Способы прокладки кабельных линий

Выбор способа прокладки кабельных сетей производят в зависимости от

· величины и размещения нагрузок, плотности застройки предприятия,

· компоновки электротехнических помещений,

· наличия технологических, транспортных коммуникаций,

· параметров и расположения источников питания,

· уровня грунтовых вод,

· степени загрязнения окружающей среды и грунта,

· назначения кабельной лини.

Рис. Виды кабельных сооружений

а) траншея; б) канал; в) туннель; г) блок; д) галерея; е) эстакада.

Каждый вид специального сооружения для прокладки кабелей характеризуется максимальным количеством силовых кабелей, которое можно в нём проложить. Траншея - 6 кабелей, канал -24, блок - 20, туннель - 72, эстакада - 24, галерея - 56.

Редко отдаётся предпочтение какому-либо одному виду прокладки кабелей. Обычно применяют смешанную прокладку, когда в зависимости от конкретных условий является целесообразным комбинированное исполнение различных способов прокладки кабельных линий.

Кабельные линии промышленных предприятий можно разделить на внутрицеховые и внецеховые. К внутрицеховым кабельным сетям относятся прокладки кабелей открыто на конструкциях, в лотках, коробах, каналах, туннелях и в трубах. К внецеховым кабельным линиям относятся прокладки кабелей в каналах, туннелях, блоках, траншеях, на эстакадах и в галереях. Внецеховые кабельные сети требуют для размещения сравнительно небольших площадей и могут быть осуществлены почти в любых атмосферных и грунтовых условиях.

Из опыта эксплуатации кабельных коммуникаций на действующих и реконструируемых объектах, прокладка кабеля в траншеях недостаточно надёжна, из-за частого производства земляных работ. Поэтому при числе кабелей от 6 до 30 рациональна прокладка в каналах или блоках, при числе кабелей свыше 30 кабели прокладывают в специальных кабельных сооружениях - в туннелях, на эстакадах и в галереях.

В помещениях скрытая прокладка проводов и кабелей в стальных трубах постепенно вытесняется открытыми прокладками. Открытая прокладка кабелей почти полностью исключают зависимость производства монтажных работ по прокладке кабелей от готовности строительной части сооружения. Открытые прокладки кабелей позволяют закончить нулевой цикл строительных работ, не дожидаясь производства электромонтажных работ, что невозможно при скрытых прокладках. Открытые прокладки кабелей наглядны, доступны, удобны для осмотра и замены кабелей, отличаются гибкостью при изменении трасс во время реконструкции электроустановок.

При открытой прокладке кабелей следует соблюдать меры по пожарной безопасности, обосновывать выбор марок кабелей и оболочек, правильно выбирать кабель по нагреву, контролировать качество присоединений и порядок раскладки кабелей, отделять зоны массовой прокладки кабелей от оборудования. При открытой прокладке кабелей в электротехнических и производственных помещениях следует стремиться к совмещению трасс, объединению кабелей различного назначения (силовых, осветительных, кабелей управления) в общие потоки, прокладывая их на общих конструкциях, лотках или коробах. Необходимо на стадии проектирования предусмотреть зоны размещения кабельных сетей, согласовать их взаимное расположение с технологическими, энергетическими, сантехническими сетями.

В случае размещения большого количества открыто прокладываемых кабелей целесообразно устройство кабельного этажа в верхней зоне подвала под электромашинным помещением, под производственными пролётами.

По территории промышленных предприятий кабельные сети могут выполнятся подземными - в траншеях, каналах, туннелях и блоках или надземными на эстакадах и в галереях. Подземный способ прокладки кабельных сетей защищает их от грозовых и атмосферных воздействий. Кабели, проложенные под землёй в меньшей мере создают помехи. Однако прокладка кабельных подземных коммуникаций нецелесообразна при неблагоприятных грунтовых условиях - высоком уровне грунтовых вод, наличия химически активных веществ, разрушающих кабельные оболочки.

Надземная прокладка кабелей рекомендуется во всех случаях, когда это позволяют условия среды, застройки предприятия и другие факторы. Надземные прокладки кабелей доступны при обслуживании, обеспечивают лёгкую замену и возможность дополнительной прокладки кабелей, облегчают работы по реконструкции сетей. При выборе способа прокладки кабельных линий следует учитывать, что первоначальные затраты при подземной системе выше, но надземные системы требуют более сложного ухода (покраска конструкций, очистка сооружений. Сравнивая различные системы кабельных канализаций по их удельным показателям, можно получить представление о целесообразности применения тех или иных способов прокладки кабелей на промышленных предприятиях.

Основными элементами воздушной линии являются провода, изоляторы, линейная арматура, опоры и фундаменты. На воздушных линиях переменного трехфазного тока подвешивают не менее трех проводов, составляющих одну цепь, на ВЛ постоянного тока - не менее двух проводов.

По количеству цепейВЛ делят наодно-, двух - и многоцепные. Количество цепей определяется схемой электроснабжения и необходимостью ее резервирования. Если по схеме электроснабжения требуются две цепи, то эти цепи могет быть подвешены на двух отдельных одноцепныхВЛ с одноцепными опорами или на одной двухцепной ВЛ с двухцепными опорами. Расстояние между соседними опорами называют пролетом, а расстояние между опорами анкерного типа - анкерным участком

В зависимости от способа подвески проводов опоры делятся на:

1) промежуточные;

2) анкерного типа, служащие для натяжения проводов;

3) угловые, которые устанавляваются на углах поворота ВЛ.

