Прокладка кабельных линий в траншеях

 

В процессе сооружения кабельной линии персонал строительной и эксплуатирующей организаций составляет эскиз расположения линии с точной привязкой к постоянным ориентирам и инструментальной проверкой при необходимости вертикальных отметок линии. На эскизе наносится все пересечения линии с подземными коммуникациями, заходы линии в сетевые сооружения и здания потребителей, фиксируется положение соединительных муфт, расположение колодцев и других элементов кабельной канализации и т. п.

Механические воздействия на кабель, возникающие при прокладке, определяются сложностью трассы. При прокладке кабеля в земле к сложным участкам трассы, на которых прокладывается одна строительная длина, относятся: участки трассы с более чем четырьмя поворотами под углом свыше 30°; прямолинейные участки трассы с более чем четырьмя переходами в трубах длиной более 20 м или более чем двумя переходами в трубах длиной свыше 40 м.

Прокладка кабельных линий в земле в городских условиях осуществляется вдоль уличных проездов. При этом в соответствии со сложившейся практикой кабельные линии напряжением до 10 кВ прокладываются, как правило, под тротуарами. Прокладка кабелей под тротуарами или проезжей частью улицы имеет несомненные преимущества с точки зрения охраны линий от внешних механических повреждений, а также полноценного использования подземного пространства городской территории.

Выбор трассы прокладки кабельных линий по территории города производится в настоящее время по согласованию с отделом подземных сооружений городской администрации. Условия размещения кабельных линий в подземном пространстве определяются ПУЭ.

Глубина залегания кабелей в траншее от планировочной отметки улицы для линий до 10 кВ составляет не менее 0, 7 м, на пересечениях улиц заложение этих линий. При вводе линий 1 кВ в здание допускается уменьшение глубины заложения до 0, 5 м при условии прокладки кабеля в трубе. При параллельной прокладке кабельных линий расстояния между кабелями до 10 кВ, а также между ними и контрольными кабелями принимаются равными 100 мм; между кабелями, эксплуатируемыми различными организациями, а также между силовыми кабелями и кабелями связи – 500 мм.

Расстояние между кабельной линией и зелеными насаждениями должно быть не менее 2 м, при прокладке кабеля параллельно с трубопроводом – не менее 0, 5 м, с газопроводом давлением до 0, 588 МПа – не менее 1 м. При параллельной прокладке с теплопроводом расстояние должно составлять не менее 2 м, при этом теплопровод должен иметь тепловую изоляцию, с тем чтобы дополнительный нагрев почвы в месте прохождения кабелей не превышал 10 °С для линий напряжением до 10 кВ. Расстояние от кабельной линии до ближайшего рельса трамвайного пути может составлять не менее 2, 75 м.

При пересечении кабельными линиями других подземных коммуникаций расстояние между ними должно быть не менее 0, 5 м. При прокладке кабелей в изолирующих трубах глубина пересечения с электрифицированным транспортом не менее 1 м, при этом места пересечении должны находиться не ближе 3 м от стрелок, крестовин и мест присоединения к рельсам отсасывающих кабелей. Допускается уменьшение отмеченных выше расстояний при условии дополнительной защиты кабельных линий от механических повреждений, дополнительной изоляции теплопроводов и применения изолирующих блоков.

Перед прокладкой кабелей выполняется геодезическая разбивка траншеи в соответствии с проектом. При этом уточняются участки, где требуется защита линий от почвенной коррозии и блуждающих токов, места сближения и пересечения кабелей с другими подземными сооружениями. Рытье траншей для кабелей производится после окончания всех работ по сооружению других подземных коммуникаций и окончательной планировки территории в пределах трассы. При рытье траншей необходимо строго соблюдать вертикальные отметки дна траншей, привязку траншей к ориентирам и другие размеры траншеи. Земляные работы на трассе производятся, как правило, механизированным способом. Для рытья траншей в городских условиях используется одноковшовый экскаватор, вместимостью ковша 0, 15 м³. Вскрытие усовершенствованных покрытий уличных проездов производится с помощью пневматических и электромолотков различных типов, а также прицепного механизма с цепью Бара; засыпка траншей осуществляется бульдозером. В условиях города достаточно часто земляные работы выполняются вручную лопатами.

