2. ​Verificació de l'adequació ambiental:​​
• ​Entorns humits/corrosius:​​ Centrar-se en la integritat de la coberta externa del cable (especialment a les unions) per a danys, envelat o fissuració. Inspectar el selat dels terminals i la impermeabilitat de les caixes de juntura. Utilitzar selladors especialitzats o juntes impermeables si cal.
• ​Àrees amb risc de dany mecànic:​​ Inspectar la coberta externa del cable per a raspalls, compressions o pressió de objectes punxants; comprovar la estabilitat de les bandes/raquils i els suports; inspectar signes d'excavació no autoritzada o maquinària pesada sobre seccions enterrades.
3. ​Monitoratge i diagnòstic del rendiment de l'aïllament (proves preventives):​​
• ​Proves regulars de resistència a l'aïllament:​​ Utilitzar un megohmetre per mesurar la resistència a l'aïllament entre fases i a terra per identificar un deteriorament significatiu o ingressos d'aigua.
• ​Factor de pèrdues dielèctriques (Tanδ) o proves de descàrrega parcial (per a cables de mitja/alta tensió):​​ Eines de diagnòstic més avançades per avaluar l'envelat de l'aïllament i possibles defects. Realitzar segons intervals programats imposats per regulacions.
4. ​Gestió del cicle de vida i estratègia de substitució:​​
• ​Registre i anàlisi:​​ Mantingueu registres detallats dels cables (model, longitud, data d'instal·lació, ubicació, dades històriques de prova, historial de reparacions).
• ​Avaluació de l'estat d'envelat:​​ Avaluar l'estat global d'envelat del cable considerant la vida útil, l'historial de càrrega, les condicions ambientals i les dades històriques de prova (resistència a l'aïllament, Tanδ, descàrrega parcial, etc.).
• ​Substitució preventiva:​​ Desenvolupar estratègies de substitució planificades per a cables de circuits importants que s'aproximin a la vida útil de disseny o que s'avaluen com a en mal estat d'envelat, evitant fallades passives que causin més pèrdues.
5. ​Gestió d'emmagatzematge i repòs:​​
• ​Condicions d'emmagatzematge:​​ Els cables de repòs s'han d'emmagatzemar en interiors en magatzems frescos, secs i ben ventilats.
• ​Evitar la llum solar directa:​​ S'ha de prohibir estrictament l'exposició prolongada a la llum solar per prevenir la degradació per UV que causa l'envelat i la fissuració o fragilitat de la coberta i l'aïllament (especialment significatiu per al PVC). L'emmagatzematge temporal a l'exterior requereix cobrir amb una lona que bloquegi la llum.
• ​Emmagatzematge adequat:​​ Evitar amontonaments arbitraris, càrregues pesades o corbes de radi estret per prevenir danys mecànics i deformacions. Assegurar-se que els extrems del cable romanen ben tancats.

​​(III) Punts clau d'implementació​

• ​Desenvolupar procediments detallats:​​ Formalitzar els principis de selecció i mètodes de manteniment anteriors en les "Especificacions Tècniques de Selecció de Cables" i els "Procediments de Manteniment del Sistema de Cables" d'aquest projecte.
• ​Formació del personal:​​ Assegurar-se que els enginyers, el personal d'adquisicions i els electricistes de manteniment compren i adhieren estrictament als principis de selecció i mètodes de manteniment, especialment als factors de correcció de temperatura, la interpretació de les escanejadors IR i els requisits d'inspecció de selat.
• ​Establir registres:​​ Mantingueu arxius complets per a cada ruta de cable crític, seguient la base de selecció, els registres d'instal·lació, les dades de prova i els registres de manteniment.
• ​Proporcionar eines:​​ Equipar el personal de manteniment amb les eines i instruments necessaris (per exemple, càmera IR, megohmetre, llibres de registre).
• ​Gestió de bucle tancat:​​ Informar prontament, avaluar i reparar els problemes trobats durant les inspeccions; documentar i analitzar les causes radicals, millorant continuament les mesures de gestió.

​​(IV) Resultats esperats​
A través de l'estricta adhesió als principis de selecció científica i la implementació de la gestió de manteniment sistemàtica:

1. ​Millora significativa de la fiabilitat del sistema:​​ Minimitzar les fallades del cable causades per una selecció inadeguada o un manteniment deficient.
2. ​Prolongar la vida útil:​​ Ralentir l'envelat de l'aïllament, realitzant plenament el potencial de vida útil de disseny dels cables.
3. ​Protegir la seguretat de les persones i les propietats:​​ Prevenir eficientment els riscos d'electrocussió i incendi causats per el supercalent del cable, curts circuits, etc.
4. ​Optimitzar els costos d'operació:​​ Reduir els costos associats a reparacions d'emergència, interrupcions de la producció i substitucions de cables caros.
5. ​Complir amb regulacions i normes:​​ Satisfar les regulacions i normes de seguretat nacionals i sectorials rellevants per a la gestió de l'operació d'equipament elèctric.

Aquest pla combina una selecció minuciosa al front-end amb una gestió del cicle de vida integral al back-end, establint un sistema de seguretat contínu per als cables elèctrics.