Конструкции кабельных линий способы прокладки кабелей

Способы прокладки кабельных линий.

Выбор способа прокладки кабельных сетей производят в зависимости от

· величины и размещения нагрузок, плотности застройки предприятия,

· компоновки электротехнических помещений,

· наличия технологических, транспортных коммуникаций,

· параметров и расположения источников питания,

· уровня грунтовых вод,

· степени загрязнения окружающей среды и грунта,

· назначения кабельной лини.

Рис. Виды кабельных сооружений

а) траншея; б) канал; в) туннель; г) блок; д) галерея; е) эстакада.

Каждый вид специального сооружения для прокладки кабелей характеризуется максимальным количеством силовых кабелей, которое можно в нём проложить. Траншея — 6 кабелей, канал -24, блок — 20, туннель — 72, эстакада — 24, галерея — 56.

Редко отдаётся предпочтение какому-либо одному виду прокладки кабелей. Обычно применяют смешанную прокладку, когда в зависимости от конкретных условий является целесообразным комбинированное исполнение различных способов прокладки кабельных линий.

Кабельные линии промышленных предприятий можно разделить на внутрицеховые и внецеховые. К внутрицеховым кабельным сетям относятся прокладки кабелей открыто на конструкциях, в лотках, коробах, каналах, туннелях и в трубах. К внецеховым кабельным линиям относятся прокладки кабелей в каналах, туннелях, блоках, траншеях, на эстакадах и в галереях. Внецеховые кабельные сети требуют для размещения сравнительно небольших площадей и могут быть осуществлены почти в любых атмосферных и грунтовых условиях.

Из опыта эксплуатации кабельных коммуникаций на действующих и реконструируемых объектах, прокладка кабеля в траншеях недостаточно надёжна, из-за частого производства земляных работ. Поэтому при числе кабелей от 6 до 30 рациональна прокладка в каналах или блоках, при числе кабелей свыше 30 кабели прокладывают в специальных кабельных сооружениях — в туннелях, на эстакадах и в галереях.

В помещениях скрытая прокладка проводов и кабелей в стальных трубах постепенно вытесняется открытыми прокладками. Открытая прокладка кабелей почти полностью исключают зависимость производства монтажных работ по прокладке кабелей от готовности строительной части сооружения. Открытые прокладки кабелей позволяют закончить нулевой цикл строительных работ, не дожидаясь производства электромонтажных работ, что невозможно при скрытых прокладках. Открытые прокладки кабелей наглядны, доступны, удобны для осмотра и замены кабелей, отличаются гибкостью при изменении трасс во время реконструкции электроустановок.

При открытой прокладке кабелей следует соблюдать меры по пожарной безопасности, обосновывать выбор марок кабелей и оболочек, правильно выбирать кабель по нагреву, контролировать качество присоединений и порядок раскладки кабелей, отделять зоны массовой прокладки кабелей от оборудования. При открытой прокладке кабелей в электротехнических и производственных помещениях следует стремиться к совмещению трасс, объединению кабелей различного назначения (силовых, осветительных, кабелей управления) в общие потоки, прокладывая их на общих конструкциях, лотках или коробах. Необходимо на стадии проектирования предусмотреть зоны размещения кабельных сетей, согласовать их взаимное расположение с технологическими, энергетическими, сантехническими сетями.

В случае размещения большого количества открыто прокладываемых кабелей целесообразно устройство кабельного этажа в верхней зоне подвала под электромашинным помещением, под производственными пролётами.

По территории промышленных предприятий кабельные сети могут выполнятся подземными — в траншеях, каналах, туннелях и блоках или надземными на эстакадах и в галереях. Подземный способ прокладки кабельных сетей защищает их от грозовых и атмосферных воздействий. Кабели, проложенные под землёй в меньшей мере создают помехи. Однако прокладка кабельных подземных коммуникаций нецелесообразна при неблагоприятных грунтовых условиях — высоком уровне грунтовых вод, наличия химически активных веществ, разрушающих кабельные оболочки.

