Технический отчет по практике МФЮА

За период прохождения практики была проанализирована работа по технической эксплуатации и монтажу кабельных линий.

Кабель – это провод, заключенный в герметическую оболочку, который можно прокладывать в воде, земле и на воздухе. Он обычно состоит из одного или нескольких изолированных друг от друга проводников, заключенных в герметическую оболочку из резины, пластмассы, алюминия или свинца. Кабель, имеющий поверх защитной оболочки покрытие (броню) из стальных лент, плоской или круглой проволоки (для защиты от механических повреждений), называют бронированным. Если защитные или бронированные оболочки кабеля не покрыты джутовой пропитанной пряжей, его называют голым или небронированным.

По назначению различают кабели силовые и контрольные. Силовые кабели служат для передачи и распределения ЭЭ в осветительных и силовых электроустановках, а контрольные – для создания цепей контроля, сигнализации, дистанционного управления и автоматики. ЛЭП 6(10) кВ и выше выполняют специальным силовым кабелем. Конструкции силовых кабелей зависят от класса напряжения. Наиболее распространены трех- и четырехжильные силовые кабели с бумажной изоляцией. Для напряжения 10кВ их выполняют с поясной изоляцией и в общей свинцовой оболочке для всех жил, а для напряжений 20 и 35кВ – с отдельно освинцованными жилами.

Жилы кабеля состоят из большого числа проволок малого сечения. Кабели напряжением до 6кВ и сечением до 16 мм2 изготовляют с круглыми жилами, напряжением выше 6кВ и сечением более 16 мм2 – с секторными жилами (в поперечном разрезе жила имеет форму сектора окружности).

На рис. 1 показан трехжильный кабель с секторными жилами на напряжение 10кВ. Каждая жила изолирована от другой специальной кабельной бумагой (6), пропитанной массой, в состав которой входят масло и канифоль, а все жилы от земли – поясной изоляцией (4) также из 34 пропитанной бумаги. Для обеспечения герметичности кабеля на поясную изоляцию накладывают свинцовую оболочку без швов. От механических повреждений кабель защищают броней (8) из стальной ленты, а от химических воздействий покрывают асфальтированным джутом.

В последнее время выпускают кабели, у которых свинцовое покрытие заменено алюминиевым либо пластмассовым (сопрен, винилит). Силовые кабели 110 кВ и выше изготовляют одножильными. Внутри этих кабелей находится лента, свернутая в виде спирали, в которой под давлением циркулирует масло, обеспечивающее их высококачественную изоляцию и охлаждение. Силовые кабели напряжением выше 110кВ выпускаются с оболочкой, заполненной инертным газом под давлением 0,2–0,3 МПа.

 

Рис. 1. Трехжильный кабель с поясной изоляцией из пропитанной

бумаги (а) и его разрезы (б – с круглыми жилами, в – с

секторными жилами). 1 – жилы, 2 – изоляция жил, 3 –

заполнитель, 4 – поясная изоляция, 5 – защитная оболочка, 6 –

бумага, пропитанная компаундом, 7 – защитный покров из

пропитанной кабельной пряжи, 8 – ленточная броня, 9 –

пропитанная кабельная пряжа

 

Кабели 10кВ и выше используют для ЛЭП в городах, где земля сравнительно дорога и требования к условиям безопасности ЛЭП очень жесткие, а также на территориях промышленных предприятий. Для их герметизации используют оболочку из свинца, алюминия или поливинилхлорида, которая защищена от механических повреждений броней из стальных лент или стальных оцинкованных проволок круглого либо прямоугольного сечения. Стальная броня покрыта джутовой пряжей. Контрольные кабели допускается прокладывать в земле, тоннелях, помещениях с различной средой, шахтах и под водой. В соответствии с конструкцией силовые кабели обозначают так:

— первая буква указывает материал токоведущей жилы (А – алюминий,

отсутствие буквы указывает на медные жилы);

— вторая буква – изоляция токоведущей жилы (Р – резиновая, В – поливинилхлоридная, П – полиэтиленовая, отсутствие буквы указывает на бумажную изоляцию);

— третья буква – защитная оболочка (Р – резиновая, В – поливинилхлоридная, П – полиэтиленовая, С – свинцовая, А – алюминиевая);

— четвертая буква – защитное покрытие (Г – голый, А – асфальтированный, Б – бронированный лентами, К – бронированный круглыми проволоками, П – бронированный плоскими проволоками).

