Кабельная линия 110 кв из чего состоит

Кабельные линии электропередачи

Кабельная линия (КЛ) линия для передачи электроэнергии, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей, выполненная каким-либо способом прокладки (рис. 11). Кабельные линии прокладывают там, где строительство ВЛ невозможно из-за стесненной территории, неприемлемо по условиям техники безопасности, нецелесообразно по экономическим, архитектурно-планировочным показателям и другими требованиям. Наибольшее применение КЛ нашли при передаче и распределении ЭЭ на промышленных предприятиях и в городах (системы внутреннего электроснабжения) при передаче ЭЭ через большие водные пространства и т. п. Достоинства и преимущества кабельных линии по сравнению с воздушными: неподверженность атмосферным воздействиям, скрытность трассы и недоступность для посторонних лиц, меньшая повреждаемость, компактность линии и возможность широкого развития электроснабжения потребителей городских и промышленных районов. Однако КЛ значительно дороже воздушных того же напряжения (в среднем в 2-3 раза для линий 6-35 кВ и 5-6 раз для линий 110 кВ и выше), сложнее при сооружении и эксплуатации.

В состав КЛ входят: кабель, соединительные и концевые муфты, строительные конструкции, элементы крепления и др.

Кабель — готовое заводское изделие, состоящее из изолированных токопроводящих жил, заключенных в защитную герметичную оболочку и броню, предохраняющие их от влаги, кислот и механических повреждений. Силовые кабели имеют от одной до четырех алюминиевых или медных жил сечением 1,5—2000 мм 2 . Жилы сечением до 16 мм 2 —однопроволочные, свыше — многопроволочные. По форме сечения жилы круглые, сегментные или секторные.

Кабели напряжением до 1 кВ выполняются, как правило, четырехжильными, напряжением 6—35 кВ — трехжильными, а напряжением 110—220 кВ — одножильными.

Защитные оболочки делаются из свинца, алюминия, резины и полихлорвинила. В кабелях напряжением 35 кВ каждая жила дополнительно заключается в свинцовую оболочку, что создаст более равномерное электрическое поле и улучшает отвод тепла. Выравнивание электрического ноля у кабелей с пластмассовой изоляцией и оболочкой достигается экранированием каждой жилы полупроводящей бумагой.

В кабелях на напряжение 1—35 кВ для повышения электрической прочности между изолированными жилами и оболочкой прокладывается слой поясной изоляции.

Броня кабеля, выполняется из стальных лент или стальных оцинкованных проволок, защищается от коррозии наружным покровом из кабельной протяжки, пропитанной битумом и покрытой меловым составом.

В кабелях напряжением 110 кВ и выше повышение электрической прочности бумажной изоляции их наполняют газом или маслом под избыточным давлением (газонаполненные и маслонаполненные кабели).

В марке обозначении кабеля указывается сведения о его конструкции, номинальное напряжение, количество и сечение жил. У четырехжильных кабелей напряжением до 1 кВ сечение четвертой (“нулевой”) жилы меньше, чем фазной. Например, кабель ВПГ-1—3Х35+1Х25 — кабель с тремя медными жилами сечением по 35 мм 2 и четвертой сечением 25 мм 2 , полиэтиленовой (П) изоляцией на 1 кВ, оболочкой из полихлорвинила (В), небронированный, без наружною покрова (Г) — для прокладки внутри помещений, в каналах, туннелях, при отсутствии механических воздействий на кабель; кабель АОСБ-35—3Х70 — кабель с тремя алюминиевыми (А) жилами по 70 мм 2 , с изоляцией на 35 кВ, с отдельно освинцованными (О) жилами, в свинцовой (С) оболочке, бронированный (Б) стальными лентами, с наружным защитным покровом —для прокладки в земляной траншее; ОСБ-35—3Х70 — такой же кабель, но с медными жилами.

Конструкции некоторых кабелей представлены на рисунке 13. На рисунке 13, а,б даны силовые кабели напряжением до 10 кВ.

Четырехжильный кабель напряжением 380 В (см. рис. 13, а) содержит элементы: 1 — токопроводящие фазные жилы; 2 — бумажная фазная и поясная изоляция; 3 — защитная оболочка; 4 — стальная броня; 5 — защитный покров; 6 — бумажный наполнитель; 7 — нулевая жила.

Трехжильный кабель с бумажной изоляцией напряжением 10 кВ (рис. 13, б) содержит элементы: 1 — токоведущие жилы; 2 — фазная изоляция; 3 — общая поясная изоляция; 4 — защитная оболочка; 5 — подушка под броней; 6 — стальная броня; 7 — защитный покров; 8 — заполнитель.

Трехжильный кабель напряжением 35 кВ изображен на рис. 1.3, в. В него входят- 1 — круглые токопроводящие жилы; 2 — пол у про водя тис экраны; 3 — фазная изоляция; 4 — свинцовая оболочка; 5 — подушка; 6 — заполнитель из кабельной пряжи; 7 — стальная броня; 8 — защитный покров.

