Пантелеев - Монтаж и ремонт кабельных линий. Справочник электромонтажника (1990)

Пантелеев Е. Г.

Монтаж и ремонт кабельных линий.1990.

Приведены номенклатура силовых кабелей, их марки до 10 кВ и область применения, технические характеристики и размеры конструктивных элементов, электрические и  тепловые характеристики, допустимые токовые нагрузки, сведения о материалах и изделиях, применяемых при монтаже  кабельной арматуры. Первое издание вышло в 1979 г. Во втором издании учтены новые нормативные материалы по монтажу кабельных линий, а также добавлен раздел по ремонту  линий.

Для производителей работ, мастеров,  электромонтажников, а также эксплуатационного и ремонтного персонала  электрических сетей.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Основными направлениями экономического и социального  развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года предусмотрены капитальное строительство новых промышленных предприятий и  реконструкция действующих, в том числе и электроснабжаюших  предприятий.

Основа надежного электроснабжения потребителей электрической энергией — это безаварийность в надежность кабельных линий.  Бесперебойное электроснабжение потребителей городских сетей и  промышленных предприятий зависит от заложения в проекте новых,  прогрессивных технологических решений и необходимых марок кабелей, от качественной прокладки кабелей с применением современных средств механизации н грамотного монтажа кабельной арматуры и строгого выполнения всех требований при эксплуатации кабельных линий. Во втором издании справочника учтен большой опыт монтажа  кабельных линий организациями НПО «Электромонтаж» Минмонтажспецстроя СССР и опыт эксплуатации кабельных линий напряжением до 10 кВ Московской кабельной сетью Мосэнерго. При подготовке справочника использованы инструктивные  указания, информационные материалы и последние разработки в области прокладки кабелей, монтажа кабельной арматуры и эксплуатации  кабельных линий, выполненные ВНИИКП Минэлектротехпрома СССР, ВНИИПЭМ Минмонтажспецстроя СССР и ПО «Союзтехэнерго»  Минэнерго СССР.

Автор приносит благодарность рецензенту Г. Л. Толкачеву за  ценные замечания по созданию первого справочника, объединяющего и  монтаж, и ремонт кабельных линий.

РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ

КОНСТРУКЦИЯ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ И ИХ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

1.1. КОНСТРУКЦИЯ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ И ИХ МАРКИ

Силовые кабели предназначены для передачи по ним на  расстояние 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 иметься  соответствующий защитный покров и в необходимых случаях броня. Силовые кабели состоят из следующих основных элементов: токопроводящих жил, изоляции, оболочек и защитных покровов. Помимо основных элементов в конструкцию силовых кабелей могут входить экраны, нулевые жилы, жилы защитного заземления и заполнители (рис. 1.1).

Токопроводящие жилы предназначены для прохождения  электрического тока, они бывают основными и нулевыми. Основные жилы  применяются для выполнения основной функции кабеля — передачи по ним электроэнергии. Нулевые жилы предназначены для протекания разности токов фаз (полюсов) при неравномерной их нагрузке. Они присоединяются к нейтрали источника тока.

Жилы защитного заземления являются вспомогательными жилами кабеля 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. Различным конструкциям кабелей присвоены буквенные индексы. Значения буквенных индексов в обозначении марок кабелей приведены в табл. 1.1.

Силовые кабели с бумажной пропитанной и обедненной изоляцией по ГОСТ 18410—73*Е 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, 10 кВ переменного тока частотой 50 Гц, но могут быть использованы в сетях постоянного тока. Номинальные напряжения, сечения и число жил этих кабелей приведены в табл. 1.2. Силовые кабели с бумажной изоляцией, пропитанные нестекающим составом (ГОСТ 18409—73*Е), 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. Номинальные напряжения, сечения и число жил этих кабелей  приведены в табл. 1.3.

Силовые кабели с пластмассовой изоляцией, в пластмассовой или алюминиевой оболочке с защитными покровами или без них,  изготовляемые по ГОСТ 16442—80*, 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 при защите от воздействия солнечной радиации.

1.2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ

Область применения силовых кабелей с бумажной и пластмассовой изоляцией, выпускаемых отечественными заводами по ГОСТ 18409— 73* Е, ГОСТ 18410—73* Е н ГОСТ 16442—80, определена  «Едиными техническими указаниями по выбору и применению электрических кабелей» (ЕТУ), утвержденными Минэнерго СССР, Минмонтажспецстроем СССР и Минэлектротехпромом СССР. Указания являются обязательными для всех проектных,  электромонтажных и эксплуатационных организаций и устанавливают  распределение марок кабелей по областям применения в зависимости от  степени воздействия на них агрессивной и пожароопасной окружающих сред, механических усилий и воздействий, возникающих при различных видах прокладок, а также и в эксплуатации.

При установлении рекомендуемых областей применения  электрических кабелей предусмотрено широкое использование кабелей в  алюминиевой или пластмассовой оболочке вместо кабелей в свинцовой  оболочке. При выборе кабелей следует руководствоваться следующим. Приведенные в таблицах марки кабелей могут использоваться для питания потребителей всех категорий по степени требования к надежности электроснабжения.

