Przewodnik po zimowej ochronie kabli: Sześć podstawowych środków ochrony linii energetycznej
Streszczenie:
Ostra zima stanowi poważne wyzwanie dla kabel system. Zagrożenia takie jak kruchość w niskich temperaturach, obciążenie lodem i śniegiem oraz wilgoć kondensacyjna nieustannie testują niezawodność sieci energetycznych i komunikacyjnych. Niniejszy artykuł systematycznie omawia sześć podstawowych strategii ochrony - od aktywnej kontroli temperatury, ścisłej ochrony przed wilgocią, wzmocnienia połączeń, selekcji naukowej, inteligentnej inspekcji po ochronę przed lodem i śniegiem, aby zapewnić kompleksowe gwarancje techniczne dla bezpiecznego zimowania kabli i zapewnić, że linia życia miasta jest niezniszczalna w ekstremalnych warunkach pogodowych.
1. wdrożyć aktywną ochronę kontroli temperatury, aby oprzeć się kruchości w niskich temperaturach
Silne mrozy są głównym zabójcą izolacji kabli. Gdy temperatura gwałtownie spada, materiały takie jak PVC tracą swoją wytrzymałość, a lekkie zginanie może powodować pękanie. Izolacja XLPE również narażona jest na ryzyko kurczenia się i rozwarstwiania. Aktywna interwencja ma kluczowe znaczenie: dodanie rurek z wełny mineralnej lub warstw izolacyjnych ze spienionej gumy i tworzywa sztucznego do odsłoniętych sekcji, aby znacznie opóźnić utratę ciepła; wdrożenie kabli grzewczych o stałej mocy lub kabli grzewczych o samoograniczającej się temperaturze w kluczowych węzłach, aby utrzymać bezpieczną temperaturę powyżej 5°C za pomocą inteligentnych termostatów. Przewodnik techniczny Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych podkreśla, że zakopane kable muszą zwracać szczególną uwagę na naprężenia mechaniczne spowodowane zmianami w warstwie wiecznej zmarzliny, a warstwa izolacyjna musi rozciągać się poniżej linii głębokości zamarzania.
2. zbudować pełnozakresowy system odporny na wilgoć, aby zablokować kanał wnikania cząsteczek wody
Różnica temperatur między dniem a nocą w zimie generuje śmiertelną kondensację. Infiltracja wody spowoduje gałęzie drzew wodnych, przyspieszy starzenie się izolacji aż do awarii. Ochrona musi być dwutorowa: przestrzeganie zasady "napowietrzanie + osuszanie + monitorowanie temperatury i wilgotności" na etapie przechowywania; ścisłe sprawdzanie integralności powłoki zewnętrznej podczas układania, stosowanie potrójnej wodoodpornej puszki na złączu i wstrzykiwanie specjalnego uszczelniacza (takiego jak 3M™ Scotchcast™). Brytyjskie Stowarzyszenie Normalizacyjne BS 7671 stanowi, że podziemne rowy kablowe muszą być wyposażone w automatyczne pompy odwadniające o nachyleniu nie mniejszym niż 0,5% w celu ułatwienia przekierowania.
3. wzmocnienie mechanizmu stabilizacji punktu połączenia, aby zapobiec awarii skurczu na zimno
Współczynnik skurczu metalu w niskich temperaturach jest znacznie wyższy niż współczynnik skurczu materiałów izolacyjnych. Ta fizyczna różnica sprawia, że połączenie jest słabym ogniwem. Środki zaradcze obejmują: użycie klucza dynamometrycznego do dokręcenia zaciśniętych zacisków, aby zapewnić, że nacisk styku spełnia normę; dodanie zimnokurczliwych rękawów z gumy silikonowej do zacisków zewnętrznych w celu skompensowania skurczu przy użyciu jego właściwości "pamięci elastycznej"; oraz promowanie stosowania posrebrzanych styków w celu poprawy stabilności przewodzenia. Studia przypadków wykazały, że po tym, jak północna sieć energetyczna przyjęła technologię głowic zimnokurczliwych w swojej transformacji, wskaźnik awaryjności połączeń zimowych spadł o 70%.
