Устройство и ремонт кабельных линий. Устройство и обслуживание электрических сетей.

Кабель представляет собой один или несколько изолированных проводников, заключенных в герметичную оболочку, поверх которой, как правило, накладывается защитный покров. Кабель применяют для передачи электроэнергии на расстояние, а также для соединения аппаратов друг с другом и с распределительным устройством (РУ). Кабели любых типов имеют общие конструктивные элементы: токопроводящие жилы, изготовленные из меди или алюминия, изоляцию и оболочку.

Изоляция кабелей выполняется из диэлектрика, отделяющего токоведущие жилы друг от друга и от оболочки. Изолированные жилы покрывают дополнительной изоляцией, которая служит как бы бандажом, придавая кабелю круглую форму. В качестве диэлектрика для изоляции жил кабеля наибольшее распространение нашли кабельная бумага, резина, пластмасса. Оболочки кабеля имеют вид сплошной трубы, выполненной из свинца, алюминия или пластмассы и наложенной поверх изолированных токопроводящих жил.

Для предохранения оболочек от механических повреждений и коррозии на них накладывают защитные покровы (броню) из стальных лент, покрытых битумным составом.

В маркировках кабелей буквы означают:

А — токопроводящая жила из алюминия; если в начале маркировки буква А отсутствует, то это значит, что жила из меди;
С — свинцовая,
А — алюминиевая,
В — поливинил хлоридная оболочки;
Б — броня из стальных лент с защитным покровом из джута,
Г — кабель без джутового покрова;

изоляцию жил:

Р — резиновая,
В — поливинилхлоридная,
П — полиэтиленовая.

Например: марка АСБ - 3 х 150 + 1 х 50 означает: кабель с алюминиевыми жилами, свинцовой оболочкой, бронированный стальной лентой с джутовым покрытием; кабель четырехжильный (три жилы сечением по 150 мм², одна жила — 50 мм²).

На территории промышленных предприятий кабельные линии прокладывают в каналах, туннелях, блоках, по эстакадам, в галлереях, по стенам зданий и в земле (в траншеях).

Рис. 15. Прокладка кабельных линий в кабельном канале (а), в кабельном туннеле (б), в траншее (в):
1 — конструкции; 2 —кабель; 3 — съемная панель; 4 — светильник; 5 — кабельная муфта; б —земля; 7 —кирпич; 8 — песок.

Кабельным каналом называется закрытое и заглубленное в грунт или пол непроходное сооружение, предназначенное для размещения в нем кабелей (рис. 15, а).

Кабельный туннель (рис. 15, о) - это закрытое сооружение с расположенными в нем опорными конструкциями для размещения на них кабелей и кабельных муфт, со свободным проходом по всей длине, позволяющим проводить прокладку, ремонт и осмотр кабельных линий.

Кабель, проложенный в земле (в траншее), должен иметь запас длины до 3 % за счет укладки его «змейкой» для исключения механических напряжений при смещении почвы и температурных деформациях. Ширина траншеи зависит от количества проложенных в ней кабелей (рис. 15, в).

На дно траншеи насыпают чистую землю или песок слоем 100 мм, а после укладки кабель засыпают слоем песка или чистой земли толщиной 100 мм. Поверх этого слоя укладывают для защиты кабеля от механических повреждений красный кирпич или бетонные плиты. При напряжении кабеля 35 кВ кирпич выкладывается в траншее обязательно по всей длине трассы, при более низких напряжениях кабеля его защиту проводят в местах интенсивного движения транспорта и возможных раскопок земли.

Во избежание нарушения изоляции жил и оболочек кабеля при изгибании на поворотах трассы соблюдают радиусы кривизны в зависимости от конструкции кабеля. Радиусы изгиба выражают числом наружных диаметров кабеля. Так, для одножильных бронированных кабелей с бумажной изоляцией в свинцовой оболочке радиус изгиба должен быть не менее 25 диаметров.

