Συνήθεις αιτίες της πρόωρης βλάβης του καλωδίου και πώς να τις αποτρέψετε

Τα καλώδια ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιούνται για βιομηχανική, εμπορική και δημοτική διανομή ηλεκτρικής ενέργειας κατηγοριοποιούνται σε τύπους χαμηλής τάσης (0,6/1 kV) και μεσαίας τάσης (3,6/6 kV, 6/10 kV, 8,7/15 kV).Λόγω διαφορών στην ηλεκτρική πίεση, τις απαιτήσεις μονόληψης και τα πρότυπα ανοχής εγκατάστασης, οι μηχανισμοί που κρύβονται πίσω από τα ελαττώματα των πρώιμων σταδίων διαφέρουν σημαντικά:

• Καλώδια χαμηλής τάσης (0,6/1 kV): Τα σφάλματα προκαλούνται κυρίως από μηχανικές βλάβες, θερμική υπερφόρτωση, κακή σφραγίδα στο χώρο και διάβρωση του περιβάλλοντος.σπάνια εμφανίζεται αυθόρμητη κατάρρευση της μόνωσηςΟι περισσότερες βλάβες οφείλονται σε ακατάλληλες πρακτικές εγκατάστασης και παρατεταμένη λειτουργία υπό ελαφρά υπερφόρτωση.
• Καλώδια μεσαίας τάσης (3,6 kV·15 kV): Τα σφάλματα προκαλούνται κυρίως από μερική εκφόρτιση, υποβάθμιση της μόνωσης λόγω υδάτινων δέντρων, μη ποιοτική κατασκευή αρθρώσεων και υπερβολικό ηλεκτρικό στρες.Ακόμη και μικρά ελαττώματα εγκατάστασης μπορούν να επιδεινώνονται προοδευτικά υπό την επίδραση διαρκών ηλεκτρικών πεδίων υψηλής τάσης, που τελικά οδηγεί σε μη αναστρέψιμη κατάρρευση και αποτύπωση.

Τα στατιστικά στοιχεία εγκατάστασης στο πεδίο δείχνουν ότι πάνω από το 85% των σφαλμάτων καλωδίων σε πρώιμο στάδιο μπορούν να προληφθούν και προκαλούνται από ανθρώπινους παράγοντες, αντί να προκύπτουν από ελαττώματα πρώτων υλών.Τυποποιημένη εγκατάσταση, οι διαδικασίες εργασίας που βασίζονται σε παραμέτρους και τα στοχευμένα μέτρα προστασίας του περιβάλλοντος είναι οι βασικές στρατηγικές για την πρόληψη τέτοιων σφαλμάτων.

Οι μηχανικές ζημιές κατά τη διάρκεια της μεταφοράς, της τοποθέτησης και της επιστροφής αντιπροσωπεύουν το 42% όλων των αποτυχιών καλωδίων σε πρώιμο στάδιο.,στρεβλώσεις και εξωτερικά μέτρα προστασίας, με αποτέλεσμα κρυφές εσωτερικές βλάβες, οι οποίες ενδέχεται να μην προκαλέσουν άμεση βλάβη,συχνά οδηγεί σε βλάβη καλωδίου μετά από ένα έως τρία έτη λειτουργίας.

Βασικές πρακτικές μη συμμόρφωσης:

• Υπερβολική κάμψη: Η παραβίαση των προδιαγραφών ελάχιστης ακτίνας κάμψης προκαλεί συμπίεση του στρώματος μόνωσης και το σχηματισμό εσωτερικών μικρο-τρυπών.Τα καλώδια MV που περιέχουν μικρο-πυρήνες είναι εξαιρετικά ευάλωτα σε μερική εκκένωση και γήρανση σε υγρό περιβάλλον.
• Υπερβολική έλξη: Η υπέρβαση της μέγιστης επιτρεπόμενης έλξης έλξης του αγωγού οδηγεί σε παραμόρφωση των κολλημένων αγωγών και αποστρωμάτωση του στρώματος μόνωσης.
• Ακατάλληλη προστασία από το backfilling: Τα σκληρά βράχια ή τα κοφτερά σωματίδια εδάφους συμπιέζουν άμεσα το εξωτερικό περίβλημα του καλωδίου, προκαλώντας ρήξη του περίβληματος και εισροή υγρασίας.

