Прокладка кабельных линий

Кабельные линии могут прокладываться в грунте (в земляных траншеях), воде или в кабельных сооружениях (в воздухе).

Кабельные сооружения предназначены специально для размещения в них кабелей и представляют собой кабельные туннели, каналы, блоки, этажи, двойные полы, кабельные эстакады, галереи, камеры, подпитывающие пункты (необходимы для маслонаполненных кабелей).

Кабельные каналы - это закрытое и частично или полностью заглубленное в грунт, пол либо перекрытие непроходное сооружение, предназначенное для размещения в нем кабелей. Наибольший размер сечения кабельного канала - 1200 х 1200 мм. К его стенкам крепятся полки или подвески, на которые в один ряд укладываются кабели. При этом силовые кабели на напряжение выше 1 кВ укладываются вдоль одной стенки на верхних полках. Заглубление каналов в грунте осуществляется на 300...700 мм.

Частично заглубленные кабельные каналы, называемые полуподземными, выступают на 150-.350 мм над планировочными отметками. Укладку, осмотр и ремонт кабелей возможно проводить только при снятом перекрытии канала.

При количестве параллельно прокладываемых кабелей более 20 применяется их прокладка в туннелях.

Кабельный туннель - это закрытое сооружение с расположенными в нем вдоль стен опорными конструкциями для размещения на них кабелей и кабельных муфт, со свободным проходом по всей длине (размеры прямоугольного сечения туннеля - 1500 х 2100 мм), позволяющим производить прокладку кабелей, их осмотр и ремонт. Силовые кабели напряжением свыше 1 кВ укладываются вдоль обеих стенок туннеля на верхних полках.

Кабельные туннели относятся к более дорогим способам прокладки кабеля, так как в них должны быть предусмотрены деления на отсеки с независимой вентиляцией, люки для пожаротушения и т.д. В то же время в кабельных каналах и туннелях худшие условия охлаждения кабелей по сравнению с прокладкой в земле.

Коллектор - инженерное сооружение, предназначенное для прокладки не только электрических кабелей, но и трубопроводов, теплопроводов, водопроводов, труб канализации.

При нескольких параллельных кабельных линиях и значительной вероятности их механических повреждений (особенно про прокладке на небольшой глубине) применяют прокладку кабелей в блоках.

Кабельный блок - сооружение с трубами (каналами) для прокладки в них кабелей с относящимися к нему Колодцами.

Для сооружения кабельных блоков используют одноканальные гончарные, асбестоцементные либо бетонные трубы, которые укладывают в один или несколько рядов в траншею на бетонное основание. После стыковки трубы скрепляют бетоном в общий блок. В местах соединений и ответвлений кабелей, а также на прямых участках длинных (более 150 м) кабельных линий для обеспечения протяжки кабелей через каналы блоков сооружаются колодцы, в которые входят трубы блока. Трубы в блоках укладывают с небольшим уклоном (0,3%) к колодцам, куда стекает вода, случайно попавшая в трубы.

Кабельный колодец - это кабельная камера, имеющая люк для входа в нее. Кабельная камера - подземное сооружение, закрытое объемной бетонной плитой, предназначенное для укладки кабельных муфт или для протяжки кабелей в блоки. По форме кабельные колодцы бывают прямыми, угловыми, Т-образными и крестообразными.

Прокладка кабелей в каналах, туннелях, блоках обеспечивает хорошую их защиту от механических повреждений и облегчает ремонт, который при данных видах прокладки производят без земляных работ, не нарушая движение транспорта и людей. Однако стоимость прокладки указанных видов значительна, поэтому они применяются только для особо ответственных линий с большим количеством параллельных кабелей.

При высоких концентрированных нагрузках и химически агрессивной почве, наличии блуждающих токов применяют прокладку кабелей на эстакадах. Кабельная эстакада - это наземное либо надземное открытое горизонтальное или наклонное протяженное кабельное сооружение. Надземная кабельная эстакада, применяемая в основном на промышленных предприятиях, представляет собой конструкцию, состоящую из опор, на которых размещаются полки для укладки кабелей. Кабели на эстакадах подлежат защите от воздействия солнечной радиации. При эстакадной прокладке кабеля обеспечивается удобство монтажа и эксплуатации, малая вероятность механических повреждений.

Закрытая полностью или частично проходная кабельная эстакада представляет собой кабельную галерею.