За базовые марки силовых кабелей приняты марки кабелей с  алюминиевыми жилами. Наряду с этими базовыми марками могут применяться для  соответствующих условий аналогичные марки силовых кабелей с медными жилами, марки кабелей для вертикальных и наклонных трасс с  обедненной изоляцией или изоляцией, пропитанной нестекающим составом, трехжильные кабели с отдельными металлическими оболочками на фазах, а также одножильные кабели и др. Выбор кабелей по нагреву, экономической плотности тока,  условиям коротких замыканий (термической и электродинамической стойкости) и потерям напряжения должен производиться в соответствии с  требованиями ГОСТ, ПУЭ. Применять силовые кабели в свинцовой защитной оболочке следует для подводных линий, в шахтах, опасных по газу и пыли, при  прокладке в особо опасных коррозионных средах. В остальных случаях при  невозможности использовать кабели в алюминиевой или пластмассовой оболочке их замена на силовые кабели в свинцовой оболочке в каждом конкретном случае подлежит специальному техническому обоснованию в проектно-сметной документации.

Механические воздействия на кабель, возникающие при прокладке, определяются сложностью (конфигурацией) кабельной трассы. До  разработки классификации кабельных трасс по степени сложности при  определении сложных участков трасс следует руководствоваться  следующими положениями. При прокладке в земле к сложным участкам трасс, на которых  прокладывается одна строительная длина, относятся:

а) участки трасс с более чем четырьмя поворотами под углом  свыше 30°;

б) прямолинейные участки трасс с более чем четырьмя переходами в трубах длиной более 20 м или с более чем двумя переходами в трубах длиной более 40 м

При прокладках в зданиях сложными участками, на которых  прокладывается одна строительная длина кабеля, считаются прокладки в трубах с более чем двумя поворотами при длине труб более 20 м, а также с более «ем четырьмя протяжками через огнестойкие  перегородки или аналогичные препятствия без учета подводов кабелей к  электрооборудованию. Все остальные участки трасс с меньшим числом поворотов или  переходов в трубах относятся к несложным участкам трасс. При выборе силовых кабелей с бумажной пропитанной изоляцией в алюминиевой оболочке с однопроволочными алюминиевыми жилами сечениями 3X150—3X240 мм2 следует учитывать, что их применение для прокладки на участках кабельных трасс с числом поворотов на строительной длине кабеля более трех под углом 90° в кабельных  сооружениях промпредприятий не рекомендуется. В кабельных  сооружениях электростанций и подстанций Минэнерго СССР применение этих кабелей не допускается. Для указанных случаев следует применять  кабели в алюминиевой оболочке с многопроволочными жилами.

На сложных участках трасс, где при прокладочно-монтажных или ремонтно-эксплуатационных работах возникает опасность повреждений защитного поливинилхлоридного шланга, применение кабелей марки ААШв не рекомендуется. При применении на длинных кабельных линиях кабелей марки ААШв на отдельных сложных участках трассы рекомендуется  использовать вставки из кабелей других соответствующих марок,  предусмотренных ЕТУ, или принимать специальные меры, исключающие  повреждения поливинилхлоридного шланга. При совместной прокладке в земле бронированных кабелей и  кабелей, марки ЛАШв для обеспечения сохранности последних при ремонтно-эксплуатационных работах должны быть приняты меры по их  дополнительной защите.

Прокладка небронированкь5х кабелей типа ААШв должна  осуществляться при температуре окружающей среды не выше +35 °С. В местах соединения отдельных длин кабелей марки ААШв  должна быть обеспечена надежная защита этих мест от воздействия  коррозии. Запрещается перемотка и прокладка кабеля марки ААШв, даже 15 предварительно прогретого при температуре окружающего воздуха  ниже минус 20°С, а разгрузка, погрузка и транспортировка кабеля при температуре ниже минус 10 °С должны производиться с особой  осторожностью.

В действующих кабельных сооружениях при сложных условиях для механизированной прокладки кабеля марки ААШв рекомендуется применять ручной способ прокладки. Во всех случаях прокладки кабелей марки АЛШв вручную трение кабелей о землю, пол, стены не должно допускаться. Трасса для прокладки кабелей марки ААШв должна быть подготовлена с особой тщательностью:

для прохода кабелей через стены и перегородки рекомендуется  применять отрезки пластмассовых труб;

опорные и другие кабельные конструкции не должны иметь острых углов, краев и выступов;

в груше, применяемом для устройства подушки и присыпки кабеля в траншее, не должно быть щебня, битого стекла и других включений.

