ПРОКЛАДКА КАБЕЛЯ
С ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ СШИТОГОПОЛИЭТИЛЕНА

При подготовке материалов использовались«Рекомендации по прокладке и монтажу кабелей с изоляцией из сшитого полиэтиленана напряжение 10, 20 и 35 кВ» (информация с сайта RusCable.Ru) с учетом других данных по кабелю изсшитого полиэтилена.

Содержание

1. Основные положения

Любое предприятие, эксплуатирующее электрическиесети напряжением 6-10 кВ и выше, используют силовые кабели.

Кабельные линии имеютогромное преимущество перед воздушными линиями, так как занимают меньше места,безопасны, надежней и удобней в эксплуатации.

Подавляющеебольшинство применяемых в России и странах СНГ кабелей - с пропитанной бумажнойизоляцией (ПБИ), имеют многочисленные недостатки:

-высокая повреждаемость;

-ограничения по нагрузочной способности;

-ограничения по разности уровней прокладки;

-низкая технологичность монтажа муфт.

В настоящеевремя, учитывая вышеперечисленные недостатки, кабели с бумажной изоляцией активнозамещаются кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Ведущиеэнергосистемы страны при строительстве новых кабельных линий или ремонтесуществующих активно используют кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Переход откабелей с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ) к кабелям с изоляцией из сшитогополиэтилена (СПЭ), связан с все возрастающими требованиями эксплуатирующихорганизаций к техническим параметрам кабелей. В этом отношении преимуществакабелей из СПЭ очевидны.

В таблице (по даннымГРУППЫ КОМПАНИЙ «Форум Электро»), приводятся основные показатели кабелясреднего напряжения:

_______________

* по данным МКС«Мосэнерго», А.С. Свистунов. Направление работ по развитию.

Преимуществамикабеля из сшитого полиэтилена являются:

-более высокая надежность в эксплуатации;

- увеличение рабочейтемпературы жил кабеля с изоляцией из СПЭ до 90 °С, что обеспечивает большуюпропускную способность кабеля;

- твердаяизоляция, позволяющая прокладывать кабель с изоляцией из СПЭ на участках сбольшим перепадом высот, в т.ч. вертикальных и наклонных коллекторах;

- использованиеполимерных материалов для изоляции и оболочки, обеспечивающих возможностьпрокладки кабеля из СПЭ без предварительного подогрева при температурах до –20 °С;

- меньший вес,диаметр и радиус изгиба кабеля, что облегчает прокладку на сложных трассах;

- низкоевлагопоглощение;

- удельнаяповреждаемость кабеля с изоляцией из СПЭ на 1-2 порядка ниже, чем у кабеля сбумажной пропитанной изоляцией;

- высокий токтермической устойчивости при коротком замыкании;

- изоляционныйматериал позволяет сократить диэлектрические потери в кабеле;

- большиестроительные длины кабеля;

меньшие расходына реконструкцию и содержание кабельных линий;

- болееэкологичный монтаж и эксплуатация (отсутствие свинца, масла, битума);

- увеличениесрока службы кабеля.

Применениекабелей с изоляцией из СПЭ на напряжение 6-10 кВ позволяет решить многиепроблемы по надежности электроснабжения, оптимизировать, а в некоторых случаяхдаже изменить традиционные схемы сетей.

В настоящеевремя в США и Канаде доля кабелей с изоляцией из СПЭ составляет 85 %, вГермании и Дании -95 %, а в Японии, Франции, Финляндии и Швеции враспределительных сетях среднего напряжения используется только кабель сизоляцией из СПЭ.

2. Технология сшивки полиэтилена

Полиэтилен внастоящее время является одним из наиболее применяемых изоляционных материаловпри производстве кабелей. Но изначально термопластичному полиэтилену присущисерьезные недостатки, главным из которых является резкое ухудшение механическихсвойств при температурах, близких к температуре плавления. Решением этойпроблемы стало применение сшитого полиэтилена.

Своимиуникальными свойствами СПЭ кабели обязаны применяемому изоляционному материалу.Процесс сшивки или вулканизации на современных кабельных предприятияхосуществляется в среде нейтрального газа при высоком давлении и температуре,что позволяет получить достаточную степень сшивки по всей толщине изоляции.