На рис. 1.3, г представлен маслонаполненный кабель среднего и высокого давления напряжением 110—220 кВ. Давление масла предотвращает появление воздуха к его ионизацию, устраняя одну из основных причин пробоя изоляции. Три однофазных кабеля помещены в стальную трубу 4, заполненную маслом 2 под избыточным давлением. Токоведущая жила 6 состоит из медных круглых проволок и покрыта бумажной изоляцией 1 с вязкой пропиткой; поверх изоляции наложен экран 3 в виде медной перфорированной лепты и бронзовых проволок, предохраняющих изоляцию от механических повреждений при протягивании кабеля в трубе. Снаружи стальная труба защищена покровом 5.

Широко распространены кабели в полихлорвиниловой изоляции, производимые трех-, четырех- и пятижильными (1.3, е) или одножильными (рис. 1.3, д).

Кабели изготавливаются отрезками ограниченной длины в зависимости о. спряжения и сечения. При прокладке отрезки соединяют посредством соединительных муфт, герметизирующих места соединения. При этом концы жил кабелей освобождают от изоляции и заделывают в соединительные зажимы.

При прокладке в земле кабелей 0,38—10 кВ для зашиты от коррозии и механических повреждений место соединения заключается в защитный чугунный разъемный кожух. Для кабелей 35 кВ используются также стальные или стеклопластиковые кожухи. На рис. 14, а показано соединение трехжильного низковольтного кабеля 2 в Чугунной муфте 1. Концы кабеля фиксированы фарфоровой распоркой 3 и соединены займом 4. Муфты кабелей до 10 кВ с бумажной изоляцией заполняются битуминозными составами, кабели 20—35 кВ — маслонаполненными. Для кабелей с пластмассовой изоляцией применяют соединительные муфты из термоусаживаемых изоляционных трубок, число которых соответствует числу фаз, и одной термоусаживаемой трубки для нулевой жилы, усаживаемых в термоусаживаемую муфту (рис. 14, б). Применяют и другие конструкции соединительных муфт.

Для кабелей 10 кВ и ниже с пластмассовой изоляцией во внутренних помещениях применяют сухую разделку (рис. 15, в). Разделанные концы кабеля с изоляцией 3 обматывают липкой полихлорвиниловой лентой 5 и лакируют; концы кабеля герметизируют кабельной массой 7 и изоляционной перчаткой 1, перекрывающей оболочку кабеля 2, концы перчатки и жилы дополнительно уплотняют и обматывают полихлорвиниловой лентой 4, 5, последнюю для предотвращения отставания и разматывания фиксируют бандажами из шпагата 6.

Способ прокладки кабелей определяется условиями трассы линии. Кабели прокладываются в земляных траншеях, блоках, туннелях, кабельных туннелях, коллекторах, по кабельным эстакадам, а так же по перекрытиям зданий (рис. 12).

Наиболее часто на территории городов, промышленных предприятиях кабели прокладывают в земляных траншеях (рис. 12, а). Для предотвращения повреждении из-за прогибов на дне траншеи создают мягкую подушку из слоя просеянной земли или песка. При прокладке в одной траншее нескольких кабелей до 10 кВ расстояние по горизонтали между ними должно быть не менее 0,1 м, между кабелями 20—35 кВ — 0,25 м. Кабель засыпают небольшим слоем такого же грунта и закрывают кирпичом или бетонными плитами для защиты от механических повреждений. После этого кабельную траншею засыпают землей. В местах перехода через дороги и на вводах в здания кабель прокладывают в асбестоцементных или иных трубах. Это защищает кабель от вибраций и обеспечивает возможность ремонта без вскрытия полотна дороги. Прокладка в траншеях — наименее затратный способ кабельной канализации ЭЭ.

В местах прокладки большого количества кабелей агрессивный грунт и блуждающие тою” ограничивают возможность их прокладки в земле. Поэтому наряду с другими подземными коммуникациями используют специальные сооружения: коллекторы, туннели канаты, блоки и эстакады. Коллектор (рис. 12, б) служит для совместного размещения в нем разных подземных коммуникаций: кабельных силовых линий и связи, водопровода по городским магистралям и на территории крупных предприятий. При большом числе параллельно прокладываемых кабелей, например, от здания мощной электростанции, применяют прокладку в туннелях (рис. 12, в). При этом улучшаются условия эксплуатации, снижается площадь поверхности земли, необходимая для прокладки кабелей. Однако стоимость туннелей весьма велика. Туннель предназначен только для прокладки кабельных линий. Его сооружают под землей из сборного железобетона или канализационных труб большого диаметра, емкость туннеля — от 20 до 50 кабелей.

При меньшем числе кабелей применяют кабельные каналы (рис. 12, г), закрытые землей или выходящие на уровень поверхности земли. Кабельные эстакады и галереи (рис. 12, д) используют для надземной прокладки кабелей. Этот вид кабельных сооружений широко применяют там, где непосредственно прокладка силовых кабелей в земле является опасной из-за оползней, обвалов, вечной мерзлоты и т. п. В кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам кабели прокладываются по кабельным кронштейнам.

