Монтаж вторичных устройств, кабелей - Характеристика кабелей и кабельного хозяйства

Раздел второй
Силовые и контрольные кабели
А. ХАРАКТЕРИСТИКА КАБЕЛЕЙ И КАБЕЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА

 2-1. Общие требования

Внедрение на электростанциях турбо- и гидрогенераторов большой мощности, сверхвысоких температур и давлений, повышенных напряжений в распределительных устройствах вызвало увели чение объема автоматизации технологических процессов производства и распределения электроэнергии и привело к резкому увеличению количества силовых и контрольных кабелей, применяемых на энергетических объектах.
Указанное вызывает повышенные требования к проектированию, монтажу и эксплуатации кабельного хозяйства электростанций и подстанций.
Ниже приводятся общие требования, которыми следует руководствоваться при проектировании и монтаже силовых и контрольных кабелей на энергетических объектах.

1. Для крупных электростанций и подстанций в объем передаваемой монтажной организации проектной документации по кабельному хозяйству должен входить в обязательном порядке проект организации работ по прокладке, монтажу, ремонту и замене кабелей. Этот проект должен включать раздел по применению средств малой механизации при монтажных и ремонтных работах.
2. Для основных кабельных потоков должны предусматриваться кабельные сооружения и помещения (этажи, туннели, шахты и др.) изолированные от технологического оборудования и исключающие доступ к кабелям посторонних лиц.

В пределах одного энергетического блока электростанции прокладка потоков кабелей может производиться вне специальных кабельных сооружений при условии надежной их защиты от механических повреждений, искр и огня при ремонте технологического оборудования, а также обеспечения удобства их обслуживания.
При прокладке в пределах одного энергетического блока кабельных потоков вне специальных кабельных сооружений необходимо по возможности расчленять их на отдельные потоки, проходящие по различным трассам.

1. Кабельные помещения и сооружения, в которых размещаются кабели различных энергетических блоков электростанций, включая помещения под блочными щитами управления, должны быть разделены перегородками с пределом огнестойкости не менее 1,5 ч. В кабельных помещениях и перегородках с пределом огнестойкости 1,5 ч двери должны иметь такой же предел огнестойкости. В местах прохода кабелей через эти перегородки в целях обеспечения возможности замены и дополнительной прокладки кабелей должна предусматриваться арматурная сетка с сечением ячейки, равным двойному диаметру наибольшего из кабелей в потоке, для наложения на нее несгораемого материала с пределом огнестойкости 1,5 ч.

В пределах одного энергетического блока разрешается выполнение кабельных сооружений с пределом огнестойкости 0,25 ч.
Кабельные сооружения, в которых прокладываются маслонаполненные кабели, должны иметь во всех случаях предел огнестойкости не менее 1,5 ч.
Кабельные шахты должны быть отделены от кабельных туннелей, полуэтажей и других помещений несгораемыми перегородками, иметь перекрытия по верху и низу с пределом огнестойкости 1,5 ч и входные двери.
Места входа кабелей в помещения закрытых распределительных устройств и в помещения щитов управления и защиты открытых распределительных устройств должны иметь перегородки с пределом огнестойкости не менее 1,5 ч.
Места входа кабелей на блочные щиты управления электростанций должны быть закрыты перегородками с пределом огнестойкости не менее 1,5 ч.

1. Кабельные туннели, помещения, этажи и т. п. должны быть разделены перегородками на отсеки, длина которых должна быть не более 150 м при наличии силовых и контрольных кабелей и 100 м при наличии маслонаполненных кабелей.
2. Все кабельные помещения и сооружения при длине более 7 м, как правило, должны иметь не менее двух выходов.

В протяженных кабельных сооружениях должны предусматриваться аварийные выходы, как правило, не реже, чем через 50 м.

1. Проектом кабельных сооружений должны быть в обязательном порядке предусмотрены гидроизоляция, дренирование и автоматическая откачка воды из приямков кабельных туннелей и каналов.
2. При применении кабельных лотков для прокладки кабелей в открытых распределительных устройствах (ОРУ) должны обеспечиваться проезд по ОРУ и проезд к оборудованию машин и механизмов, необходимых для выполнения монтажных, ремонтных и эксплуатационных работ.

