Как известно основа надёжного электроснабжения потребителей электрической энергией — безаварийная работа кабельных линий. Бесперебойное электроснабжение потребителей городских сетей и промышленных предприятий зависит от принятых на стадии проектирования новых, прогрессивных технологических решений и использования современной кабельной арматуры, от качественной прокладки кабелей и строгого выполнения всех требований при эксплуатации кабельных линий.
Несмотря на растущее качество изоляции кабельных линий, нельзя исключать их повреждений. Более того, удельное количество повреждений — достаточно устойчивая характеристика определённого класса электрических сетей.
Определение мест повреждения (ОМП) — наиболее сложная, а часто и наиболее длительная технологическая операция по восстановлению повреждённого элемента сети. Это оперативная задача диспетчерских служб электрических сетей.
Затраты средств на ОМП составляют существенную часть эксплуатационных издержек в электросетях. Доля же капитальных затрат на устройства для ОМП в общих капитальных затратах относительно мала. Внедрение прогрессивных методов и средств ОМП даёт значительный экономический эффект. Он складывается из своевременного выявления слабых мест в кабельных линиях, путём проведения профилактических высоковольтных испытаний, сокращения перерывов электроснабжения, уменьшения объёмов ремонтных работ и снижения расходов на земляные работы в летний период времени. Совокупность операций по поиску повреждений и восстановлению работоспособности кабельной линии рассматривается как единая взаимосвязанная система.
1. Силовые кабели
1 Устройство силовых кабелей
Силовые кабели предназначены для передачи электроэнергии, используемой для питания электрических установок. Они имеют одну или несколько изолированных жил, заключенных в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может быть защитный покров, а в необходимых случаях — броня.
Силовые кабели состоят из токопроводящих жил, изоляции, оболочек и защитных покровов. Помимо этих основных элементов в конструкцию силовых кабелей могут входить экраны, нулевые жилы, жилы защитного заземления и заполнители (рис. 1.1).
Токопроводящие жилы, предназначенные для прохождения электрического тока, бывают основными и нулевыми. Основные жилы применяются для выполнения главной функции кабеля — передачи электроэнергии. Нулевые жилы, предназначенные для протекания разности токов фаз (полюсов) при неравномерной их нагрузке, присоединяются к нейтрали источника тока.
Виды кабелей и правила их применения
... Силовой электрический кабель общего применения с пропитанной бумажной изоляцией состоит из токоведущих жил (из меди или алюминия) круглой или сеглянтной формы; жильной изоляции из бумаги, пропитанной ... перед раскаткой снимают обшивку с кабельного барабана и осматривают верхние витки кабеля, чтобы убедиться в отсутствии вмятин, повреждений брони кабеля или иных дефектов. Затем сматывают ...
Жилы защитного заземления являются вспомогательными и предназначены для соединения не находящихся под рабочим напряжением металлических частей электроустановки, к которой подключен кабель… с контуром защитного заземления источника тока.
Изоляция служит для обеспечения необходимой электрической прочности токопроводящих жил кабеля по отношению друг к другу и к заземленной оболочке (земле).
Экраны используются для защиты внешних цепей от влияния электромагнитных полей токов, протекающих по кабелю, и для обеспечения симметрии электрического поля вокруг жил кабеля.
Заполнители предназначены для устранения свободных промежутков между конструктивными элементами кабеля в целях герметизации, придания необходимой формы и механической устойчивости конструкции кабеля.
Рис. 1.1. Сечения силовых кабелей: а — двухжильные кабели с круглыми и сегментными жилами; б — трехжильные кабели с поясной изоляцией и с отдельными оболочками; в — четырехжильные кабели с нулевой жилой секторной, круглой и треугольной формы; 1 — токопроводящая жила; 2 — нулевая жила; 3— изоляция жилы; 4 — экран на токопроводящей жиле; 5 — поясная изоляция; 6 — заполнитель; 7 — экран на изоляции жилы; 8 — оболочка; 9 — бронепокров;10 — наружный защитный покров
Оболочки защищают внутренние элементы кабеля от увлажнения и других внешних воздействий.
Защитные покровы предназначены для защиты оболочки кабеля от внешних воздействий. В зависимости от конструкции кабеля в защитные покровы входят подушка, бронепокров и наружный покров.