В крупных городах и на больших предприятиях кабели иногда прокладываются в блоках (рис. 12,е), представляющих асбестоцементные трубы, стыки, которые заделаны бетоном. Однако в них кабели плохо охлаждаются, что снижает их пропускную способность. Поэтому прокладывать кабели в блоках следует лишь при невозможности прокладки их в траншеях.

В зданиях, по стенам и перекрытиям большие потоки кабелей укладывают в металлические лотки и короба. Одиночные кабели могут прокладываться открыто по стенам и перекрытиям или скрыто: в трубах, в пустотелых плитах и других строительных частях зданий.

Токопроводы, шинопроводы и внутренние проводки

Токопроводом называют линию электропередачи, тоководущие части которой выполнены из одного или нескольких жестко закрепленных алюминиевых или медных проводов или шин и относящихся к ним поддерживающих и опорных конструкций и изоляторов, защитных оболочек (коробов). Шинопроводом называют защищенные и закрытые токопроводы, выполненные жесткими шинами. Шинопроводы до 1 кВ применяют в цеховых сетях промышленных предприятий, более 1 кВ — в цепях генераторного напряжения для передачи ЭЭ к повышающим трансформаторам электростанций. Токопроводы 6—35 кВ используются для магистрального питания энергоемких предприятий при токах 1,5—6,0 кА. Шинопроводы до 1 кВ промышленных предприятий (комплектные токопроводы) монтируют из стандартных секций заводского изготовления. Отдельные секции 1 такого токопровода (рис. 15, а) состоят из коробов с размещенными в них элементами токопроводов, ответвительной 3 и вводной 2 коробок, присоединенных через ответвительную секцию 4 к магистрали 5. Комплектный шинопровод, выпускаемый трех- и четырехпроходным (рис. 15, б) состоит из секций в виде отрезков шин 1, закрепленных на прокладках 3 в коробе 2 с зажимами 4 для присоединения электропотребителей. Длина таких секций по условиям транспортировки не превышает 6 м. Короба шинопроводов необходимы для защиты от внешних воздействий, иногда их используют в качестве нулевого проводника.

Жесткий симметричный токопровод 6—10 кВ выполняется из шин коробчатого сечения, жестко закрепленных на опорных изоляторах, прикрепленных к обшей стальной конструкции по вершинам равностороннего треугольника. Токопровод может прокладываться открыто — на опорах или эстакадах, либо скрыто — в туннелях (рис. 17) и галереях.

Гибкий унифицированный симметричный токопровод 6—10 кВ наружного наполнения является по существу двухцепной ВЛ с расщепленными фазами (рис. 18, а). Каждая фаза состоит из 4, 6, 8 или 10 проводов марки А 600, располагаемых на поддерживающих зажимах по окружности диаметром 600 мм. С помощью специальной системы подвески на изоляторах все три фазы размещаются по вершинам треугольника и крепятся к опорам. Для предотвращения схлестывания фаз между собой в пролетах устанавливаются межфазовые изолирующие распорки.

У гибкого токопровода 35 кВ (рис. 18) фазы состоят из трех проводов, марки А 600, закреплены в кольца и посредствам несущего стального троса подвешены на изоляторах к опоре. Опоры гибких токопроводов, сооружаемые из железобетона или стали, устанавливаются через 50—100 м. Отпайки от токопроводов к электропотребителям выполняются шинами или голыми проводами.

2. Кабельные линии высокого напряжения

2.1. Кабельные линии высокого переменного напряжения

Кабельная линия – это линия из кабелей, предназначенная для передачи электроэнергии на расстояние. Она может состоять из одного или нескольких параллельных кабелей с концевыми муфтами. В тех случаях, когда кабельная линия больше строительной длины кабеля, она имеет соединительные муфты. Кабельные линии прокладывают в земле (траншеях), туннелях, галереях туннельного типа, блоках, производственных помещениях, в воде, в трубах, на эстакадах и т. д.

Применение кабельных линий переменного напряжения для передачи электроэнергии ограничивается рядом технико-экономических соображений. Например, известно, что сооружение и эксплуатация кабельных линий обходятся дороже воздушных, причем стоимость кабельных линий резко возрастает с увеличением класса напряжения. Так, если кабельные линии на напряжения до 110 кВ в 4–5 раз дороже воздушных, то с повышением напряжения до 500 кВ стоимость кабельных линий уже в 18–20 раз превышает стоимость воздушных линий электропередачи. Устранение повреждений кабельных линий сложнее и занимает более продолжительное время, по сравнению с воздушными ЛЭП. Например, при внезапных повреждениях длительность перерывов в энергоснабжении на кабельных линиях 110 кВ составляет примерно 72 ч, а на воздушных–6 ч. Значительное время требуется для определения места повреждения кабельной линии, а ремонтные работы при этом очень трудоемки и требуют больших затрат материалов. Кроме того, пропускная способность кабелей меньше, чем воздушных линий при том же сечении проводника.