Термин «сшивка»(вулканизация) подразумевает обработку полиэтилена на молекулярном уровне.Поперечные связи, образующиеся в процессе сшивки между макромолекуламиполиэтилена, создают трехмерную структуру, которая и определяет высокиеэлектрические и механические характеристики материала, меньшуюгигроскопичность, больший диапазон рабочих температур.

Существует три основныхспособа сшивки полиэтилена: пероксидная, силановая и радиационная. В мировойкабельной промышленности при производстве силовых кабелей используются первыедве.

Пероксиднаясшивка полиэтилена происходит в среде нейтрального газа при температуре 300-400°С и давлении 20 атм. Она применяется при производстве кабелей среднего ивысокого напряжений.

Силановая сшивкаосуществляется при более низкой температуре. Сектор применения этой технологииохватывал кабели низкого и среднего напряжений.

Первым российскимпроизводителем кабеля с СПЭ-изоляцией в 1996 году стал «АББ Москабель»,использующий технологию пероксидной сшивки. Впервые в России выпуск кабеля изсиланольносшитого полиэтилена в 2003 году освоен на Пермском ОАО «Камкабель».

Имеютсянекоторые особенности производства и эксплуатации таких кабелей.

3. Конструкция кабелей СПЭ.

В основном кабеливыпускаются в одножильном исполнении (рис. 1), но выпускаются и втрехжильном исполнении (рис.2), а применение различных типов оболочек и возможность герметизациипозволяет использовать кабель как для прокладки в земле, так и для кабельныхсооружений, в том числе при групповой прокладке:

Дополнительные обозначения длякабелей с герметизирующими элементами в конструкции:

«г»-герметизация металлического экрана водоблокирующими лентами;

«2г»- поверхгерметизированного экрана алюмополимерная лента;

«гж» - втокопроводящей жиле используется водоблоки-рующий порошок или нити.

Конструкция кабеля с изоляцией из СПЭ для низкого и среднего напряжения:

1.Токопроводящая многопровочная уплотнительная жила:

- алюминий(АПвПг, АПвПуг, АПвВг, АПвВнг-LS, АПвПу2г);

- медь (ПвПг,ПвПуг, ПвВг, ПвВнг-LS, ПвПу2г).

2.Электропроводящий экран из силанольносшитой композиции полиэтилена.

3. Изоляция изсиланольносшитой полиэтилена.

4.Электропроводящий экран из силанольносшитой композиции полиэтилена.

5.Водоблокирующая электропроводная лента.

6. Экран измедных проволок.

7. Медная лента.

8.Разделительный слой:

-водоблокирующая электропроводная лента (АПвПу2г, ПвПу2г);

- бумагаэлектроизоляционная крепированная (АПвПг, ПвПг, АПвПуг, ПвПуг, АПвВг, ПвВг);

- лентаалюмополиэтиленовая (АПвПу2г, ПвПу2г).

9.Оболочка:

-поливинилхлоридный пластикат (АПвВг, ПвВг);

-поливинилхлоридный пластикат пониженной пожароопасности (АПвВнг-LS, ПвВнг-LS);

-полиэтилен (АПвПг, ПвПг, АПвПуг, ПвПуг, АПвПу2г, ПвПу2г).

Рис. 1. Одножильный кабель СПЭ

Рис. 2. Трехжильный кабель СПЭ

4. Особенности монтажа силовых кабелей с изоляцией из сшитогополиэтилена

1) Прокладка кабелей с изоляцией из сшитого полиэтиленарекомендуется при температуре окружающей среды не ниже 0 °С. Допускаетсяпрокладывать кабели с изоляцией СПЭ без подогрева при температуре окружающейсреды не ниже -15 °С для кабелей с оболочкой из ПВХ и пластиката -20 °С длякабелей с оболочкой из полиэтилена. При более низких температурах окружающейсреды кабель должен быть нагрет выдержкой в обогреваемом помещении не менее 48ч или при помощи специального устройства до температуры не ниже 0 °С, при этомпрокладка должна производиться в сжатые сроки (не более 30 минут). Послепрокладки кабель должен быть немедленно засыпан первым слоем грунта.Окончательную засыпку и уплотнение грунта производят после охлаждения кабеля.Прокладка кабелей при температуре окружающей среды ниже - 40 °С не допускается.