Рис. 16. Опорные конструкции для кабельных проводок:
1 — подкос; 2 — полка; 3 — стойка; 4 — хомут крепления стойки; 5 — кабельная скоба; 6 — плита крепления полки.

При открытой прокладке кабелей по стенам, перекрытиям, в каналах применяют сборные кабельные конструкции, которые представляют собой стойки 3 с проштампованными в них фигурными отверстиями и полки с хвостовиками 2, закрепляемые в отверстия стоек 3 (рис. 16). Для одиночных кабелей применяют стойку 3 со скобой 5, которая закрепляется в отверстии стойки поворотом на 90э. Соединительные муфты устанавливают также на опорных конструкциях.

При прокладке кабелей внутри цехов, где имеется большое количество различных коммуникаций, используют блочную канализацию из асбестоцементных труб диаметром 100 мм, которая состоит из прямых участков (блоки труб) и колодцев глубиной не менее 1,8 м из сборного железобетона или красного кирпича. Расстояние между колодцами определяется проектом в зависимости от массы кабеля. Трубы для прокладки кабелей могут быть расположены горизонтально в один ряд или друг над другом в несколько рядов с уклоном в сторону колодцев не менее 0,2 %.

Повреждения кабелей чаще всего происходят в траншеях. Это бывают механические повреждения при прокладке кабелей (надломы, вмятины), а также повреждения, вызванные наличием коррозии, осадков, оползней и других деформаций грунта.

Коррозия металлической оболочки кабелей, в основном, вызывается воздействием блуждающих токов или агрессивных грунтов.

Значительное количество отказов* кабельных линий происходит из-за выхода из строя соединительных и концевых заделок. Это может быть связано с неудовлетворительной припайкой свинцового корпуса к оболочке кабеля, недоливом кабельного состава, отсутствием контроля за температурой заливочных и прошпарочных кабельных составов.

Наиболее распространенным методом определения мест повреждения кабельных линий является индукционный. Он основан на улавливании сигнала звуковой частоты (800—1100 Гц), созданного генератором и пропущенного по жилам кабеля, и применяется для обнаружения замыкания жил между собой или на землю. Этим методом пользуются также для определения расположения трассы кабельной линии и места расположения кабельных муфт.

Индукционный кабелеискатель состоит из генератора звуковой частоты, индукционной катушки, выполняющей роль рамочной антенны на штанге, усилителя с источником питания и головных телефонов. Интенсивность звука в телефонах вдоль линии изменяется периодически в соответствии с шагом скрутки жил кабеля. Над местом повреждения звук в телефонах наиболее сильный, а над кабельными муфтами он продолжается на расстоянии, заметно превышающем длину шага скрутки жил.

Для определения расположения кабельной трассы генератор подсоединяют к жиле и металлической оболочке кабеля, которые замыкают между собой на противоположном конце линии. После определения места повреждения кабеля, проложенного в земле (в траншее), грунт раскапывают.

Рис. 17. Штанга для прокола кабеля:
1 — втулка с резьбой; 2 — фарфоровый изолятор; 3 — бакелитовая трубка; 4 — заземляющий проводник; 5 — заземляющий стержень.

Перед разрезанием кабеля или перед вскрытием муфты кабель прокалывают и заземляют с помощью специального приспособления (рис. 17) со стальной иглой и изолирующей штангой с соблюдением необходимых мер предосторожности (в защитных очках, диэлектрических перчатках, стоя на сухом изолирующем основании). Приспособление обеспечивает прокол кабеля сквозь броню и замыкание жил между собой и на землю. Для заземления приспособления используют зачищенный до блеска участок брони кабеля. Вскрытие муфты или разрезание кабеля производится с соблюдением тех же мер предосторожности.

Вскрытие чугунной муфты

Перед вскрытием муфты ее поднимают от земли на 150 — 200 мм и подкладывают кирпичи или доски под кабель с обеих сторон муфты.