На электростанциях и крупных промышленных предприятиях кабели могут прокладываться в кабельных этажах или под двойным полом. Кабельный этаж - часть здания с расстоянием между полом и перекрытиями не менее 1,8 м. Двойной пол - это полость, ограниченная стенами помещения, междуэтажным перекрытием и полом помещения со съемными плитами. Прокладка кабелей в полу и междуэтажных перекрытиях производится в трубах или каналах

Подпитывающий пункт, обеспечивающий подпитку маслом каналов маслонаполненных кабелей низкого давления (до 0,3 МПа), включает баки питания, баки давления и подпитывающие агрегаты. Он выполняется в виде наземного, надземного или подземного сооружения.

В городах кабельные линии прокладываются, как правило, в земле по непроезжей части улиц, под тротуарами, по дворам и техническим полосам в виде газонов или кустарниковых посадок. По улицам и площадям, насыщенным подземными коммуникациями, кабельные линии необходимо прокладывать в туннелях. При пересечении улиц и площадей кабельные линии монтируются в блоках или трубах.

При выборе марки кабелей необходимо учитывать условия среды (вода, земля, воздух), в которой они должны работать, сложность трассы (наличие четырех и более поворотов под углом свыше 30° или четырех и более переходов в трубах длиной более 20 м) и способы прокладки.

Отметим ограничения на прокладку кабелей тех или иных марок с бумажно-масляной изоляцией на напряжение до 10 кВ.

Для кабельных линий, прокладываемых в земле и воде, должны применятся бронированные кабели. При прокладке в каналах, туннелях, кабельных помещениях (кабельный этаж, двойной пол, кабельная галерея) допускается использование небронированных кабелей. Для линий, прокладываемых в блоках, применяют небронированные кабели в усиленной свинцовой оболочке. Подводные линии прокладываются кабелями в свинцовой оболочке с броней из круглой проволоки, имеющими водоблокирующую ленту, без соединительных муфт.

Кабельные линии, прокладываемые на вертикальных участках трасс (спуск в угольные шахты или калийные рудники), должны выполнятся кабелями с бумажной изоляцией, пропитанной специальным составом, который содержит церезин, предотвращающий стекание этого состава, в свинцовой оболочке и броне из круглых проволок.

В связи с тем, что силовые кабели со свинцовой защитной оболочкой имеют более высокую стоимость, массу и значительно меньше повреждаются по сравнению с кабелями с алюминиевой или пластмассовой оболочкой, целесообразность их использования при прокладке в земляных траншеях требует отдельного технико-экономического обоснования. Кабели со свинцовой оболочкой не следует применять в местах воздействия вибраций.

Не допускается применение силовых кабелей с бумажной пропитанной изоляцией с однопроволочными алюминиевыми жилами поперечного сечения площадью 150...240 мм² при числе поворотов кабельных трасс на строительной длине кабеля более трех под углом 90°.

Небронированные кабели с алюминиевыми жилами и алюминиевыми оболочками с защитным покровом в виде выпрессованного не поддерживающего горения поливинилхлоридного шланга (кабель типа ААШв) не рекомендуется прокладывать (так как шланг кабеля имеет слабые механические характеристики):

1. при температуре окружающей среды ниже -20 °С и выше +35 °С;
2. в насыпных фунтах, блоках, трубах, местах пересечения ручьев, их пойм и в заболоченной местности;
3. на сложных участках трассы (при наличии четырех и более поворотов или переходов в трубах).

Для прохода кабелей марки ААШв через стены и перегородки следует применять отрезки пластмассовых труб, оснащенных со стороны ввода кабеля в трубу воронками с раструбом. Прокладка данного кабеля рекомендуется в кабельных сооружениях (каналах, туннелях) на прямолинейных участках. При этом прокладка должна осуществляться по сплошным полкам или лоткам с закреплением через каждые 10 м.

При выборе трассы кабельной линии, прокладываемой в земляных траншеях, следует избегать участков, агрессивных (с точки зрения кислотной и щелочной активности) по отношению к металлическим оболочкам кабелей. Трассы кабельных линий необходимо выбирать с учетом наименьшего расхода кабеля, обеспечения его сохранности при механических воздействиях, вибрации, защиты от коррозии (почвенной и блуждающих токов), перегрева и от повреждений соседних кабелей при возникновении короткого замыкания на одном из кабелей.