На ВЛ применяют деревянные, стальные и железобетонные опоры.

Деревянные опоры применяют на напряжение до 35 кВ.

Достоинства деревянных опор:

1) небольшой удельный вес;

2) высокая механическая прочность;

3) хорошие электроизоляционные характеристики;

4) природный круглый сортамент, обеспечивающий простые конструкции.

Недостатком деревянных опор является ее гниение, для уменьшения которого применяются антисептики.

Стальные опоры широко применяют на ВЛ напряжением 35 кВ и выше.

По конструктивному исполнению стальные опоры могут быть:

1) башенные или одностоечные;

2) портальные свободностоящие;

3) портальные на оттяжках.

Достоинством стальных опор является их высокая прочность, недостатком - подверженность коррозии, что требует проведения периодической окраски или нанесения антикоррозийного покрытия.

Опоры изготовляют из стального углового проката; высокие переходные опоры могут изготавливаться из стальных труб.

Железобетонные опоры более долговечны и экономичны в эксплуатации, так как требуют меньше ухода и ремонта.

Основное преимущество - уменьшение расхода стали на 40-75%, недостаток - большая масса.

Провода воздушных линий выполняют неизолированными, состоящими из одной или нескольких свитых проволок. Провода из одной проволоки, называемые однопроволочными, имеют меньшую прочность и применяют только на ВЛ напряжением до 1 кВ.

См. выбор воздушной линии

Материалы проводов и тросов должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1) они должны иметь высокую электрическую проводимость;

2) должны обладать достаточной прочностью;

3) должны выдерживать атмосферные перенапряжения.

Медь как материал для проводов ВЛ является дорогостоящим и дефицитным материалом, поэтому основными материалами, используемыми для изготовления проводов, можно считать алюминий, сталь и их сплавы.

На ВЛ напряжением до 1 кВ применяют однопроволочные стальные провода диаметром не менее 4 и не более 5 мм. Ограничение нижнего предела обусловлено тем, что провода меньшего диаметра имеют недостаточную механическую прочность. Верхний предел ограничен из-за того, что изгибы провода большего диаметра могут вызвать в его внешних слоях такие остаточные деформации, которые снижают его механическую прочность.

Многопроволочные провода, скрученные из нескольких проволок, обладают большой гибкостью, такие провода могут выполняться любым сечением. Диаметры отдельных проволок и их количество подбирают так, чтобы сумма поперечных сечений отдельных проволок дала требуемое сечение провода.

Провода и тросы изготовляют следующих марок:

А - из алюминиевых проволок;

АС, АСКС - из стального сердечника и алюминиевых проволок;

ПС - из стальных проволок;

ПСТ - из стальной оцинкованной проволоки.

Например, А50 - алюминиевый провод сечением 50 кв.мм,

АС50/8 - сталеалюминиевый провод сечением алюминиевой части 50 кв.мм., стального сердечника 8 кв.мм.

Стальные тросы, применяемые на ВЛ в качестве грозозащитных, изготавливают из оцинкованной проволоки, и их сечение должно быть не менее 25 кв.мм. На ВЛ напряжением 35 кВ применяют тросы сечением 35 кв.мм., на линиях 110 кВ - 50 кв.мм., на линиях 220 кВ и выше - 70 кв.мм.

Сечение многопроволочных проводов различных марок определяется для ВЛ напряжением 35 кВ по условиям механической прочности, а для ВЛ напряжением 110 кВ и выше - по условиям потерь на корону.

При обтекании проводов потоком воздуха, направленным поперек оси ВЛ или под некоторым углом к этой оси, с подветренной стороны провода возникают завихрения. При совпадении частоты перемещения вихрей с частотой собственных колебаний провод начинает колебаться в вертикальной плоскости. Такие колебания называются вибрацией. Вибрация, как правило, имеет место в пролетах длиной более 120 м. Опасность вибрации заключается в обрыве отдельных проволок провода и выхода из зажимов из-за повышения механического напряжения.

Защиту от выбрациивыполняют установкой виброгасителей, подвешенных на стальном тросе.

При наличии гололеда наблюдается так называемая пляска проводов, возбуждаемая так же ветром, но в отличии от вибрации, пляска проводов имеет большую амплитуду и длину волны.

На напряжении 35-220 кВ провода изолируют от опор гирляндами изоляторов. Для изоляции ВЛ 6-35 кВ применяют штыревые изоляторы.

Электрический ток, проходя по проводам ВЛ, выделяет тепло и нагревает провод. Под влиянием нагрева провода происходит:

1) удлинение провода, увеличение стрелы провеса, изменение габарита до земли;

2) изменение натяжения провода и его способности нести механическую нагрузку;

3) изменение сопротивления провода.

[1] Современное состояние и перспективы развития статических кон­денсаторов реактивной мощности /Веников В. А., Карташев И. И., Федченко В. Г. и др.— Электричество, 1981, №8.

[2]Либкинд М. С. Управляемый реактор для линий передачи пере­менного тока.— М.: Изд-во АН СССР, 1961.