Основным преимуществом кабельных линий является их высокая надежность. Если, например, для воздушных линий 110 кВ повреждаемость равна примерно 2 (км×год) -1 , то для кабельных линяй 110 кВ, с маслонаполненным кабелем низкого давления, она составляет 0,016 (км×год) -1 . Кроме того, целесообразность применения кабельных линий (особенно в городах), несмотря на их более высокую стоимость, определяется следующими факторами:

1) стойкость к многочисленным случайным, в том числе и атмосферным, воздействиям;

2) повреждения в кабельных линиях не опасны для населения, как это имеет место при обрыве проводов воздушных линий.

В России кабельные линии на напряжения 110, 220, и 500 кВ предназначены в основном для работы в системах энергоснабжения крупных городов, а также для соединения электрооборудования на мощных гидроэлектростанциях.

Система энергоснабжения большого города, как правило, содержит большое количество источников питания и сетей различных напряжений (рис.2.1).

Рис. 2.1. Система электроснабжения крупного города.

I, II – опорные подстанции; III, IV, VI – кольцевые подстанции;

V – подстанция глубокого ввода; VII – электростанции.

Сеть 35–110 кВ, включая понижающие подстанции, называется электроснабжающей сетью. Она состоит из кольцевой сети, охватывающей город, и сети глубокого ввода. Кольцевая сеть связывает между собой источники питания и распределяет энергию между районами города. Сеть глубокого ввода подает электроэнергию в центральные районы или непосредственно к крупным потребителям города.

Применение кабельных линий в первую очередь дает эффект для сетей глубокого ввода, где использование воздушных линий электропередачи практически невозможно. В дальнейшем в целях увеличения площади городской застройки и из эстетических соображений кольцевая сеть также должна будет выполняться кабелями высокого напряжения.

В настоящее время появляется необходимость сооружения длинных кабельных линий. Они способствуют сохранению окружающего ландшафта, создают возможность более рационального использования поверхности земли, решают некоторые экологические проблемы. Например, постройка ТЭС и АЭС должна производиться в малонаселенной местности. Кабельные линии используются для передачи энергии от таких электростанций к потребителю. Наибольший интерес представляет:

1) создание кабельных линий высокого напряжения с изоляцией из сшитого ПЭ. Основная проблема здесь заключается в разработке более простых и малогабаритных соединительных муфт, а также в повышении надежности таких муфт и кабелей.

2) создание кабельных линий высокого напряжения с элегазовой изоляцией, в связи с их повышенной нагрузочной способностью. Линии с такими кабелями применяются в основном для повышения надежности электроснабжения подстанций и размещаются в тех местах, где происходит пересечение воздушных линий электропередачи. Эти линии могут прокладываться на воздухе (на опорах) или укладываться в землю.

Применение жесткого кабеля с газовой изоляцией для таких линий усложняет их монтаж и эксплуатацию. Замена жестких конструкций на кабель гибкого исполнения значительно увеличит область применения таких линий.

Кабельные линии электропередач;

