สายไฟมีอายุการใช้งานนานเท่าใด? คู่มือฉบับสมบูรณ์เกี่ยวกับอายุการใช้งานและการบำรุงรักษาสายเคเบิล

สายไฟเป็นกระดูกสันหลังของโครงสร้างพื้นฐานทางไฟฟ้าทุกประเภท ตั้งแต่เครือข่ายการกระจายสินค้าในเมืองไปจนถึงการดำเนินงานในโรงงานอุตสาหกรรมและระบบส่งพลังงานหมุนเวียน คำถามที่พบบ่อยที่สุดประการหนึ่งจากผู้จัดการสินทรัพย์ วิศวกรสาธารณูปโภค และผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อจัดจ้างนั้นเรียบง่ายอย่างน่าประหลาดใจ:สายไฟมีอายุการใช้งานจริงนานเท่าใด

ภายใต้สภาวะการทดสอบมาตรฐานตามมาตรฐาน IEC 60502 และ IEEE ตัวเลขอายุการออกแบบทั่วไปคือ:

ตัวเลขเหล่านี้สมมติว่าทำงานที่อุณหภูมิที่กำหนด (โดยทั่วไปคือ 90°C สำหรับ XLPE) และการติดตั้งที่เหมาะสม สภาวะจริงแทบไม่ตรงกับอุดมคติในห้องปฏิบัติการ และช่องว่างระหว่างอายุการออกแบบและอายุการใช้งานจริงคือจุดที่กลยุทธ์การจัดการสินทรัพย์มีความสำคัญ

การทำงานอย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิตัวนำสูงกว่าที่กำหนดจะเร่งอายุฉนวนแบบทวีคูณ กฎทั่วไปของการเสื่อมสภาพของโพลีเมอร์: ทุกๆ การเพิ่มขึ้น 8-10°Cลดลงครึ่งหนึ่งอายุฉนวนที่เหลือ สายเคเบิลที่ทำงานที่ 105°C แทนที่จะเป็น 90°C อาจทำให้อายุการออกแบบ 40 ปีลดลงเหลือไม่ถึง 15 ปี

วอเตอร์ทรีเป็นกลไกการเสื่อมสภาพที่ทำลายล้างมากที่สุดสำหรับสายเคเบิล XLPE ช่องเล็กๆ ที่มีน้ำเติบโตภายในฉนวนภายใต้ความเค้นสนามไฟฟ้า ซึ่งในที่สุดจะทำให้เกิดการคายประจุบางส่วนและการพังทลาย สายเคเบิลในร่องที่น้ำท่วมขังหรือบ่อพักน้ำที่ระบายน้ำไม่ดีมีความเสี่ยงสูงขึ้นอย่างมาก

การขุดเจาะโดยบุคคลที่สามยังคงเป็นสาเหตุหลักของความล้มเหลวของสายเคเบิลทั่วโลก ไม่ใช่การเสื่อมสภาพ ความเสียหายก่อนการติดตั้งจากการจัดการที่ไม่เหมาะสม การหักงอ หรือการเกินรัศมีการโค้งงอขั้นต่ำ ก็สร้างข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่ซึ่งอาจใช้เวลาหลายปีกว่าจะปรากฏเป็นความผิดปกติ

ความเป็นกรดของดิน น้ำทิ้งจากสารเคมีอุตสาหกรรม และการกัดกร่อนจากกระแสไฟฟ้าจรจากระบบรถไฟ DC ทำให้ปลอกโลหะและเกราะหุ้มเสื่อมสภาพ การติดตั้งริมทะเลเผชิญกับการกัดกร่อนของอุปกรณ์ที่เร่งขึ้นจากละอองเกลือ

การศึกษาของ CIGRE และ IEEE แสดงให้เห็นอย่างสม่ำเสมอว่าอุปกรณ์เสริม เช่น ข้อต่อ ปลายสาย และตัวเชื่อม เป็นจุดที่อ่อนแอที่สุดในระบบสายเคเบิลใดๆ คิดเป็น60-70% ของความล้มเหลวทั้งหมดเทคนิคการต่อข้อต่อที่ไม่ดีและการถมกลับที่ไม่เพียงพอมีส่วนทำให้เกิดความล้มเหลวก่อนวัยอันควรอย่างไม่สมส่วน