Цифры после букв означают количество жил и площадь поперечного сечения жил (мм2)

Монтаж силовых кабелей

Кабели прокладывают в кабельных сооружениях, в траншеях, блоках, на опорных конструкциях, в лотках (в помещениях, туннелях). Монтаж КЛ выполняют в соответствии с проектно-технической документацией, в которой указаны: трасса линии и ее геодезические отметки, позволяющие судить о разности уровней отдельных участков трассы.

При прокладке кабелей необходимо соблюдать допустимую разность уровней (не более 25 м), а также предусмотренные проектом минимальные расстояния (м) от кабельных линий до различных сооружений при их параллельном сближении и пересечениях, которые приведены ниже:

• до нефте- и газопроводов при параллельной прокладке 1,0;
• до трубопроводов (кроме нефте-, газо — и теплопроводов) при параллельной прокладке 0,5;
• при защите асбоцементными трубами 0,25;
• до теплопроводов при параллельной прокладке 2,0;
• до теплопроводов при их пересечении кабельными линиями (теплопровод должен иметь изоляцию на длине 2 м в обе стороны от пересечения) 0,5;
• при пересечении кабельными линиями трамвайных и неэлектрифицированных железных дорог (кабель должен прокладываться в изолирующих блоках) до полотна дорог 9,0;
• до электрифицированных дорог 10,0;
• до трубопроводов при пересечении их кабельными линиями 0,5.

Радиус изгиба кабеля на поворотах трассы должен составлять не менее 15–25 от его диаметра в зависимости от материала изоляции и оболочки. Монтаж кабелей в траншеях – наиболее распространенный и легковыполняемый способ их прокладки. Его недостатком является возможность механического повреждения кабелей при земляных работах и несчастных случаях с людьми.

При монтаже кабелей в бетонных блоках или в блоках из асбоцементных труб повышается надежность их защиты, однако усложняется прокладка и значительно увеличивается стоимость линии. Кроме того, допустимые токовые нагрузки кабелей, находящихся в блоках, ниже, чем у кабелей, проложенных открыто или в земле, из-за менее благоприятных условий охлаждения.

На территории электростанций и подстанций кабели часто прокладывают в небольших железобетонных каналах, закрытых сверху плитами. При большом количестве параллельно идущих кабелей строят туннели, проходные каналы или прокладывают блоки из труб. Если кабели пересекаются с инженерными сооружениями, их выполняют в стальных или асбоцементных трубах, причем на переходах через автомобильные и железные дороги укладывают в трубах по всей ширине полосы отвода дорог, а при прокладке вдоль дорог – за ее пределами. При пересечении кабельных линий между собой силовые кабели высшего напряжения располагают ниже кабелей низшего напряжения, при пересечении с кабелями связи – под ними.

При прокладке кабелей в траншеях выполняют следующие работы: подготовительные, устройство траншей, доставку барабанов с кабелем к месту ремонта, раскатку кабеля и его укладку в траншею, защиту кабеля от механических повреждений и засыпку траншеи. Траншеи большой протяженности отрывают специальными роторными траншеекопателями, а чаще обычными землеройными машинами и экскаваторами, небольшие траншеи на стесненных участках иногда вручную. Размеры кабельных траншей и размещение в них кабелей с защитой кирпичом от механических повреждений показаны на рис. 2.

Глубина траншей должна быть не менее 700 мм, а ширина – такой, чтобы расстояние между несколькими параллельно проложенными в ней кабелями до 10 кВ было не менее 100 мм, от стенки траншеи до ближайшего крайнего кабеля – не менее 50 мм. Глубину заложения кабеля можно уменьшить до 0,5 м на участках длиной до 0,5 м при вводе в здание, а также в местах пересечения его с подземными сооружениями при условии защиты асбоцементными трубами.

Для предохранения от механических повреждений кабели 6(10)кВ поверх присыпки защищают красным кирпичом или железобетонными плитами, напряжением 20–35кВ – плитами, до 1кВ – только в местах частых раскопок кирпичами и плитами, которые укладывают по длине траншеи с напуском над крайними кабелями не менее 50 мм.

 

Рис. 2. Размеры кабельных траншей и размещение в них кабелей с

защитой кирпичом от механических повреждений:

а – одного, б – двух, в – трех, г – четырех

В местах будущего расположения кабельных соединительных муфт траншеи расширяют, образуя котлованы. Котлован для одной кабельной муфты напряжением до 10кВ должен быть шириной 1,5 м и длиной 2,5 м, а для каждой следующей муфты его ширину увеличивают на 350 мм. Кабели раскатывают вдоль трассы с движущегося транспорта (с барабана, расположенного на земле) или ручным способом.

