Прокладка кабельных линий

Кабельная прокладка является основной для промышленных предприятий и городов в отличие от сетевых В Л электропередачи.

Проектирование и сооружение кабельных линий (КЛ) должны производиться с учетом развития сети, ответственности и назначения линий, характера трассы, способа прокладки, конструкций кабелей.

При выборе трассы КЛ стараются достичь наименьшего расхода кабеля и обеспечить его защиту от механических повреждений, от коррозии и вибрации, от повреждения электрической дугой при замыкании в соседнем кабеле и пр. Кабельные сооружения необходимо рассчитывать на дополнительную прокладку не менее 15% сверх предусмотренных проектом.

Прокладка кабелей в траншеях. Прокладка кабелей в траншеях наиболее проста и дешева. Она экономична по такому важному показателю, как расход цветного металла, так как при прокладке в земле в результате лучшего охлаждения пропускная способность кабеля увеличивается по сравнению с другими способами прокладки. На рис. 13.20 приведены примеры кабельных траншей с расположением в них одиночного кабеля и четырех силовых кабелей одного напряжения и принадлежности (назначения).

Рис. 13.20. Расположение кабелей в кабельных траншеях: а — одиночный кабель; б — четыре основных кабеля одного напряжения.

и назначения

Прокладку в траншее не рекомендуется применять: 1) на участках с большим количеством кабелей и там, где возможна разливка горячего металла или разрушающе действующих жидкостей; 2) при большой насыщенности территории подземными и наземными технологическими и транспортными коммуникациями и другими сооружениями; 3) в почвах, содержащих большое количество веществ, разрушающе действующих на оболочки кабелей; 4) в местах, где блуждающие токи достигают опасных значений, большие механические нагрузки на поверхность земли, возможно частое разрытие грунта.

Для прокладки в земле следует применять преимущественно бронированные кабели, металлические оболочки которых должны иметь внешний покров для защиты от химических воздействий.

В одной траншее с силовыми допускается прокладка трех-четырех контрольных кабелей. Глубина заложения от планировочной отметки (поверхности) должна быть не менее: для КЛ до 20 кВ — 0,7 м; 35 кВ — 1 м. Маслонаполненные кабельные линии напряжением 110−220 кВ должны иметь глубину залегания не менее 1,5 м.

При определении длины прокладываемого кабеля необходимо учитывать, что для компенсации температурных деформаций и возможных смещений почвы (механических напряжений) кабели в траншее укладываются волнообразно (змейкой), что увеличивает длину на 1−2%.

Размеры траншеи при прокладке в ней силовых кабелей до 10 кВ принимаются не менее приведенных ниже (рис. 13.21).

Рис. 13.21. Размеры траншеи для прокладки кабелей 1−10 кВ: В1 — на дне траншеи; В2 — размер у поверхности земли; ВЗ — размер зоны отвода.

В местах поворота, разветвления траншеи выполняют так, чтобы радиус изгиба кабелей был не меньше допустимого (рис. 13.22., табл. 13.10).

Рис. 13.22. Поворот и разветвление кабельных трасс: а — поворот кабелей; б — разветвление кабелей; в — ответвление кабеля.

Размеры траншей и радиусы изгиба кабелей при поворотах и разветвлениях кабельных трасс

На уклонах от 20 до 50° прокладка кабелей в траншеях производится с креплением кабеля к железобетонным сваям.

Вместо железобетонных свай могут применяться столбы из дерева хвойных пород, обработанные антисептическим составом.

При параллельной прокладке кабелей в траншее концы кабелей, предназначенных для последующего монтажа соединительных муфт, располагают со сдвигом мест соединения не менее на 2 м.

При этом предусматривается запас кабеля по длине, необходимый для проверки изоляции на влажность, для монтажа соединительных муфт и укладки дуг компенсаторов, предохраняющих муфты от повреждения при возможных смещениях почвы и при температурных деформациях кабеля, а также на случай переразделки муфты при ее повреждении.

Прокладка кабелей в блоках. Прокладка кабелей в блоках рекомендуется в следующих случаях: в местах пересечения с железными и автомобильными дорогами; в условиях стесненности по трассе (при большом числе других подземных коммуникаций и сооружений); при вероятности разлива металла или агрессивных жидкостей в местах прохождения кабельных трасс; при прокладке кабельных линий в агрессивных по отношению к оболочке кабелей грунтах; при необходимости защиты кабелей от блуждающих токов.