การหมุนเวียนความร้อนบ่อยครั้งจากการโหลดสูงสุด/ต่ำสุดในแต่ละวัน ทำให้สายเคเบิลเกิดการขยายตัวและหดตัวซ้ำๆ สร้างช่องว่างที่ส่วนต่อประสานระหว่างฉนวนกับหน้าจอ และเร่งการเสื่อมสภาพของไดอิเล็กทริกเมื่อเวลาผ่านไป

การจัดการสินทรัพย์สมัยใหม่นิยมการประเมินตามสภาพมากกว่าการเปลี่ยนตามกำหนดเวลาคงที่ เทคนิคการวินิจฉัยที่สำคัญ ได้แก่:

กลยุทธ์ที่ดีที่สุดคือการรวมเทคนิคหลายอย่างเข้าด้วยกัน: การสำรวจแทนเดลต้าจะระบุวงจรที่เสื่อมสภาพเร็วที่สุด และการทดสอบ PD แบบกำหนดเป้าหมายจะระบุตำแหน่งข้อบกพร่องเฉพาะภายในวงจรเหล่านั้น

1 เริ่มต้นด้วยสายเคเบิลที่ถูกต้องจับคู่ประเภทฉนวน วัสดุเกราะหุ้ม และวัสดุปลอกให้เข้ากับสภาพแวดล้อมการติดตั้ง สายเคเบิลในดินที่มีฤทธิ์กัดกร่อนโดยไม่มีปลอกนอก PE ที่ถูกอัดขึ้นรูปมีแนวโน้มที่จะต้องปลดประจำการก่อนกำหนด

2 บังคับใช้คุณภาพการติดตั้งเคารพรัศมีการโค้งงอขั้นต่ำ แรงดึงสูงสุด และขีดจำกัดแรงดันด้านข้าง ใช้ช่างต่อข้อต่อที่ได้รับการรับรอง ดำเนินการทดสอบ VLF หรือ DC soak ก่อนจ่ายไฟ

3 จัดการการโหลดหลีกเลี่ยงการทำงานอย่างต่อเนื่องที่เกิน 80% ของกำลังการผลิตที่กำหนด ตรวจสอบการแบ่งปันกระแสไฟฟ้าที่สมดุลในวงจรขนาน

4 กำหนดเวลาการตรวจสอบการถ่ายภาพความร้อนประจำปีของจุดเชื่อมต่อที่เข้าถึงได้ การวิเคราะห์แนวโน้ม IR และแทนเดลต้าทุกๆ 3-5 ปี การสำรวจ PD และการทดสอบปลอกทุกๆ 5-10 ปีสำหรับวงจร HV/EHV

5 ตอบสนองต่อความผิดปกติอย่างรวดเร็วทุกวันที่สายป้อนที่ผิดปกติยังคงอยู่นอกบริการ จะเร่งอายุการใช้งานของสายเคเบิลที่เหลืออยู่ การระบุตำแหน่งล่วงหน้าด้วย TDR อย่างรวดเร็วและการระบุตำแหน่งด้วยคลื่นเสียง-แม่เหล็กช่วยลดความเสียหายแบบลูกโซ่

6 สร้างวัฒนธรรมเชิงป้องกันเปลี่ยนจากการบำรุงรักษาเชิงรับเป็นการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ โปรแกรมการบำรุงรักษาตามสภาพที่มีโครงสร้างพร้อมการวิเคราะห์แนวโน้มช่วยให้สามารถเปลี่ยนตามแผนได้ระหว่างการหยุดทำงานตามกำหนด

ไม่มีอายุเกษียณสากล แต่ตัวบ่งชี้เหล่านี้บ่งชี้ว่าควรนำการเปลี่ยนไปรวมอยู่ในแผน CAPEX:

1. ค่าแทนเดลต้าเพิ่มขึ้นโดย50% หรือมากกว่าในช่วงระยะเวลา 3 ปี
2. แรงดันไฟฟ้าเริ่มต้น PD ลดลงต่ำกว่า1.5 เท่าของแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน
3. ข้อต่อหรือปลายสายล้มเหลวหลายครั้งบนวงจรเดียวกันภายใน12 เดือน
4. ความต้านทานฉนวนปลอกลดลงต่ำกว่า1 kΩ ต่อกิโลเมตร
5. ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาประจำปีเกิน5-8% ของต้นทุนการเปลี่ยน