Различным конструкциям кабелей присвоены буквенные индексы.
Силовые кабели с бумажной изоляцией, пропитанной или обедненной, предназначены для эксплуатации в стационарных установках и в земле при температуре окружающей среды от плюс 50 до минус 50 °С и относительной влажности до 98 % при температуре до плюс 35 °С. Изготовляются они для номинальных напряжений 1, 6 и 10 кВ переменного тока частотой 50 Гц, но могут быть использованы в сетях постоянного тока (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Силовые кабели: а — с бумажной; и б — резиновой изоляцией; 1 — наружный покров; 2 — бронелента; 3 — кабельная пряжа; 4 — кабельная бумага; 5 — оболочка; 6 — поясная изоляция; 7 — заполнитель; 8 — изоляция жилы; 9 — токопроводящая жила
Силовые кабели с бумажной изоляцией, пропитанные нестекающим составом, предназначены для прокладки на вертикальных и наклонных участках трасс без ограничения разности уровней и эксплуатации при температуре окружающей среды от плюс 50 до минус 50 °С и относительной влажности 98 % при температуре до плюс 35 °С и изготовляются для напряжений 6 и 10 кВ переменного тока частотой 50 Гц, но могут быть использованы и в сетях постоянного тока.
Правила и способы прокладки силового кабеля
... экономична. Необходимо в одной проделанной траншее укладывать не больше 6 кабелей, расстояние между которыми по возможности увеличивать до 20-30 см. Прокладка кабелей в блоках, как менее экономная, ... случае, должны соответствовать требованиям ГОСТ21.608-84 , ГОСТ 21.613-88 ,ГОСТ 21.611-88. Способы прокладки электропроводок указываются в проекте. В помещениях жилых и общественных зданий, как правило, ...
Силовые кабели с пластмассовой изоляцией, в пластмассовой или алюминиевой оболочке с защитными покровами или без них, предназначены для передачи и распространения электроэнергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 0,66; 1; 3 и 6 кВ частотой 50 Гц.
Кабели могут эксплуатироваться при температуре окружающей среды от минус 50 до плюс 50 °С, относительной влажности воздуха 98 % при температуре плюс 35°С, в том числе при прокладке на открытом воздухе с защитой от воздействия солнечной радиации.
1.2 Кабельные блоки, эстакады, галереи, коллекторы, траншеи
Основным способом канализации электрической энергии на промышленных предприятиях являются кабельные линии. На крупных предприятиях число кабельных линий может доходить до 25 000 при общей длине до 2500 км. Для размещения такого количества кабелей необходимо устройство специальных кабельных сооружений. Наиболее простым и дешевым сооружением является земляная траншея, но так как число повреждений при этом способе составляет около 40 %, то применяется он реже по сравнению с прокладкой в специальных сооружениях.
На предприятиях редко отдают предпочтение какому-либо одному способу прокладки и применяют чаще смешанную прокладку. В качестве сооружений используются:
- Земляная траншея. Глубина траншеи от планировочной отметки для кабелей напряжением до 10 кВ должна быть 0,8 м, при пересечении улиц, площадей — 1,1 м
Рис.1.1. Укладка кабеля в траншее
Меньшая глубина траншеи (до 0,6 м) допускается при вводе кабелей в здания, сооружения, а также в местах пересечений с подземными сооружениями при условии защиты кабелей от механических повреждений на участках длиной до 5 м. Ширина траншеи при прокладке в ней силовых кабелей до 10 кВ принимается не менее указанной в табл. 1.2 и на рис. 1.2. Укладывают кабели на подсыпку, а сверху засыпают слоем мелкой земли,
не содержащей строительного мусора и шлака. Трассы маркируют опознавательными знаками, закрепляемыми на стенах постоянных здании и сооружений или на столбиках из угловой стали (пикеты).
Знаки размещают на углах и поворотах трассы, в местах установки соединительных муфт, на пересечениях путей сообщения (с обеих сторон), у вводов в здания. На знаках размером 100 х 100 мм указывают знак напряжения (красной краской), обозначение кабельной трассы, расстояние от сооружения (цифрами) и направление к нему (стрелками), № знака (черной краской).
Фон знака белый.