Надземная прокладка кабелей рекомендуется во всех случаях, когда это позволяют условия среды, застройки предприятия и другие факторы. Надземные прокладки кабелей доступны при обслуживании, обеспечивают лёгкую замену и возможность дополнительной прокладки кабелей, облегчают работы по реконструкции сетей. При выборе способа прокладки кабельных линий следует учитывать, что первоначальные затраты при подземной системе выше, но надземные системы требуют более сложного ухода ( покраска конструкций, очистка сооружений. Сравнивая различные системы кабельных канализаций по их удельным показателям, можно получить представление о целесообразности применения тех или иных способов прокладки кабелей на промышленных предприятиях.

Основными элементами воздушной линии являются провода, изоляторы, линейная арматура, опоры и фундаменты. На воздушных линиях переменного трехфазного тока подвешивают не менее трех проводов, составляющих одну цепь, на ВЛ постоянного тока — не менее двух проводов.

По количеству цепейВЛ делят наодно-, двух — и многоцепные. Количество цепей определяется схемой электроснабжения и необходимостью ее резервирования. Если по схеме электроснабжения требуются две цепи, то эти цепи могет быть подвешены на двух отдельных одноцепныхВЛ с одноцепными опорами или на одной двухцепной ВЛ с двухцепными опорами. Расстояние между соседними опорами называют пролетом, а расстояние между опорами анкерного типа — анкерным участком

В зависимости от способа подвески проводовопоры делятся на:

2) анкерного типа, служащие для натяжения проводов;

3) угловые, которые устанавляваются на углах поворота ВЛ.

На ВЛ применяют деревянные, стальные и железобетонные опоры.

Деревянные опорыприменяют на напряжение до 35 кВ.

1) небольшой удельный вес;

2) высокая механическая прочность;

3) хорошие электроизоляционные характеристики;

4) природный круглый сортамент, обеспечивающий простые конструкции.

Недостаткомдеревянных опор является ее гниение, для уменьшения которого применяются антисептики.

Стальные опорышироко применяют на ВЛ напряжением 35 кВ и выше.

По конструктивному исполнениюстальные опоры могут быть:

1) башенные или одностоечные;

2) портальные свободностоящие;

3) портальные на оттяжках.

Достоинствомстальных опор является их высокая прочность, недостатком — подверженность коррозии, что требует проведения периодической окраски или нанесения антикоррозийного покрытия.

Опоры изготовляют из стального углового проката; высокие переходные опоры могут изготавливаться из стальных труб.

Железобетонные опорыболее долговечны и экономичны в эксплуатации, так как требуют меньше ухода и ремонта.

Основное преимущество — уменьшение расхода стали на 40-75%, недостаток— большая масса.

Провода воздушных линий выполняют неизолированными, состоящими из одной или нескольких свитых проволок. Провода из одной проволоки, называемые однопроволочными, имеют меньшую прочность и применяют только на ВЛ напряжением до 1 кВ.

См. выбор воздушной линии

Материалы проводов и тросовдолжны удовлетворять следующим основным требованиям:

1) они должны иметь высокую электрическую проводимость;

2) должны обладать достаточной прочностью;

3) должны выдерживать атмосферные перенапряжения.

Медь как материал для проводов ВЛ является дорогостоящим и дефицитным материалом, поэтому основными материалами, используемыми для изготовления проводов, можно считать алюминий, сталь и их сплавы.

На ВЛ напряжением до 1 кВ применяют однопроволочные стальные провода диаметром не менее 4 и не более 5 мм. Ограничение нижнего предела обусловлено тем, что провода меньшего диаметра имеют недостаточную механическую прочность. Верхний предел ограничен из-за того, что изгибы провода большего диаметра могут вызвать в его внешних слоях такие остаточные деформации, которые снижают его механическую прочность.

Многопроволочные провода, скрученные из нескольких проволок, обладают большой гибкостью, такие провода могут выполняться любым сечением. Диаметры отдельных проволок и их количество подбирают так, чтобы сумма поперечных сечений отдельных проволок дала требуемое сечение провода.

Провода и тросыизготовляют следующих марок:

А— из алюминиевых проволок;

АС, АСКС— из стального сердечника и алюминиевых проволок;

ПС— из стальных проволок;

ПСТ— из стальной оцинкованной проволоки.

Например, А50— алюминиевый провод сечением 50 кв.мм,

АС50/8— сталеалюминиевый провод сечением алюминиевой части 50 кв.мм., стального сердечника 8 кв.мм.

