Основные требования к кабельным линиям в зависимости от вида их прокладки

Силовые кабельные линии должны отвечать требованиям ГОСТ на отдельные виды кабелей или технических условий; их прокладка должна производиться в соответствии с ПУЭ с учетом «Единых технических указаний по выбору и применению электрических кабелей». Все силовые кабельные линии должны обладать необходимой механической прочностью, соответствующей способу прокладки, обладать термической и динамической стойкостью при протекании рабочих токов и токов КЗ, выдерживать определенные кратковременные перегрузки и перенапряжения, обеспечивать надежную работу в пределах нормативного срока службы, отвечать требованиям экономичности. Прокладка и монтаж кабельных линий всех напряжений, сооружаемых организациями других ведомств и передаваемых затем в эксплуатацию АО-энерго, должны выполняться под техническим надзором эксплуатирующей организации.

Кабельные линии прокладывают в земле (кабелеукладчиками), в траншеях (без труб и в трубах), в воде, внутри производственных помещений, кабельных сооружениях, на эстакадах, в галереях, открыто по стенам зданий и сооружений, а также в коллекторах — подземных сооружениях, предназначенных для прокладки в них кабелей совместно с линиями связи и другими коммуникациями.

Кабельные линии соединяют отдельные элементы электроустановок: электрические машины, аппараты, распределительные щиты и др. В местах присоединения к выводам электротехнических устройств и токопроводам монтируют кабельные концевые муфты или заделки. Отдельные строительные длины кабелей соединяют между собой с помощью соединительных, стопорных (их применяют на вертикальных и крутонаклонных трассах для ограничения стекания пропитывающего состава кабеля с бумажной пропитанной изоляцией) и переходных (их применяют при соединении кабелей с бумажной пропитанной изоляцией с кабелями, имеющими пластмассовую или резиновую изоляцию) муфт.

Наибольшее распространение получили кабельные концевые муфты и заделки из эпоксидного компаунда, самосклеивающихся лент и термоусаживаемых материалов, соединительные муфты из эпоксидного компаунда, чугунные и свинцовые.

Токопроводящие жилы соединяют между собой (при выполнении соединительных муфт) и прикрепляют к электрооборудованию (при монтаже кабельных концевых муфт или заделок) непосредственно с помощью контактной арматуры, конструкция которой зависит от формы и конструкции токопроводящих жил, назначения соединения и способа его выполнения (опрессовкой, сваркой или пайкой). Чаще всего применяют гильзы и наконечники.

Каждой кабельной линии присваивают наименование или номер. Чаще всего линию обозначают двумя цифрами, соответствующими номерам трансформаторных подстанций, соединяемых этой линией, причем первым указывают наименьший номер. Так, например, если кабельная линия из ТП2 заходит в ТП8, ее обозначают 2-8. Питающие кабельные линии обозначают также двумя цифрами — первая указывает номер центра питания, вторая — номер распределительного пункта, соединяемого этой линией с ЦП. Если кабельная линия состоит из нескольких параллельных кабелей, то каждый из них должен иметь тот же номер с добавлением букв греческого алфавита: А, В, С и т.д. или римских цифр: I, II, III и т.д.

Открыто проложенные кабели не реже чем через каждые 50 м должны быть снабжены бирками, стойкими к воздействию окружающей среды. Бирки устанавливаются также у соединительных и концевых муфт. На бирках кабелей и концевых муфт указывают марку, напряжение, число жил, сечение, номер или наименование линии. На бирках соединительных муфт указывают номер муфты и дату монтажа.

Трассу кабельной линии выбирают и прокладывают с учетом наименьшего расхода кабеля, обеспечения его сохранности от механических повреждений, коррозии, вибрации, температуры перегрева от превышения пределов допустимой температуры и исключения поджога электрической дугой при повреждении рядом проложенных кабелей, когда на одном из них возникнет опасное короткое замыкание.

В кабельных сооружениях кабели при их замене рекомендуется прокладывать целыми строительными длинами. На соединительных муфтах силовых кабелей 6-35 кВ должны быть установлены защитные кожухи, для локализации пожаров и взрывов, которые могут возникнуть при электрических пробоях в муфтах. На существующих муфтах следует применять разъемные защитные кожухи.