Рис.1.2. Размеры траншеи для прокладки кабелей 1…10 кВ: В1 — размер на дне траншеи; В2 — размер у поверхности земли; В3 — зона отвода
Рис.1.3. Кабельные знаки: а — траншея; б — кабельная муфта; в — поворот траншеи под углом
Размеры каналов:
Ширина — 600…1200 мм, высота — 300…900 мм.
Этот способ прокладки хорошо защищает от механических повреждений, но там, где могут быть пролиты металл или агрессивные вещества, сооружение кабельных каналов не допускается (рис. 1.5).
Кабельные линии электропередачи (2)
... кабелей, идущих в одном направлении, применяют прокладку в туннелях. Такая прокладка обеспечивает надежную работу кабельных линий, но имеет самую высокую стоимость строительной части. 2 Технология монтажа кабельных линий Кабельные ... Марка кабеля составляется из начальных букв слов, описывающих конструкцию кабеля. Кабельные линии прокладывают в земляных траншеях, специальных кабельных сооружениях, на ...
- Кабельный туннель — это подземное сооружение (коридор) с расположенными в нем опорными конструкциями для размещения на них кабелей и муфт, позволяющее производить прокладку, ремонты и осмотры со свободным проходом по всей длине (рис. 1.6)
КТ сооружают из сборного ж/б и снаружи покрывают гидроизоляцией. Заглубление — 0,5м.
Проходы в кабельных туннелях, как правило, должны быть не менее 1 м, однако допускается уменьшение проходов до 800 мм на участках длиной не более 500 мм.
Рис. 1.4. Сборные железобетонные каналы: а — лотковые типа ЛК; б — из сборных плит типа СК; 1 — лоток; 2 — плита перекрытия; 3 — подготовка песчаная; 4 — плита; 5 — основание.
Рис.1.5. Варианты прокладки кабелей в кабельных каналах: а — расположение кабелей на одной стенке на подвесках; б — то же на полках; в — то же на обеих стенках на подвесах; г — то же на одной стенке на подвесах, на другой на полках; д — то же на обеих стенках на полках; е — то же на дне канала
Пол туннеля должен быть выполнен с уклоном не менее 1 % в сторону водосборников или ливневой канализации. При отсутствии дренажного устройства через каждые 25 м должны быть устроены водосборные колодцы размером 0,4 х 0,4 х 0,3 м, перекрываемые металлическими решетками. При необходимости перехода с одной отметки на другую должны быть устроены пандусы с уклоном не более 15°.
В туннелях должна быть предусмотрена защита от попадания грунтовых и технологических вод и обеспечен отвод почвенных и ливневых вод.
Туннели должны быть обеспечены в первую очередь естественной вентиляцией. Выбор системы вентиляции и расчет вентиляционных устройств производятся на основании тепловыделений, указанных в строительных заданиях. Перепад температуры между поступающим и удаляемым воздухом в туннеле не должен превышать 10 ºС.
Вентиляционные устройства должны автоматически отключаться, а воздуховоды снабжаться заслонками с дистанционным или ручным управлением для прекращения доступа воздуха в туннель в случае возникновения пожара.
В туннеле должны быть предусмотрены стационарные средства для дистанционного и автоматического пожаротушения.
В туннелях должны быть установлены датчики, реагирующие на появление дыма и повышение температуры окружающей среды выше 50 °С. Коллекторы и туннели должны быть оборудованы электрическим освещением и сетью питания переносных светильников и инструмента.
Протяженные кабельные туннели разделяют по длине огнестойкими перегородками на отсеки длиной не более 150 м с устройством в них дверей шириной не менее 0,8 м. Двери из крайних отсеков должны открываться в помещение или наружу. Дверь в помещение должна открываться ключом с двух сторон. Наружная дверь должна быть снабжена самозакрывающимся замком, открывающимся ключом снаружи. Двери в средних отсеках должны открываться в сторону лестницы и быть снабжены устройствами, фиксирующими их закрытое положение. Открываются эти двери с обеих сторон без ключа.
Современные оптоволоконные кабели
... (что обусловливает относительно малую мощность накачки), и, наконец, материал должен обладать малыми оптическими потерями. Некоторые газы хорошо соответствуют перечисленным условиям, поэтому можно построить так называемый ...