При рытье траншеи материал верхнего уличного покрытия складывается на одну сторону траншеи на расстоянии не менее 1 м от ее края, грунт на другую сторону – на расстоянии не менее 0.5 м от края. Траншея на поворотах должна быть расширена для укладки кабелей с требуемым радиусом закругления.

Для защиты кабелей в местах пересечения и сближения с другими подземными сооружениями и на переходах через уличные проезды применяются, асбестоцементные трубы, которые закладываются при рытье траншеи. На пересечении линий с электрифицированным транспортом используются только асбестоцементные трубы. Внутренний диаметр трубы – не менее 1, 5 наружного диаметра кабеля. Трубы укладываются прямолинейно по выровненному и утрамбованному дну траншеи с уклоном не менее 0, 2 %, соединения асбестоцементных труб выполняются с помощью муфт и уплотняются. Допускается выполнить соединение с помощью манжет из листовой стали или пластмассы с заделкой места соединения цементным раствором. Одновременно с рытьем траншеи выполняются проходы для заводки кабелей в здания, туннели, для этого в фундаменте или стене сооружения пробиваются отверстия с последующей заделкой трубы для прохода кабеля. Концы всех труб после их прокладки временно закрываются деревянными заглушками.

Подготовка траншеи в местах пересечения с уличными проездами, надземными и подземными коммуникациями может производиться открытым или закрытым способом. В последнем случае подготовка перехода выполняется проколом или горизонтальным бурением. Прокол грунта для прохода кабелей без рытья открытой траншеи в настоящее время осуществляется продавливанием или с помощью пневмопробойника. Пневмопробойник ИП-4601 используется для прокола грунтов при длине прохода не более 20 м.

При подготовке траншеи вдоль ее длины, по бровке, производится раскладка бетонных плит или кирпича, а при необходимости – просеянного грунта для присыпки кабеля после его укладки. Перед прокладкой кабеля указанным грунтом присыпается дно траншеи на глубину 100 мм. Подготовленные участки траншеи в местах, где имеется движение людей и транспорта, ограждаются. Кроме того, вывешиваются предупреждающие плакаты, а в ночное время устанавливается сигнальное освещение.

Дополнительные меры предосторожности необходимо принимать при производстве земляных работ на трассе действующих линий, а также других подземных коммуникаций, расположенных на глубине прокладки кабелей. В таких случаях перед началом земляных работ необходимо проверить истинное положение уже проложенных кабелей и подземных коммуникаций по отношению к сооружаемой траншее. С этой целью в местах расположения указанных коммуникаций разрывают пробные шурфы на ширину лопаты поперек траншеи. Применение механизмов при производстве земляных работ на трассе действующих кабелей допустимо на такую глубину, когда до кабеля остается 300 – 400 мм. В дальнейшем разработка грунта должна производиться вручную (лопатами). В зимних условиях разработка грунта может быть связана с его предварительным нагревом.

Прокладка кабеля включает развозку барабанов вдоль трассы, подъем барабанов на домкраты и снятие обшивки, раскатку и укладку кабеля в траншею с пересечением при необходимости подземных коммуникаций, засыпку кабеля слоем 100 мм просеянной земли, укладку кирпича или плит и окончательную засыпку траншеи. Одновременно с развозкой кабельных барабанов производится установка по трассе необходимых механизмов и приспособлений: лебедок, линейных и угловых роликов, домкратов, приспособлении для тяжения кабеля, инструмента и т. п.

Расстановка барабанов на трассе должна учитывать длину кабеля на каждом барабане, маркировку верхних концов кабеля, направление раскатки кабеля. При протяженности трассы, превышающей оду строительную длину кабеля, внутренний конец одной строительной длины должен быть соединен с наружным концом другой строительной длины. Барабаны при этом расставляются таким образом, чтобы кабель при прокладке разматывался с верхней части барабана. Кроме того, при расстановке барабанов необходимо учитывать порядок чередования жил верхнего конца кабеля. По этой причине на барабане имеются значки «П» и «О» — прямой и обратный порядок чередования фаз. Прямой порядок предусматривает в поперечном сечении кабеля в направлении против часовой стрелки расположение жил в последовательности 1 – 2 – 3 (желтая, синяя или зеленая, красная окраска изоляции жил). Обратный порядок предусматривает чередование жил 1 – 3 – 2. Барабаны со знаком «П» или «О» обеспечивают последовательную раскатку кабеля, со знаком «П» и «О» – встречную.