Κάθε υλικό μόνωσης καλωδίων έχει μια συγκεκριμένη μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας μακροχρόνιας διάρκειας.επιταχύνει τη διάσπαση των μοριακών αλυσίδων των πολυμερών, μειώνει την αντίσταση της μόνωσης και οδηγεί σε γήρανση της μόνωσης και διαλεκτρική βλάβη.Το διασταυρωμένο πολυαιθυλένιο (XLPE) και το χλωριούχο πολυβινύλιο (PVC) ̇ τα πιο κοινά υλικά μόνωσης για καλώδια χαμηλής τάσης (LV) και μέσης τάσης (MV) ̇ έχουν σαφώς καθορισμένα όρια θερμοκρασίας.

Οι υπερβολικές θερμοκρασίες του περιβάλλοντος, η ακατάλληλη στοίβαση μέσα στους δίσκους καλωδίων και η παρατεταμένη λειτουργία με υπερφόρτωση μπορούν να προκαλέσουν τα καλώδια να λειτουργούν πάνω από τις ονομαστικές θερμοκρασίες τους.Ακόμη και μια διαρκής υπέρβαση της θερμοκρασίας μόλις 10 ̊15°C μπορεί να μειώσει τη διάρκεια ζωής ενός καλωδίου κατά περισσότερο από 60%.

Η κακή σφραγίδα στο τέλος, η κακή ποιότητα των ενδιάμεσων αρθρώσεων και η βλάβη στο εξωτερικό περίβλημα μπορούν να επιτρέψουν στην υγρασία να διεισδύσει στο στρώμα μόνωσης.Υπό την επίδραση του ηλεκτρικού πεδίου σε καλώδια MV, τα μόρια νερού σχηματίζουν δεντριτικά αγωγικά μονοπάτια γνωστά ως "νερό δέντρα"; Αυτά τα μονοπάτια σταδιακά διαδίδονται, οδηγώντας τελικά στην κατάρρευση της μόνωσης. While the electric field strength in LV cables is lower—making water tree aging less pronounced—moisture ingress in damp environments can still reduce insulation resistance and trigger short-circuit faults.

Οι αρθρώσεις και οι τερματισμοί των καλωδίων αποτελούν αδύναμα σημεία στο κύκλωμα διανομής ενέργειας, αντιπροσωπεύοντας το 35% των πρόωρων αποτυχιών καλωδίων μέσης τάσης (MV).Τα κοινά προβλήματα περιλαμβάνουν ασυνεπή βάθη απομάκρυνσηςΤα ελαττώματα αυτά μπορούν να προκαλέσουν τοπική στρέβλωση του ηλεκτρικού πεδίου, μερική εκφόρτιση και συσσώρευση θερμότητας.που οδηγεί τελικά σε εξάντληση και διάσπαση του διηλεκτρικού.

Τα κάλυμμα καλωδίων γερνούν γρήγορα όταν εκτίθενται στο εξωτερικό, θάβονται σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας χημικών ουσιών ή εγκαθίστανται σε παράκτιες περιοχές που είναι επιρρεπείς σε ψεκασμό αλατιού.Η παρατεταμένη έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία προκαλεί ρωγμές στα τυποποιημένα περιβλήματα PVC/PE, ενώ το όξινο ή αλκαλικό έδαφος και το αλατικό ψεκασμό διαβρώνουν την μεταλλική θωράκιση και τους αγωγούς, οδηγώντας σε τοπική υπερθέρμανση και σπάσιμο των αγωγών.

Ο πίνακας αυτός συνοψίζει τις τυποποιημένες παραμέτρους εγκατάστασης και λειτουργίας για τα κοινά καλώδια χαμηλής τάσης (LV) 0,6/1 kV και 8,7/15 kV μέσης τάσης (MV).Συμμορφώνεται με τα πρότυπα IEC 60502 και GB/T 12706 και χρησιμεύει ως σημείο αναφοράς για μηχανικούς και εργολάβους που διενεργούν επιτόπιες επιθεωρήσεις εγκατάστασης.

Προς το σκοπό αυτό, η ΕΤΕπ έχει αναλάβει την εκτέλεση της έρευνας για την παραγωγή ηλεκτρικών καλωδίων χαμηλής τάσης, τα οποία χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.Πολλαπλά κυκλώματα που υπέστησαν βλάβη, συμπεριλαμβανομένης της γήρανσης της μόνωσης, βραχυκυκλώματα και ρωγμές σε λιγότερο από πέντε χρόνια λειτουργίας.