Кабели с пропитанной бумажной и поливинилхлоридной изоляцией можно прокладывать только при температуре окружающего воздуха выше 0 °С. Если температура в течение суток до начала прокладки падала ниже 0 °С, то кабели перед прокладкой прогревают в отапливаемом помещении, в обогреваемом тепляке или электрическим током, пропускаемым по жилам, закороченным с одной стороны, при этом обязательно контролируют температуру нагрева. Значения тока и напряжения, время прогрева и срок проложения нагретого кабеля в траншее строго регламентированы.

Прокладка кабелей в блоках применяется для их защиты от механических повреждений. Блок рис. 3 представляет собой подземное сооружение, выполненное из нескольких труб (асбоцементных, керамических и др.) или железобетонных панелей с относящимися к ним колодцами.

Рис. 3. Кабельный блок из асбестоцементных

труб в сухих (а) и влажных (б) грунтах:

1 – песок или просеянный грунт, 2 – трубы,

3 –деревянные прокладки, 4 – бетонная подушка, 5 – гидроизоляция

Глубина заложения в земле кабельных блоков зависит от местных условий, но не должна быть меньше расстояний, допустимых при прокладке кабелей в траншеях. В местах изменения направления трассы сооружают кабельные колодцы, обеспечивающие удобное протягивание кабелей, а также их замену в процессе эксплуатации. Для стока воды блоки укладывают с уклоном в сторону колодцев не менее чем на 100 мм на каждые 100 м. Кабельные колодцы сооружают также на прямолинейных участках трассы, соблюдая установленные расстояния друг от друга. На их дне устраивают водосборник, представляющий собой закрытое металлической решеткой углубление, которое служит для сбора просачивающихся в колодец грунтовых или ливневых вод.

Прокладка силовых кабелей в кабельных блоках выполняется редко, так как имеет существенные недостатки: высокую стоимость сооружения и содержания всех элементов блочного устройства; необходимость замены поврежденного кабеля от колодца до колодца; дополнительные затраты на эксплуатацию кабельных колодцев.

Прокладка кабелей на опорных конструкциях и в лотках выполняется в цехах промышленных предприятий, по стенам зданий, в туннелях. Установка лотков и размещение на них силовых кабелей показаны на рис. 4. Опорные кабельные конструкции изготовляют из листовой стали в виде стоек с полками, стоек со скобой, настенных полок. Специальные перфорированные и сварные лотки используют для прокладки проводов и небронированных кабелей по кирпичным и бетонным стенам на высоте не менее 2 м. Их обязательно заземляют не менее чем в двух местах и электрически соединяют.

 

Рис. 4. Установка кабельных лотков:

а – горизонтально, б – с переходом трассы кабелей с одной горизонтальной отметки на другую, в – с ответвлением вверх на ребро,

г – с переходом на лоток меньшего размера, д – с переходом вверх плашмя, е – при обходе выступающей колонны

Допускается совместная прокладка силовых кабелей, осветительных и контрольных цепей при условии разделения каждой из них стальными разделителями.

Силовые кабели 6(10)кВ можно размещать в лотках только в один ряд и с просветами между ними 35 мм. Для кабельных муфт устраивают специальные лотки. Кабели должны быть жестко закреплены на прямых участках через каждые 0,5 м при вертикальном расположении лотков и через каждые 3 м при их горизонтальном расположении, а также на углах и в местах соединений.

Соединительные и концевые элементы кабельных линий

Муфты. Соединение токопроводящих жил кабелей осуществляется в специальных кабельных муфтах, которые применяют при протяженности кабельной линии, превышающей строительную длину отдельного кабеля. На КЛ длиной 1 км допускается установка не более шести муфт. Соединения в кабельной муфте должны быть герметичными, влагостойкими, обладать механической и электрической прочностью, а также должны быть обладать коррозионной стойкостью.

Кабельные муфты разделяют: по напряжению (до 1, 6, 10, 35кВ), назначению (соединительная, ответвительная, концевая), габариту (нормального габарита или малогабаритная), материалу (чугунная, свинцовая, эпоксидная), форме исполнения (У – образная, Т – образная и крестообразная), месту установки (для внутренней или наружной установки), количеству фаз (концевая трехфазная или четырехфазная).

