كيفية حل مشكلة رطوبة الكابلات وتسرب المياه

في التشغيل الفعلي، إذا وُجد ماء في رأس الكابل، يُمكننا فقط قطع بضعة أمتار من الطرف الأمامي للتأكد من جفافه من الداخل. إذا لم يكن كذلك، نواصل القطع للأمام. أما إذا غمرت المياه الكابل بأكمله، فلا يُمكننا فعل أي شيء. نظرًا لقوتنا التقنية الحالية ومعداتنا المتوفرة، من الصعب جدًا التعامل مع الكابلات المتسربة بالماء (مثل استخدام التجفيف بالنيتروجين الساخن المضغوط). لذلك، يُوصي مُصنّعو تجهيزات الطاقة بمنع تسرب الماء إلى الكابلات بشكل أساسي، والحلول هي كما يلي:

يوصي مصنعو تجهيزات الطاقة بالحل الأول: بسبب زيادة سماكة عزل الكابل، تنخفض شدة المجال، مما يمنع شيخوخة أشجار المياه. في الوقت نفسه، بما أن نظام التأريض ذي التيار المنخفض بنقطة محايدة 6 كيلو فولت مؤرض أحادي الطور، يجب أن يتحمل الكابل جهد طور أكبر بـ 1.73 مرة، وأن يعمل لمدة ساعتين حسب الحاجة، لذا من الضروري زيادة سماكة طبقة عزل الكابل.

يوصي مصنعو تجهيزات الطاقة بالحل الثاني: بما أن الشوائب والمسام في العازل هي أساس تكوّن عوازل المياه، فإن جودة الكابل ضرورية لمنع شيخوخة هذه العوازل. عند شراء الكابلات، يجب اختيار مصنّعين ذوي جودة ممتازة. نُجري اختبارات صارمة على العينات التي يرسلها كل مصنّع، ونطلب من كل مصنّع تقديم عروض أسعار لاختيار منتجات عالية الجودة ومنخفضة التكلفة.

الحل الثالث الذي يوصي به مصنعو تجهيزات الطاقة: تأكد من إحكام غلق رأس الكابل. بالنسبة لأطراف الكابلات المنشورة، سواءً كانت مكدسة أو موضوعة، يجب إحكام غلقها بالبلاستيك. يُفضل استخدام غلاف مانع تسرب خاص بالكابل لمنع تسرب الرطوبة.

الحل الرابع الموصى به من قِبل مُصنِّعي تجهيزات الطاقة: بعد تمديد الأسلاك، يجب تصنيع رؤوس الكابلات في الوقت المناسب. إذا تعذر تصنيعها فورًا بسبب ظروف طارئة، فيجب إغلاق رؤوس الكابلات وتثبيتها فوق الرأس.

الحل الخامس الذي يوصي به مصنعو تجهيزات الطاقة: إن تحسين الجودة الفنية لموظفي البناء وتعزيز إدارة عملية تصنيع رؤوس الكابلات يمكن أن يمنع بفعالية دخول الماء إلى رأس الكابل أثناء عملية التصنيع. أثبتت التجربة أنه بمجرد غمر الكابل بالمياه، غالبًا ما يكون رأس الكابل أول من يُصاب بالتلف. لذلك، إذا كان رأس السلك مصنوعًا جيدًا، فيمكن إطالة عمره الافتراضي. على سبيل المثال، عند نزع طبقة أشباه الموصلات من كابل، يجب أولًا قطعها بشكل دائري وفقًا للحجم المحدد، ثم إجراء عدة قطع رأسية، ثم نزع أشباه الموصلات على طول القطع.