Ανάλυση της ρίζας:

• Η θερμοκρασία περιβάλλοντος του εργοστασίου κυμαινόταν σταθερά από 42°C έως 48°C, χωρίς όμως να εφαρμόζεται κατά τη διάρκεια της εγκατάστασης καμία μείωση της ισχύος.τα καλώδια PVC που λειτουργούν συνεχώς υπό συνθήκες άνω των 70 °C ονομαστικής θερμοκρασίας.
• Τα καλώδια ήταν στοιβαγμένα μέχρι τρία στρώματα βαθιά στα καλώδια, με αποτέλεσμα την κακή διάχυση της θερμότητας και τοπικές θερμοκρασίες που έφταναν μέχρι και τους 85°C.
• Για τα εξωτερικά τμήματα καλωδίων χρησιμοποιήθηκε τυποποιημένη επικάλυψη από PVC· λόγω της έλλειψης αντοχής σε υπεριώδη ακτινοβολία, τα καλώδια γερνούσαν γρήγορα και έσπασαν.

Λύσεις και προληπτικά μέτρα:

• Αντικατέστησαν τα καλώδια PVC σε ζώνες υψηλών θερμοκρασιών με καλώδια πολυαιθυλενίου (XLPE) διασταυρούμενης σύνδεσης 90 °C και εφάρμοσαν συντελεστή υποβάθμισης 0,93 για το περιβάλλον υψηλών θερμοκρασιών.
• Βελτιστοποίηση της διάταξης του δίσκου καλωδίων περιορίζοντας το ύψος στοίβασης σε δύο στρώματα ή λιγότερα και εξασφαλίζοντας επαρκή απόσταση για την απώλεια θερμότητας.
• Χρησιμοποιείται ανθεκτικό στις υπεριώδεις ακτινοβολίες PE επικάλυμμα για όλα τα εξωτερικά καλώδια, επιλύοντας αποτελεσματικά τα προβλήματα γήρανσης που προκαλούνται από εξωτερικούς περιβαλλοντικούς παράγοντες.

Πίσωθι του έργου: Ένα δημοτικό έργο υπόγειου καλωδίου 10 kV (8,7/15 kV) υπέστη ξαφνική βλάβη μόνωσης και διακοπή ρεύματος μετά από τέσσερα χρόνια λειτουργίας.Η ανάλυση σφάλματος αποκάλυψε τυπική γήρανση των υδάτινων δέντρων στο στρώμα μόνωσης του καλωδίου.

Ανάλυση της ρίζας:

• Οι άκρες των καλωδίων δεν σφραγίστηκαν με θερμικά συρρικνωτικά καπάκια κατά τη μεταφορά και την αποθήκευση επί τόπου, επιτρέποντας στο νερό της βροχής και τον υγρό αέρα να εισχωρήσουν.
• Η κατασκευή των ενδιάμεσων αρθρώσεων ήταν κατώτερη των προδιαγραφών, με ανεπαρκή υδροστασία και σφραγίδα, δημιουργώντας μονοπάτια εισόδου υγρασίας.
• Η ακτίνα κάμψης της εγκατάστασης ήταν μόνο 10D ̇ πολύ χαμηλότερη από την τυπική απαίτηση 20D για θωρακισμένα καλώδια μέσης τάσης ̇ προκαλώντας μικρο-τρίχες στο εσωτερικό του στρώματος μόνωσης.

Λύσεις και προληπτικά μέτρα:

• Εφαρμόστε ολοκληρωμένη διαχείριση σφράγισης: Τα άκρα του καλωδίου πρέπει να σφραγίζονται αμέσως μετά τη διακοπή του καλωδίου κατά την εγκατάσταση.
• Αναθέτει ειδικευμένους τεχνικούς για την εγκατάσταση συνδέσεων καλωδίων μεσαίας τάσης, εξασφαλίζοντας ότι η όλη διαδικασία καταγράφεται σε βίντεο και ακολουθείται από δοκιμές μερικής εκκένωσης μετά την ολοκλήρωση.
• Να τηρείται αυστηρά η ελάχιστη απαίτηση ακτίνας κάμψης 20D για την τοποθέτηση θωρακισμένων καλωδίων μέσης τάσης για την πρόληψη εσωτερικής μικροφθοράς.