Отвертывают гайки и удаляют болты, скрепляющие верхнюю и нижнюю половины корпуса муфты.

Паяльной лампой прогревают корпус муфты и отделяют одну ее половину легкими ударами молотка.

Продолжая прогревать поверхность другой половины муфты, рукояткой молотка отжимают ее за края, отделяя от кабельного состава, заполняющего муфту.

Проверяют отсутствие напряжения с помощью токоискателя; изолирующую массу срезают подогретым ножом до токоведущих жил и еще раз проверяют отсутствие напряжения вольтметром.

Очистив зажимы от кабельной массы, замыкают их на землю накоротко. После этой операции работу можно проводить без диэлектрических перчаток и предохранительных очков.

Вскрытие свинцовой муфты

Вскрытие муфты начинают с отвертывания болтов, скрепляющих обе половины кожуха.

Сняв чугунный или стальной кожух, снимают свинцовую трубу.

С помощью указателя напряжения убеждаются в отсутствии напряжения на кабеле.

Осторожно срезают ножом изоляцию жил до зажимов, закорачивают их между собой и заземляют (после этого работу продолжают без диэлектрических перчаток).

Очистив жилы кабеля от кабельного состава, тщательно осматривают муфту для установления характера повреждения и причины выхода кабеля из строя.

Увеличивают разделку жил кабеля и устанавливают на этом месте новую муфту большего размера (если обнаружится, что причиной выхода из строя кабеля является электрический пробой изоляции и токопроводящие жилы не повреждены). При наличии серьезных повреждений жил и изоляции кабеля муфту удаляют, вырезав ее вместе с кусками кабеля на 150 — 200 мм. Проверяют отсутствие влаги в бумажной изоляции кабеля и монтируют новую муфту.

В концевых заделках из эпоксидного компаунда может нарушиться герметичность и вытечь пропиточный состав в нижней или верхней части заделок. Для предотвращения вытекания состава внизу (у корешка разделки) участок кабеля ниже разделки на 40 — 50 мм обезжиривают. После этого низ заделки и прилегающую к нему свинцовую или алюминиевую оболочку на расстоянии 15 — 20 мм обматывают двумя слоями хлопчатобумажной ленты, смазанной эпоксидным компаундом, устанавливают на кабель ремонтную форму и заполняют ее эпоксидным компаундом.

Кабельные концевые заделки в стальных воронках ремонтируют в следующем порядке: воронку пламенем паяльной лампы или газовой горелки нагревают до 90—100 С, сливают кабельный состав, распаивают и отсоединяют заземляющий проводник и сдвигают воронку по кабелю вниз. Очистив жилы, оболочку и броню кабеля от остатков старого кабельного состава и подмоток, определяют по их состоянию причины и характер дефекта. Обнаруженные дефекты устраняют, изоляцию восстанавливают. Разделывают кабель ниже корешка прежней разделки на 100—150 мм. Проверяют отсутствие увлажненности бумажной изоляции. Изоляцию жил, включая восстановленную, прошпаривают составом МП-1, нагретым до 120—130°С и подматывают липкой лентой ПХВ в три слоя. Вновь бандажируют проволокой и припаивают заземляющий проводник, выполняют герметизирующие подмотки под горловину воронки и под фарфоровые втулки на жилах. Воронку надвигают на уплотняющие подмотки. Затем воронку бандажируют по горловине и укрепляют хомутом на опорной конструкции, выверяя положение жил относительно контактных зажимов аппарата.

Воронку подогревают до 50° С и заливают битумным составом согласно табличным данным.