Кабельная линия (КЛ) — линия для передачи электроэнергии, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей, выполненная каким-либо способом прокладки (рис 3.12). Кабельные линии прокладывают там, где строительство ВЛ невозможно из-за стесненной территории, неприемлемо по условиям техники безопасности, нецелесообразно по экономическим, архи­тектурно-планировочным показателям и другим требованиям. Наибольшее применение КЛ нашли при передаче и распределении ЭЭ на промышленных предприятиях и в городах (системы внутреннего электро­снабжения) при передаче ЭЭ через большие водные пространства и т. п. Дос­тоинства и преимущества кабельных линий по сравнению с воздушными: не­подверженность атмосферным воздействиям, скрытность трассы и недоступ­ность для посторонних лиц, меньшая повреждаемость, компактность линии и возможность широкого развития электроснабжения потребителей городских и промышленных районов. Однако КЛ значительно дороже воздушных того же напряжения (в среднем в 2-3 раза для линий 6-35 кВ и в 5-6 раз для ли­ний 110 кВ и выше), сложнее при сооружении и эксплуатации. В состав КЛ входят: кабель, соединительные и концевые муфты, строительные конструкции, элементы крепления и др. Кабель — готовое заводское изделие, состоящее из изолированных то-копроводящих жил, заключенных в защитную герметичную оболочку и бро­ню, предохраняющих их от влаги, кислот и механических повреждений. Си­ловые кабели имеют от одной до четырех алюминиевых или медных жил сечением 1,5-2000. Жилы сечением до 16 — однопроволочные, свыше -многопроволочные. По форме сечения жилы круглые, сегментные или сек­торные. Кабели напряжением до 1 кВ выполняются, как правило, четырех-жильными, напряжением 6-35 кВ — трехжильными, а напряжением 110-220 кВ одножильными. Защитные оболочки делаются из свинца, алюминия, резины и поли­хлорвинила. В кабелях напряжением 35 кВ каждая жила дополнительно за­ключается в свинцовую оболочку, что создает более равномерное электриче­ское поле и улучшает отвод тепла. Выравнивание электрического поля у ка­белей с пластмассовой изоляцией и оболочкой достигается экранированием каждой жилы полупроводящей бумагой. В кабелях на напряжение 1-35 кВ для повышения электрической проч­ности между изолированными жилами и оболочкой прокладывается слой по­ясной изоляции. Броня кабеля, выполненная из стальных лент или стальных оцинкован­ных проволок, защищается от коррозии наружным покровом из кабельной пряжи, пропитанной битумом и покрытой меловым составом. В кабелях напряжением 110 кВ и выше для повышения электрической прочности бумажной изоляции их наполняют газом или маслом под избы­точным давлением (газонаполненные и маслонаполненные кабели). В марке, обозначении кабеля указываются сведения о его конструк­ции, номинальное напряжение, количество и сечение жил. У четырехжиль-ных кабелей напряжением до 1 кВ сечение четвертой («нулевой») жилы меньше, чем фазной. Например, кабель ВПГ-1-335+125 — кабель с тремя медными жилами сечением по 35и четвертой сечением 25, полиэти­леновой (П) изоляцией на 1 кВ, оболочкой из полихлорвинила (В), неброни­рованный, без наружного покрова, (Г) — для прокладки внутри помещений, в каналах, туннелях, при отсутствии механических воздействий на кабель; ка­бель АОСБ-35-370 — кабель с тремя алюминиевыми (А) жилами по 70, с изоляцией на 35 кВ, с отдельно освинцованными (О) жилами, в свинцовой (С) оболочке, бронированный (Б) стальными лентами, с наружным защитным покровом — для прокладки в земляной траншее; ОСБ-35-370 — означает та­кой же кабель, но с медными жилами. Конструкции некоторых кабелей представлены на рис. 3.13. На рис. 3.13, а, б даны силовые кабели напряжением до 10 кВ. Четырехжильный кабель напряжением 380 В (см. рис. 3.13, а) содер­жит элементы: 1 — токопроводящие фазные жилы; 2 — бумажная фазная и по­ясная изоляция; 3 — защитная оболочка; 4 — стальная броня; 5 — защитный по­кров; 6 — бумажный наполнитель; 7 — нулевая жила. Трехжильный кабель с бумажной изоляцией напряжением 10 кВ (рис. 3.13, б) содержит элементы: 1 — токоведущие жилы; 2 — фазная изоля­ция; 3 — общая поясная изоляция; 4 — защитная оболочка; 5 — подушка под броней; 6 — стальная броня; 7 — защитный покров; 8 — заполнитель. Трехжильный кабель напряжением 35 кВ изображен на рис. 3.13, в. В него входят: 1 — круглые токопроводящие жилы; 2 — полупроводящие эк­раны; 3 — фазная изоляция; 4 — свинцовая оболочка; 5 — подушка; 6 — заполни­тель из кабельной пряжи; 7 — стальная броня; 8 — защитный покров. На рис. 3.13, г представлен маслонаполненный кабель среднего и высо­кого давления напряжением 110-220 кВ. Давление масла предотвращает по­явление воздуха и его ионизацию, устраняя одну из основных причин пробоя изоляции. Три однофазных кабеля помещены в стальную трубу 4, заполнен­ную маслом 2 под избыточным давлением. Токоведущая жила 6 состоит из медных круглых проволок и покрыта бумажной изоляцией 1 с вязкой про­питкой; поверх изоляции наложен экран 3 в виде медной перфорированной ленты и бронзовых проволок, предохраняющих изоляцию от механических повреждений при протягивании кабеля в трубе. Снаружи стальная труба за­щищена покровом 5. Широко распространены кабели в полихлорвиниловой изоляции, производимые трех, четырех и пятижильными (3.13, е) или одножильными (рис. 3.13д). Кабели изготавливаются отрезками ограниченной длины в зависимости от напряжения и сечения. При прокладке отрезки соединяют посредством со­единительных муфт, герметизирующих места соединения. При этом концы жил кабелей освобождают от изоляции и заделывают в соединительные зажимы. При прокладке в земле кабелей 0,38-10 кВ для защиты от коррозий и механических повреждений место соединения заключается в защитный чу­гунный разъемный кожух. Для кабелей 35 кВ используются также стальные или стеклопластиковые кожухи. На рис. 3.14, апоказано соединение трехжильного низковольтного кабеля 2 в чугунной муфте 1. Концы кабеля фик­сированы фарфоровой распоркой 3 и соединены зажимом 4. Муфты кабелей до 10 кВ с бумажной изоляцией заполняются битумными составами, кабели 20-35 кВ — маслонаполненными. Применяют и другие конструкции соедини­тельных муфт. На концах кабелей применяют концевые муфты или концевые заделки. На рис. 3.15, априведена мастиконаполненная трёхфазная муфта наружной установки с фарфоровыми изоляторами для кабелей напряжением 10 кВ. Для трехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией применяется концевая муфта, представленная на рис. 3.15, б. Она состоит из термоусаживаемой перчатки 1, стойкой к воздействию окружающей среды, и полупроводящих термоусаживаемых трубок 2, с помощью которых на конце трехжильного ка­беля создаются три одножильных кабеля. На отдельные жилы надеваются изоляционные термоусаживаемые трубки 3. На них монтируется нужное ко­личество термоусаживаемых изоляторов 4. Для кабелей 10 кВ и ниже с пластмассовой изоляцией во внутренних помещениях применяют сухую разделку (рис. 3.15,в). Разделанные концы кабеля с изоляцией 3 обматывают липкой полихлорвиниловой лентой 5 и ла­кируют; концы кабеля герметизируют кабельной массой 7 и изоляционной перчаткой 1, перекрывающей оболочку кабеля 2, концы перчатки и жилы до­полнительно уплотняют и обматывают полихлорвиниловой лентой 4, 5, по­следнюю для предотвращения отставания и разматывания фиксируют банда­жами из шпагата 6. Способ прокладки кабелей определяется условиями трассы линии. Ка­бели прокладываются в земляных траншеях, блоках, туннелях, кабельных туннелях, коллекторах, по кабельным эстакадам, а также по перекрытиям зданий. Наиболее часто на территории городов, промышленных предприятий кабели прокладывают в земляных траншеях. Для предотвращения повреж­дений из-за прогибов на дне траншеи создают мягкую подушку из слоя про­сеянной земли или песка. При прокладке в одной траншее нескольких кабе­лей до 10 кВ расстояние по горизонтали между ними должно быть не менее 0,1 м; 0,25 м — между кабелями 20-35 кВ. Кабель засыпают небольшим сло­ем такого же грунта и закрывают кирпичом или бетонными плитами для защиты от механических повреждений. После этого кабельную траншею за­сыпают землей. В местах перехода через дороги и на вводах в здания кабель прокладывают в асбестоцементных или иных трубах. Это защищает кабель от вибраций и обеспечивает возможность ремонта без вскрытия полотна до­роги. Прокладка в траншеях — наименее затратный способ кабельной кана­лизации ЭЭ. В местах прокладки большого количества кабелей агрессивный грунт и блуждающие токи ограничивают возможность их прокладки в земле. Поэто­му совместно с другими подземными коммуникациями используют специ­альные сооружения: коллекторы, туннели, каналы, блоки и эстакады. Кол­лектор служит для совместного размещения в нем разных подземных ком­муникаций: кабельных силовых линий и связи, водопровода по городским магистралям и на территории крупных предприятий. При большом числе параллельно прокладываемых кабелей, например, от здания мощной электро­станции, применяют прокладку в туннелях. При этом улучшаются условия эксплуатации, снижается площадь поверхности земли, необходимая для про­кладки кабелей. Однако стоимость туннелей весьма велика. Туннель предна­значен только для прокладки кабельных линий. Его сооружают под землей из сборного железобетона или канализационных труб большого диаметра, ём­кость туннеля — от 20 до 50 кабелей. При меньшем числе кабелей применяют кабельные каналы, закрытые землей или выходящие на уровень поверхности земли. Кабельные эстакады и галереи используют для надземной прокладки кабелей. Этот вид кабельных сооружений широко применяют там, где непосредственно прокладка сило­вых кабелей в земле является опасной из-за оползней, обвалов, вечной мерз­лоты и т. п. В кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам кабели прокладываются по кабельным кронштейнам. В крупных городах и на больших предприятиях кабели иногда прокла­дываются в блоках, представляющих собой асбестоцементные трубы, стыки которых заделаны бетоном. Однако в них кабели плохо охлаждаются, что снижает их пропускную способность. Поэтому прокладывать кабели в блоках следует лишь при невозможности прокладки их в траншеях. В зданиях, по стенам и перекрытиям большие потоки кабелей уклады­вают в металлические лотки и короба. Одиночные кабели могут проклады­ваться открыто по стенам и перекрытиям или скрыто: в трубах, в пустотелых плитах и других строительных частях зданий.

