Как защитить кабель от механических повреждений?
Преимущественное большинство сетей электрического питания в городах или на территории крупных предприятий прокладывается кабелем. Из-за отсутствия возможности визуального контроля при выполнении каких-либо земляных робот в местах прохода подземных коммуникаций существует угроза их повреждения. Для исключения возможности нарушения целостности изоляции, как следствие, прекращения электропитания и для воспрепятствования аварийным ситуациям используется защита кабеля от механических повреждений.
Некоторые модели кабеля защищаются броней, которая покрывается дополнительной изоляцией. Но таких мер бывает недостаточно, так как стальная оболочка не способна воспринять всю нагрузку от механических усилий. Тем более что металлическая оболочка в бронированных кабелях под воздействием усилий может деформироваться, из-за чего возникает сжатие изоляции.
Как защищают кабель от механических повреждений?
С целью защиты кабеля на протяжении всей линии или на особо напряженных участках, где существует вероятность проведения каких-либо работ, сооружаются специальные конструкции. К таким конструкциям относятся кабельные каналы, лотки, шахты, трубы и прочие. В зависимости от места установки, материала и класса напряжения все способы защиты от механических воздействий подразделяются на определенные категории.
По месту установки
В зависимости от места размещения выделяют такие варианты защиты:
- Подземной установки – используются для размещения кабельной трасы на глубине. Согласно норм ПУЭ 2.3.83 не требуется на всей протяженности участка, а лишь в тех местах, где существует вероятность проведения подземных работ, глубиной более 1,2 м. Или в тех местах, где существует угроза поражения персонала шаговым напряжением.
- Наружной установки – предназначены для прокладки кабеля по стенам здания, на опорах, эстакадах и т.д. Такие способы защиты используются для контрольных кабелей, слаботочных информационных сетей, наружной электропроводки и т.д.
- Внутренней установки – подразумевает расположение защитных оболочек внутри стен. Позволяет обезопасить кабель на случай строительных работ или при каких-либо технологических процессах, происходящих вблизи с местом установки.
Рис. 1. Прокладка кабеля в стене
Все кабели, располагающиеся под землей, должны быть укомплектованными металлической оболочкой. Так как этот способ прокладки наиболее трудоемок и требует относительно больших затрат на монтаж и ремонт, в сравнении с другими методами, помимо стальных конструкций в оболочке, необходимо обеспечить определенную высоту слоев сыпучих материалов при укладке.
Рис. 2. Способы засыпки кабеля
Как видите из рисунка, размещать кабели в непосредственной близи внутри траншеи запрещено. Так как существует опасность повреждения рабочего проводника, в случае пробоя или возгорания на соседнем. А также создает угрозу механического повреждения при разработке воронки для отыскания места повреждения и последующего монтажа соединительной муфты.
По материалу
В зависимости от материала определяются и задачи, которые решает защитная конструкция. Поэтому на практике выделяют такие сооружения:
- Бетонные – реализуются посредством железобетонных лотков, плит, кирпичной кладки и других подобных конструкций. Отличительной особенностью является высокая прочность, которая обуславливает возможность использовать конструкцию для размещения на ней сооружений, технологических проходов и других инженерных решений.
- Металлические – обладают рядом монтажных преимуществ для размещения в них небронированных кабелей. Могут иметь перфорированную и неперфорированную конструкцию. Второй вариант получается легче и позволяет использовать отверстия для вентиляции или крепления сигнальных приспособлений. Дополнительно покрываются цинком и краской для устойчивости к коррозионному разрушению и для эстетичности.
- Полимерные – являются наиболее облегченным вариантом, но из-за потери механической защиты под воздействием ультрафиолета и атмосферных явлений их, как правило, не применяют для наружной установки.
- Керамические и асбестовые – подходят как для внешнего монтажа, так и для укладки под толщей грунта. Могут использоваться в качестве защитных устройств при отсутствии динамической нагрузки. Хорошо зарекомендовали себя в предотвращении воздействия агрессивной среды на изоляцию проводов.
В местах частого движения персонала или выполнения каких-либо технологических операций достаточно широкое распространение получили металлические конструкции для защиты кабеля. Это обуславливается их способностью к деформации и высокой прочностью. Основным недостатком такой металлической брони является подверженность коррозионному разрушению. Так как со временем цинковое покрытие и слой краски изнашивается или повреждается, стальные трубы и профиля быстро ржавеют, из-за чего возникает угроза для изоляции кабеля.
По конструкции
В зависимости от конструктивного исполнения кабельные сооружения подразделяются на:
- Лотки – представляют собой открытые конструкции для защиты кабеля. В большинстве случаев выполняют роль направляющих из перфорированного или монолитного материала, как для многожильных, так и для одножильных кабелей.
- Каналы и плиты – представляют собой конструкции, собранные из профилированных листов, железобетонных плит с перекрытиями. Получили широкое распространение, как для силовых кабелей, так и для слаботочных, также применяются для монтажа электропроводки.
