Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Основа надёжного электроснабжения потребителей электрической энергией - безаварийная работа кабельных линий. Бесперебойное электроснабжение потребителей городских сетей и промышленных предприятий зависит от качественной прокладки кабелей и строгого выполнения всех требований при эксплуатации кабельных линий.

Кабельной называют линию для передачи электроэнергии, состоящую из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепежными деталями.

Кабельные электрические линии в зависимости от рабочего напряжения делятся на до 1000В, обычно называемые сетями низкого напряжения (НН) и сети свыше 1000В, называемые сетями высокого напряжения (ВН). В свою очередь, ввиду существенного различия 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. Они соединяют источники электроэнергии с трансформаторными подстанциями или распределительными пунктами и передают энергию без распределения вдоль линии отдельным потребителям.

Кабельные линии в условиях современного города с успехом помогают решать вопросы электроснабжения различных объектов. 90% проектируемых на сегодня линий электропередачи в условиях современных городов - это кабельные линии. Кабельная линия выгодно отличается от воздушной своими эксплуатационными характеристиками: кабельные линии компактны, не требуют значительных площадей землеотвода по сравнению с воздушными линиями электропередачи.

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 они прокладываются лишь в тех случаях, когда увеличение капитальных затрат на сооружение линии оправдывается специфическими преимуществами.

1. Параметры 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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

2. Характеристика кабельных линий

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:

1. 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.3).

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 и на рис. 4. 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.

2. Кабельный канал - это закрытое и заглубленное (частично или полностью) в грунт или пол непроходное сооружение, предназначенное для размещения в нем кабелей, укладку, осмотр и ремонт которых можно производить лишь при снятом перекрытии.

Собирают канал из сборного железобетона или монолитных блоков. В помещениях каналы перекрывают плитами на уровне пола, а на неохраняемой территории канал заглубляют в грунт на 300 мм, при пересечениях с автодорогой - на 700 мм и железнодорожными путями - 1000 мм (рис. 5). силовой кабель токопроводящий электрический

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.

Таблица 1 Размеры траншей для кабелей до 10 кВ

3. 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.

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.

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. 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. Источником возникновения пожара могут быть кабели, соединительные кабельные муфты. 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.

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. 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. 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. 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.

4. 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 .

5. 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.

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

Для сооружения блоков применяются двух- и трехканальные железобетонные панели (рис.7), предназначенные для прокладки в сухих, влажных и насыщенных водой грунтах, асбоцементные трубы для защиты кабелей от блуждающих токов, керамические трубы для защиты кабелей в агрессивных и насыщенных водой грунтах (при необходимости - и в сухих грунтах). При выборе материалов кабельных блоков следует учитывать уровень грунтовых вод и их агрессивность, а также наличие блуждающих токов.

Колодцы должны быть снабжены стальными скобами или металлической лестницей для спуска. В связи с тем что кабельные колодцы - это дорогостоящая часть блочной канализации, рекомендуется при переходе с блочной канализации на траншейную применять кабельные камеры.

6. Кабельная эстакада - это надземное или наземное открытое горизонтальное или наклонное протяженное кабельное сооружение. Различают проходные и непроходные эстакады. Изготавливают их из железобетона или стального проката. Расстояние между опорами - 12 м. На проходных эстакадах должны быть устроены лестничные входы, расстояние между которыми - около 150 м. В полу эстакад сооружают монтажные проемы. При небольшом числе кабелей их прокладывают по технологическим эстакадам. Этот способ прокладки, несмотря на высокую стоимость, удобен и находит все большее применение.

7. Кабельная галерея - это полностью или частично закрытая эстакада.

Прокладка кабелей напряжением до 10 кВ сечением до
240 мм2 на эстакадах и в галереях применяется для прокладки межцеховых электрических сетей по территориям промышленных предприятий. Специальные кабельные эстакады необходимо оборудовать для прокладки кабелей по территориям химических и нефтехимических предприятии, где не исключена возможность разливки веществ, разрушительно действующих на оболочки кабелей. Допускается использовать технологические эстакады для совмещенной прокладки трубопроводов и кабелей.

На рис. 8 представлены галереи, кабельные эстакады с солнцезащитными козырьками и без них, различных исполнений из унифицированных элементов. При совмещенной прокладке трубопроводов и кабелей эстакады выполняются индивидуально. Для кабельных эстакад приняты основные расстояния между опорами 6 и 12 м.

На отдельных участках трассы при необходимости расстояние между опорами может быть 9 м. Основная высота сооружения эстакад от полотна автодороги равна 5 м. На территориях, где отсутствуют пересечения с дорогами, высота должна оставаться 2,5 м (от планировочной отметки земли) с переходами в местах пересечения с дорогами на высоту:

5 м - при пересечении с автодорогами;

6 м - при пересечении с не электрифицированными железными дорогами (от головки рельса);

7,1 м - при пересечении с электрифицированными железными дорогами (от головки рельса).

Углы поворотов эстакад, ответвления, переходы с одной отметки на другую, примыкания к зданиям, вертикальные шахты и лестницы выполняются индивидуально в каждом конкретном случае в зависимости от местных условий.

Непроходные эстакады без солнцезащищенных козырьков применяются для прокладки 16, 24 и 40 кабелей с пролетами между опорами 6 м, а для прокладки 24 и 40 кабелей - 12 м; проходные одно- и двухсекционные эстакады - для прокладки 64 и 128 кабелей с пролетами 6 и 12 м.

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 допускаются до 6 м. Стрела провеса кабелей между конструкциями должна быть 0,4 м.

Используемая литература

1. Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин «Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий», М.: ПрофОбрИздат, 2001г.

2. Н.А.Акимова, Н.Ф. Котеленец, Н.И. Сентюрихин «Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт электрического и электромеханического оборудования», М.: Академия, 2006 г.

3. Корнилов Ю.В., Крюков В.И. «Обслуживание и ремонт электрооборудования промышленных предприятий», М.: Высшая школа, 1986г.

Размещено на Allbest.ru