Заливочные составы для кабельных муфт н заделок
Наименование и марка состава	Температура применения, °С	Область применения
Прошпарочный маслоканифольный МП-1	120	Прошпарка разделанных концов кабеля 3 — 35 кВ в процессе монтажа муфт для удаления влаги и загрязнений
Заливочный битуминозный МБ 70/60	160-170	Заливка муфт и заделок кабелей до 10 кВ, монтируемых в земле наружных установках или в неотапливаемых помещениях с температурой воздуха не ниже 10 °С
Заливочный битуминозный МБ 90/75	180-190	Для тех же муфт и заделок, но установленных внутри отапливаемых помещений
Заливочный битуминозный МБМ	130-140	Для тех же муфт и заделок, но эксплуатируемых на открытом воздухе и в неотапливаемых помещениях с температурой окружающего воздуха до — 35°С
Заливочный МК-45	130-140	Заливка соединительных и стопорных муфт напряжением до 35 кВ

Разделка кабелей

Рис. 18. Секторные ножницы НС-2:
1 — неподвижный нож; 2 — подвижный нож; 3 — ходовая собачка; 4 — подвижная рукоятка; 5 — неподвижная рукоятка; 6 — стопорная собачка.

Для разделки концов кабелей применяют специальные ручные инструменты. Для резки отдельных медных и алюминиевых жил, а также небронированных и бронированных кабелей применяют секторные ножницы (рис. 18) трех типоразмеров: НС-1, НС-2 и НС-3.

Размеры разделок кабелей напряжением до 10 кВ определяют с помощью кабельных линеек ЛК-1 (до 1 кВ) и ЛK-2 (6-10 кВ).

Рис. 19. Наложение бандажа с помощью клетневки:
а — устройство клетневки; б — положение клетневки при бандажировании.

Проволочные бандажи для закрепления брони кабеля накладывают с применением клетневки (рис. 19). Для регулирования натяжения проволоки 5 сжимают или ослабляют обойму 4 бобины 3 с помощью гайки 2. Бандаж накладывают, вращая клетневку за рукоятку 1 вокруг кабеля. Порядок наложения и затяжки бандажей показан на рис 20.

Рис. 20. Схема наложения бандажей:
а — проволочных; б — мягких.

Стальную броню кабелей перед снятием надрезают с помощью специального ножовочного полотна (бронерезки). Для кольцевых, спиральных и продольных надрезов свинцовых и алюминиевых оболочек кабелей служат специальные ножи с регулируемой глубиной резания, один из которых показан на рис 21.

Рис. 21. Нож для поперечного и винтового надрезания алюминиевых оболочек:
1 - регулировочная головка; 2 - регулировочный шток; 3 - втулка; 4 — обойма; 5 -державка; 6 - зажимной винт; 7 - корпус; 8 — мерное кольцо; 9 - нож.

Глубина резания устанавливается так, чтобы сквозного прорезания оболочек не происходило. Оставшуюся тонкую перемычку разрывают при удалении оболочек. Спиральный надрез выполняют на алюминиевых оболочках. Для этого державку 5 режущего ролика ножа 9 поворачивают в посадочном гнезде в специально предусмотренное фиксированное положение, при котором плоскость режущей кромки ролика наклонена относительно оси кабеля под углом 45°.

Для снятия резиновой, пластмассовой и хлопчатобумажной изоляции с концов жил проводов и кабелей сечением 0,75 — 1,5 мм2 применяют специальные клещи, например МБ-1М (рис. 22).

Рис. 22. Клещи МБ-1М:
1, 10 — рукоятки; 2 — копир; 3 - поводок; 4 — подвижный нож; 5 - неподвижный нож; 6 - прижим; 7, 8 — губки; 9 — крышка; 11 - ножи.

Разделка концов кабеля является частью монтажа муфт и заключается в последовательном ступенчатом удалении с кабеля защитных и изоляционных его частей. Размеры разделки зависят от конструкции и напряжения соединяемых кабелей, сечения их токоведущйх жил и типа муфты или заделки.

Разделка кабеля с бумажной изоляцией

Рис. 23. Размеры разделки кабеля:
1 — наружный покров; 2 — броня; 3 — свинцовая или алюминиевая оболочка; 4 — поясная изоляция; 5 — изоляция жил; 6 — жила кабеля; 7, 8 — бандажи из ниток; 9, 10 - проволочные бандажи.