Стальные тросы, применяемые на ВЛ в качестве грозозащитных, изготавливают из оцинкованной проволоки, и их сечение должно быть не менее 25 кв.мм. На ВЛ напряжением 35 кВ применяют тросы сечением 35 кв.мм., на линиях 110 кВ — 50 кв.мм., на линиях 220 кВ и выше — 70 кв.мм.

Сечение многопроволочных проводов различных марок определяется для ВЛ напряжением 35 кВ по условиям механической прочности, а для ВЛ напряжением 110 кВ и выше — по условиям потерь на корону.

При обтекании проводов потоком воздуха, направленным поперек оси ВЛ или под некоторым углом к этой оси, с подветренной стороны провода возникают завихрения. При совпадении частоты перемещения вихрей с частотой собственных колебаний провод начинает колебаться в вертикальной плоскости. Такие колебания называются вибрацией. Вибрация, как правило, имеет место в пролетах длиной более 120 м. Опасность вибрациизаключается в обрыве отдельных проволокпровода и выхода из зажимов из-за повышения механического напряжения.

Защиту от выбрациивыполняют установкой виброгасителей, подвешенных на стальном тросе.

При наличии гололеда наблюдается так называемая пляска проводов, возбуждаемая так же ветром, но в отличии от вибрации, пляска проводов имеет большую амплитуду и длину волны.

На напряжении 35-220 кВ провода изолируют от опор гирляндами изоляторов. Для изоляции ВЛ 6-35 кВ применяют штыревые изоляторы.

Электрический ток, проходя по проводам ВЛ, выделяет тепло и нагревает провод. Под влиянием нагрева провода происходит:

1) удлинение провода, увеличение стрелы провеса, изменение габарита до земли;

2) изменение натяжения провода и его способности нести механическую нагрузку;

3) изменение сопротивления провода.

[1] Современное состояние и перспективы развития статических кон­денсаторов реактивной мощности /Веников В. А., Карташев И. И., Федченко В. Г. и др.— Электричество, 1981, №8.

[2]Либкинд М. С. Управляемый реактор для линий передачи пере­менного тока.— М.: Изд-во АН СССР, 1961.

Источник

Монтаж кабельных линий

В процессе устройства сетей электроснабжения выполняется широкий спектр различных мероприятий, среди которых ведущую роль играет монтаж кабельных линий. Данные работы достаточно сложные и выполняются по специальным методикам и технологиям. Недостаточно всего лишь установить опоры и натянуть на них провода. Во многом нормальная работа системы будет зависеть от выбора наиболее оптимальных конфигураций монтажа.

Способы прокладки кабельных линий

Современные технологии прокладки кабельных линий включают в себя множество способов, начиная от воздушных ЛЭП и заканчивая подземными каналами и специальными сооружениями. Для каждого вида монтажа предусмотрены собственные нормативы и технические регламенты, специальные правила выполнения работ.

Кабельные линии используются, в основном, на промышленных предприятиях, работающих со всеми классами напряжений. Они могут прокладываться не только внутри зданий и сооружений, но и снаружи, на прилегающей территории.

Внутренняя прокладка кабелей осуществляется следующими способами:

• Открытым способом по стенам и поверхностям других строительных конструкций и элементов здания.
• В металлических трубах, проложенных скрытым или открытым способом.
• Прокладка с использованием коробов и кабельных лотков.
• Использование кабельных каналов.
• Подвеска кабелей на несущих тросах.
• Прокладка в специальных кабельных сооружениях, представляющих собой отдельные элементы зданий (двойные полы, кабельные шахты, кабельные этажи и др.).

В процессе эксплуатации кабели могут случайно получить механические повреждения. Поэтому внутри кабельных сооружений и помещений практикуется использование бронированных или небронированных кабелей без горючего покрытия. Противопожарная защита кабелей, уложенных открытым способом, осуществляется с помощью огнестойкой засыпки или заливки огнестойкой затвердевающей массы. Места переходов кабельных линий между помещениями защищаются огнепреграждающими блоками.

На предприятиях промышленности прокладка кабельных линий выполняется с применением типовых сооружений. Прежде всего, это туннели, кабельные эстакады и прочие конструкции. Туннельная прокладка позволяет существенно сэкономить территорию предприятия, дает возможность вести работы поочередно, независимо от времени года. Кабельные линии очень удобно ремонтировать и осматривать в любую погоду. Единственным серьезным недостатком считается высокая стоимость сооружения туннеля.