Чугунные муфты рис. 5 применяют для соединения кабелей до 1000 В.  После монтажа их заливают нагретой кабельной битумной мастикой МБ-70 или МБ-90. Для усиления герметичности соединений муфты, проложенные в земле, дважды покрывают нагретой мастикой.

 

Рис. 5. Чугунные соединительные муфты для кабелей до 1кВ:

а – СЧо, б – СЧм. 1 – верхняя половина корпуса,

2 – лабиринтное уплотнение, 3 – кабель, 4 – фарфоровая распорная пластина, 5 –  крышка заливочного отверстия, 6 – стяжные болты, 7, 13 –  подмотки, 8 –герметизирующая прокладка в пазу нижней половины корпуса,

9 – заземляющий проводник, 10 – соединительная гильза,

11 – пробка заливочного отверстия, 12 – хомутик,

14 – болты крепления хомутика

Свинцовые муфты рис. 6 применяют для соединения высоковольтных кабелей напряжением 6(10)кВ и выше, изготовляют из свинцовых труб соответствующего диаметра, обрабатывая в процессе монтажа. Они бывают шести типоразмеров, которые зависят от диапазона сечений жил кабелей, допускаемых при определенных напряжениях. После монтажа свинцовые муфты также заливают нагретой кабельной мастикой МБ. Для защиты от механических повреждений их помещают в чугунный или стеклопластиковый кожух.

Буквы и цифры в обозначении чугунных и свинцовых муфт означают следующее: Ч – чугунная; С – свинцовая; СС – соединительная свинцовая; 60, 70, 80, 90, 100 и 110 – диаметр кабеля.

Эпоксидные муфты применяют для соединения преимущественно кабелей 1, 6 и 10кВ и их ответвления только до 1000В. Эти муфты изготовляют в виде полых корпусов. После установки таких корпусов на участке соединения кабелей их внутреннюю полость заполняют эпоксидным компаундом, состоящим из эпоксидной смолы, пластификатора, наполнителя и отвердителя. Пластификатор и наполнители повышают термостойкость, эластичность, механическую прочность эпоксидной смолы и снижают температурный коэффициент расширения компаунда до значения, близкого к коэффициенту расширения меди, алюминия и свинца, с которыми соприкасается компаунд при соединении кабелей. Отвердитель ускоряет процесс полимеризации.

Рис. 6. Свинцовая соединительная муфта кабелей напряжением 6(10)кВ

1 – место соединения заземляющего провода к корпусу муфты,

2 – заземляющий провод, 3 – проволочные бандажи, 4 – корпус,

5 – заливочное отверстие закрытое свинцовой пластиной Эпоксидным соединительным муфтам присвоено

общее обозначение СЭ, а ответвительным – ОЭ.

В зависимости от особенностей разъемного корпуса, соединения кабелей и заземления муфты бывают разных исполнений: СЭп, СЭв, СЭм, СЭс рис. 7.

Способы соединения концевой заделки силовых кабелей. Для соединения кабелей и создания единой электрической цепи выполняют разделку их концов и соединение жил.

Рис.7. Соединение кабелей с помощью эпоксидных соединительных муфт: а – СЭп, б – СЭв, в – СЭм, г – СЭс. 1 – корпус муфты, 2 – распорка,

3 – подмотка жилы, 4, 7 – бандажи из проволоки и суровых ниток,

5 – провод заземляющий, 6 – соединение жил, 8 – герметизирующая

подмотка, 9 – экран корпуса, 10 – свинцовая манжета.

Разделка конца кабеля состоит из последовательных операций ступенчатого удаления от него защитных и изоляционных частей. Она является частью монтажа муфт. Размеры разделки, зависящие от конструкции муфты, напряжения кабеля и сечения его жил, определяются специальными разметочными линейками ЛК-1 (до 1000 В) и ЛК-2 (6–10кВ). Соединение и ответвление токопроводящих жил кабеля выполняют с помощью специальных инструментов, различных приспособлений и принадлежностей с соблюдением технологии, обеспечивающей надежный электрический контакт и необходимую механическую прочность соединения.

При выборе способа соединения учитывают материал и сечение соединяемых жил, конструктивные особенности муфт и т. п. Соединения выполняют пайкой, опрессовкой, газовой или электрической сваркой и термитной сваркой.

Пайка – один из наиболее распространенных способов соединения токопроводящих жил между собой. Разогретый до жидкого состояния припой проникает в металл соединяемых жил, а затем, застывая, образует прочное механическое соединение. Для пайки используют специальные припои.