Для обеспечения прохода механизмов должны предусматриваться переезды через лотки с сохранением расположения лотков на одном уровне. Если прокладка кабелей под дорогами или переездами предусматривается в трубах или каналах, то последние (трубы, каналы) должны располагаться не ниже лотков.

1. На крупных подстанциях кабельные потоки от распределительных устройств различного напряжения, а также от разных секций распределительного устройства одного напряжения должны, как правило, выполняться по отдельным трассам.
2. На все кабели, прокладываемые в кабельных помещениях и сооружениях, должны выдаваться чертежи их раскладки и крепления, в том числе в местах их пересечений, поворотов и переходов с горизонтальных участков на вертикальные.

Кабели в кабельных сооружениях должны быть проложены таким образом, чтобы были обеспечены проходы для монтажа, ремонта и замены кабелей, в том числе в местах входа и выхода кабелей из кабельных шахт. Пересечение кабелей должно производиться только в разных плоскостях.

1. На все кабельные потоки, прокладываемые вне кабельных сооружений, должны быть конструктивные чертежи на прокладку кабелей, защиту их от механических повреждений, искр и огня; на площадки и проходы для эксплуатационного обслуживания, а также схемы раскладки кабелей по трассе и в местах сопряжения с кабельными сооружениями и присоединения к панелям, щитам и оборудованию.

Проектирование кабельных трасс и отдельных кабелей без проработки мест и способа прокладки не допускается.

1. Прокладка кабелей в технологических туннелях гидрозолоудаления, технологических каналах помещений химической водоподготовки, а также в каналах, в которых располагаются трубопроводы с химически агрессивными жидкостями, не допускается.
2. При прокладке на тепловых электростанциях кабелей в зоне воздухопроводов мельничных систем не допускается прохождение кабельных потоков в зоне действия предохранительных взрывных клапанов пылесистем, а в случаях, когда это неизбежно, кабельные потоки должны защищаться стальными кожухами. Одиночные кабели, проходящие в этих зонах, следует прокладывать в стальных трубах.

Подвесную трассу кабелей над мельницами следует выполнять закрытой, уплотненной, с тем чтобы при действии предохранительных взрывных клапанов пылесистемы на кабели этой трассы не попадала угольная пыль. Все выводы кабелей из коробов, проходящих над мельничными системами, должны быть тщательно уплотнены.

1. В целях повышения пожарной безопасности и обеспечения надежной эксплуатации на всех электростанциях, а также на подстанциях напряжением 500 и 750 кВ не должны применяться силовые и контрольные кабели с горючим наружным покровом и горючей изоляцией жил.

Не следует применять на тепловых электростанциях силовые и контрольные кабели с полиэтиленовой изоляцией жил (приказ Минэнерго СССР от 21 марта 1967 г. № 39) из-за горючести полиэтилена и его размягчения при временном перегреве.

1. В целях расширения области применения контрольных кабелей с алюминиевыми жилами разрешается применение контрольных кабелей с алюминиевыми жилами (служебная записка Минэнерго СССР от 17 февраля 1969 г. № Н-1551) на следующих энергетических объектах:

на тепловых электростанциях для всех агрегатов мощностью 100 МВт и ниже;
на всех подстанциях напряжением 154 кВ и ниже и на подстанциях 220 кВ, кроме межсистемных;
на всех гидростанциях;
на тепловых электростанциях для агрегатов мощностью выше 100 МВт во вспомогательных цехах во всех случаях, в которых обрыв цепи не приводит к остановке энергетического блока.

2. Назначение, конструкция и условные обозначения силовых и контрольных кабелей

1. Электрические кабели по своему назначению разделяются на силовые (для передачи и распределения электрической энергии) и контрольные (для вторичных цепей).
2. Силовые кабели состоят из токопроводящих жил, изоляции жил, поясной изоляции, оболочки и наружных защитных покровов.

Для увеличения прочности изоляции жил кабеля и снижения влияния воздушных включений отдельные марки силовых кабелей снабжаются экраном из полупроводящей или металлизированной бумаги или из металлической ленты. В зависимости от технических условий на кабели экран накладывается поверх поясной изоляции или поверх изоляции жил кабелей.