Прокладка кабельной линии 110 кВ ⁠ ⁠

Предыдущий пост про завод по производству высоковольтного кабеля был принят с интересом, некоторым коллегам (а может и не только коллегам — энергетикам) стало интересно, как же прокладывается высоковольтный кабель. Высоковольтным в этом посте я буду называть кабель напряжением 110 кВ, бывает и меньше и больше — например, известный «крымский энергомост» частично состоит из кабелей напряжением 220 кВ, но ниже речь пойдет именно про 110 кВ

Дискламер: я не проектировщик, не монтажник, не писатель. Фактически, я лишь пару раз участвовал в надзоре за строительством таких линий. Посему сразу прошу понять и простить, если что 😉

Сначала повторю свою же картинку с пояснением, зачем нужен кабель 110 кВ:

Дело в так называемой «охранной зоне» ЛЭП (линии электропередачи). Для воздушной ЛЭП это участок по 20 метров влево и вправо от проекции крайних проводов на землю. То есть, для ВЛ 110 кВ нужен «коридор» шириной около 50 метров. В то же время для подземных кабельных линий (КЛ) охранная зона — один метр влево и вправо от крайнего кабеля. То есть, зачастую достаточно пятиметрового «коридора» (иногда и меньше, иногда — больше). Кабельная линия стоит намного дороже, чем воздушная, но найти в городах 50-метровый «коридор» для новой ЛЭП мягко говоря, сложно (чаще невозможно), а вот 5-метровый всё же проще.