2)Минимальный радиус изгиба кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена припрокладке должен быть не менее 15Dн для одножильных и трехжильныхкабелей и 12 Dh для трех скрученных вместеодножильных кабелей, где Dh -наружный диаметр кабеля или диаметр по скрутке для трех скрученных вместеодножильных кабелей. При тщательном контроле изгиба, например, применениемсоответствующего шаблона, допускается уменьшение радиуса изгиба кабеля до 8Dh. При этом рекомендуется подогрев кабеля в месте изгибадо температуры 20 °С.

3)Размотка кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена с барабана должнапроизводиться при применении необходимого количества проходных и угловыхроликов. Применяемый метод размотки должен обеспечивать целостность кабеля. Вовремя прокладки тяжение кабелей СПЭ должно осуществляться при помощи натяжногостального чулка, наложенного на наружную оболочку, или за токопроводящую жилупри помощи клинового захвата. Усилия, возникающие во время тяжения кабеля сизоляцией из сшитого полиэтилена с многопроволочной алюминиевой жилой, недолжны превышать 30 Н/мм² номинального сечения жилы, кабеля соднопроволочной алюминиевой жилой (с маркировкой «ож») - 25 Н/мм²,кабеля с медной жилой - 50 Н/мм². Если одновременно прокладываютсятри одножильных кабеля с одним общим стальным чулком, при расчете усилиятяжения учитывают:

- 1номинальных сечения жилы, если кабели скручены вместе;

- 2 номинальныхсечения жилы, если кабели не скручены.

Усилия тяжениякабеля при прокладке должны быть рассчитаны при проектировании кабельной линиии учтены при заказе кабеля. Тяговая лебедка должна быть оборудованаустройствами, позволяющими контролировать усилие тяжения кабеля, регистрироватьусилие тяжения в течение всего процесса тяжения кабеля и автоматическиотключать тяговую лебедку, если усилие тяжения превысит допустимую величину.

4) Кабели сизоляцией из сшитого полиэтилена СПЭ следует укладывать с запасом по длине 1¸2 %. В траншеях и на сплошных поверхностях внутри зданий и сооруженийзапас создается путем укладки кабеля «змейкой», а по кабельным конструкциям(кронштейнам) этот запас создается образованием стрелы провеса. Укладыватькабель в виде колец (витков) не допускается.

5) Металлические кабельные конструкции должны бытьзаземлены в соответствии с действующей документацией.

6) При прокладкекабельной линии кабели СПЭ трех фаз должны прокладываться параллельно ирасполагаться треугольником или в одной плоскости. Другие способы расположениядолжны быть согласованы с изготовителем.

7) При прокладкев плоскости расстояние в свету между двумя соседними кабелями одной кабельнойлинии должно быть не менее наружного диаметра кабеля СПЭ.

8) Прирасположении треугольником кабели скрепляются по длине кабельной линии (заисключением участков около муфт) на расстоянии 1¸1,5 м, на изгибах трассы - 1м. При прокладке в земле следует учесть, что при засыпке грунтом кабели недолжны менять своего положения. Кабели, проложенные в плоскости в кабельных сооруженияхна воздухе, должны быть закреплены по длине линии на расстоянии 1¸1,5 м. Скобы и другие крепежные изделия для крепления одножильныхкабелей СПЭ, а также крепление бирок на кабели должны быть выполнены изнемагнитного материала. При закреплении кабелей необходимо учитывать возможноетепловое расширение кабелей и механические нагрузки, возникающие в режимекороткого замыкания.

9) Все концыкабелей после отрезания должны быть уплотнены термоусаживаемыми капами дляпредотвращения проникновения влаги из окружающей среды. Во время прокладкикабелей должен быть обеспечен контроль состояния оболочек и защитных кап.

5. Способы прокладки кабелей

Кабели сизоляцией из полиэтилена могут прокладываться в земле (траншее), в кабельныхсооружениях (туннели, галереи, эстакады), в блоках (трубах), в производственныхпомещениях (в кабельных каналах, по стенам).

При прокладкекабелей в земле рекомендуется в одной траншее прокладывать не более шестикабелей. При большем количестве кабелей рекомендуется прокладывать их в отдельныхтраншеях. Прокладка кабелей может осуществляться одиночными кабелями, так исоединенными в треугольник.

Прокладкакабелей в туннелях, по эстакадам и галереям рекомендуется при количествекабелей, идущих в одном направлении более двадцати. Прокладка кабелей в блокахприменяется в условиях большой стесненности по трассе, в местах пересечений сжелезнодорожными путями и проездами, при вероятности разлива металла и т.п.

