Kabelauswahl- und Wartungsmanagementlösung

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​​(I) Problemhintergrund​
Die Gewährleistung eines langfristig sicheren, stabilen und effizienten Betriebs von elektrischen Kabelsystemen ist entscheidend, um die Kontinuität der Produktion, des täglichen Lebens und der Betriebsabläufe zu gewährleisten. Eine korrekte Auswahl ist das Fundament für die Systemzuverlässigkeit, während eine konsistente und effektive Wartungsverwaltung der Kernschutz gegen Störungen, die Verlängerung der Kabellebensdauer und die Verhinderung wirtschaftlicher Verluste und Sicherheitsvorfälle ist. Die Vernachlässigung der Auswahlprinzipien oder unzureichende Wartungsverwaltung kann leicht zu Kabelüberlastung, Überhitzung, beschleunigtem Isolieralterungsprozess, Kurzschlüssen und sogar Brandrisiken führen.

​​(II) Lösung​

​2.1 Wissenschaftliche Auswahlprinzipien​
Die Kabelauswahl basiert nicht einfach auf Lastanforderungen, sondern erfordert eine umfassende, multidimensionale und zukunftsorientierte Berücksichtigung. Die wesentlichen Prinzipien sind wie folgt:

1. ​Passgenaue Laststrom :​​ Die primäre Berücksichtigung ist der kontinuierliche Betriebslaststromwert. Der Leitungstrom muss basierend auf Faktoren wie Geräteenergieverbrauch, Anfangsstrom (Berücksichtigung der Startfrequenz und -dauer) und dem maximalen Strom des Systemsdesigns genau berechnet werden. Die Nennstromtragfähigkeit des ausgewählten Kabels muss größer oder gleich diesem berechneten Stromwert sein, und die geeignete Leiterquerschnittsfläche muss nach relevanten nationalen/branchenspezifischen Standards (z.B. GB/T 12706, IEC 60502 usw.) gewählt werden. Überlastbetrieb ist ​strengstens verboten.​​
2. ​Umgebungstemperaturkorrektur:​​ Die Umgebungstemperatur beeinflusst signifikant die Kabelstromtragfähigkeit.
• ​Hochtemperaturumgebungen:​​ Wie heiße Werkstätten, tropische Regionen, Bereiche mit konzentrierten Kabeltrögen/Leitern oder in der Nähe von Wärmequellen. Die Nennstromtragfähigkeit muss mit dem entsprechenden Korrekturfaktor (normalerweise weniger als 1) für diese Temperatur reduziert werden. Priorität sollte Kabeln mit hitzebeständigen Isoliermaterialien (z.B. vernetztes Polyethylen (XLPE) ist hitzebeständiger als PVC) oder Kabeln mit höherer Temperaturklasse gegeben werden.
• ​Niedrigtemperaturumgebungen:​​ Niedrige Temperaturen können Materialversprödung verursachen und den Installations- und Biegeleistungen beeinträchtigen. Die Kälteresistenzklasse des Kabels muss bei der Auswahl berücksichtigt werden.
3. ​Installationsmethode und Wärmeverteilbedingungen:​​
• Unterscheiden Sie zwischen Installation in Luft (frei, Tröge/Leitern, Rohre), direkter Verlegung im Boden, Rohrinstallation oder gebündelter Verlegung.
• Verschiedene Installationsmethoden haben sehr unterschiedliche Wärmeverteilfähigkeiten, die direkt die Stromtragfähigkeit beeinflussen. Für verlegte Kabel müssen die thermische Bodenwiderstandsfähigkeit und die Verlege Tiefe berücksichtigt werden; dichte Bündelung reduziert die Stromtragfähigkeit erheblich und erfordert die Berücksichtigung von Stromtragfähigkeitstabellen für die spezifische Installationsmethode oder die Anwendung von Reduktionsfaktoren. Priorisieren Sie Methoden, die der Wärmeverteilung förderlich sind, oder lassen Sie größere Puffer zu.
4. ​Spannungsniveauanpassung:​​ Die Nennspannung des Kabels (z.B. 0,6/1kV, 8,7/15kV usw.) muss größer oder gleich der Betriebsspannung des Systems plus mögliche transiente Überspannungen sein, um ausreichende Isolationsstärke zu gewährleisten.
5. ​Isolationstyp und Mantelmaterial:​​
• ​Isolationsmaterial:​​ Basierend auf Temperaturklasse, mechanischer Festigkeit, dielektrischen Eigenschaften und Flammhemmung (z.B. Low Smoke Zero Halogen - LSZH) ausgewählt.
• ​Mantelmaterial:​​ Muss den Umgebungsanforderungen entsprechen:
• ​Allgemeine Umgebung:​​ PVC, PE usw.
• ​Hohes Maß an mechanischem Schutz erforderlich:​​ Gepanzerte Kabel (Stahlband, Stahldrähte).
• ​Korrosionsbeständigkeit (z.B. chemische Werke, Salznebelbereiche):​​ Nichtmagnetisches Metallpanzer (z.B. Aluminiumlegierungsbänder) oder spezielle korrosionsbeständige Mäntel.
• ​Flammschutz/Feuerbeständigkeit:​​ Flammschutzkabel entsprechender Stufen (ZA, ZB, ZC usw.) oder feuerbeständige Kabel (z.B. Mineralisolier - MI) auswählen.
• ​UV-Beständigkeit:​​ Für den Außenbereich oder direkte Sonnenlichtexposition sind UV-beständige Materialien (z.B. wetterbeständiges schwarzes PVC/PE) unerlässlich.
6. ​Anforderungen an Kurzschlussströme:​​ Das Kabel muss den thermischen Effekten standhalten, die durch den maximal möglichen Kurzschlussstrom des Systems während seiner Dauer ohne Schaden entstehen. Die Berechnung des kurzschlusswarmfesten Stroms ist erforderlich, um ein Kabel mit ausreichendem Querschnitt auszuwählen oder andere Schutzmaßnahmen zu implementieren.

