Способы прокладки силовых кабелей и проводов
Кабельные и проводные линии часто используются для передачи электроэнергии от источника к группе потребителей. Такие линии называются силовыми (существуют также сигнальные и информационные линии).
Способ передачи электрической энергии и организация кабельной или проводной магистрали зависит от множества внешних факторов (плотность застройки, наличие грунтовых вод, химическая агрессивность грунта, окружающая среда и пр.) и определятся проектом.
По типу размещения все схемы организации кабеленесущих магистралей можно разделить на подземные и надземные.
Подземные способы прокладки силовых магистралей
Траншеи
Траншейная прокладка кабельных линий является одной из наиболее старых технологий. Она имеет самую низкую стоимость сооружения (поскольку не требует каких-либо вспомогательных материалов и комплектующих, в том числе и применения кабельных лотков и коробов), но вместе с тем технологически сложна и ненадежна. В грунте просто прорывается траншея, дно подсыпается мелким гравием и песком, электрокабели и электрические провода укладываются на подсыпку, и траншея засыпается.
Прокладка проводов и кабелей под землей затруднена в условиях плотной застройки, под дорогами и магистралями. Кроме того, существует высокий риск выхода из строя кабельной трассы по причине ее механического повреждения (работа землеройной техники, деформация грунта, корродирование). Из общего числа отказов всех кабельных и проводных линий 40% отказов приходится на траншейные линии электропередач.
Кабельные блоки
В кабельном блоке кабели и электрические провода укладываются также в траншею, но предварительно помещаются в закрытую трубу. Для обслуживания такой силовой линии по длине всей трассы через определенную длину устраиваются колодцы.
Коллекторы
Кабельные коллекторы – это подземные сооружения (обычно с круглым, прямоугольным или арочным сечением), внутри которого уложены различные инженерные коммуникации: газо- и водопровод, тепловые магистрали и, конечно же, электрокабели и провода. Внутри коллектора силовые линии размещаются упорядочено на консолях или кабельных лотках, установленных на таких же консолях. Коллекторы особенно удобны, когда коммуникации снаружи здания нужно подводить к подвальным помещениям.
Коллекторы являются достаточно сложным инженерным сооружением, поскольку могут располагаться достаточно глубоко под землей (более 5 метров) и нуждаются в качественной гидроизоляции от воздействия грунтовых вод.
Кабельные каналы
Кабельные каналы – это углубленные в грунт (либо полностью, либо частично) или же поверхностные закрытые сооружения со съемным верхним перекрытием. Для ревизии или ремонта верхнее перекрытие (например, железобетонные плиты) частично или полностью демонтируются. Внутри кабельного канала кабели и электрические провода могут размещаться на дне либо на кабельных лотках, закрепленных консольно на боковых стенках канала.
Кабельные каналы являются более простым сооружением с точки зрения капительного строительства в сравнении с коллекторами, но их сложнее обслуживать (требуется грузоподъемная техника, демонтаж верхнего перекрытия можно вести только частями и пр.).
Кабельные туннели
Кабельные туннели являются модификацией коллектора. Инженерные коммуникации, включая силовые кабели и провода, располагаются вдоль стена на консольных опорах. Силовые, сигнальные и информационные линии укладываются в кабельные электротехнические короба и лотки на консоли. Отличием кабельного туннеля от коллектора является наличие более свободного пространства для работы обслуживающего персонала и свободный проход по всей длине туннеля.
Надземные способы прокладки силовых магистралей
Не всегда подземная прокладка электрокабелей и проводов оправдывает себя экономически или технически осуществима. Тогда прибегают к надземной прокладке проводов.
Галереи и эстакады
Галереи и эстакады представляют собой железобетонные или стальные конструкции для надземного размещения силовых кабельных и проводных линий. Обычно эстакады приподняты над уровнем земли на несколько метров:
— не менее 4,5 м – над полотном автомобильной дороги;
— не менее 5,6 м – над неэлектрифицированной железной дорогой;
— не менее 7,1 м – над электрифицированным ж/д-полотном;
— не менее 0,5 м – над прочими инженерно-техническими коммуникациями (водо- и газопроводами, тепловыми сетями и пр.).
Надземная прокладка проводов и кабелей более трудоемка и дорогостоящая в плане капитальных затрат, но дает возможность более удобного обслуживания кабеленесущей магистрали.
Кабели и провода располагаются на кабельных лотках (лестничных, перфорированных или «глухих»), опирающихся на консольные балки несущих перекрытий эстакады или галереи.
Конструктивно галерея от эстакады отличается наличием всех перекрытий, образуя как бы воздушный коридор с полностью замкнутым (отгораживающим силовую магистраль от воздействия внешних атмосферных факторов) контуром поперечного сечения.
Кабельные лотки и короба могут иметь одностороннее расположение в галерее или эстакаде (до 20…30 электрокабелей) и двухстороннее (до 60). Также эти сооружения могут быть проходными и непроходными.
Непроходная эстакада подразумевает, что обслуживание кабеленесущей системы и силовой линии будет проводиться с помощью подъемников с земли. Проходные сооружения дают возможность обслуживающему персоналу подняться на галерею и проводить все необходимые работы, перемещаясь вдоль нее поверху.
Лестничные входы к надземной силовой линии должны быть предусмотрены не более чем через 150 метров друг от друга, а в полу (обычно сплошном металлическом или решетчатом) через определенные расстояния предусматриваются люки для подъема кабелей, кабельных лотков и прочего оборудования на галерею.
Прокладка кабелей и проводов на кабельных лотках внутри надземных эстакад и галерей набирает все большую популярность. Несмотря на сложность сооружения таких конструкций, силовые линии проще обслуживать и ремонтировать, они надежнее защищены, а значит, и более долговечны. Благодаря естественной вентиляции осуществляется отвод тепла от силовой линии электропередачи.
Источник
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