В сдаваемых в эксплуатацию кабельных сооружениях прокладка кабеля марки ААШв должна выполняться с соблюдением следующих условий: в проемах, проходах, на поворотах и в местах ввода кабеля в  трубы должны быть установлены воронки с раструбом, направляющие  желоба, угловые ролики, обводные устройства, линейные ролики; на прямолинейных участках прокладку следует производить по сплошным полкам или лоткам при условии, что отдельные элементы si их устройств гладкие, не имеют острых углов и краев, а при стыковке одного с другим также не имеют острых выступов; если опорные конструкции не удовлетворяют перечисленным  требованиям, то раскатку необходимо выполнять по установленным через 3—5 м на этих конструкциях линейным роликам так, чтобы кабель не выпадал из роликов на конструкции; на коротких участках длиной не более 50 м при отсутствии  перегородок допускается раскатка кабеля по полу с последующей укладкой его на конструкции; выпрямление (рихтовку) кабеля необходимо выполнять  специальными приспособлениями, исключающими повреждение шланга, и необходимо следить за тем, чтобы после рихтовки кабеля целостность поливинилхлоридного шланга и форма оболочки не были нарушены; в целях предупреждения сползания с полок кабель должен быть закреплен с помощью скоб на прямолинейных участках через каждые 10 м; необходимо следить за тем, чтобы не было порезов, задиров.  трещин и гофров; единичные повреждения поливинилхлоридного шланга допускаются не более трех, и их необходимо отремонтировать. При больших повреждениях шланга проложенный кабель необходимо  заменить новым; при обнаружении на барабанах или раскатке на кабеле каких-либо заводских дефектов поливинилхлоридного шланга представители  монтажной организации должны вызвать представителей  завода-изготовителя для принятия решения о ремонте кабеля или его замене; прокладка кабеля с заводскими дефектами — наплывы на шланге, гофры на оболочке, слабо наложенный поливинилхлоридный шланг,  вытекание битума и пр. — запрещается.

Если в процессе эксплуатации кабели подвергаются значительным растягивающим усилиям, то для прокладки следует применять кабели, бронированные круглыми или плоскими стальными проволоками. Под значительными растягивающими усилиями понимаются усилия, возникающие в процессе эксплуатации кабелей, проложенных в  насыпных, болотистых, пучинистых и многолетнемерзлых грунтах, в воде, а также на вертикальных участках и т. п. В настоящее время не выпускаются отечественные кабели для  эксплуатации их с температурой окружающей среды свыше +50 СС. До освоения выпуска специальных кабелей для жарких помещений с температурой окружающей среды выше 50 °С, но не превышающей предельную длительную допустимую температуру жил кабелей,  допускается применение обычных кабелей со снижением допустимых токовых нагрузок или с сокращением срока их службы. В местах воздействия вибраций следует применять кабели с  алюминиевой и (или) пластмассовой оболочками. При необходимости применения в указанных местах кабелей со свинцовой оболочкой должны приниматься меры по гашению вибрации и применяться свинцовые оболочки, легированные соответствующими присадками.

ЕТУ могут быть в установленном порядке дополнены новыми  марками кабелей при освоении их серийного производства. До внесения в ЕТУ новых марок кабелей области их применения должны быть определены в технических условиях на эти кабели.

Рекомендуемые марки кабелей для прокладки в воде, шахтах  приведены в табл. 1.5, для прокладки в земле (траншеях) — в табл. 1.6, для прокладки в воздухе — в табл. 1.7.

В табл. 1.5—1.7 приведены марки кабелей, которые расположены в наиболее предпочтительной для применения последовательности. Марки выбираемых кабелей должны удовлетворять условиям  среды, в которой они должны работать, сложности трассы, по которой они должны быть проложены, и способам прокладки. При определении степени коррозионной активности среды к  алюминиевым оболочкам кабелей следует руководствоваться требованиями ГОСТ 9.015—74* «Единая система защиты от коррозии и старения. Подземные сооружения. Общие технические требования». Помимо перечисленных и рекомендованных в ЕТУ отечественных кабелей разрешается прокладка аналогичных по конструкции кабелей зарубежного производства, но с обязательной проверкой характеристик кабеля в целях установления его пригодности для прокладки и работы с определенным уровнем напряжения и областью применения. С этой целью от кабеля каждого барабана отрезают участок кабеля и  проверяют в электротехнических лабораториях городских электросетей.

1.3. ТОКОПРОВОДЯЩИЕ ЖИЛЫ

Токопроводящие жилы для силовых кабелей с бумажной и  пластмассовой изоляцией напряжением 1—10 кВ изготовляются в  соответствии с требованиями ГОСТ 22483—77*. Медные и алюминиевые жилы могут быть круглые и фасонные (секторные и другой формы).  Круглые и фасонные бывают однопроволочные и многопроволочные.

Трех- и четырехжильные кабели должны иметь все жилы  одинакового сечения или одну жилу меньшего сечения (нулевую или жилу заземления) у четырехжильных кабелей. В табл. 1.8 указаны номинальное сечение медных и алюминиевых жил и число проволок в жиле, в табл. 1.9 — номинальное сечение  нулевых жил и жил заземления в зависимости от сечения основных жил.