1. Контрольные кабели состоят из токопроводящих жил, изоляции жил, оболочки и наружных защитных покровов.
2. Токопроводящие жилы силовых кабелей изготовляются из меди в слитках марок МО и Ml и алюминия в слитках марок АО и А1, которые путем прокатки и отжига превращаются в медную мягкую проволоку марки ММ и алюминиевую мягкую проволоку марки AM.

  В зависимости от конструкции, марок и сечения жилы кабелей изготовляются однопроволочными или многопроволочными.
Для кабелей силовых с изоляцией из пропитанной бумаги в свинцовой оболочке токопроводящие жилы должны быть:
а)   медные сечением до 16 мм² включительно — однопроволочные, сечением 25 мм² и более — многопроволочные, сечением 25 и 35 мм² в кабелях на напряжение 1 и 3 кВ и в кабелях на напряжение  6 кВ с обедненно пропитанной изоляцией в общей свинцовой оболочке — однопроволочные или многопроволочные; в кабелях с обедненно пропитанной изоляцией с отдельно освинцованными жилами на напряжения 6 и 10 кВ сечением до 35 мм² включительно — однопроволочные, а сечением 50 мм² и более — многопроволочные или уплотненные многопроволочные;
б)  алюминиевые сечением до 120 мм² включительно — однопроволочные, сечением 150 мм² и более — многопроволочные; однопроволочные алюминиевые жилы сечением 70, 95 и 120 мм² должны изготовляться из мягкого алюминия с относительным удлинением не менее 25%.

Рис. 2-2. Поперечные сечения секторных токопроводящих жил. а — трехжильных кабелей; б — четырехжильных кабелей; в — нулевой жилы; h — высота сектора.

Рис. 2-3. Поперечное сечение сегментной токопроводящей жилы h — высота сегмента.
Допускается изготовление алюминиевых жил сечением 25— 120 мм² многопроволочными или комбинированными, а для кабелей с обедненно пропитанной изоляцией сечением 70—120 мм² — многопроволочными уплотненными или комбинированными.
В комбинированных жилах сердечник может быть сплошным или состоять из двух или более фасонных частей. Поверх сердечника должно быть наложено не менее одного повива проволок.
Для силовых кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией жил конструкция токопроводящих жил определяется соответствующим ГОСТ или техническими условиями.
Токопроводящие жилы силовых кабелей по своей форме разделяются на круглые (рис. 2-1), секторные (рис. 2-2) и сегментные (рис. 2-3).

Конструктивные данные круглых токопроводящих жил из медных и алюминиевых проволок для кабелей с бумажной изоляцией

Таблица 2-2

Конструктивные данные секторных уплотненных токопроводящих жил из медных и алюминиевых проволок для трехжильных кабелей

Сердцевина жилы представляет собой элемент, скрученный из семи проволок (1+6), по бокам которого проложены две проволоки (по одной с каждой стороны).

Кабели одножильные и трехжильные с отдельно освинцованными жилами всех сечений, а также многожильные кабели с поясной изоляцией с сечением жил до 16 мм² включительно изготовляются с токопроводящими жилами круглой формы.
Многожильные кабели с поясной изоляцией при сечении жил 25 мм² и более изготовляются с жилами секторной или сегментной формы. В четырехжильных кабелях четвертая жила может иметь треугольную форму и располагаться в центре кабеля.

Таблица 2-3
Конструктивные данные секторных уплотненных токопроводящих жил из медных и алюминиевых проволок для четырехжильных кабелей

* Сердцевина жилы представляет собой элемент, скрученный из семи проволок (14-6), по бокам которого проложены две проволоки (по одной с каждой стороны).

Таблица 2-4
Конструктивные данные сегментных уплотненных токопроводящих жил из медных и алюминиевых проволок для двухжильных кабелей

Двухжильные кабели изготовляются с жилами, имеющими форму сегмента. 
Конструктивные данные токопроводящих жил силовых кабелей приведены в табл. 2-1—2-4.
Токопроводящие жилы контрольных кабелей должны изготовляться только однопроволочными. Изолированные жилы контрольных кабелей должны быть скручены.

1. Изоляция жил силовых и контрольных кабелей изготовляется в зависимости от марок кабелей из кабельной бумаги, резины, полиэтилена или поливинилхлорида.