К наиболее экономичным вариантам относятся кабельные эстакады и галереи, применяемые при большом количестве кабелей, приходящихся на одну трассу. Эстакады сооружаются при количестве линий от 15 до 50, а галереи – при еще большем количестве кабелей. Высота этих конструкций над землей зависит от типа пересекаемых дорог и других сооружений. Например, для автомобильных дорог этот показатель составляет минимум 4,5 метра.

В некоторых случаях с помощью данных сооружений осуществляется совмещенная прокладка не только кабелей, но и других коммуникаций – трубопроводов, теплопроводов и др. Если количество кабелей не превышает 20-30 линий, дорогостоящие туннели и эстакады могут быть заменены кабельными каналами или надземными кабельными лотками из бетона.

При необходимости, туннели и эстакады могут использоваться для прокладки небронированных кабелей, заключенных в полимерную или металлическую оболочку. Общее количество таких кабелей, уложенных в туннеле, может составлять до 100 линий. Для непосредственной прокладки используются лотки или металлические консоли, располагающиеся на расстоянии 0,8-1,0 м между собой.

Если количество кабелей незначительно (от 1 до 6), для их прокладки могут использоваться траншеи. При возрастании числа кабелей (от 2 до 20), применяются подземные трубные блоки или для этих целей служат стены зданий, технические эстакады, воздушные линии на тросах, а также тросовые кабели.

Внешние кабельные линии промышленных предприятий могут прокладываться в траншеях, то есть непосредственно в земле. В болотистых местностях или холодных районах используются кабельные эстакады.

Правила прокладки кабельных линий

Непосредственная прокладка кабельных линий считается одним из наиболее ответственных этапов при выполнении строительно-монтажных работ. Тип кабеля и способы монтажа определяются Правилами устройства электроустановок – ПУЭ.

Для прокладки кабельных линий на электростанциях применяются каналы, блоки, туннели, кабельные эстакады. Одиночные кабели, обеспечивающие удаленные вспомогательные объекты, могут укладываться в траншеи. На территориях, где расположены подстанции и распределительные устройства, линии прокладываются в трубах, каналах или просто в земле, а также в подземных лотках. Для кабельных линий в количестве свыше 20 кабелей, отходящих в одном направлении от распределительных устройств, должны использоваться туннели.

На территориях городов и поселков укладка линий должна выполняться под тротуарами, по непроезжей части улиц. Также для этих целей могут использоваться дворы и газоны, представляющие собой технические полосы. В случаях большого количества уже имеющихся подземных коммуникаций на улицах и площадях, для прокладки кабелей рекомендуется оборудовать туннели и коллекторы. Если территория имеет усовершенствованное покрытие и по ней осуществляется интенсивное движение транспорта, линии должны прокладываться в трубах или блоках.

Если кабели прокладываются в помещениях или кабельных сооружениях, у бронированных и небронированных кабелей должна отсутствовать защитная оболочка в виде брони или горючих материалов. У силовых и контрольных кабелей, применяемых на электростанциях, не допускается полиэтиленовая изоляция, поскольку полиэтилен является горючим материалом и быстро размягчается при перегреве.

Кабели, подключаемые к передвижным механизмам, должны быть гибкими, иметь резиновую или такую же изоляцию, способную выдерживать многократные изгибы. Если прокладка осуществляется вертикально или с крутым наклоном, а планируемое напряжение составляет до 35 кВ, у таких кабелей предусматривается так называемая нестекающая масса, изоляция с обедненной пропиткой, а также изоляционная оболочка из резины или пластмассы.

В случае, когда одна и та же трасса проходит в различных грунтах и неодинаковых условиях окружающей среды, тип и марку кабелей следует подбирать, исходя из наиболее тяжелых условий на одном из участков. При этом протяженность участков с легкими условиями не должна превышать строительную длину. Если же участки с различными условиями имеют значительную длину, в этом случае на каждом из них в индивидуальном порядке выбирается марка и сечение кабелей.