Перед прокладкой производится внешний осмотр барабанов, вскрытие их обшивки, осмотр наружных витков кабеля с составлением соответствующего акта осмотра. При повреждении кабеля поврежденные места вырезаются с установкой капп на концы кабеля. Все барабаны должны иметь протоколы заводского испытания. Прокладка кабеля в зависимости от возможности передвижения механизмов, наличия пересечений кабеля с другими коммуникациями, поперечного крепления траншеи и других местных условий может производиться с использованием кабельного транспортера, автомашины, тяжения кабеля канатом с помощью приводной или ручной лебедки.

В городских условиях, с многочисленными поворотами трассы и ее пересечениями уличных проездов и различных коммуникаций, наибольшее применение имеет прокладка кабеля с помощью тяжения. В этом случае барабан с кабелем и лебедка устанавливаются на разных концах трассы. Раскатка кабеля вдоль траншеи осуществляется по роликам с помощью тяжения каната приводной или ручной лебедкой.

На прямых участках траншеи устанавливаются линейные ролики на расстоянии от 3 до 7 м друг от друга, на поворотах трассы – угловые ролики. Ролики закрепляются в траншее во избежание их смещения при протяжке кабеля. Канат лебедки разматывают по роликам вдоль траншеи, пропуская канат через встречные трубы на переходах трассы, и закрепляют к нему конец раскатываемого кабеля. При этом тяжение кабелей со свинцовой или пластмассовой оболочкой допускается только при креплении кабеля к канату за жилы. Крепление каната к кабелю при протяжке осуществляется с помощью зажима, проволочного чулка или непосредственно к жилам.

При раскатке кабеля рабочие расстанавливаются на трассе и у лебедки и барабана. Они наблюдают за раскаткой, притормаживают барабан при необходимости, вращают лебедку, следят за тяжением, за прохождением кабеля через трубы. При этом поддерживается видимая связь между руководителем работ и членами бригады, при необходимости предусматривается радио или телефонная связь.

После раскатки отсоединяют трос, кабель снимают с роликов и укладывают на дно траншеи змейкой с запасом 1 – 3 % его длины для компенсации опасных механических напряжений, возникающих в кабеле при смещении почвы и температурных деформациях. При прокладке в траншее нескольких кабелей их концы располагаются со сдвигом не менее 2 м, чтобы соединительные муфты линий не совпадали. Число соединительных муфт на 1 км новых линий должно быть не более: для трехжильных кабелей 1 – 10 кВ сечением 3x70 мм² – 4 шт., сечением от 3x95 до 3х240 мм² – 5 шт. Концы труб на переходах после прокладки кабелей уплотняются смоляной лентой или кабельной пряжей. Кабельные вводы в здание герметизируются.

При невозможности раскатки кабеля на полную длину допускается оставшийся конец кабеля размотать и положить вручную методом петли. При отрицательных температурах метод петли не применяется. После прокладки составляется исполнительная документация кабельной линии. После чего кабель присыпается слоем просеянной земли толщиной 100 мм, кабель покрывается кирпичом. Кирпич применяется для кабелей напряжением до 10 кВ. Кабели 1 кВ могут иметь защиту только на участках, где возможны механические повреждения в местах частых раскопок. Асфальтовые покрытия улиц рассматриваются, как места с редкими разрытиями. Примерный расход кирпича на 1 км трассы составляет при прокладке одного кабеля 420 шт., двух кабелей 830 шт. и трех кабелей 1200 шт.

После присыпки кабеля составляется акт на скрытые работы. Окончательная засыпка траншеи и котлованов производится после монтажа Соединительных муфт и испытания кабельной линии повышенным напряжением. Если привязка линии к постоянным сооружениям затруднена, через каждые 100 м вдоль трассы устанавливаются опознавательные знаки, к которым производится привязка линий.

 

Испытание кабельных линий

 

Кабельные линии непосредственно после их сооружения и в процессе эксплуатации подвергаются разнообразным испытаниям, с помощью которых выявляются ослабленные места или дефекты в изоляции и защитных оболочках кабелей, соединительной и концевой арматуры и других элементах кабельных линий.