Кабельная бумага, применяемая для изоляции кабелей, состоит из. сульфатной небеленой целлюлозы и пропитывается составом из минерального масла и канифоли или синтетическим маслом. Кабельная бумага должна соответствовать ГОСТ 645-67.
Резина для изоляции токопроводящих жил теплостойкая изготовляется типов РТИ-0, РТИ-1 и РТИ-2 с содержанием в резине каучука соответственно не менее 40, 35 и 30%. Резина для изоляции жил, не распространяющая горение, изготовляется типа РНИ. Резина для изоляции жил кабелей должна соответствовать по своим свойствам ГОСТ 2068-61.
Полиэтилен должен соответствовать ГОСТ 16336-70.
Поливинилхлоридный пластикат должен соответствовать ГОСТ 5960-61.
Толщины изоляции жил и поясной изоляции силовых и контрольных кабелей приведены в табл. 2-5—2-9.

Таблица 2-5
Номинальные толщины бумажной изоляции многожильных силовых кабелей

С обедненно-пропитанной изоляцией и общей свинцовой оболочке.

Допускаемые отклонения толщины изоляции жил и поясной изоляции от величины, указанной в табл. 2-5 и 2-6, составляют не более:
Для кабелей на напряжение 1 кВ . . . 0,18 мм
Для кабелей на напряжение более 1 кВ 0,24 мм

Номинальные толщины бумажной изоляции жил одножильных силовых кабелей и кабелей с отдельно освинцованными жилами

* С обедненно-пропитанной изоляцией.
Таблица 2-7
Номинальные толщины изоляции жил силовых кабелей с резиновой изоляцией

Допускаемые отклонения от номинальной толщины изоляции, указанной в табл. 2-7, составляют минус 10%. Положительный допуск не нормируется.

Таблица 2-8
Номинальные толщины изоляции жил силовых кабелей
с пластмассовой изоляцией по МРТУ 2-43-2-61 и 16-505-021-65

Таблица 2-9
Номинальные толщины изоляции жил контрольных кабелей

6. Оболочка силовых и контрольных кабелей (табл. 2-8 и 2-9) служит для защиты изоляции от проникновения влаги, воздуха, химических продуктов и предотвращает старение изоляции. Оболочки кабелей изготовляются из свинца, алюминия, поливинилхлоридного пластика или резины.
Свинцовая оболочка изготовляется из свинца марок С2, С3, СЗСУ по ГОСТ 3778-65, В свинцовой оболочке кабелей всех марок допускается присадка сурьмы до 0,8% и меди до 0,08%. На свинцовой оболочке не допускаются риски, царапины и вмятины, если после их зачистки толщина оболочки кабеля станет меньше минимальной.
Алюминиевая оболочка кабелей имеет более высокую механическую прочность, чем свинцовая, а также высокую стойкость в условиях вибрации. При прокладке кабелей в воде применение алюминиевой оболочки не допускается. Алюминий, применяемый для изготовления оболочки, должен соответствовать марке А00 по ГОСТ 11069-64.
Резиновая оболочка изготовляется из резины типа РШН по ГОСТ 2068-61, а поливинилхлоридная — из поливинилхлоридного пластиката по ГОСТ 5960-61. На поверхности резиновой и поливинилхлоридной оболочки не должно быть вмятин и утолщений, выводящих толщину оболочки за пределы допускаемых отклонений.
Толщина оболочек силовых и контрольных кабелей устанавливается ГОСТ и техническими условиями на кабели. Толщина оболочки зависит от материала, из которого она изготовляется, конструкции кабеля, диаметра кабеля и его назначения.

1. Защитные покровы силовых и контрольных кабелей предназначены для защиты оболочек кабелей от механических повреждений и коррозии. Защитные покровы бронированных кабелей состоят из подушки, брони и наружного покрова.