- Трубы – обеспечивают защиту по протяженности определенного участка. Бывают асбестовые и металлические для наружной установки, полимерные для внутренней. Некоторые модели имеют гофрированную структуру, что позволяет перемещать их по проводнику, изгибать и придавать определенную форму, в зависимости от местных условий. Применяют их для защиты электрических соединений, протяжки в проходные отверстия и т.д.
- Шахты – сооружаются в зданиях для защиты кабеля при укладке в различных строительных конструкциях. Являются тем элементом, задача которого не только защищать провода, но и поддерживать линию на всей ее протяженности.
- Защитные ленты – позволяют оградить незащищенные провода в подземных сооружениях. В большинстве своем это сигнальные ленты, функция защиты которых в том, что они указывают на пролегание кабеля при раскопке непосредственно под местом работ.
- Тоннели, галереи и эстакады – используются для укладки от 20 и более кабелей. Посмотрите на рисунок 3, здесь показано их конструкция. 1 – это стенки, 2 – кронштейны для фиксации кабелей – 3. Также кроме кабеля в тоннеле могут располагаться и другие сооружения (водопроводы, вентиляция и т.д.), обозначенные на рисунке номером 4.
Рис. 3. Конструктивное исполнение галерей, эстакад
Требования к защите кабеля
Наиболее жесткие требования по нормам, предъявляются к защите при подземной укладке. Так, в готовой траншее должна обустраиваться подушка из песка или граншлака, на которой размещаются плиты. Для моделей напряжением более 35 кВ толщина плит должна составлять не менее 50 мм.
Линии меньшего напряжения могут иметь защиту не плитами, а кирпичом из обожженной глины. Но для этого категорически запрещается использовать кирпич с отверстиями, через которые будет попадать грунт при засыпке траншеи. Также запрещается использовать силикатный кирпич, так как со временем он утрачивает механическую прочность и не может выполнять сигнальные функции. Так как помимо защиты от повреждения оболочки кабеля кирпич должен сигнализировать о расположении под ним участка трасы.
Так как сильная натяжка приводит к порыву во время снижения температуры или при перемещении грунта, то его расположение в траншее должно быть свободным. Но и делать слишком большие волны тоже не стоит.
Рис. 4. Прокладка в земле без натяжения
При прохождении линии под дорогами, магистралями защита кабеля осуществляется металлической трубой. При этом асбестовые или стальные трубы защищают от просадки толщи грунта во время движения крупнотоннажных автомобилей. В противном случае может произойти порыв от движения слоев грунта, даже под грунтовыми дорогами. Но, в то же время, запрещено размещать сразу несколько кабелей в одной трубе, в таком случае делается дополнительная прокладка в соседней трубе.
Укладка защитной ленты должна осуществляться из такого расчета, чтобы расстояние от наружной изоляции до ленточной защиты составляло не менее 250 мм. Помимо этого края ленты должны выступать на расстояние не меньше 50мм в каждую сторону над кабелем. А вот в местах пересечений трасы или над кабельными муфтами укладывать ленту категорически запрещается, чтобы защита кабеля не мешала проведению ремонтных работ. Также существует ряд рекомендаций по засыпке траншеи, которые можно увидеть на рисунке 5.
Рис. 5. Укладка ленты над кабелем
Для линий до 1 кВ защита кабеля может осуществляться лишь в местах вероятного повреждения.
Кладка кирпичного слоя для защиты, в отличии от слоя ленты, выполняет не только роль сигнализатора, но и предоставляет реальную защиту от той же лопаты, лома и прочего инструмента или механических воздействий. Но такой способ прокладки регламентирует и ряд особенностей по укладке кирпича. Так, для защиты кабеля, в отличии от кабельных блоков, расположение кирпичей имеет особую технологию. Рассмотрите пример расположения, в зависимости от ширины траншеи на рисунке:
Рисунок 6: Схема укладки кирпича
Источник
Тема: «Что есть» механическая защита проводников?
Опции темы
Отображение
«Что есть» механическая защита проводников?
ПУЭ, п. 7.1.45. Сечение РЕ проводников, не входящих в состав кабеля, должно быть не менее 2,5 мм2 — при наличии механической защиты и 4 мм2 — при ее отсутствии.
Не могу найти определение «Механическая защита» в «нормативке».
ГОСТ Р 50571.5.52-2011/МЭК 60364-5-52:2009 Электроустановки низковольтные. Часть 5-52. Выбор и монтаж электрооборудования. Электропроводки
522.4 Наличие внешних твердых тел (АЕ)
Электропроводки должны быть выбраны и смонтированы таким образом, чтобы исключить повреждения, связанные с наличием инородных твердых тел. Смонтированная электропроводка должна обеспечить степень защиты IP в соответствии с ее расположением.
522.6 Удары (AG)
522.6.1 Следует выбирать и монтировать электропроводку так, чтобы свести к минимуму повреждения от механических внешних воздействующих факторов, таких как удары, проникновение инородных тел или сжатие во время монтажа, эксплуатации или обслуживания.