Причины возникновения таких ослабленных мест различны. Они могут возникать при изготовлении кабеля и арматуры на заводе из-за конструктивных недостатков кабеля и арматуры, при небрежной прокладке кабельных линий, при некачественном выполнении монтажных работ. Ослабленные места выявляются в процессе эксплуатации КЛ, так как со временем наблюдается старение изоляции кабелей и коррозия их металлических оболочек. Кабельные линии, проложенные в земляной траншее, невзирая на дополнительную защиту в виде покрытия кирпичом весьма подвержены внешним механическим повреждениям, которые могут возникать при прокладке и ремонте других городских подземных сооружений проходящих по трассе КЛ.

За исключением прямых механических повреждений, ослабленные места и дефекты КЛ имеют скрытый характер. Своевременно не выявленные испытаниями они могут с той или иной скоростью развиваться под воздействием рабочего напряжения. При этом возможно полное разрушение элементов КЛ в ослабленном месте с переходом линии в режим короткого замыкания и ее отключение с соответствующим нарушением электроснабжения потребителей.

Применение выпрямленного напряжения для испытания КЛ весьма эффективно. Для этих целей применяются транспортабельные испытательные установки ограниченной мощности и габаритов. Последнее определяется тем, что параметры таких установок зависят от тока утечки в изоляции КЛ, в то время как при использовании повышенного переменного напряжения параметры установок определяются емкостью линий, которая для КЛ весьма значительна. При этом выпрямленное напряжение, по сравнению с таким же по величине напряжением, оказывает малое воздействие на неповрежденную изоляцию кабельной линии.

Испытание выпрямленным напряжением, выявляет не все ослабленные места изоляции КЛ. В частности, не выявляются: электрическое старение изоляции, осушение изоляции из-за перемещения или стекания пропиточного состава, высыхание изоляции из-за тяжелого теплового режима работы кабельной линии. Испытания повышенным напряжением являются разрушающими, так как при приложении испытательного напряжения изоляция КЛ в месте дефекта доводится до полного разрушения (пробоя). После пробоя необходим ремонт липни в том или ином объеме.

Различают приемосдаточные испытания (П), испытания при капиталь-ном (К) и текущем (Т) ремонтах, а также межремонтные испытания (М). Для кабельных линий городских сетей характерны испытания П, К и М. При этом испытания К и М согласно принятой терминологии носят названия профилактических испытаний (ПИ).

Для линий напряжением до 1 кВ вместо испытания повышенным напряжением допускается проверка их мегомметром напряжением 2500 В. Время приложения испытательного напряжения для КЛ напряжением до 35 кВ принимается равным 10 мин при приемосдаточных испытаниях и 5 мин для линий, находящихся в эксплуатации.

При испытаниях повышенным напряжением необходимо учитывать характер изменения токов утечки, которые для КЛ с удовлетворительной изоляцией, как правило, весьма стабильны. Для кабелей с бумажной изоляцией напряжением до 10 кВ ток утечки находится в пределах 300 мкА. При этом абсолютное значение тока утечки не является браковочным показателем. Асимметрия токов утечки по фазам КЛ не должна превышать восьми - десяти при условии, что абсолютные значения токов утечки не превышают допустимые.

До и после испытания линий повышенным напряжением производится измерение сопротивления изоляции линии с помощью мегомметра. При этом сопротивление изоляции КЛ до 1 кВ должно быть не ниже 0, 5 МОм. Для линии других напряжений сопротивление изоляции не нормируется. Проверка мегомметром позволяет также выявить серьезные повреждения КЛ, в частности, заземление и обрывы жил, замыкания между жилами и т.п.

Профилактические испытания (ПИ) делятся на плановые и внеплановые. ПИ кабельных линий 6 – 35 кВ должны производиться не реже одного раза в три года. Линии, имеющие по опыту эксплуатации недостаточно удовлетворительное состояние изоляции или работающие в неблагоприятных условиях (частные земляные раскопки на трассе линии, активная коррозия и т. п.), рекомендуется подвергать более частым испытаниям. Внеочередные испытания назначаются после производства земляных работ на трассе КЛ, ее перекладки или капитального ремонта, при наличии осадки или размыва грунта на трассе и т. п.