Определяют размеры разделки (рис. 23) с помощью кабельной линейки или по специальным таблицам. Бандажируют наружный покров стальной оцинкованной вязальной проволокой диаметром 1 — 1,5 мм (2 — 3 витка) (рис. 24,а) и разматывают его с конца кабеля до бандажа. Материал покрова не удаляют — его наматывают на неразделываемый участок кабеля для последующего использования при монтаже муфт.

Рис. 24. Операции по разделке кабелей с бумажной изоляцией

На расстоянии Б (см. рис. 23) от первого бандажа (или В от конца кабеля при его внутренней установке) на броню накладывают бандаж из стальной проволоки (рис. 24, б). Броню надрезают (рис. 24, в) по кромке второго бандажа бронерезкой, разматывают вручную (в рукавицах) и удаляют (рис. 24, г). Кабельную пряжу с оболочкой раскручивают и удаляют (рис.24, д), а на свинцовой оболочке кабельным ножом делают два кольцевых надреза (рис. 24, е) и два продольных надреза (рис. 24, ж ) на расстоянии между кольцевыми надрезами — 20 мм, а между продольными — 10 мм. Плоскогубцами удаляют полоску свинцовой оболочки (рис. 24, з ), а затем и весь участок оболочки (рис. 24, и). Если оболочка кабеля выполнена из алюминия, то накладывают на кабель специальный кабельный нож под углом 45° и вращательным движением надрезают ее по спирали (рис. 24, к) до конца кабеля, а затем удаляют оболочку, надрывая с помощью плоскогубцев по линии винтового надреза.

На расстоянии Ж (см. рис. 23) разматывают и обрывают по кромке пояска оболочки черную полупроводящую бумагу, а затем — кабельную бумагу поясной изоляции. Разводят и разгибают жилы. Перед этой операцией следует проверить, надета ли на кабель заготовка муфты или воронки. Выправленные и очищенные муфты и воронки надевают на один из соединяемых кабелей в самом начале разделки и располагают на участке, предварительно обернутом чистой тканью или бумагой. Перед изгибанием и разводкой жил на концы изоляции накладывают бандажи из ниток. Для изгибания жил используют шаблон. Все радиусы изгиба должны быть не менее десяти диаметров круглых или наибольших размеров сечения секторных жил.

На расстоянии Г от конца жил или И от среза поясной изоляции на жилы накладывают бандажи из кабельной пряжи или сухой суровой нитки (2 — 3 витка). Снимают временные бандажи с концов жил, разматывают и обрывают по струне у кромок бандажей кабельную бумагу.

Осуществляют монтаж заземляющего проводника. Проводник должен быть медным многопроволочным. Длина провода определяется размерами соединительных муфт или видом опорных конструкций концевых муфт и заделок. При разделке кабелей для монтажа свинцовых соединительных муфт заземляющий провод крепят к проводящим оболочкам кабеля только бандажами (без пайки).

В остальных случаях зачищают и облуживают оболочки. Заземляющий провод закрепляют бандажом из стальной оцинкованной проволоки диаметром 1,0—1,5 мм и припаивают к оболочке и к бандажу, например припоем ПОС-ЗО. Продолжительность нагрева при пайке не должна превышать 3 мин во избежание порчи изоляции.

Броню кабеля зачищают и облуживают (обе бронеленты). Заземляющий провод закрепляют на броне бандажом из стальной проволоки и припаивают к обеим бронелентам и бандажу. Свободный конец заземляющего провода располагают вдоль неразделанного участка кабеля.

* Отказ электротехнического устройства — событие, которое заключается в нарушении его работоспособности. Он может быть внезапным (поломка, короткое замыкание, обрыв и т. д.) или постепенным (старение, износ).