Для сооружения блоков применяют: двухи трехканальные железобетонные панели, предназначенные для прокладки в сухих, влажных и насыщенных водой грунтах; асбоцементные трубы для защиты кабелей от блуждающих токов (см. рис. 13.23); керамические трубы для защиты кабелей в агрессивных и насыщенных водой грунтах (при необходимости можно и в сухих грунтах).

В местах изменения направления трассы или глубины заложения блоков, а также на прямолинейных участках большой длины выполняют кабельные колодцы. Число колодцев на прямых участках блока должно быть минимальным, при этом расстояние между соседними колодцами следует принимать максимально возможным с учетом строительных длин кабелей, допустимых усилий тяжения и условий прокладки.

Габариты кабельных колодцев должны обеспечивать: нормальные условия протяжки кабелей с максимальным сечением 3 * 240 мм² с радиусом изгиба кабеля R = 25d (d- диаметр кабеля); замену их в случае надобности; установку соединительных муфт с защитными металлическими кожухами длиной 1250 мм. Кабельные колодцы выполняют из кирпича или сборного железобетона. Типы кабельных колодцев: проходной прямого типа; угловой — для изменения направления блочной прокладки с углами поворота 90, 120, 135 и 150°; крестообразный.

Рис. 13.23. Группы и номера каналов блоков: а — расчетная конфигурация; б — I группа, канал № 1; в — II группа, канал № 3; г — III группа, канал № 2; д — рабочая конструкция блока.

Прокладка кабелей в кабельных сооружениях. Внутри кабельных сооружений (помещений) кабели прокладывают на стальных конструкциях различного исполнения. Кабельным сооружением называется помещение, специально предназначенное для размещения в нем кабелей, кабельных муфт, а также маслоподпитывающих аппаратов и другого оборудования, предназначенного для обеспечения нормальной работы маслонаполненных кабелей. К кабельным сооружениям относятся: кабельные туннели, каналы, короба, блоки, шахты, этажи, двойные полы, кабельные эстакады, галереи, камеры, подпитывающие пункты.

Кабельные сооружения должны отделяться от других помещений и соседних кабельных сооружений несгораемыми перегородками и перекрытиями. Такими же перегородками протяженные туннели должны разделяться на отсеки длиной не более 150 м при прокладке силовых и контрольных кабелей и не более 100 м при наличии маслонаполненных кабелей. Следует выполнять мероприятия по предотвращению попадания в кабельные сооружения технологических вод и масел, а также обеспечивать отвод почвенных и ливневых вод.

Внутри кабельных сооружений кабели прокладывают на стальных конструкциях различного исполнения. Кабели больших сечений (алюминиевые 25 мм² и более, медные 16 мм² и более) укладывают непосредственно на конструкциях. Силовые кабели меньших сечений и контрольные кабели прокладывают в лотках (сварных или перфорированных) или в коробах, которые крепят на кабельных конструкциях или на стенах. Прокладка в лотках более надежна и имеет лучший внешний вид, чем открытая прокладка на конструкциях.

Кабельные сооружения, за исключением эстакад, колодцев для соединительных муфт, каналов и камер, должны обеспечиваться естественной или искусственной вентиляцией. Вентиляционные устройства оборудуют заслонками для прекращения доступа воздуха в случае возгорания, а также для предупреждения промерзания туннеля в зимнее время. При прокладке кабелей внутри помещения следует предотвращать перегрев кабелей за счет повышения температуры окружающего воздуха и влияний технологического оборудования (не допускается прокладка кабелей возле маслопровода, над и под маслопроводами и трубопроводами с горючей жидкостью). В полу и межэтажными перекрытиями кабели прокладывают в каналах или трубах. Запрещается прокладка кабелей в вентиляционных каналах, а также открыто по лестничным клеткам. Пересечение кабелями проходов следует выполнять на высоте не менее 1,8 м от пола.

Кабельные ту ннели (рис. 13.24) и коллекторы (рис. 13.25) рекомендуется сооружать в городах и на предприятиях с уплотненной застройкой территории или при большом насыщении территории подземными инженерными коммуникациями, а также на территориях больших металлургических, машиностроительных и других предприятий.