Профилактические испытания КЛ производятся с выводом из работы линий и их всесторонним отключением на время проведения испытания. Для испытаний применяются специальные высоковольтные выпрямительные установки, размещаемые, в передвижных электролабораториях. При испытании отрицательный полюс установки присоединяется к жиле кабельной линии, а положительный полюс заземляется. Для трехжильных кабелей с поясной изоляцией испытательное напряжение прикладывается поочередно к каждой жиле, в то время как две другие жилы вместе с металлическими оболочками кабеля заземляются. При этом испытывается междуфазовая изоляция и изоляция жилы по отношению к земле. Для кабелей с изолированными жилами в отдельной металлической оболочке или экране испытательное напряжение прикладывается поочередно к каждой жиле, с одновременным заземлением двух других жил и всех металлических оболочек и экранов.

Наибольшее применение имеет способ испытания, при котором полностью отключается кабельная линия (рис. 1). При высокой эффективности этот способ достаточно трудоемкий, так как процесс испытания требует поочередного вывода линий из работы.

 

 

Рис. 1. Схема испытания кабельных линий с отключением линий

 

При этом нарушается нормальный режим сети, что ведет к увеличению потерь энергии в сети и снижается надежность электроснабжения потребителей. Отключение и обратное включение линий происходит при высоком напряжении, т. е. необходимо обеспечить безопасность персонала, выполняющего эти операции.

Перед началом испытания установка заземляется и производится осмотр всех элементов КЛ. При наличии видимых дефектов последние устраняются. В зависимости от схемы присоединения линии вместе с ней может испытываться то или иное концевое электрооборудование (опорные изоляторы линейного разъединителя и т. п.). Допускается производить испытание одновременно нескольких участков распределительной линии при условии, что силовые трансформаторы и трансформаторы напряжения в ТП, находящиеся в схеме линии, на это время отключаются.

После присоединения испытательной установки к линии повышенное напряжение увеличивают плавно со скоростью не более 1 – 2 кВ в секунду до необходимого значения и затем поддерживают в течение установленного времени. При этом ведется наблюдение за током утечки, а на последней минуте испытания записывается показание микроамперметра. Линия считается выдержавшей испытание, если не произошло пробоя или перекрытия концевых муфт, не наблюдалось роста тока утечки или его резких скачков в период испытания. Кабельная линия после испытания значительное время сохраняет электрический заряд, который в последующем снимается разрядным устройством.

Токи утечки и их неравномерность по фазам не рассматриваются в качестве браковочных показателей. Однако они характеризуют состояние изоляции КЛ и главным образом, изоляции концевых муфт. При заметном нарастании тока утечки или при появлении скачков тока продолжительность испытания следует увеличить до 10 – 20 мин и довести испытание до пробоя линии. Если линия не пробивается, она может быть включена в работу с повторным испытанием через месяц. В дальнейшем такие линии рекомендуется испытывать не реже одного раза в год. Если значения токов утечки стабильны, но превосходят 300 мкА при относительной влажности окружающей среды до 80 % и 500 мкА при влажности более 80 % для линий до 10 кВ, кабельная линия после испытания может быть включена в работу, но с сокращением срока следующего испытания.

Кабельные линии с плохим состоянием изоляции рекомендуется испытывать в летний период. Результаты испытания (среди них значения тока утечки) записываются в паспортную карту КЛ и сопоставляются с результатами предыдущих испытаний для суждения об изменении состояния изоляции линии.

Образец кабеля, имеющий дефекты, при пробое рекомендуется вырезать и обследовать в стационарных условиях. Это необходимо с целью определения причин возникновения дефекта и разработки соответствующих мероприятий, исключающих такие дефекты. Результаты обследования оформляются соответствующим протоколом и записываются в карту КЛ.

Наибольшее применение получил аппарат испытательной установки АИИ-70. Аппарат предназначен для испытания изоляции КЛ и электрооборудования повышенным переменным и выпрямленным напряжением, а также для испытания трансформаторного масла на электрическую прочность. Максимальное значение переменного напряжения 50 кВ, выпрямленного напряжения 70 кВ, выпрямленного тока 5 мА при мощности повышающего трансформатора 2 кВА. Аппарат состоит из передвижного пульта управления с трансформатором, регулятором напряжения, приборами и отдельной кенотронной приставки с микроамперметром.

Аппарат АИИ-70 является простым и надежным в работе в стационарных условиях. Применение аппарата в передвижных установках встречает трудности из-за его значительных габаритов и выхода из рабочего состояния кенотрона при перевозках. По этим причинам сетевые предприятия переделывают аппарат путем замены кенотронной приставки полупроводниковыми вентилями, имеются также дополнительные решения, уменьшающие габариты и массу аппарата.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: