Полагане на силови кабели в градска среда

Кабелните технологии за пренос на електроенергия предлагат по-голяма сигурност в жилищния, търговския и обществения сектор, както и в малките и средни предприятия. Надеждната доставка на електроенергия до потребителите е от решаващо значение. Полагането на силови кабели трябва да гарантира оптимален капацитет на натоварване и висока издръжливост, както и максимална безопасност за хората и оборудването. В статията ще разкажем за технологичния процес на полагане, за полагането на кабели в земни изкопи, тунели и колектори в блокове.

Текст: списание Енергия

Снимка: NKT

Кабелните силови линии се полагат по такъв начин, че да се изключи възможността за поява на опасни механични напрежения и повреди при експлоатацията. Кабелите се полагат с малък запас (резерв) в случай на възможни премествания на почвата и температурни деформации на самия кабел. В земните изкопи и върху твърди повърхности запасът се създава чрез вълнообразно полагане на кабели, а в кабелните конструкции чрез провисване. Създаването на запас от кабел чрез пръстени не е позволено. Силовият кабел се доставя до мястото за монтаж в заводска опаковка (барабани). Кабелите се транспортират с товарни автотранспортни средства-камиони и трактори, с товароносимост 6t и 10t. След отстраняване на външната обвивка на барабана се оценява състоянието на външните навивки на кабела, като се обръща внимание на обвивката и защитния горен пласт. Проверяват се също протичанията на импрегниращия състав, пробивите, шуплите, прекъсванията, разместванията и пролуките между навивките на бронираната лента. Външните навивки на силовия кабел с повреди се отстраняват, а изолацията му се тества с повишено напрежение. Хартиената изолация предварително се проверява за влага. За да се направи това, хартиените ленти, съседни на обвивката и жилата, се потапят в парафин, нагрят до 150°С. Лекото напукване и отделянето на пяна показва намокряне на изолацията на кабела. В този случай от края на кабела се изрязва участък от 250-300mm и отново се тества. След тестване на кабела с повишено напрежение се възстановяват херметичните обвивки в краищата на кабела.

Технологичен процес на полагане

Процесът на полагане на силов кабел се състои от операции, включващи инсталиране на барабана с кабела, повдигане на барабана с крикове, премахване на външната обшивка от барабана, развиване на кабела чрез равномерно въртене на барабана и издърпване на кабела по трасето до проектното положение. Ръчното развиване на кабела и изтеглянето му се извършва от електромонтажни работници. Необходимо е хората да се разпределят по такъв начин, че всеки от тях да има товар не по-голям от 35kg.

Кабелите се полагат през студения сезон без предварително загряване, ако температурата на въздуха за 24 часа преди началото на работата не е била по-ниска oт определени градуси по Целзий: 0°С за бронирани и небронирани кабели с хартиена изолация в оловна или алуминиева обвивка, -7°С за контролни и силови кабели с напрежение до 35kV с пластмасова или гумена изолация и обвивка с влакнести материали в защитния пласт, -15°С за контролни и силови кабели с напрежение до 10kV с поливинилхлоридна изолация и обвивка без влакнести материали, -20°С за небронирани контролни и силови кабели с полиетиленова изолация и обвивка без влакнести материали. Подгряване на кабелите преди полагане се извършва на закрито. Полагането на кабела се извършва за не повече от час, ако температурата на околната среда е от 0 до -10°С, за не повече от 40min при температура от -10 до -20°С и не повече от 30min при температура под -20°С. При температура на полагане под -20°С кабелът се нагрява от електрически ток през целия период на развиване по електрическа схема състояща се от електрически трансформатори за регулиране на тока.