Прокладка кабелей в коллекторах и туннелях рассчитывается с учетом возможности дополнительной прокладки кабелей в количестве не менее 15 %.
Силовые кабели напряжением до 1 кВ следует прокладывать под кабелями напряжением выше 1 кВ и разделять их горизонтальной перегородкой. Различные группы кабелей, а именно рабочие и резервные напряжением выше 1 кВ, рекомендуется прокладывать на разных полках с разделением их горизонтальными несгораемыми перегородками. В качестве перегородок рекомендуются асбоцементные плиты, прессованные неокрашенные тол-щиной не менее 8 мм. Прокладку бронированных кабелей всех сечений и небронированных сечением жил 25 мм2 и выше следует выполнять по конструкциям (полкам), а небронированных кабелей сечением жил 16 мм2 и менее — на лотках, уложенных на кабельные конструкции.
Кабели, проложенные в туннелях, должны быть жестко закреплены в конечных точках, с обеих сторон изгибов и у соединительных муфт.
Во избежание установки дополнительных соединительных муфт следует выбирать строительную длину кабелей.
Каждую соединительную муфту на силовых кабелях нужно 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 асбоцементными перегородками. В каждом туннеле и канале необходимо предусмотреть свободные ряды полок для укладки соединительных муфт.
Для прохода кабелей через перегородки, стены и перекрытия должны быть установлены патрубки из несгораемых труб.
В местах прохода кабелей в трубах зазоры в них должны быть тщательно уплотнены несгораемым материалом. Материал заполнения должен обеспечивать схватывание и легко поддаваться разрушению в случае прокладки дополнительных кабелей или их частичной замены.
Небронированные кабели с пластмассовой оболочкой допускается крепить скобами (хомутами) без прокладок.
Металлическая броня кабелей, прокладываемых в туннелях, должна иметь антикоррозионное покрытие. Расстояние между полками кабельных конструкций при прокладке силовых кабелей напряжением до 10 кВ должно быть не менее 200 мм. Расстояние между полками при установке огнестойкой перегородки при прокладке кабелей должно быть не менее 200 мм, а при укладке соединительной муфты 250 или 300 мм — в зависимости от типоразмера муфты (рис. 1.7).
Рис.1.6. Расположение кабелей в туннеле: а — туннель прямоугольного сечения; б — туннель круглого сечения; 1 — блок туннеля; 2 — стойка; 3 — полка; 4 — светильник; 5 — зона пожароизвещателей и трубопроводов механизированной уборки пыли и пожаротушения; 6 — силовые кабели; 7 — контрольные кабели
- Кабельный коллектор — это сооружение, предназначенное для общего размещения кабельных линий, теплопроводов и водопроводов.
Коллектор сооружают из железобетонных конструкций круглого и прямоугольного сечений. Коллекторы круглого сечения делают на глубине не более 5 м закрытым способом. Коллектор снабжен вентиляцией, насосами и управляется с диспетчерского пункта. Необходимо предусмотреть телефонную связь. Размеры коллектора: диаметр — 3,6 м; ширина — 2,5 м; высота — 3,0 м (рис. 1.9).
Ремонт оборудования распределительных устройств напряжением выше 1000 В
... роду напряжения и местоположения распределительные устройства делятся на РУ напряжением до 1000 В и выше 1000 В, в том числе генераторного напряжения. На крупных электростанциях РУ генераторного напряжения выполняются напряжением ... при капитальном ремонте бакового масляного выключателя У-220. Выключатель этой серии состоит из трех отдельных полюсов (рис. 10.2). Несущей конструкцией полюса служит ...
- Кабельный блок — это сооружение с трубами (каналами) для прокладки кабелей с относящимися к нему колодцами.
Кабельные блоки сооружают из железобетонных панелей длиной 6 м с 2-3 каналами внутри из асбоцементных или керамических труб. Блоки укладывают на подушку из железобетона и защищают гидроизоляцией. Глубина заложения — не менее 0,7м, а при пересечениях — не менее 1 м. Места стыков панелей заливают раствором, предварительно заложив в зазор жгут из пакли. Через каждые 150 м устанавливают проходные или разветвительные колодцы. Минимальная высота колодцев — 1,8м. Прокладка в блоках наиболее надежна, но менее экономична.
Рис.1.7.