Кабельные линии должны выполнятся так, чтобы в процессе монтажа и эксплуатации было исключено возникновение в них опасных механических напряжений и повреждений.

Давление грунта на кабель внешним диаметром и длиной 1,0 м, расположенный на глубине 0,7 м, при удельном объемном весе грунта 1600...2000 даН/м3 можно оценить следующим образом:

где ~ 0,07м.

Дорожная нагрузка, приходящаяся на 1,0 м кабеля диаметром 0,07 м, может быть равна 506,1._391,5 даН, нагрузка от тротуаров и велосипедов - 163,1, от трамваев - 317,5 даН.

При прокладке кабелей с бумажной изоляцией на трассах с большим перепадам уровней возможно стекание (между проволоками в скрученных многопроволочных жилах, а также в зазоре между металлической оболочкой и изоляцией) пропиточного маслоканифольного состава в нижнюю часть кабеля. Следовательно, в верхней части кабеля уменьшается его электрическая прочность из-за возникновения воздушных включений в изоляции. В нижних

частях кабеля создается повышенное давление пропиточного состава на оболочку, что может вызвать ее разрыв и разгерметизацию кабеля. Для предотвращения стекания пропиточного состава применяют стопорные муфты, ограничивающие перемещение пропиточного состава из одной части кабельной линии в другую; увеличивают вязкость пропиточного состава за счет введения церезина; уменьшают объем пропиточного состава (для кабелей на напряжение до 6 кВ) в изоляции, т.е. осуществляют переход от обычной пропитки к так называемой обедненной.

Наибольшая разность уровней прокладки кабелей на напряжение 6..35 кВ с пропитанной бумажной изоляцией в свинцовой оболочке и кабелей на напряжение 10—35 кВ в алюминиевой оболочке составляет 15 м, а для кабелей на напряжение 6 кВ в алюминиевой оболочке - 20 м. Для кабелей с обедненной пропитанной изоляцией указанная разность уровней увеличивается до 100...300 м, а для кабелей с нестекающей пропиткой на основе церезина - не ограничивается (так же, как и для кабелей с пластмассовой изоляцией).

В случае необходимости прокладки кабеля с бумажной изоляцией при отрицательной температуре окружающей среды его предварительно подогревают. Прокладка без предварительного подогрева допускается только в тех случаях, когда температура воздуха в течение 24 ч до начала работ не опускается (хотя бы временно) ниже:

1. 0 °С - для силовых бронированных и небронированных кабелей с бумажной изоляцией (вязкой, нестекающей и обедненно пропитанной) в свинцовой или алюминиевой оболочке;
2. -5 °С - для маслонаполненных кабелей низкого и высокого давления;
3. -7 °С - для контрольных и силовых кабелей напряжением 35 кВ с пластмассовой или резиновой изоляцией и оболочкой с волокнистыми материалами в защитном покрове, а также с броней из стальных лент или проволок;
4. -15 °С - для контрольных и силовых кабелей напряжением 10 кВ с поливинилхлоридной или резиновой изоляцией и оболочкой та изолированной стальной оцинкованной ленты;
5. -20 °С - для небронированных контрольных и силовых кабелей с полиэтиленовой изоляцией и оболочкой без волокнистых материалов в защитном покрове, а также с резиновой изоляцией в свинцовой оболочке.

Подогретый кабель должен быть проложен в течение 1 ч (при температуре среды от О °С до -10 °С), в течение 40 мин (при температуре среды от -10 до -20 °С) или в течение 30 мин (при температуре среды -20 °С и ниже). При температуре среды ниже -40 °С не допускается прокладка кабелей всех марок, а при температуре ниже -20 °С - небронированных кабелей с алюминиевой оболочкой в поливинилхлоридном шланге.

Кабели с полиэтиленовой изоляцией не нуждаются в предварительном нагреве при прокладке в условиях отрицательных температур наружного воздуха ( до -20 °С).

Прогрев барабанов с кабелем может осуществляться путем размещения их в теплых производственных помещениях на время не менее трех суток при температуре в помещении 5... 10 вС и не менее суток при температуре 10...25 °С. Если такие условия отсутствуют, то кабель может быть подогрет на месте его монтажа от источника электрического тока, для чего применяются сварочные трансформаторы мощностью 15...25 кВ - А с первичным напряжением 380/220 В и вторичным напряжением 7...38 В.