​2.2 Systematische Wartungsverwaltungsverfahren​
Regelmäßige, zielgerichtete Wartungsinspektionen sind entscheidend, um versteckte Risiken frühzeitig zu erkennen und deren Eskalation zu verhindern. Hauptmethoden sind:

1. ​Regelmäßige Infrarotthermografische Inspektion (zyklische Patrouillen):​​
• ​Kernziel:​​ Berührungsfreie genaue Erkennung von ungewöhnlichen Temperaturanstiegen an kritischen Verbindungspunkten wie Verbindungen, Enden, Steckverbindern und Kabelenden.
• ​Häufigkeit:​​ Vorgeschlagen ist quartals- bis halbjährlich für kritische Bereiche und stark belastete Leitungen; mindestens jährlich für allgemeine Bereiche; erhöhen Sie die Häufigkeit vor/nach wichtigen Ereignissen oder während der Hitzesaison.
• ​Vorteil:​​ Früherkennung verborgener Fehler wie schlechte Verbindungen, Überlast, Phasenungleichgewicht usw., um Brandrisiken zu verhindern.
2. ​Überprüfung der Umgebungseignung:​​
• ​Feuchte/korrosive Umgebungen:​​ Konzentration auf die Integrität des Kabeläußermantels (insbesondere an Verbindungen) auf Schäden, Alterung oder Risse. Überprüfen Sie die Abdichtung der Enden und die Wasserdichtigkeit der Verbindungskästen. Verwenden Sie spezielle Abdichtmittel oder wasserdichte Verbindungen, falls nötig.
• ​Bereiche mit mechanischem Beschädigungsrisiko:​​ Überprüfen Sie den Kabeläußermantel auf Kratzer, Verformungen oder Druck durch scharfkantige Objekte; überprüfen Sie die Stabilität der Tröge/Leitern und Halterungen; suchen Sie nach Anzeichen unerlaubter Ausgrabungen oder schwerer Maschinen über verlegte Abschnitte.
3. ​Überwachung und Diagnose der Isolierleistung (Präventivtests):​​
• ​Regelmäßige Isolationswiderstandsmessung:​​ Verwenden Sie einen Megger, um den Isolationswiderstand zwischen den Phasen und zur Erde zu messen, um erhebliche Verschlechterungen oder Feuchtigkeitseinträge zu identifizieren.
• ​Verlustfaktor (Tanδ) oder Teilentladungstests (für MV/HV-Kabel):​​ Fortgeschrittenere Diagnosewerkzeuge zur Bewertung der Isolieralterung und potenzieller Defekte. Führen Sie gemäß den vorgeschriebenen Intervallen durch.
4. ​Lifecycle-Management und Ersatzstrategie:​​
• ​Aufzeichnung und Analyse:​​ Führen Sie detaillierte Kabelaufzeichnungen (Modell, Länge, Installationsdatum, Standort, historische Testdaten, Reparaturverlauf).
• ​Bewertung des Alterungsstatus:​​ Bewerten Sie den gesamten Kabelalterungsstatus unter Berücksichtigung der Nutzungszeit, der Lasthistorie, der Umgebungsbedingungen und historischer Testdaten (Isolationswiderstand, Tanδ, Teilentladung usw.).
• ​Präventiver Ersatz:​​ Entwickeln Sie geplante Ersatzstrategien für wichtige Schaltkreiskabel, die sich am Ende ihrer Planungslebensdauer befinden oder in schlechtem Alterungszustand eingeschätzt werden, um passive Ausfälle zu vermeiden, die größere Verluste verursachen könnten.
5. ​Lagerung und Ersatzmanagement:​​
• ​Lagerbedingungen:​​ Ersatzkabel sollten in kühlen, trockenen und gut belüfteten Lagerräumen gelagert werden.
• ​Vermeidung direkter Sonneneinstrahlung:​​ Langanhaltende Exposition gegenüber Sonneneinstrahlung muss strengstens verboten werden, um UV-Beschädigungen zu verhindern, die zu Alterung, Rissen oder Versprödung des Äußermantels und der Isolierung führen (besonders signifikant für PVC). Bei temporärer Lagerung im Freien ist eine abdeckende Tageslichtabdichtung erforderlich.
• ​Richtige Lagerung:​​ Vermeiden Sie unordentliches Stapeln, schwere Belastungen oder enge Biegeradien, um mechanische Beschädigungen und Verformungen zu verhindern. Achten Sie darauf, dass die Kabelenden gut abgedichtet bleiben.