Кабельные туннели прямоугольного сечения предназначены для двусторонней и односторонней укладки кабелей и бывают проходного и полупроходного исполнений. При большом числе кабелей туннели и коллекторы прямоугольного сечения могут быть трехстенными (сдвоенными). В табл. 13.11 приведены основные размеры туннелей прямоугольного сечения.

Внутренние размеры туннелей прямоугольного сечения.

Таблица 13.11

Рис. 13.24 (позиции а, б и в)

Рис. 13.24. Размещение кабелей в туннелях и коллекторах прямоугольного сечения: я, 6 — проходной с двусторонним расположением кабелей; в — проходной трехстенный с четырехсторонним расположением кабелей; г — проходной с односторонним расположением кабелей; д — проходной двусторонний коллектор; 1 — блок туннеля; 2 — стойка; 3 — полка;

4 — подвеска; 5 — перегородка огнестойкая; 6 — лоток сварной; 7 — зона пожа;

роизвещателей и трубопроводов механизированной уборки пыли и пожаротушения; 8 — светильник; 9- силовые кабели выше 1 кВ;

10 — силовые кабели до 1 кВ; 11 — контрольные кабели; 12 — муфта соединительная в защитном кожухе; 13 — полка укладки соединительных муфт; 14 — подвеска На рис. 13.24 показано размещение кабелей в туннелях прямоугольного сечения. Применение полупроходных туннелей допускается в местах, где подземные коммуникации мешают выполнить проходной туннель, при этом полупроходной туннель принимают длиной не более 15 м и для кабелей напряжением не выше 10 кВ. Проходы в кабельных туннелях и коллекторах должны быть не менее 1 м, однако допускается уменьшение проходов до 800 мм на участках длиной не более 500 мм.

Кабельные туннели сооружают, как правило, при числе прокладываемых кабелей от 20. Туннели обычно выполняют роль магистральных.

Протяженные кабельные туннели и коллекторы разделяют по длине огнестойкими перегородками на отсеки длиной не более 150 м с устройством в них дверей. Прокладка кабелей в коллекторах и туннелях рассчитывается с учетом возможности дополнительной прокладки кабелей в количестве не менее 15%.

Применение в кабельных туннелях небронированных кабелей с полиэтиленовой оболочкой по условиям пожарной безопасности запрещается. Металлическая броня кабелей, прокладываемых в туннелях, должна иметь антикоррозийное покрытие.

Прокладки кабелей в кабельных каналах находят широкое применение. Кабельные каналы изготовляют типовыми из сборных железобетонных элементов или из монолитного железобетона. В производственных помещениях каналы перекрывают плитами на уровне пола. При прохождении вне зданий и неохраняемых территорий каналы прокладывают под землей на глубине не менее 300 мм в зависимости от нагрузок, которые могут возникнуть на трассе. Если территория охраняется, то применяют полуподземные каналы с естественной или искусственной вентиляцией.

Но такие каналы не должны препятствовать транспортным коммуникациям и не должны сочетаться с общей планировкой территории предприятия, так как уровень перекрытия таких каналов возвышается над планировочной отметкой на 50−250 мм.

Рис. 13.25. Размещение кабелей в туннелях и коллекторах круглого сечения: а — туннель; б — коллектор; / - блок туннеля; 2 — блок кабельных конструкций; 3 — кабели выше 1 кВ; 4 — кабели до 1 кВ; 5- контрольные кабели; 6 — муфта соединительная; 7 — свободная полка для укладки соеди нительных муфг; 8 — светильник; 9- зона пожароизвещателей и трубопроводов механизированной уборки пыли и пожаротушения.

Кабели в каналах прокладывают на конструкциях различного исполнения, возможно также и по дну канала. Число кабелей в канале может колебаться в широких пределах и зависит от диаметров кабелей и марки типового канала; в каналах максимальных размеров можно положить до 50−60 силовых кабелей. При необходимости прокладки большого числа кабелей возможно применение сдвоенных или трехстенных каналов, но при этом усложняется выполнение ответвлений к отдельным потребителям.

Каналы выполняются из унифицированных железобетонных лотковых каналов с перекрытиями, из унифицированных железобетонных стеновых плит с основаниями и перекрытиями из монолитного железобетона, а также кирпича.

