
(I) Ozadje problema
Zaradi zagotavljanja dolgoročne varne, stabilne in učinkovite delovanje električnih kabelskih sistemov je ključnega pomena za zagotavljanje zveznosti proizvodnje, vsakdanjega življenja in delovanja objektov. Pravilna izbira je temelj za pouzdenost sistema, medtem ko je konzistentno in učinkovito vzdrževanje in upravljanje ključni zaščitni element proti napakam, podaljšanju življenjske dobe kablov in preprečevanju gospodarskih izgub in nesreč. Zanemarjanje načel izbire ali nedostatno vzdrževanje in upravljanje lahko hitro vodi do pretovora kablov, pregrevanja, pospešenega staranja izolacije, kratkih zaprtij in celo tveganja požara.
(II) Rešitev
2.1 Znanstvena načela izbire
Izbira kablov ni le odvisna od zahtev glede obremenitve, ampak zahteva celostno večdimenzionalno in predvidujočo razmislek. Ključna načela so naslednja:
- Ujemalnost s tokom obremenitve: Prva premisla je neprekinjen tok obremenitve. Tok mora biti natančno izračunan glede na faktorje, kot so poraba energije opreme, priklopni tok (ob upoštevanju frekvence in trajanja priklopa) in največji projektiran tok sistema. Nominirana nosilna zmogljivost izbranega kabla mora biti večja ali enaka izračunani vrednosti toka, in pravilno mora biti izbrana premer krakovnice skladno z relevantnimi nacionalnimi/industrijskimi standardi (npr. GB/T 12706, IEC 60502 itd.). Pretovorna operacija je strogo prepovedana.
- Korekcija okoljske temperature: Okoljska temperatura zelo vpliva na nosilno zmogljivost kablov.
- Vrha temperatur: Tako kot v toplih delavnah, v tropičnih regijah, v območjih s koncentriranimi kabelskimi lestvami/podporniki ali blizu virov toplote. Nominirana nosilna zmogljivost mora biti popravljena z ustreznim korekcijskim faktorjem (običajno manjšim od 1) za to temperaturo. Prednost bi se morala dati kablom s toplotno odpornimi izolacijskimi materiali (npr. križno povezan polietilen (XLPE) je bolj toplotno odporen od PVC) ali kablom, ki so ocenjeni za višje temperature.
- Nizke temperaturne okolja: Nizke temperature lahko povzročijo embrittlement materialov, kar vpliva na nameščanje in ukrivanje. Med izbiro je treba upoštevati stopnjo odpornosti na nizke temperature kabela.
- Način namestitve in pogoji hlašenja:
- Razlikujte med namestitvijo v zraku (odkrita, lestvice/podporniki, cevi), neposredno zakopavanje v tla, nameščanje v cevi ali gručno nameščanje.
- Različni načini namestitve imajo zelo različne zmogljivosti hlašenja, kar neposredno vpliva na nosilno zmogljivost. Za zakopane kable je treba upoštevati termični upor tla in globino zakopavanja; gosta gručna namestitva značilno zmanjša nosilno zmogljivost in zahteva pregled tabele nosilne zmogljivosti za specifični način namestitve ali uporabo korekcijskih faktorjev. Prednost bi se morala dati načinom, ki spodbujajo hlašenje, ali omogočajo večje marže.
- Ujemalnost s stopnjo napetosti: Nominirana napetost kabela (npr. 0.6/1kV, 8.7/15kV itd.) mora biti večja ali enaka operativni napetosti sistema plus morebitne tranzientne presežne napetosti, da se zagotovi zadostna izolacijska moč.
- Izolacijski tip in material omota:
- Material izolacije: Izbran glede na temperaturno stopnjo, mehansko trdoto, dielektrične lastnosti in odpornost na požar (npr. Nizka dimna brez halogenov - LSZH).
- Material omota: Morajo se prilagoditi okoljskim zahtevam:
- Splošno okolje: PVC, PE itd.
- Visoka zahteva po mehanski zaščiti: Okovani kabeli (okovna traka, okovni čevlji).
- Odpornost na korozijo (npr. kemikalne tovarne, območja s solnato mlago): Nemagnetni kovinski okov (npr. aluminijasta traka) ali posebni anti-korozijski omoti.
- Odpornost na požar/zapremljevanje: Izberite kable z ustrezno stopnjo odpornosti na požar (ZA, ZB, ZC itd.) ali kable, odporne na požar (npr. Mineralno izolirani - MI).
- Odpornost na UV: Za uporabo na prostem ali direktno izpostavljenem soncu so potrebni materiali, odporni na UV (npr. črni vremensko odporni PVC/PE).
- Zahteve glede kratkih zaprtij: Kabel mora zdržati toplotne učinke, ki jih generira maksimalni možen tok kratkega zaprtja v sistemu, brez škode. Za izbiro kabela z zadostno premerom ali za uvedbo drugih zaščitnih ukrepov je potreben izračun toplotne zmogljivosti za kratko zaprtje.
2.2 Sistematične metode upravljanja vzdrževanjem
Pravilna, ciljna redna preverjanja so ključni za zgodnje odkrivanje skritih tveganj in preprečevanje eskalacije. Glavne metode vključujejo:
- Redna infrardeča termografska preiskava (ciklična patruliranja):
- Glavni cilj: Nekontaktno natančno zaznavanje nenormalnega dviga temperature na ključnih povezavih, kot so spoji, konektorji in kraji kablov.