​​(III) Schlüsselpunkte der Implementierung​

• ​Entwicklung detaillierter Verfahren:​​ Formalisieren Sie die oben genannten Auswahlprinzipien und Wartungsverfahren in den "Technischen Spezifikationen für die Kableauswahl" und den "Wartungsverfahren für Kabelsysteme" dieses Projekts.
• ​Ausbildung des Personals:​​ Stellen Sie sicher, dass Ingenieure, Beschaffungspersonal und Wartungselektriker die Auswahlprinzipien und Wartungsverfahren verstehen und strikt einhalten, insbesondere Temperaturkorrekturfaktoren, IR-Skanndeutung und Abdichtungsprüfanforderungen.
• ​Einrichtung von Aufzeichnungen:​​ Führen Sie vollständige Archive für jede wichtige Kabelroute, die Auswahlgrundlage, Installationsaufzeichnungen, Testdaten und Wartungsprotokolle.
• ​Bereitstellung von Werkzeugen:​​ Ausrüstung des Wartungspersonals mit notwendigen Werkzeugen und Instrumenten (z.B. IR-Kamera, Megger, Protokollbücher).
• ​Geschlossenes Management:​​ Berichten Sie schnell, bewerten und reparieren Sie Probleme, die während Inspektionen festgestellt wurden; dokumentieren und analysieren Sie die Ursachen, um ständig die Verwaltungsmaßnahmen zu verbessern.

​​(IV) Erwartete Ergebnisse​
Durch strikte Einhaltung wissenschaftlicher Auswahlprinzipien und die Implementierung systematischer Wartungsverwaltung:

1. ​Signifikante Verbesserung der Systemzuverlässigkeit:​​ Minimieren Sie Kabelausfälle, die durch unangemessene Auswahl oder mangelhafte Wartung verursacht werden.
2. ​Verlängerung der Dienstlebensdauer:​​ Verlangsamen Sie die Isolieralterung und realisieren Sie das volle Designlebensdauerpotenzial der Kabel.
3. ​Sicherheit von Personen und Sachwerten:​​ Verhindern Sie wirksam elektrische Schocks und Brandrisiken, die durch Kabelüberhitzung, Kurzschlüsse usw. verursacht werden.
4. ​Optimierung der Betriebskosten:​​ Reduzieren Sie Kosten für Notfallreparaturen, Produktionsunterbrechungen und teure Kabelaustausche.
5. ​Einhaltung von Vorschriften und Normen:​​ Erfüllen Sie relevante nationale und branchenspezifische Sicherheitsvorschriften für die Betriebsverwaltung von elektrischen Anlagen.

Dieser Plan kombiniert sorgfältige Front-End-Auswahl mit umfassendem Lifecycle-Management im Back-End und etabliert ein kontinuierliches Sicherheitssicherungssystem für elektrische Kabel.