Полагане в земни изкопи

Най-евтиният начин за полагане на силови кабели е поставянето им в земни изкопи. Този метод не изисква големи разходи за строителни работи. Създават се добри условия за охлаждане на кабелите. Недостатък на метода е възможността за механични повреди на други кабели по време на земни работи в близост до кабелното трасе. В изкопите се полагат кабели, бронирани със стоманени ленти с външна обвивка от кабелна прежда. Кабелите се полагат в изкопи на дълбочина 0,7m, а при пресичане на пътища - на 1m, но не по-малко от 0,5m от дъното на водоотвеждащия канал. Ако е невъзможно да се поддържат тези разстояния, тогава кабелите се полагат в тръби или се отделят един от друг чрез огнеупорна преграда. Разстоянията (габаритите) от кабелните линии до инженерните строителни съоръжения и местата на обектите са нормирани. Така например кабели не трябва да се полагат по-близо от 0,6m от основите на сградите, на 0,5 -1m от тръбопроводи, на 2m от отоплителни мрежи, на 3-10m от железопътни линии, на 1m от канавки на автомобилни пътища. Ако кабелите се пресичат със съоръжения, тогава, в зависимост от габарита, се поставя тяхна механична защита. Най-често в този случай кабелът се полага в тръби. Тези тръби трябва да позволяват подмяната на кабели, без да пречат на нормалната работа на съоръжението, пресечено от кабела. Ако кабелите се полагат преди изграждане на съоръжението, тогава до тях се поставят празни тръби за нови кабели, ако съществуващите са повредени. В един изкоп се поставят не повече от 6 кабела за напрежение 6-10kV или два кабела за 35kV. Разстоянието между кабелите трябва да бъде от 100 до 250mm. Ако кабелите принадлежат на различни компании, тогава това разстояние се увеличава до 0,5m. Допуска се също до тях да бъде положен не повече от един сноп от контролни кабели. Ширината на изкопа по дъното за един кабел се определя от удобството на земните работи и е 0,2m за напрежение до 10kV и 0,3m при 35kV. Ширината на изкопа по протежение на върха зависи от неговата дълбочина и ъгъла на естествения наклон на почвата. Подготовката на изкопа за полагане на кабела се извършва приемателен Акт за монтаж. Работата за полагане на силови кабели в земни изкопи се състои от следните няколко операции: развиване на кабела от барабана, полагането на кабела върху дъното изкопа или върху възглавница от мека пръст, засипване на кабела със слой от пресята пръст или пясък с дебелина най-малко 100mm, полагане на защитни покрития, които предпазват кабела от механични повреди, запълване на изкопа. При развиване на кабела от барабана се предприемат мерки, за да се изключи възможността за повреда на кабела в резултат на залепване на кабелни навивки, които са плътно припокрити една към друга. При залепване на съседни навивки и бързо завъртане на барабана по време на развиване е възможно да възникнат неприемливи огъвания и повреди в намотката на кабела от барабана. Следователно развиването на кабела трябва да се извърши с минимална скорост. За регулиране честотата на въртене на барабана, когато е неоходимо, той се спира. Опитни електромонтажници, стоящи до барабана, наблюдават за правилното развиване на кабела и навременното отделяне на залепени съседни намотки една от друга. При развиване на кабела от барабан, монтиран върху превозно средство, движещо се със скорост 0,6-1 km/h, се извършва и едновременно полагане на кабела в изкопа. Разстоянието между ръба на изкопа и машината трябва да бъде не по-малко от дълбочината на изкопа за всички почви. Методът за развиване и полагане на кабела от движещо се превозно средство се използва в градски полеви условия и места, където няма други подземни съоръжения, пресичащи изкопа, и под които трябва да се полага кабела. Прилагането на този метод е възможно и при липса на пречки за движение на транспортното средство по трасето. По-голямо приложение в градски условия е получил методът за развиване на кабела и полагането му с ролки чрез издърпване с въже от лебедка. При полагане на няколко кабела в един изкоп ролките се монтират така, че да не пречат на полагането на положения кабел на мястото му в долната част на изкопа. Краищата на кабелите, предназначени за по-нататъшно монтиране в съединителни муфи, се разполагат най-малко на 2m от точките на свързване. В същото време се оставя резерв на кабела с необходимата дължина, за да се провери влажността на изолацията, да се монтират муфите на кабелите и да се постави компенсаторната дъга (за кабели до 10kV, поне 350mm се оставя в повече от всеки край). При повече кабели, в тесни условия, е позволено да се поставят компенсатори под нивото на полагане на кабелната линия, като муфата остава на същото ниво с кабелната линия. Кабелите се предпазват от механични повреди по цялата си дължина чрез тухли и се маркират с пластмасова лента с надпис „Внимание електрически кабел“. При въвеждане на кабел от изкопа в сграда се полагат опънати полукръгове от кабел с дължина 1-1,5m. Получава се запас в случай на инсталиране на нови крайни муфи. Вкарването на кабела се извършва чрез парчета от азбестоциментни или подобни тръби, за опростяване подмяната на кабела в случай на авария. Подземните кабели, прикрепени към метални и стоманобетонни мостове, се изолират електрически от металните конструкции на моста. В териториите на енергоемки промишлени предприятия и с наличие на повече от 20 кабела, преминаващи в една посока, се използва тунелиране, т. е. полагане в тунели.