Способ прокладки кабелей в каналах позволяет обеспечить осмотры и ремонты кабельных линий в процессе эксплуатации, а также прокладку нового или замену действующего кабеля без производства земляных работ. Кроме того, при прокладке кабелей в каналах обеспечивается надежная защита от механических повреждений. На рис. 13.26 представлены прямые участки унифицированных каналов лоткового типа и из сборных элементов.

Рис. 13.26. 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.

В табл. 13.12 приведены основные размеры унифицированных кабельных каналов.

Основные прямые лотковые каналы, перекрытия к ним, а также основные элементы сборных каналов имеют длину 3 м. Длина и ширина сборных элементов к лотковым и сборным каналам в местах поворотов и ответвлений берется из расчета прокладки в них кабелей напряжением до 10 кВ сечением 3×240 мм² с радиусом изгиба кабеля R = 25d.

На участках, где могут быть пролиты расплавленный металл, жидкости с высокой температурой или вещества, разрушающе действующие на оболочки кабелей, сооружение кабельных каналов не разрешается.

Размеры прямых участков унифицированных кабельных каналов.

Таблица 13.12

Кабельные каналы вне зданий, где это необходимо по соображениям охраны, должны быть засыпаны поверх съемных плит землей с толщиной слоя 300 мм и более. На огражденных территориях, доступных только для обслуживающего персонала, например на подстанциях, засыпка кабельных каналов поверх съемных плит запрещается.

В электромашинных помещениях каналы можно перекрывать рифленым железом, а в помещениях щитов управления с паркетными полами — деревянными щитами с паркетом.

Засыпка силовых кабелей, проложенных в каналах, запрещается. Расположение кабелей на конструкциях в зависимости от типоразмеров каналов может быть следующим: на одной стенке канала на подвесах; на одной стенке канала на полках; на обеих стенках на подвесах; на одной стенке канала на подвесах, на другой стенке на полках; на обеих стенках канала на полках; на дне канала при глубине его не более 0,9 м.

Кабельные каналы следует рассчитывать с учетом возможности дополнительной прокладки кабелей не менее 10% от проложенных. Горизонтальное расстояние в свету между конструкциями при двустороннем их расположении (ширина прохода) должно быть не менее 300 мм для каналов глубиной до 600 мм и не менее 400 мм при каналах глубиной 900 и 1200 мм.

Для прокладки в каналах применяют кабели с оболочками, не распространяющими горение. Расположение кабелей и их крепление на конструкциях в зависимости от их напряжения, сечения и типа, а также выполнение горизонтальных асбоцементных перегородок и установка соединительных муфт такие же, как и в туннелях.

Установка кабельных конструкций, расстояния между ними такие же, как и при установке в туннелях.

В тех случаях, когда другие виды прокладки кабелей не могут быть применены по технологическим, конструктивным или экономическим соображениям, используют прокладку кабелей на тросах (на стальном канате). Прокладка силовых кабелей на тросах применяется в сетях напряжением до 1 кВ как внутри помещений (цехов), так и вне их. Кабельные проводки на тросах внутри помещений выполняют по колоннам вдоль и поперек здания, а также между стенами (рис. 13.27), а вне помещений — как правило, между стенами зданий.

Рис. 13.27. Прокладка кабеля на тросах: а — по колоннам; б — то же с креплением троса к стене; в — между стенами; / - обхват конечный;

2 — муфта натяжная; 3 — кабельный подвес; 4 — трос несущий; 5- обхват промежуточный; 6 — кабель; 7- колонна; 8 — анкер; 9 — стена; 10 — зажим тросовый Для силовых линий, прокладываемых на тросе, применяют такие же кабели, как и для прокладки внутри зданий и сооружений. Кабели, прокладываемые вне зданий, в том числе и под открытыми навесами, должны иметь защитное негорючее наружное покрытие. Выбор троса производится в зависимости от несущей нагрузки.

В качестве несущего троса применяют сплетенные из стальных оцинкованных проволок канаты и горячекатаную стальную оцинкованную проволоку.

Расстояние между анкерными креплениями несущего троса должно быть не более 100 м; расстояние между промежуточными креплениями — не более 30 м при прокладке одного-двух кабелей сечением до 70 мм², 12 мдля более двух кабелей сечением 70 мм² и во всех случаях прокладки кабелей сечением 95 мм² и выше. Расстояние между кабельными подвесками должно быть 0,8−1 м. Анкерные концевые конструкции крепят к стенам зданий или колоннам зданий; крепление их к балкам и фермам не допускается.