Ориентировочные значения трехфазного тока, напряжения и продолжительности прогрева кабелей с алюминиевыми жилами и бумажно-масляной изоляцией приведены в табл. 1

Таблица 1

Значения силы трехфазного тока, напряжения я продолжительности нагрева кабелей с алюминиевыми жилами и бумажно-масляной изоляцией

Прогрев кабеля прекращается, когда температура наружного покрова внешних витков кабеля достигает 20 °С (при температуре наружного воздуха -10 °С) или 30 °С (при температуре наружного воздуха -20 °С).

Прогрев кабеля на месте его монтажа приводит к увеличению продолжительности прокладки и затрат труда на монтаж.

Для прогрева кабеля трехфазным током все его жилы соединяют накоротко на внутреннем конце (на кабельном барабане). На них надевают свинцовый колпачок, припаиваемый к металлической оболочке кабеля. Наружный конец кабеля, к которому присоединяется источник питания, разделывают с установкой временной концевой муфты. По окончании прогрева муфту срезают и торец кабеля герметизируют (например, так же, как и его внутренний конец).

Для того чтобы в процессе монтажа и эксплуатации кабельных линий в них не возникали опасные механические напряжения и повреждения, необходимо, чтобы:

1. кабели были уложены с запасом по длине, достаточным для компенсации возможных смещений почвы и температурных деформаций как самих кабелей, так и конструкций, по которым они проложены;
2. кабели, проложенные горизонтально по конструкциям, стенам, перекрытиям, были жестко закреплены в конечных точках, у концевых муфт, с обеих сторон у поворотов и соединительных муфт;
3. кабели, проложенные вертикально по конструкциям и стенам, были закреплены так, чтобы не было деформации оболочки и не были нарушены соединения жил в муфтах под действием собственного веса кабеля;
4. кабели, расположенные в местах, где возможны их механические повреждения автотранспортом, механизмами, грузами, были защищены по высоте на 2 м от уровня пола или земли;
5. кабели прокладывались на таком расстоянии от нагретых поверхностей, при котором нагрев кабеля до температуры выше допустимой невозможен;
6. конструкции, на которые укладываются небронированные кабели, не были причиной механических повреждений оболочек кабелей;
7. кабельные сооружения и конструкции, на которые укладываются кабели, были выполнены из несгораемых материалов;
8. кабели были проложены в фунтах, не вызывающих сильной почвенной коррозии (с удельным сопротивлением более 20 Ом - м) и имели защиту от блуждающих токов.

При выборе способов прокладки силовых кабельных линий напряжением до 10 кВ исходят из следующих соображений:

1. в одной земляной траншее можно расположить не более шести кабелей; расстояние между группами кабелей, расположенных в соседних траншеях, должно быть не менее 0,5 м;
2. прокладка кабелей в туннелях рекомендуется при количестве кабелей, идущих в одном направлении, более 20;
3. прокладка кабелей в блоках применяется в условиях стесненности по трассе, при вводе кабелей в трансформаторную подстанцию, в местах пересечений с автомобильными и железными дорогами;
4. на территории электростанций и крупных промышленных предприятий кабельные линии должны прокладываться в каналах, туннелях, блоках и по эстакадам;
5. на территории подстанции и распределительных устройств кабельные линии должны прокладываться в туннелях, каналах, трубах, земляных траншеях, в надземных железобетонных лотках и по эстакадам;
6. в городах одиночные кабельные линии прокладываются, как правило, в земляных траншеях по непроезжей части улиц (под тротуарами) и по дворам;
7. по улицам и площадям с высоким насыщением подземными коммуникациями прокладку кабельных линий при их количестве 10 и более следует производить в коллекторах и туннелях;
8. при пересечении улиц и площадей с усовершенствованным покрытием и с интенсивным движением транспорта кабельные линии следует прокладывать в блоках и трубах;
9. прокладка кабельных линий с одножильными кабелями с полиэтиленовой изоляцией в стальных трубах недопустима;
10. внутри зданий кабельные линии можно прокладывать непосредственно по конструкциям здания (открыто или в коробах, трубах), в каналах, блоках, туннелях, трубах, проложенных в полах и перекрытиях, в шахтах, кабельных этажах, двойных полах.

Маслонаполненные кабели прокладываются в земляных траншеях, туннелях, галереях.