Опрессовку применяют в основном для соединения кабелей до 1000 В и выполняют с помощью гильз и опрессовочных механизмов – клещей и прессов. Под действием создаваемого прессующим механизмом давления металл гильз и жил спрессовывается, проникает друг в друга, образуя монолитное соединение.

Газовая и электрическая сварка служит для соединения алюминиевых жил кабеля сечением 16–240 мм2. При газовой сварке используется теплота сжигаемого газа (например, пропанбутана), достигающая 2300° С и выше, а при электросварке – теплота электрической дуги.

Термитная сварка – один из наиболее совершенных способов соединения алюминиевых жил кабелей, который выполняется с помощью специальных патронов типа А. Провода в патроне устанавливают встык и его поджигают специальной спичкой. Внутри патрона находится термитный состав, при горении которого температура достигает 1000° С. Кроме того, кабели в целях безопасности заземляют. Заземление выполняют в чугунных соединительных муфтах двумя отрезками гибкого медного провода, сечение которого зависит от сечения токопроводящих жил кабеля. Оболочку и броню кабелей соединяют таким же проводом, присоединяя его к контактной площадке муфты.

В свинцовых муфтах заземление выполняют одним куском гибкого медного провода, присоединяемого пайкой и проволочными бандажами к оболочкам и броне обоих кабелей, а также к корпусу муфт.

В эпоксидных муфтах существует определенная технология присоединения провода заземления между оболочками и броней кабелей и разъемными корпусами муфт, которая зависит от конструкции последних, особенностей их монтажа и заливки компаундом.

Для оконцевания кабелей вне помещений применяют кабельные муфты, а внутри помещений – концевые заделки. Концевая заделка осуществляется для герметизации кабеля в непосредственной близости от места присоединения его токопроводящих жил к аппаратам, шинам распределительных устройств и другим элементам электроустановок.

В качестве концевых муфт для кабелей с бумажной изоляцией напряжением до 10кВ используют мачтовые муфты КМ с заливкой кабельной массы или эпоксидные КНЭ, напряжением 20–35кВ – однофазные КНО или КНЭО, а для кабелей с пластмассовой изоляцией – КНЭ или ПКНЭ. Концевые муфты применяют при переходах воздушных ЛЭП в кабельные, на выходах кабелей с территории подстанции, на присоединениях кабелей к открытым РУ подстанции и др.

Концевая заделка в стальных воронках КВБ широко распространена в электроустановках до 10 кВ, размещаемых в сухих отапливаемых помещениях.

В зависимости от конструкции и расположения токопроводов воронки бывают трех исполнений: КВБм (с малогабаритной воронкой);

КВБк (с круглой воронкой и расположением жил по вершинам равностороннего треугольника) и КВБо (с овальной воронкой и расположением токопроводов в один ряд). Заделки КВБо и КВБк применяют для оконцевания кабелей до 10кВ с токопроводящими жилами всех сечений (при напряжении кабелей 3, 6 и 10кВ воронку монтируют с крышкой и фарфоровыми втулками, а при напряжении до 1000 В – без крышки и втулок). После монтажа заделку заливают битуминозной нагретой кабельной мастикой, нагревая воронку до 50–60 °С, а мастику до 130 °С.

Концевая заделка КВБо с фарфоровыми втулками и крышкой, используемая на напряжение 10кВ, показана на рис. 8.

Концевая заделка в воронке из эпоксидного компаунда (КВЭ) проста в исполнении и обладает высокой электрической и механической прочностью, пожаробезопасна и термостойка, что позволяет изготовлять ее без фарфоровых втулок и защитного металлического кожуха. Ее применяют для оконцевания кабелей до 10кВ внутри помещений всех видов, а также для наружных установок при условии защиты заделки от непосредственного воздействия атмосферных осадков и солнечных лучей. Заделки КВЭ с эпоксидным корпусом конической формы могут быть различных исполнений – КВЭд, КВЭп, КВЭз, КВЭн рис.9.

Концевая заделка поливинилхлоридными лентами КВВ рис. 10 применяется для кабелей с бумажной изоляцией напряжением до 10кВ внутри помещений, а также в наружных установках, находящихся в районах с температурой не выше 40 °С при условии защиты заделки от атмосферных осадков и солнечных лучей и разности уровней между высшей и низшей точками не более 10 м.

Скачать технический отчет по практике МФЮА можно по ссылке: Скачать технический отчет по практике МФЮА Вариант 1, Вариант 2