4. selekcja naukowa w celu dopasowania do potrzeb środowiskowych i stworzenia wrodzonych genów odpornych na zimno
Poziom odporności kabla na zimno określa dolną granicę ochrony. Wybór musi być następujący: odporne na zimno kable w powłoce poliolefinowej lub izolowane EPR są preferowane w obszarach o wysokiej temperaturze (<-30 ℃); materiały TPE zapobiegające załamaniom są używane w częstych scenach mobilnych; instalacje do bezpośredniego zakopania muszą wybierać kable pancerne odporne na mrówki i wilgoć. Norma Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej IEC 60502 wskazuje, że kable, które przeszły "test zginania w niskiej temperaturze typu U" powinny być wybierane w środowisku -40 ℃.
5. szyfrowanie inspekcji w połączeniu z inteligentnym monitorowaniem w celu zbudowania dynamicznej sieci obronnej
Pasywna reakcja nie wystarczy, aby poradzić sobie z zagrożeniami zimowymi. Należy ustanowić system "ręczny patrol specjalny + monitorowanie online": używać kamer termowizyjnych na podczerwień do skanowania anomalii temperaturowych; używać detektorów wyładowań niezupełnych do wychwytywania sygnałów uszkodzeń izolacji; rozmieszczać czujniki temperatury i wilgotności w podziemnych rowach kablowych w celu połączenia systemów wentylacyjnych. Dokumenty IEEE potwierdzają, że technologia rozproszonego pomiaru temperatury włókien (DTS) może zapewnić monitorowanie w czasie rzeczywistym na kilometr i dokładnie zlokalizować gorące punkty.
6. ustanowienie systemu reagowania kryzysowego na wypadek oblodzenia i opadów śniegu w celu złagodzenia skutków ekstremalnych warunków pogodowych
Obciążenia lodem i śniegiem są niszczycielskim zagrożeniem charakterystycznym dla zimy. Ochrona wymaga projektu strukturalnego: linie napowietrzne wykorzystują wzmocniony drut aluminiowy z rdzeniem stalowym (ACSR), a rozpiętość jest skrócona o 20% w celu zmniejszenia naprężenia; wibrujące środki odladzające są instalowane na słupach i wieżach; powłoki przeciwoblodzeniowe są wstępnie powlekane na kluczowych liniach. Doświadczenie sieci energetycznej Hokkaido w Japonii pokazuje, że instalacja siatek przeciwśnieżnych przed kablem promieniowo może zmniejszyć ryzyko gromadzenia się śniegu o 60%.
Kable pod dużym naciskiem lodu i śniegu są jak napięte struny, a każde pęknięcie powoduje nagłe zatrzymanie pulsu miasta.
Zimowa ochrona kabli to kompleksowa walka z niską temperaturą, wilgocią i naprężeniami mechanicznymi. Sześć środków - aktywna izolacja w celu odizolowania zimnych prądów, trójwymiarowa izolacja przeciwwilgociowa w celu zablokowania suchości, stabilne połączenie odporne na kurczenie się, naukowy dobór materiałów w celu zbudowania solidnego fundamentu, inteligentne monitorowanie w celu przewidywania zagrożeń oraz ochrona przed lodem i śniegiem w celu zmniejszenia dużego nacisku - stanowi systematyczne rozwiązanie. Tylko poprzez głębokie połączenie nauki o materiałach, projektowania strukturalnego oraz inteligentnej obsługi i konserwacji możemy chronić to "energetyczne naczynie krwionośne", które utrzymuje nowoczesną cywilizację w surowej zimie, tak aby mogła ona nadal wybuchać stabilną i gwałtowną witalnością pod chrztem wiatru i śniegu. W przyszłości połączenie samonaprawiających się materiałów izolacyjnych i predykcyjnej konserwacji AI otworzy nowy wymiar zimowej ochrony kabli.