عند القطع بالسكين، يجب التحكم بقوة القطع بشكل مناسب. إذا كان القطع سطحيًا جدًا، يصعب نزع طبقة أشباه الموصلات. أما إذا كان القطع عميقًا جدًا، فسيتلف طبقة العزل، مما يُتيح فرصة لتشكل أشجار الماء. عند مواجهة كابل يحتوي على أشباه موصلات لا يمكن نزعها، يجب كشط طبقة أشباه الموصلات بلوح زجاجي. يتطلب هذا من عمال البناء توخي الحذر والدقة. يجب عليهم ليس فقط تنظيف طبقة أشباه الموصلات، بل أيضًا محاولة تجنب إتلاف العزل الرئيسي. وأخيرًا، يجب تلميع سطح العزل الرئيسي ليصبح ناعمًا.

بالإضافة إلى ذلك، عند تصنيع رؤوس الانكماش الحراري وتطبيق اللحام، غالبًا ما يستخدم بعض عمال البناء موقد اللحام لإذابة اللحام مباشرةً لتجنب المشاكل. في هذه الحالة، يُتلف اللهب طبقة الحماية النحاسية وطبقة العزل. لذلك، من الضروري منع حدوث مثل هذه الظواهر أثناء الإنتاج في الموقع. عند تسخين مادة الانكماش الحراري وتصليبها، تفقد مرونتها، وهو ما يُحدده خصائصها المادية. مع الاستخدام طويل الأمد، وبسبب التمدد والانكماش الحراريين، ستظهر فجوة صغيرة تدريجيًا عند وصلة الكابل، مما يُسبب دخول بخار الماء.

نظراً لأن شركتنا قد استغنت تماماً عن رؤوس الانكماش الحراري، وتستخدم عادةً ملحقات كابلات الانكماش البارد المصنوعة من مطاط السيليكون من إنتاج شركة 3M. بالمقارنة مع رؤوس الانكماش الحراري، تتميز عملية إنتاج رؤوس الانكماش البارد من 3M بالبساطة والراحة، دون الحاجة إلى حرق أو لحام. كما تتميز مادة الانكماش البارد المصنوعة من مطاط السيليكون بأداء مستقر ومرونة، ويمكن تثبيتها بإحكام على الكابل، ولا تتشقق بعد الاستخدام طويل الأمد، مما يُغني بفعالية عن عيوب مواد الانكماش الحراري.

الحل 6 الموصى به من قبل مصنعي تجهيزات الطاقة: عند وضع الكابلات المدفونة مباشرة، نستخدم كتل التوزيع أحادية القطب كغلاف، وهي مقاومة للتآكل، ولها جدار داخلي أملس، ولها قوة وصلابة جيدة، لذلك يمكنها أن تقلل بشكل كبير من حدوث تلف الغلاف الخارجي للكابل.

الحل 7 الموصى به من قبل مصنعي تجهيزات الطاقة: نظرًا لمحدودية الظروف، يعتمد مد الكابلات المحلية على الدفن المباشر أو خندق الكابلات. نحن موجودون في المنطقة الساحلية، وهي في الغالب أرض مالحة قلوية. بالإضافة إلى ذلك، فإن الصرف ليس سلسًا، مما يؤدي إلى تراكم المياه في خندق الكابل أو بئر الكابل. لذلك، في التخطيط المبكر، يجب تنسيق تصميم خندق الكابلات والقناة وبئر الكابلات مع فريق البناء المدني في الوقت المناسب لتسهيل تصريف خندق الكابل (البئر). في الوقت نفسه، يتم دمج القوس في خندق الكابل لدعم الكابل بالقوس. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا للوضع الحالي للعديد من شركات البتروكيماويات في نطاق حقل شينجلي النفطي، يجب أن يكون خندق الكابل القريب مزودًا بمرافق تصريف مثالية. عند تصميم قناة الكابلات، يجب أن تكون مستقيمة قدر الإمكان، مع عدد أقل من الكوع، بحيث يمكن وضع الكابل بسهولة.