Подушка предотвращает повреждение оболочки кабеля броней и защищает оболочку от коррозии. Нормальная подушка состоит из следующих последовательно наложенных концентрических слоев:
битум или битумный состав;
ленты из пропитанной кабельной бумаги;
битум или битумный состав;
пропитанная кабельная пряжа;
битум или битумный состав.
Усиленная подушка состоит из следующих последовательно наложенных концентрических слоев:
битум или битумный состав;
две ленты поливинилхлоридного пластиката;
одна лента кабельной пропитанной бумаги;
битумный состав;
пропитанная кабельная пряжа;
битумный состав.
Битум и битумный состав, применяемые для нормальных подушек, должны иметь температуру размягчения не ниже 45° С, а для усиленных подушек не ниже 65° С.
Броня предохраняет кабель от механических повреждений и изготовляется из двух стальных лент или плоской или круглой стальной проволоки в зависимости от механических усилий, которым кабель подвергается во время монтажа и эксплуатации. Броня из двух стальных лент должна быть наложена так, чтобы верхняя лента перекрывала зазоры между витками нижней ленты.
Наружный покров служит для предохранения брони от коррозии. Нормальный наружный покров должен состоять из следующих последовательно наложенных концентрических слоев:
битум или битумный состав;
пропитанная кабельная пряжа или стеклянная пряжа из штапельного волокна;
битум или битумный состав;
покрытие, предохраняющее от слипания витков кабеля.
Негорючий наружный покров должен состоять из следующих последовательно наложенных концентрических слоев:
негорючий состав;
стеклянная пряжа из штапельного волокна;
негорючий состав;
покрытие, предохраняющее от слипания витков кабеля.
Наружный покров должен быть морозостойким. При температуре — 40° С с наружного покрова при ударе не должны осыпаться битумный и негорючий составы.
Кабели, предназначенные для прокладки в земле (в траншеях), имеют поверх брони джутовую оплетку для защиты кабеля от коррозии и блуждающих токов.
Типы защитных покровов приведены в табл. 2-10.
Типы защитных покровов

1. В зависимости от конструкции силовые и контрольные кабели, выпускаемые кабельной промышленностью СССР, различаются по присвоенным им единым условным маркам, каждая из которых имеет свое буквенное обозначение. Обозначение каждой марки кабеля состоит из нескольких букв, расположенных в определенной последовательности.

Первая буква обозначает материал токопроводящей жилы: А — для алюминиевых жил. Если токопроводящие жилы изготовлены из меди, то материал жилы в буквенном обозначении не отражается.
Вторая буква обозначает материал оболочки, а именно: С — для свинцовой оболочки; А — для алюминиевой; В — для поливинилхлоридной и Н — для найритовой (негорючей резины). Кабели с отдельно освинцованными жилами в отличие от кабелей с оболочкой в нормальном исполнении имеют в обозначении букву О, размещенную впереди буквы С или А, т. е. до обозначения материала оболочки. Стальная гофрированная оболочка обозначается Ст.
Следующая буква обозначает материал изоляции токопроводящих жил. Кабели с резиновой изоляцией жил обозначаются буквой Р, с поливинилхлоридной изоляцией — буквой В, а с полиэтиленовой — буквой П. Для кабелей с бумажной изоляцией жил материал изоляции жил в буквенном обозначении не отражается. Далее следует буква, отражающая защитные покровы кабеля. Кабели, бронированные стальными лентами, обозначаются буквой Б, плоской стальной оцинкованной проволокой — буквой П, круглой стальной оцинкованной проволокой — буквой К. Буква Г в конце обозначения марки кабеля указывает на отсутствие в конструкции кабеля защитного наружного слоя (джутовой оплетки), буква Н — на то, что защитный покров негорючий, а буква Т — на возможность прокладки кабеля в трубах.

Если кабель имеет в конце обозначения буквы Шв или Шп, то это указывает, что оболочка кабеля заключена в поливинилхлоридный или полиэтиленовый шланг.
Кабели с изоляцией жил из обедненно пропитанной кабельной бумаги имеют в конце обозначения букву В.
Кабели с изоляцией жил из кабельной бумаги, пропитанной нестекающей массой на основе церезина, имеют впереди обозначения букву Ц.
Контрольные кабели в отличие от силовых имеют в обозначении марки кабеля букву К, размещаемую после обозначения материала жилы.
Примеры обозначения марок кабелей. ЦАСБН — кабель силовой с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающей массой, с алюминиевыми жилами в свинцовой оболочке, бронированный стальными лентами с негорючими защитными покровами; АКВВБГ — кабель контрольный с алюминиевыми жилами в поливинилхлоридной оболочке с поливинилхлоридной изоляцией, бронированный стальными лентами, с противокоррозионной защитой без джутового покрова.