Эстакады и галереи являются альтернативой туннелям и блокам, функционально имеют одно и то же назначение — организовывать большие кабельные потоки и защищать их от механических и иных повреждений. Прокладка кабелей напряжением до 10 кВ сечением до 240 мм² на эстакадах и в галереях применяется для магистральных и межцеховых электрических сетей по территориям промышленных предприятий. Применение специальных кабельных эстакад рекомендуется в качестве основного вида прокладки по территориям химических и нефтехимических предприятий, где не исключена возможность проливки веществ, разрушительно действующих на оболочки кабелей, а также на предприятиях, где уровень грунтовых вод близок к поверхности. Допускается использовать технологические эстакады для совмещенной прокладки трубопроводов и кабелей. Основные типы кабельных эстакад выполняют непроходными железобетонными, металлическими и комбинированными. Конструкция непроходных эстакад должна позволять обслуживание их со специально оборудованных машин.

На рис. 13.28 представлены галереи и кабельные эстакады различных исполнений из унифицированных элементов. При совмещенной прокладке трубопроводов и кабелей эстакады должны иметь индивидуальное исполнение. Непроходные эстакады применяют для прокладки до 16, 24 и 40 кабелей с пролетами между опорами 6 м, а для прокладки 24 и 48 кабелей — пролет 12 м. Проходные однои двухсекционные эстакады используют для прокладки до 64 и 128 кабелей с пролетами 6 и 12 м.

Рис. 13.28. Прокладка кабелей на кабельных эстакадах с солнцезащитными козырьками и без солнцезащитных козырьков: а — эстакада непроходнаи железобетонная; б — эстакада проходная металлическая; в — галерея односторонняя; г — галерея двусторонняя металлическая; д — галерея трехстенная комбинированная; е- эстакада непроходная железобетонная без солнцезащитных козырьков; эм* - эстакада проходная без солнцезащитных козырьков; 1 — железобетонное основание;

• 2 - железобетонная колонна; 3 - металлическая колонна;
• 4 - солнцезащитный козырек; 5 — железобетонная балка; 6 — кабельная конструкция (стойка и полки); 7- кабели; 8- стационарные солнцезащитные панели; 9- Съемные солнцезащитные панели; 10- профиль стальной (только в местах стыка солнцезащитных панелей); 11 — основные несущие металлические фермы; 12 — металлический настил;
• 13 - металлическая траверса; 14 — железобетонная траверса; 15 — основные несущие железобетонные балки; 16 — сплошная огнезащитная перегородка; 17- стойка; 18 — плита; 19 — соединительная муфта;
• 20— контрольные кабели; 21 — пучок кабелей сечением до 16 мм²

Расстояние между полками по вертикали на непроходных эстакадах 200 мм, на проходных — 250 мм. Расстояние по горизонтали между полками 1 м, но оно может быть увеличено при разработке конкретного проекта с учетом несущей способности кабельных конструкций. При прокладке кабелей в алюминиевой оболочке сечением жил 50 мм² и более расстояние между кабельными конструкциями допускается до 6 м. Стрела провеса кабелей между конструкциями должна быть 0,4 мм.

Для прокладки по эстакадам следует применять кабели без наружного горючего покрова, имеющие антикоррозийную защиту или с наружным защитным покровом из негорючего материала. Расположение кабелей на полках, расстояния между кабелями, установка соединительных муфт и другие условия такие же, что и при прокладке кабелей в туннелях.

Контрольные вопросы.

• 1. Назовите основные элементы воздушных линий электропередачи (ВЛ).
• 2. Назовите и укажите конструкции неизолированных проводов.
• 3. Что такое СИП и в чем их преимущество?
• 4. Укажите виды опор ВЛ по материалу изготовления, нарисуйте их основные схемы.
• 5. Назовите виды изоляторов и их конструктивные схемы.
• 6. Назовите виды кабелей по напряжению и конструкции.
• 7. В чем преимущество кабельной изоляции из СП (сшитого полиэтилена)?
• 8. Какие способы прокладки кабельных линий применяются на практике?