Другая причина — снова земля. Некоторые богатые собственники земли покупают у собственника существующей воздушной линии услугу «выноса» воздушной линии в кабель (была ВЛ, становится КЛ) ради получения территории в городе.

Теперь к теме. Конечно, первое и главное, с чего начинают создание новой линии (не считая заключения договоров, формирования задания и т.п.) — это разработка проекта. Эта часть работы очень важна, очень ответственна, наверное, далеко не всем интересна, да и я, повторюсь, не так близок к теме проектирования, чтобы подробно описать этот процесс. Если писать коротко, то при проектировании кабеля проектировщик решает несколько задач — выбирает сам кабель (в том числе и производителя), кабельную арматуру (кабельные муфты), определяет условия прокладки кабеля (важны даже такие детали, как будут проложены фазы — в линию или собраны в «треугольник»), согласовывает будущую трассу кабеля, в том числе, с другими собственниками подземных коммуникаций, рядом с которыми будет проходить КЛ или которые она будет пересекать. Сразу могут решаться вопросы с собственниками земельных участков, под которыми будет проходить КЛ (далеко не каждый согласиться, чтобы на его участке был закопан высоковольтный кабель). Проектировщик же готовит сметы, то есть, определяет стоимость работ.

Проект согласовывается со всеми, кого касается, в том числе, с заказчиком процесса и эксплуатирующей организацией, после этого утверждается и отдается в работу.

Далее выбирается генподрядчик и начинается строительство.

Сначала готовится трасса. Очень грубо говоря — копается траншея. В местах пересечений оживленных дорог, как правило, делают «прокол» или ГНБ (производят «горизонтальное направленное бурение»)

Суть ГНБ (картинка из и-нета, как выяснилось, есть где-то на Пикабу):

Буровая машина (слева на картинке) начинает бурение вправо. При первом проходе идет бурение (бур на буровой штанге), его направлением и глубиной управляет специалист. Управление необходимо для того, чтобы сделать «прокол» заданного профиля и не попасть в другую коммуникацию — бур просверлит её на «раз-два», так, например, при одном бурении подрядчики «пробили» трубу водоотвода диаметром 800 мм. Им точно не указали, на какой глубине проходит труба, указав только что «где-то тут, внизу», подрядчик начал бурение, ну и попал точно в цель («попал» можно указать и в кавычках, так как ущерб был семизначный).

Если объяснять очень просто и сжато, то процесс ГНБ идет так: пройдя по заданной траектории, бур выходит наружу, где к нему (со второй стороны «прокола») прикрепляют трубы, используемые в данном переходе. Буровая головка возвращается обратно к бурильной машине, затягивая за собой трубы (если переход длинный, трубы стыкуются или свариваются прямо перед затяжкой в «прокол»). Иногда для заполнения пустот (между внешней стенкой трубы и землей) используют бентонит (глина такая), кто-то, говорят, использует полимеры (я таких бурильщиков не встречал). Иногда вообще ничем не заполняют пустоты (в итоге возможны обвалы разной степени серьезности) — всё зависит от проектировщика и серьезности или жадности бурильщиков.

Технология ГНБ затратная, поэтому везде где возможно стараются выкопать трассу стандартным способом — с помощью экскаватора (лопатами сейчас почти не копают). Но и здесь бывают сложности. Пара реальных примеров, с которыми столкнулись наши подрядчики:

1. Трасса кабеля должна была пройти по городской территории, но на этой территории находилась автостоянка. Несанкционированная. С «крышей». И когда возникла необходимость начать работы, «братва» пригнала на «стрелку». «Полиция? Администрация? Кто такие? Идите лесом.» Короче, подрядчик решили вопрос сам, как именно — не знаю (могу только предположить, что пришлось заплатить за временное сокращение площади стоянки). Но решили.

2. По проекту одна из существующих опор ВЛ 110 кВ должна была реконструироваться. Но находилась она в месте очень плотной (нежилой) застройки, поставить рядом новую опору было просто нереально. Было принято решение — поставить чуть дальше новую опору ВЛ, перевести провода ВЛ на неё, затем демонтировать старую опору и на её месте поставить новую. Да, это всё было предусмотрено в проекте, но не решен вопрос согласования с собственником территории, на которой надо было ставить эту временную опору. Согласовывали и договаривались долго — точно больше месяца. Но всё же решили, снова подрядчик.