- Frekvenca: Predlagano je kvartalno do polletno za ključna območja in težko obremenjene linije; vsaj letno za splošna območja; povečajte frekvenco pred/za velikimi dogodki ali med sezonom visokih temperatur.
- Prednost: Zgodnje odkrivanje skritih napak, kot so slabi spoji, pretovori, neravnotežje faz itd., preprečevanje tveganja požara.
- Preverjanje primernosti okolja:
- Vlaga/korozivna okolja: Osiromašeno preverjanje integritete zunanjega omota kabela (posebno na spojih) za poškodbe, starenje ali raztiranje. Preverjanje utegnutosti konektorjev in vodootpora skrinj za spoje. Uporabite posebne utegnutne sestavke ali vodootporne spoje, če je potrebno.
- Območja z tveganjem mehanske poškodbe: Preverjanje zunanjega omota kabela za podcrtine, drščenje ali tlak ostrih predmetov; preverjanje stabilnosti lestvic/podpornikov in podpornikov; preverjanje znakov neupravičenega kopanja ali pretežne strojne opreme nad zakopanimi deli.
- Monitorjanje in diagnostika izolacijske zmogljivosti (preventivno testiranje):
- Redno merjenje izolacijske odpornosti: Uporabite megohmomer za merjenje izolacijske odpornosti med fazami in na zemljo, da identificirate značilno zmanjšanje ali vlago.
- Faktor dielektrične izgube (Tanδ) ali delno razporeditev (za MV/HV kable): Naprednejši diagnostični orodji za ocenjevanje staranja izolacije in možnih defektov. Izvajajte glede na predpisane intervale.
- Upravljanje življenjskega cikla in strategija zamenjave:
- Dokumentiranje in analiza: Obdržite podrobne zapiske o kabelih (model, dolžina, datum namestitve, lokacija, zgodovinska testna podatka, zgodovina popravil).
- Ocenjevanje stanja staranja: Oceni celostno stanje staranja kablov glede na življenjski čas, zgodovino obremenitve, okoljske pogoje in zgodovinske testne podatke (izolacijska odpornost, Tanδ, delna razporeditev itd.).
- Preventivna zamenjava: Razvijte načrtovane strategije zamenjave za pomembne krožne kable, ki se približujejo projektiranemu življenjskemu času ali so ocenjeni, da so v slabem stanju staranja, in tako izognite pasivnim napakam, ki povzročajo večje izgube.
- Hranjenje in upravljanje rezerv:
- Pogoji hranjenja: Rezervni kabeli bi morali biti shranjeni notranje v hladnem, suhom in dobro ventiliranem skladišču.
- Izogibanje neposredni izpostavljenosti soncu: Dolgtrajna izpostavljenost soncu mora biti strogo prepovedana, da se prepreči degradacija zaradi UV, ki povzroča staranje, raztiranje ali embrittlement omota in izolacije (zlasti značilno za PVC). Začasno hranjenje na prostem zahteva pokritje z plato, ki blokira svetlobo.
- Pravilno hranjenje: Izogibajte se naključnemu nakopanju, težkim obremenitvam ali ukrivanju z majhnim polmerom, da se prepreči mehanska poškodba in deformacija. Zagotovite, da ostanejo konci kablov dobro utegnuti.
(III) Ključni točki izvedbe
- Razvijte podrobne postopke: Formalizirajte zgornja načela izbire in metode vzdrževanja v "Tehnične specifikacije izbire kablov" in "Postopke vzdrževanja kabelskega sistema" za ta projekt.
- Usposabljanje osebja: Prepričajte se, da inženirji, osebje za nabavo in vzdrževalni električarji razumejo in strogo upoštevajo načela izbire in metode vzdrževanja, zlasti korekcijske faktorje za temperaturo, interpretacijo IR preslikav in zahteve za preverjanje utegnutosti.
- Ustanovite zapiske: Obdržite popolne arhive za vsak ključni kabelski pot, sledenje osnovi izbire, zapisov o namestitvi, testnih podatkov in dnevnikov vzdrževanja.
- Oprijemite orodja: Oprijemite vzdrževalnemu osebju potrebna orodja in instrumente (npr. IR kamero, megohmomer, dnevnike).
- Zaprto krožno upravljanje: Hitro poročajte, ocenjujte in popravljajte probleme, odkrite med preverjanji; dokumentirajte in analizirajte vzroke, zadevno izboljševanje upravni ukrepi.
(IV) Pričakovani rezultati
Skupaj s strogo upoštevanjem znanstvenih načel izbire in izvedbo sistematičnega upravljanja vzdrževanjem:
- Značilno izboljšanje pouzdanosti sistema: Minimizirajte napake kablov, povzročene napačno izbiro ali slabo vzdrževanjem.
- Podaljšanje življenjske dobe: Uspori staranje izolacije, v celoti realizirajte potencial projektnega življenjskega časa kablov.
- Zaščita osebja in imetnina: Učinkovito preprečite tveganja električnih udarov in požarov, povzročenih pregrevanjem kablov, kratkimi zaprtji itd.
- Optimizacija operativnih stroškov: Zmanjšajte stroške, povezane z nujnimi popravili, zaustavitvijo proizvodnje in dragimi zamenjavami kablov.
- Skladnost z predpisi in standardi: Izpolnite relevantne nacionalne in industrijske varnostne predpise za upravljanje z delovanjem električne opreme.
Ta načrt združuje skrbno predelavo na začetku z celostnim upravljanjem življenjskega cikla na koncu, ustanavljaje zveznega sistema varnostne zaščite za električne kable.