Кабели, проложенные горизонтально по конструкциям, стенам, перекрытиям, должны быть жестко закреплены в конечных точках, непосредственно у концевых заделок, с обеих сторон изгибов, у соединительных и стопорных муфт. Небронированные кабели для исключения возможности механического и коррозионного повреждения оболочек при креплении предохраняются эластичными прокладками под кабельными сооружениями в целях предупреждения сползания кабелей с полок кабель должен быть закреплен на прямолинейных участках через каждые 10 м.

Основные требования к кабелям в зависимости от зоны их прокладки.

Для кабельных линий 20-35 кВ рекомендуется прокладка кабелей с отдельно освинцованными жилами марок АОСБ и АОСБГ или одножильных кабелей СГ, АСГ, ААГ, ААШв и им подобных. Для вертикальных прокладок или трасс с большим перепадом высот используют кабели с изоляцией пропитанной вязким или нестекающим составом. В местах воздействия вибраций следует применять кабели с алюминиевой или пластмассовой изоляцией и воздерживаться от применения кабелей со свинцовой оболочкой.

Соединительные муфты, расположенные открыто в кабельных сооружениях (туннелях, коллекторах, каналах), закрывают разъёмными стальными или пластмассовыми кожухами длинной 1250 мм, диаметром не менее 150 мм и толщиной 5 мм. Стальные кожухи предохраняют соседние кабели от повреждений при электрическом пробое изоляции в муфте. Металлические оболочки кабелей соединяют в муфтах между собой, а также с корпусами муфт по всей длине кабельной линии. Кроме того, в концевых заделках металлические оболочки соединяют с системой заземления подстанции для: уменьшения опасности поражения электрическим током обслуживающего персонала сети при пробое изоляции кабельной линии во время ее эксплуатации; исключения возможности повреждения свинцовой или алюминиевой оболочки линии электрической дугой, которая возможна при появлении на оболочке напряжения, достаточного для пробивания пропитанной влагой и различными веществами джутовой подушки между броней и оболочкой.

Количество соединительных муфт на кабеле должно быть наименьшим, поэтому его прокладывают полными строительными длинами. На 1 км кабельных линий может приходиться не более четырех муфт для трехжильных кабелей напряжением до 10 кВ сечением до 3x95 мм2 и пяти муфт для сечений от 3x120 до 3x240 мм2. Для одножильных кабелей допускается не более двух муфт на 1 км кабельных линий.

Каждую соединительную муфту на силовых кабелях проложенных в кабельных сооружениях следует укладывать на отдельной полке опорных конструкций и заключать в защитный противопожарный кожух, который должен быть отделен от верхних и нижних кабелей по всей ширине полок защитными асбестоцементными перегородками.

Области применения кабелей в зависимости от воздействия на них агрессивной и пожароопасной окружающих сред, механических воздействий, возникающих как при различных видах прокладок, так и в эксплуатации, определяют «Единые технические указания по выбору и применению электрических кабелей (кабели силовые)» (преимущественно кабели с алюминиевыми жилами в алюминиевой и пластмассовой оболочках). По нагреву, экономической плотности тока, условиям короткого замыкания и потерям напряжения выбирают кабели в соответствии с требованиями ПУЭ.

Контрольные кабели отличаются от силовых числом жил (от 4 до 61). В распределительных устройствах подстанций силовые и контрольные кабели прокладывают по конструкциям открыто или в коробах.

Область применения кабелей определяется условиями прокладки и эксплуатации. В настоящее время основными марками кабеля, рекомендуемыми для широкого использования, являются кабели с алюминиевыми жилами в алюминиевой или пластмассовой оболочке. Кабели с медными жилами используются во взрывоопасных зонах В—1, В-1а, в шахтах, под водой и подобных тяжелых условиях. Кабели в свинцовой защитной оболочке прокладывают под водой, в опасных из-за присутствия газа и повышенной концентрации пыли шахтах, в особо опасных коррозионных средах. В остальных случаях применение кабелей в свинцовых оболочках требует специального технического обоснования. Бронированные ленточные кабели прокладывают для механической защиты. Если в процессе эксплуатации возникают значительные механические растягивающие усилия, то применяют проволочную или комбинированную защиту. Значительные механические усилия возникают в кабелях, проложенных в насыпях, болотистых и многолетнемерзлых грунтах, под водой, а также на вертикальных участках. Механические воздействия кабели испытывают и в процессе прокладки, они определяются сложностью трассы.

К сложным участкам трассы на которых прокладывается одна строительная длина, относятся:

1. участки с более чем четырьмя поворотами под углом свыше 30°;
2. прямолинейные участки с переходами (более четырех) в трубах длиной более 20 м или с переходами (более двух) в трубах длиной более 40 м;
3. участки при прокладке в зданиях (туннелях) в трубах с поворотами (более двух) при длине труб более 20 м, а также с протяжками (более четырех) через огнестойкие перегородки или аналогичные препятствия.