При прокладке пометаллоконструкциям возможно использование различных видов креплений в видескоб, клиц или узлов крепления.

Примеры крепления кабеля с применением скоб (рис. 3, 4, 5).

Все размеры даныв миллиметрах. Крепежные изделия (болты, гайки, шайбы) не показаны.

D - наружный диаметр кабеля, S - толщина прокладки (от 3 до4 мм).

Рис. 3. Крепление одного кабеля

Обозначения:

1 -кабель; 2 - хомут (скоба) из алюминия или алюминиевого сплава; 3 - прокладка изрезины или поливинилхлорида.

Рис. 4. Крепление трех кабелей в связке (в треугольник)

Обозначения:

1- кабель; 2- хомут (скоба) из алюминия или алюминиевогосплава толщиной 5 мм; 3 - прокладка из резины или поливинилхлорида толщиной 3¸5мм.

Рис. 5. Крепление трех кабелей

Обозначения:

1- кабель; 2- хомут (скоба) из алюминия или алюминиевогосплава; 3- прокладка из резины или поливинилхлорида.

6. Технология прокладки кабеля

Прокладку кабеляосуществляет бригада в количестве 5-7 человек.

Примерная схемарасстановки рабочих при протяжке кабеля:

- барабан, натормозе - 1 человек;

- сход кабеля сбарабана - 1 человек;

- спуск кабеля втраншею (вход, выход из туннеля) - 1 человек;

- на лебедке - 2человека;

- сопровождениеконца кабеля - 2 человека.

Кроме того,необходимо предусмотреть по одному человеку:

- на каждом углуповорота;

- на каждом проходев трубах через перегородки или перекрытия, у входа в камеру или здание.

Приодновременном тяжении трех кабелей за устройством для группирования кабелейдолжны находиться 2 человека для скрепления кабеля в треугольник.

Скоростьпрокладки не должна превышать 30 м/мин и должна выбираться в зависимости отхарактера трассы, погодных условий и усилий тяжения.

При превышениидопустимой величины усилия тяжения необходимо остановить прокладку и проверитьправильность установки и исправность линейных и угловых роликов, наличие смазки(воды) в трубах, а также проверить кабель на возможное заклинивание в трубах.Дальнейшая протяжка кабеля возможна только после устранения причин превышениядопустимых усилий тяжения.

При спускекабеля в траншею или входе в туннель необходимо следить, чтобы кабель несоскальзывал с роликов и не терся о трубы и стенки в проходах. На входе в трубынеобходимо следить за тем, чтобы не повреждались защитные покровы кабелей окрай трубы.

При поврежденииоболочки кабеля необходимо остановить прокладку, осмотреть место повреждения ипринять решение о способе ремонта оболочки.

Сопровождающиеконец кабеля должны следить за тем, чтобы кабель шел по роликам, принеобходимости подправляют ролики, а также направляют конец кабеля.

Кабельвытягивается таким образом, чтобы при укладке его по проекту расстояние отверха концевой муфты или от условного центра соединительной муфты было не менее2 м. При определении запаса следует учитывать, что остатка кабеля на барабанедолжно хватить для монтажа муфты. Отсоединить тяговый трос и снять чулок илизахват с конца кабеля. В случае, если на барабане находится кабель длянескольких участков трассы, или если длина кабеля существенно больше длиныучастка, необходимо обрезать кабель.

После обрезкикабеля необходимо герметизировать концы кабелей капированием. Для болеенадежной герметизации концов кабелей возможно применить двойное капирование.Внутреннюю капу осадить на электропроводящий слой по изоляции кабеля, анаружную капу - на внутреннюю капу и на оболочку кабеля. Возможно, также передкапированием нанести на обрез кабеля слой расплавленного битума.

Принеобходимости концы кабеля завести в камеры, колодцы, кабельные помещения. Приэтом необходимо соблюдать допустимые радиусы изгиба кабеля. Снять кабель с роликов,уложить и закрепить его по проекту.

При прокладке втраншее произвести присыпку кабеля песчано-гравийной смесью или мелким грунтомтолщиной не менее 100 мм и провести испытания оболочки кабеля.

Журнал «Ценообразование исметное нормирование в строительстве», ноябрь 2010 г. № 11