Συγκρίνετε τις προδιαγραφές καλωδίων με τις ονομαστικές τάσεις και τα περιβάλλοντα λειτουργίας για να αποφευχθεί η υποδιαγραφή:

• Εργαστήρια υψηλής θερμοκρασίας και κυκλώματα που υπόκεινται σε παρατεταμένο υπερφόρτωση: Προτεραιότητα σε μονωτικά καλώδια XLPE (διασταυρωμένο πολυαιθυλένιο) (προσαρμοσμένα για συνεχή λειτουργία 90 °C) έναντι τυπικών καλωδίων PVC.
• Έργα εξωτερικού, άμεσης ταφής και παράκτιων περιοχών: Να προσδιορίζονται καλώδια με αντοχή σε υπεριώδη ακτινοβολία, αντοχή στη διάβρωση και θωρακισμένη κάλυψη.
• Συστήματα διανομής μέσης τάσης: Επιλέξτε αυστηρά καλώδια XLPE που πληρούν εθνικά ή διεθνή πρότυπα.απαγορεύουν τη χρήση καλωδίων από ανακυκλωμένα υλικά με ασταθείς ιδιότητες μόνωσης.

Επικεντρώστε στην εγκατάσταση με βάση τις παραμέτρους για την εξάλειψη ζημιών που προκαλούνται από ανθρώπινο λάθος:

• Ελέγξτε αυστηρά τις ακτίνες κάμψης και την τάση έλξης σύμφωνα με τις προδιαγραφές· απαγορεύστε την ακατάλληλη σύρση ή την απότομη κάμψη.
• Για εγκαταστάσεις άμεσης ταφής, στρώστε το λάκκο με λεπτή άμμο, εγκαταστήστε προστατευτικά κάλυμμα και γεμίστε με λεπτό έδαφος για να αποφευχθεί η μηχανική καταστροφή.
• Τυποποίηση της συναρμολόγησης των αρθρώσεων και των τερματισμών: Διασφάλιση καθαρών επιφανειών μόνωσης, ακριβών διαστάσεων απομάκρυνσης, ασφαλούς κοπής και στενής αδιάβροχης σφραγίδωσης.

• Εφαρμόστε αποθεματοποίηση με βάση τη θερμοκρασία σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας περιβάλλοντος για την αποφυγή υπερθέρμανσης που προκαλείται από παρατεταμένη υπερφόρτωση.
• Ελέγξτε τακτικά τους δίσκους καλωδίων, τις σήραγγες καλωδίων και τα τμήματα με άμεση ταφή για να διασφαλίσετε ότι τα μονοπάτια διάλυσης της θερμότητας παραμένουν απρόσκοπτα.
• Εγκατάσταση συσκευών παρακολούθησης φορτίου σε πραγματικό χρόνο σε κρίσιμα κυκλώματα μέσης τάσης (MV) για την πρόληψη ηλεκτρικών ζημιών από στρες που προκύπτουν από ξαφνικές υπερέβαιες φορτίων.

• Καλώδια χαμηλής τάσης (LV): Διενεργείστε τεστ αντοχής μόνωσης κάθε τρίμηνο και ελέγξτε την ακεραιότητα του περιβλήματος και τις θερμοκρασίες των αρθρώσεων.
• Καλώδια μεσαίας τάσης (MV):Εκτέλεση ετήσιων δοκιμών ανίχνευσης μερικών εκπομπών και αντοχής μονόληψης για τον εντοπισμό και την αποκατάσταση πιθανών ελαττωμάτων, όπως δέντρα νερού και μικροεκπομπές, σε πρώιμο στάδιο.
• Χρησιμοποιείστε υπέρυθρη θερμογραφία για περιοδική παρακολούθηση της θερμοκρασίας για την ανίχνευση τοπικής υπερθέρμανσης σε συνδέσεις και καλώδια.

Οι πρώιμες βλάβες σε καλώδια χαμηλής και μεσαίας τάσης είναι σχεδόν εξ ολοκλήρου προβλέψιμες και αποτρέψιμες.Η πρόληψη επικεντρώνεται σε τυποποιημένες πρακτικές εγκατάστασης και στον έλεγχο των θερμικών περιβάλλοντωνΓια τα καλώδια μέσης τάσης, η αξιοπιστία εξαρτάται από ακριβείς τεχνικές σφράγισης, τυποποιημένη συναρμολόγηση και αυστηρό έλεγχο των ηλεκτρικών παραμέτρων.Για εργολάβους ηλεκτρολόγους και μηχανικούς πεδίου, απομακρυνόμενοι από τις μεθόδους που βασίζονται στην εμπειρία και αντίθετα υιοθετώντας διαδικασίες εγκατάστασης και συντήρησης καλωδίων που είναι παραμετροποιημένες, τυποποιημένες,και πλήρως ελεγχόμενη είναι το κλειδί για την αποφυγή αποτυχιών στα πρώτα στάδια, μειώνοντας το κόστος συντήρησης του έργου και εξασφαλίζοντας τη μακροπρόθεσμη, σταθερή λειτουργία των συστημάτων διανομής ενέργειας.