Прокладка кабелей больших сечений (3x150, 3x185, 3x240 мм2) с однопроволочными жилами в кабельных сооружениях электростанций и подстанций Минэнерго РФ не рекомендуется.

На сложных участках трассы, где при монтажных или ремонтных работах возникает опасность повреждения поливинилхлоридного шланга, применение кабелей ААШв и им подобных не рекомендуется.

Кабели с обычной вязкой пропиткой прокладывают на трассах с разностью уровней между высшей и низшей точками расположения кабелей 15...20 м. Для кабелей с изоляцией пропитанной нестекающим составом, разность уровней не ограничивается, т.к. такие кабели применяют на вертикальных и крутонаклонных участках трасс.

Над подземными кабельными линиями устанавливают охранные зоны, размеры которых зависят от их напряжения. Так, для кабельных линий напряжением до 1000 В охранная зона имеет площади по 1 м с каждой стороны от крайних кабелей. В городах под тротуарами линия должна проходить на расстоянии 0,6 м от зданий и сооружений и 1 м от проезжей части. Для кабельных линий напряжением выше 1000 В охранная зона имеет площади по 1 м с каждой стороны от крайних кабелей. Охранная зона подводных кабельных линий напряжением до 1000 В и выше определяется параллельными прямыми на расстоянии 100 м от крайних кабелей.

Трассу кабеля выбирают с учетом наименьшего его расхода и обеспечения сохранности от механических повреждений, коррозии, вибрации, температуры перегрева и возможности повреждений соседних кабелей при возникновении короткого замыкания на одном из них.

Кабели марки ААШв применяют согласно «Единым техническим указаниям по выбору и применению электрических кабелей». Эти кабели при температурах окружающего воздуха выше + 30 °С и ниже -20 °С не прокладывают и не перематывают.

При любом виде прокладки кабельная трасса должна иметь минимальное число поворотов, как правило, не более трех на одну строительную длину, не считая поворотов при вводе кабеля в здание и сооружения. Прокладку кабелей в трубах допускают только на прямолинейных участках длиной не более 40 м и на вводах в здания и в кабельные сооружения.

Внутренний диаметр труб, применяемых для прокладки кабелей марки ААШв, во всех случаях должен быть не менее двукратного диаметра кабеля. Для защиты кабелей от механических повреждений на вертикальных участках применяют кожухи из листовой стали.

В действующих кабельных сооружениях при сложных условиях механизированной прокладки применяют ручной способ. При прокладке кабелей вручную трение их о землю, пол, стены и т. п. должно быть исключено. Разгрузку, погрузку и транспортировку кабеля марки ААШв при температурах ниже -10 °С производят с особой осторожностью.

Электрические кабельные сети в зависимости от рабочего напряжения делятся на сети до 1000 В, обычно называемые сетями низкого напряжения (НН) и сети свыше 1000 В, называемые сетями высокого напряжения (ВН). В свою очередь, ввиду существенного различил в рабочих условиях, последние принято подразделять на сети с напряжением до 35 кВ и сети с напряжением выше 35 кВ, которые в большинстве случаев являются питающими, т. е. соединяют источники электроэнергии с трансформаторными подстанциями или распределительными пунктами и передают энергию без распределения её вдоль линии отдельным потребителям.

Кабельные питающие линии допускается прокладывать вместо воздушных питающих линий, если они рассчитаны на напряжение до 500 кВ включительно. Для таких линий применяют специальные кабели, наполненные минеральным маслом под давлением либо нейтральным газом (проволоки проводящей жилы в них охватывают полую стальную спираль, внутри которой находится канал для масла). Это масло вытесняет из бумажной изоляции жилы пузырьки влаги или воздуха.

Кабели на напряжение 110-500 кВ включительно имеют полиэтиленовую изоляцию или изоляцию из сшитого полиэтилена.

Кабельные линии находятся вне влияния атмосферного электричества, защищены от внешних механических воздействий, относительно безопасны для людей и не требуют места на поверхности земли. Но стоимость таких линий, рассчитанных на напряжение 60 кВ и выше, в несколько раз больше стоимости воздушной линии поэтому их прокладывают лишь в тех случаях, когда увеличение капитальных затрат на сооружение линии оправдывается её специфическими преимуществами.