Полагане в тунели и колектори

Кабелните тунели и колектори се препоръчва да се изграждат в градове и в предприятия с уплътнено застрояване на територията или с голямо насищане на територията с подземни комунални съоръжения, както и на териториите на големи металургични, машиностроителни и други предприятия. Кабелният тунел е подземна проходна затворена конструкция, предназначена за разполагане на силови кабели, както и на комуникационни и сигнализационни линии. Тунелите, където освен кабели има и други комуникации (водоснабдяване, топлофикационна мрежа) са ​​колектори. Тунелите и колекторите с кръгло напречно сечение и проходно изпълнение имат вътрешен диаметър 2,6m и са предназначени за двустранно окабеляване. Кабелните тунели и колектори с правоъгълно напречно сечение са предназначени за двустранно и едностранно полагане на кабели. Те са с проходно и полупроходно изпълнение. При голям брой кабели тунелите и колекторите с правоъгълно напречно сечение могат да бъдат двойни. Поставянето на кабели в тунели и колектори зависи от тяхната конструкция и предназначението на кабелите. Отчита се и възможността за допълнително полагане на кабели в размер най-малко на 15%. Не повече от четири до пет силови кабела се монтират на конзола. Полагането на повече кабели усложнява инсталирането на линиите. Експлоатацията на кабелите изисква увеличаване на разстоянието между конзолите (носачите). Конструкциите за полагане на кабели в тунели се състоят от вертикалени и хоризонтални носачи. Последните са направени от заварена ъглова стомана с разстояние между тях от 200mm и сглобяеми от листова стомана. За полагане в кабелни тунели, колектори и канали са разрешени само кабели, които нямат външно горимо влакнесто покритие. В посочените кабелни конструкции е разрешено използването само на небронирани кабели. Използването на бронирани кабели с полиетиленова обвивка е забранено поради тяхната пожарна опасност. В разпределителните устройства може да се използват бронирани кабели с негоримо покритие. Силовите кабели с напрежение до 1kV трябва да се полагат под кабели с напрежение над 1kV, като се разделят с хоризонтална преграда. Препоръчва се поставянето на различни групи кабели, а именно работещи и резервни с напрежение над 1kV, на различни носачи, разделени от хоризонтални огнеупорни прегради. За последните се препоръчват пресовани азбесто-циментови плочи с дебелина най-малко 8mm. В тунелите и колекторите бронирани кабели се полагат върху метални конструкции, а небронирани - върху непрекъснати азбестоциментови прегради, положени върху тези конструкции. Кабелите трябва да бъдат здраво фиксирани в крайните точки, от двете страни на завои и в съединителните муфи. За да се избегне инсталирането на допълнителни муфи, трябва да се избере предпочитана конструктивна дължина на кабелите. Развиването на кабела за полагане в тунели, колектори и канали се извършва чрез изтегляне с лебедка. Барабанът с кабел се монтира на барабано-повдигач в единия край на трасето, а на другия му край се инсталира лебедка. По протежение на трасето на полагане, за да се намали коефициентът на триене и съответно силата на опън, се монтират линейни, ъглови, направляващи и други ролки главно в раздалечаващо изпълнение. Развиването на въжето на лебедката, закрепването му към външния край на кабела, развиването на кабела, всички тези технологични операции се извършват по аналогия с гореспоменатото полагане в земята. След края на развиването кабелът се отстранява ръчно от ролките и се полага на определеното място на носещите конструкции в съответствие с предвиденото за него положение. Ако според местните условия не е възможно кабелът да се положи по цялата необходима дължина на трасето, кабелът се отрязва и полагането в останалата част на тунела/колектора се завършва ръчно. Полагането на къси дължини на кабела до 50m обикновено се извършва ръчно. Затова, според предварителното измерване на трасето, кабелът се отрязва с необходимата дължина. При прехвърляне на този кабел и полагането му на предвиденото му място е необходимо да се наблюдава краищата да не са смесени и да се запазва редуващата се посока на цветните жила на вложката с предварително поставените за връзка с нея кабелни краища. След полагането, краищата на кабелите трябва да бъдат херметизирани и върху тях да са окачени етикети със съответните данни за кабелите.

Полагане в блокове

Кабелните блокове обикновено са изработени от азбестоциментови тръби с диаметър 100mm, използвани за безнапорна канализация, в редки случаи - от затворени бетонни блокове или от съединени бетонни блокове. Кабелните блокове трябва да имат достатъчна механична якост и да издържат на натоварване от масата на почвения слой, тежките камиони и пътно-строителни машини, използвани при асфалтиране на градските пътища. Конфигурацията на блоковете, вертикалното или хоризонтално разположение на каналите се определя от специфичните условия за полагане, наличието на пространство и местоположението на други подземни комуникации по трасето на изградената канализация. На местата, където се променя посоката на трасето или дълбочината на полагане на кабелните блокове, са конструирани кабелни шахти. Последните осигуряват удобно изтегляне на кабели и тяхната подмяна, ако е необходимо. Такива шахти се изграждат и на прави участъци от трасето, за поставяне на муфи. Разстоянието между шахтите в този случай се определя от стойността на максимално допустимата сила за издърпване на кабелите. В блоковете кабелът се полага след приключване на подготвителните работи, свързани с щателна проверка на праволинейността, чистотата на каналите и предварително изтегляне на контролен цилиндър с четки за почистване, които са свързани последователно с него. Както при полагането на кабела в земята, грижа на електромонтажния персонал на строителната компания е да гарантира изключване на възможността за механични повреди на кабелната херметична обвивка. Барабана със силовия кабел и направляващите устройства се инсталират в гърлото на люка на първата шахта, откъдето започва полагането на кабела. Тези устройства се състоят от водачи на ъглова ролка или жлебове, предназначени да предпазват обвивката на кабела от механични повреди по време на триене в гърлото на люка на самата шахта. Подготвя се въжето за работа през направляващи ролки, инсталирани във втората шахта, като на изхода от каналния блок въжето се свързва с лебедка (тяговия механизъм). Краят на кабела от барабана се спуска по направляваща ролка в шахтата, свързва се с теглещото въже и през предпазващата разделителната фуния постъпва в канала, като се активира механизма за изтегляне.