При монтаже кабелей большое значение имеют соединительные муфты. Их количество на 1 км линий, строго определено Правилами:

• Трехжильные кабели 1-10 кВ, сечением 3х95 мм2 – не более 4 шт.
• Для таких же кабелей, сечением 3х120-3х240 мм2 – не более 5 шт.
• Трехфазные кабели 20-35 кВ – не более 6 шт.
• Одножильные кабели – не более 2 шт.
• Количество кабельных муфт в кабельных линиях на 110-220 кВ определяется отдельным проектом.

Существуют особые правила прокладки кабельных линий в земле, допускающие использование лишь бронированных кабелей, с внешним покровом оболочек, защищающим от химических воздействий. На выбор конкретной марки влияет степень агрессивности почвы и наличие блуждающих токов. При наличии в почве большого количества активных разрушающих веществ, кабели должны оборудоваться усиленными антикоррозийными защитными оболочками. Тем не менее, прокладка кабелей в траншеях считается наиболее экономичной. В одну траншею рекомендуется укладывать не более 6-ти линий, а расстояние между ними устанавливается не менее 20-30 см, исходя из местных условий.

Особые условия прокладки определяются специальными правилами:

• Подводные линии прокладываются кабелями, имеющими круглую проволочную броню на протяженности всей строительной длины. Чаще всего для этих целей применяются одножильные кабели. Не допускается использование в воде резиновой изоляции в ПВХ оболочке.
• Кабели с проволочной броней применяются в почвах с возможными смещениями, а также в воздушных линиях, где предполагаются значительные растягивающие усилия.
• Не допускается применение кабелей с алюминиевыми жилами во взрывоопасных помещениях, механизмах доменных цехов, главных линиях непрерывных прокатных и обжимных станов.

Прокладка кабельной линии в траншее

Кабельные трассы, прокладываемые в траншеях, получили широкое распространение, благодаря их надежной и безопасной работе в процессе эксплуатации. Для этого существуют специальные нормы и требования, определяющие технологию и организацию этого монтажа.

Прежде всего, данный вид укладки предполагает отрывку траншеи. В зависимости от протяженности трассы и рельефа местности, эта работа выполняется вручную или механическим способом с применением спецтехники. Далее на дне траншеи устраивается подсыпка из песка, на которую и укладывается кабель. По завершении укладки траншея засыпается грунтом, без посторонних примесей, мусора, камешков и т.д. За счет этого снижается риск механических повреждений в процессе дальнейшей эксплуатации.

Если в траншее прокладывается один или несколько кабелей, а ее ширина не превышает 250 мм, сверху необходимо устроить защитное покрытие. Для этого используется обычный кирпич, уложенный поперек траншеи, железобетонные плиты, толщиной не меньше 50 мм, или специальные пластиковые щиты. Во время земляных работ участок должен быть огорожен сигнальной лентой. Это особенно важно при использовании спецтехники и ведении работ возле автомобильных дорог.

В каждом случае прокладка кабельных линий в земле выполняется на определенную глубину. Кроме того, для каждого вида уложенного кабеля, осуществляются различные защитные мероприятия:

• При напряжении 10-20 кВ и укладке на глубину от 1 до 1,2 м, кабель не нуждается в особой защите. Траншею можно просто засыпать грунтом. Минимальная глубина при таком напряжении составляет 70 см.
• Если напряжение составляет 35 кВ, минимальная глубина траншеи увеличивается уже до 1 метра. Такая же глубина должна соблюдаться при прокладке линий под автомобильными дорогами.
• Глубина траншеи может быть ниже в определенных условиях, например, когда длина трассы не превышает 5 м или при устройстве кабельного ввода в здание. То же самое касается пересечения кабельной линии с другими коммуникациями. При этом минимальная глубина может снизиться до 0,5 м.
• В сельской местности глубина траншеи должна быть не менее 1 метра, что дает возможность без ограничений выполнять сельскохозяйственные работы.

Существует еще очень много различных требований, предъявляемых к подземной прокладке кабельных линий. Основным требованием является соблюдение безопасных расстояний, а остальные нормативы можно всегда извлечь из Правил устройства электроустановок.

Прокладка кабельных каналов

Монтаж кабельных лотков

Прокладка кабеля по забору: требования ПУЭ и способы монтажа

Кабельный теплый пол

Прокладка силового кабеля в земле

Прокладка кабеля в кабель-канале: инструкция монтажа с фото

Источник