الحل الثامن الموصى به من قبل مصنعي تجهيزات الطاقة: عند مد الكابل وتصنيع رأسه، يجب إجراء اختبار تسرب جهد التيار المستمر وفقًا للوائح قبل تسليمه إلى إدارة التشغيل للتشغيل الرسمي. لا يمكن تشغيله إلا بعد التأكد من سلامة جميع الأجزاء. عند اكتشاف مشاكل في الكابل أثناء التشغيل، يجب على موظفي الإدارة تعزيز المراقبة ومعالجتها في الوقت المناسب. عند تعطل أي كابل، سيكون التعامل معه صعبًا للغاية. يجب تحديد نقطة العطل أو حتى استبدال الكابل بالكامل. سيتعرض النظام لقصر كهربائي، مما يتسبب في انقطاعات مفاجئة للتيار الكهربائي، وما إلى ذلك.

لذلك، تُعدّ الاختبارات الوقائية قبل القبول ضرورية. وبالطبع، يُعدّ اختبار تحمل جهد التيار المستمر اختبارًا مُدمّرًا، وقد يؤثر على عمر الكابل. في بعض الأحيان، لا تكون بيانات اختبار الكابل مثالية، ولكن الكابل قادر على نقل الطاقة بسلاسة والعمل لفترة طويلة. لذلك، في "إجراءات الاختبار الوقائي لمعدات الطاقة" الجديدة، لم يعد إجراء اختبارات تحمل جهد التيار المستمر على الكابلات المتشابكة إلزاميًا على فترات زمنية محددة، ويتم قياس مقاومة العزل فقط، مما يُبسّط الاختبار الوقائي للكابلات. كما أن الحوادث شائعة، حيث يتلف عزل الكابل بشدة، مما قد يُسبب تسرب الماء إليه.

أظهرت الدراسات أنه بعد غمر الكابل، يحدث شيخوخة لشجرة الماء تحت تأثير المجال الكهربائي، مما يؤدي في النهاية إلى تلف الكابل. أشجار الماء عبارة عن مجموعة من الفجوات المملوءة بالماء، يتراوح قطرها بين 0.1 متر وعدة ميكرونات. وتُعد الشوائب والمسام في العازل والمجال الكهربائي المحلي المرتفع الناتج عن عدم تساوي السطح الفاصل بين العازل والطبقات شبه الموصلة الداخلية والخارجية نقطة البداية لشجرة الماء. تستغرق عملية نمو شجرة الماء عادةً أكثر من 8 سنوات. كلما ارتفعت الرطوبة ودرجة الحرارة والجهد، زادت الأيونات الموجودة في الماء، وزادت سرعة نمو شجرة الماء.

بالإضافة إلى دخول الماء إلى النهاية، فإن دخول الماء إلى الكابلات المترابطة يحدث بشكل أكبر بسبب تلف غلاف الكابل أثناء وضع الكابل (المستوى الفني لموظفي البناء في صناعة الطاقة الحالية غير متساوٍ، والبناء الهمجي ليس غير شائع)، ثم يتسبب موقع البناء والتشغيل المتقاطع في تلف الكابل (الضرر الناتج عن الآلات الهندسية واسعة النطاق غير شائع أيضًا).

مشكلة تحمل جهد التيار المستمر في الكابلات المتشابكة: نظرًا للخواص العازلة المميزة لمواد عزل البولي إيثيلين المتشابكة، عند تطبيق التيار المستمر، تتشكل شحنة فراغية بسهولة داخل العازل. وتجعل خصائص المقاومة العالية لعزل البولي إيثيلين المتشابك من الصعب اختفاء الشحنة الفراغية. ونتيجةً لوجود شحنة فراغية، يتولد مجال كهربائي إضافي في مناطق معينة داخل العازل. وعند إعادة تطبيق الجهد، قد يحدث تراكب للمجالات الكهربائية، مما قد يؤدي إلى تلف الكابل. يؤثر تكرار اختبارات تحمل جهد التيار المستمر على عمر الكابل ويقلل من جهد التلف. يُنصح باستخدام نظام اختبار الرنين التسلسلي أو الرنين ذي التردد المتغير.