522.6.2 В стационарных установках, где могут произойти воздействия ударов средней жесткости (AG2) или высокой жесткости (AG3), защита должна быть обеспечена:
— механическими характеристиками электропроводки; или
— выбором ее месторасположения; или
— путем дополнительной местной или общей механической защиты; или
— комбинацией вышеназванных методов.
Примечания
1. Например, области под полом в зонах работы автопогрузчиков.
2. Дополнительная механическая защита может быть достигнута при использовании соответствующей кабельной арматуры (коробов, труб).
522.6.3 Кабель, установленный под полом или над потолком, должен быть смонтирован таким образом, чтобы исключить повреждения от контакта с полом или потолком и/или элементами для их фиксации.
522.6.4 Уровень защиты электрооборудования должен сохраняться после присоединения кабелей и проводников.
522.8 Другие механические воздействия (AJ)
522.8.1 Электропроводка должна быть выбрана и смонтирована таким образом, чтобы предотвращалось повреждение оболочки и изоляции кабелей или изолированных проводников, а также их присоединений в процессе монтажа и эксплуатации.
Использование силиконовых смазок для затяжки и монтажа кабелей и проводов в трубах, размещения в кабельных и специальных кабельных коробах, кабельных лотках и кабельных лестницах не допускается.
522.8.2 При скрытой электропроводке в строительных конструкциях трубы или специальные кабельные короба должны быть полностью смонтированы для каждой цепи до затяжки в них изолированных проводов или кабелей.
522.8.3 Радиус изгибов проводов и кабелей должен быть таким, чтобы не наносить им повреждений при затяжке.
522.8.4 При прокладке проводов и кабелей на поддерживающих конструкциях с опорой расстояние между опорами должно быть таким, чтобы исключить повреждение проводов и кабелей от собственного веса.
Примечание — Электродинамические силы, возникающие при коротких замыканиях, следует учитывать для одножильных кабелей с площадью поперечного сечения более 50 мм .
522.8.5 Для мест, где электропроводка подвергается постоянному (например, растягивающему усилию на вертикальных участках трассы от собственного веса), следует выбирать соответствующий тип кабеля или проводника необходимого сечения и метод монтажа, с тем чтобы исключить повреждение проводников и кабелей от их собственного веса.
522.8.6 В электропроводке, в которой предусматривается затягивание и вытягивание проводов или кабелей, должны быть применены соответствующие средства доступа для выполнения такой операции.
522.8.7 Электропроводка в полах должна быть соответственно защищена с целью исключения ее повреждений при нормальной эксплуатации пола.
Электропроводки, жестко закрепляемые и заделываемые в стены, должны располагаться горизонтально, вертикально или параллельно кромкам стен помещения.
522.8.8 Электропроводки, проложенные в строительных конструкциях без крепления, допускается располагать по кратчайшему пути. Электропроводки в потолках допускается располагать по кратчайшему пути.
522.8.9 Электропроводки должны быть смонтированы так, чтобы избегать приложения механических усилий к проводникам и соединениям.
522.8.10 Кабели, трубы или специальные короба, проложенные в земле, должны быть обеспечены защитой от механического повреждения или быть проложенным под землей на глубине, которая минимизирует риск такого повреждения. Проложенные под землей кабели должны быть отмечены кабельными покрытиями или подходящей сигнальной лентой. Проложенные под землей трубы и специальные короба должны быть соответственно идентифицированы.
Примечания
1. Требования к проложенным под землей трубам приведены в МЭК 61386-24.
2. Механическая защита может быть обеспечена при использовании труб, проложенных в земле согласно МЭК 61386-24, или при использовании бронированных кабелей или другими соответствующими методами, такими как укрытие плитами.
522.8.11 Кабельные полки и их внешние оболочки не должны иметь острых кромок, могущих повредить кабели или изолированные проводники.
522.8.12 Кабели и проводники не должны быть повреждены средствами фиксации.
522.8.13 Кабели, шины и другие электрические проводники, которые проходят через температурные швы, должны быть выбраны и установлены таким образом, чтобы их перемещение не вызывало повреждений электрооборудования, например использование гибкого проводного соединения.
522.8.14 Если электропроводка проходит через перегородку, она должна быть защищена от механических повреждений, например металлической оболочкой или применением бронированных кабелей, или при помощи трубы, или уплотнительного кольца.
Примечание — Не допускается прохождение электропроводки через элемент строительной конструкции, который предназначен для того, чтобы воспринимать нагрузку, если целостность воспринимающего нагрузку элемента нельзя гарантировать после воздействия нагрузки.
522.15 Конструкция зданий (CB)
522.15.1 В местах, где конструкции здания могут смещаться одна относительно другой (CBЗ), крепление проводов и кабелей и их механическая защита должны позволять такое относительное смещение, которое не подвергает провода и кабели избыточному механическому воздействию.
Источник