После того, как подготовлена траншея, готовят «подушку» (т.е. то, на что кладут кабель). Для низковольтных кабелей и кабелей среднего напряжения обычно используют простой слой песка (как правило, высотой 150 миллиметров). Но кабели 110 кВ обычно хотят обезопасить от «случайного дебила», который может их повредить при несогласованных земляных работах, для этого такие кабели кладут в железобетонные коробы (как на самом первом фото). Но справедливости ради скажу, что от ГНБ такой короб не защитит (слышал уже о таком случае). А вот экскаваторщика, скорее всего, он остановит (точнее, даст ему понять, что дальше копать не нужно). В такие короба также подсыпают «подушку», но, опять же, для кабелей 110 кВ это не всегда песок, у нас для этого использовали песчанно-гравийную смесь из-за того, что у неё более эффективное охлаждение кабеля и, соответственно, большая пропускная способность кабеля, он лучше переносит перегруз, а сигнальную функцию защиты вместо ярко желтого песка будет выполнять верхняя бетонная крышка лотка.

Когда трасса кабеля готова, начинают раскладку жил (или фаз). Серьезные производители кабеля присылают на этот процесс своего шеф-инженера, который контролирует процесс прокладки кабеля (в первую очередь для того, чтобы снизить риск повреждения кабеля или зафиксировать, что дефект произошел не по вине производителя, а из-за подрядчика. Я уже писал, что цена ошибки (ремонта поврежденного кабеля 110 кВ) исчисляется миллионами рублей, так что все командировочные расходы шеф-инженера со стороны производителя себя окупают. Собственно, вся работа шеф-инженера состоит в том, чтобы следить за подрядчиками и тем, чтобы они не «накосячили» (намеренно или по ошибке).

Поскольку сеть у нас трехфазная, а кабель 110 кВ выпускается только в однофазном исполнении (про трехфазный кабель на 110 кВ я не слышал ни разу), нужно проложить минимум три кабеля (у нас всегда было 6 кабелей — для двух цепей ЛЭП). Вот по одной «нитке» (фазе) трассу и раскладывают. Сначала в нужном месте (обычно определенном проектом) ставят на домкраты кабельный барабан (домкраты нужны, чтобы поднять барабан и вытягивать с него кабель, медленно раскручивая). Вот фотка кабельного барабана на домкрате из и-нета:

По трассе расставляют ролики (для того, чтобы кабель не терся, не деформировался и не повреждалась его оболочка, они ставятся и по трассе и на поворотах трассы). Протягивают трос по всей длине кабеля (обычно на барабане намотано 700 +/- метров кабеля). Дальний от барабана конец троса присоединяют к лебедке (достаточно автомобильной), причем присоединяют его через динамометр (иногда даже записывающий показания для фиксации соответствия требованиям). Затем на кабель надевают чулок (на фото выше — сетка на конце кабеля справа-снизу), цепляют второй конец троса и начинается растяжка кабеля. Вот, кстати, фото процесса (снова из и-нета):

На фото видна пара роликов (по которым идет кабеля, чулок и кабельщики как раз сейчас аккуратно (как мне кажется) заводят конец кабеля в трубу (скорее всего, выполненную ГНБ).

Да, ребята на фото выглядят не суперски, грязь — неизбежная особенность их профессии. [Тут было что-то, что некоторыми людьми воспринималось как провокация, хотя такой цели у меня не было]. К лову, на сколько мне известно, кабельщики, работающие с кабелем 110 кВ зарабатывают очень неплохо).

Весь процесс прокладки производится с использованием радиостанции. Пара монтажников находится у барабана и контролирует его размотку (притормаживая вращение барабана при необходимости), кто-то контролирует лебедку (обычно по показаниям динамометра) и ещё кто-то контролирует ход кабеля по трассе, идя по мере движения вместе с чулком для того, чтобы убедиться, что он идет как надо, не слетел с направляющих роликов (или, например, вручную завести кабель в трубу как на фото выше). Иногда ещё ставят наблюдателей на особых участках трассы (например, на каком-то повороте). У всех участников и наблюдателей есть рация, как только что-то пошло не так — сразу идет сообщение, лебедку останавливают и разбираются с причиной остановки.

Таким образом разматывают барабан за барабаном, пока не проложат все запланированные проектом отрезки. Затем кабель аккуратно укладывается на трассе (в лотках) и если по проекту он должен лежать треугольников — его скрепляют обычными пластиковыми стяжками (как на самом первом фото).

Ещё один важный момент — после прокладки проверяют длины остатков кабеля. Дело в том, что на концах кабельной трассы будут ставится концевые заделки (муфты), причем иногда эти муфты поднимаются на самый верх опоры ВЛ 110 кВ, так что нужен запас. Ошибка здесь — это снова миллионные потери.

Если материал интересен, продолжение (про муфты и окончание монтажа) следует.

Баянометр ругался на пару картинок — мою из прошлого поста и на картинку ГНБ.