Устройство и обслуживание вторичных цепей - Прокладка кабелей и проводов вторичных цепей

ПРОКЛАДКА КОНТРОЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ И ИЗОЛИРОВАННЫХ ПРОВОДОВ
Выброс трасс и способов прокладки кабельных линий определяется надежностью питания электроэнергией, пожарной безопасностью, удобством монтажа и эксплуатации, а также экономичностью сооружаемого объекта.
Надежность работы кабелей и пожарная их безопасность обеспечиваются:

1. разделением потоков кабельных линий (силовых и контрольных) не менее чем на два изолированных друг от друга потока, а далее на более мелкие группы по разным трассам;
2. разделением по разным трассам взаиморезервирующих линий, в том числе линий оперативного тока и защиты, а также линий, обеспечивающих работы наиболее ответственных цехов, установок и оборудования, включая пожарное;
3. выполнением строительных конструкций кабельных сооружений со степенью огнестойкости соответственно действующим противопожарным нормам;
4. тщательной заделкой легко пробиваемым несгораемым материалом зазоров в трубах и проемах, в которых проложены кабели, при проходе их через перекрытия и стены;
5. обеспечением туннелей и закрытых кабельных помещений средствами извещения о пожаре и автоматического пожаротушения, а в производственных помещениях — передвижными и переносными огнетушителями, пожарными гидрантами и шлангами;
6. качеством монтажных работ и тщательной их приемкой эксплуатационным персоналом.

Для обеспечения надежности кабельных хозяйств тепловых электростанций и гидроэлектростанций мощностью 25 МВт и более и подстанций РУ 220—500 кВ, а также РУ и подстанций, имеющих особое значение в энергосистеме, предусматриваются следующие мероприятия:

1. главная схема электрических соединений, схема собственных нужд и схема оперативного тока, управление оборудованием и компоновка оборудования и кабельного хозяйства электростанции или подстанции должны выполняться таким образом, чтобы при возникновении пожаров в кабельном хозяйстве или вне его были исключены нарушения работы более чем одного блока электростанции, одновременная потеря взаиморезервирующих присоединений РУ и подстанций, а также выход из работы систем обнаружения и тушения пожаров;
2. взаиморезервирующие ответственные кабельные линии (силовые, оперативного тока, средств связи, управления, сигнализации, систем пожаротушения и т. п.) должны прокладываться так, чтобы при пожарах была исключена возможность одновременной потери взаиморезервирующих кабельных линий.

На участках кабельного хозяйства, где возникновение аварии угрожает ее большим развитием, кабельные потоки следует делить на изолированные друг от друга группы. Распределение кабелей по группам принимается в зависимости от местных условий.
Уместно здесь отметить необходимость качественных работ по прокладке и монтажу контрольных кабелей от трансформатора напряжения ОРУ до шкафа с защитными автоматическими выключателями, так как эти кабели не входят в зону их защиты.
Правилами устройства электроустановок (см. гл. 2.3) предусмотрены следующие способы размещения и прокладки кабелей: в кабельных этажах (подвалах), туннелях, каналах, металлических коробах, лотках, шахтах, блоках, трубах, по строительным конструкциям зданий, в земле (траншеях), по технологическим и кабельным эстакадам.
В качестве разных (независимых) трасс принимаются отдельные туннели, этажи, каналы, металлические короба, блоки, технологические и кабельные эстакады (с установкой коробов с двух сторон эстакады или на отдельных стойках).
Основные потоки кабельных линий, прокладываемые от централизованно расположенных блочных и центральных щитов управления, размещаются в кабельных этажах (подвалах). При количестве кабельных линий более 20, отходящих в одном направлении от этих сооружений, а также от РУ они прокладываются в туннеле (в здании и по территории), а в необходимых случаях — по эстакадам.
Прокладка кабельных линий в туннелях, каналах и кабельных помещениях выполняется преимущественно по металлическим конструкциям, Бронированные кабели прокладываются непосредственно по консолям кабельных конструкций, а небронированные — по асбоцементным плитам или металлическим лоткам, уложенным на консолях.
Кабельные каналы как в зданиях, так и по территории должны быть глубиной 0,9 м, что обеспечивает:
достаточную вместимость для прокладки кабелей, особенно контрольных, при многослойной (или пучками) прокладке их в лотках с отделением от силовых горизонтальными асбестоцементными плитами толщиной 8 мм;
возможность монтажа и обслуживания с поверхности пола (земли).
Заглубление каналов более чем на 0,9 м связано с необходимостью выполнения прохода между конструкциями, что экономически невыгодно.
В последние годы в связи со значительным увеличением на электростанциях, подстанциях количества контрольных кабелей и сложностью их размещения широко внедряется многослойная прокладка этих кабелей в металлических коробах и пучками в лотках в следующих случаях:
в коробах — в кабельных сооружениях при количестве кабелей более 25; вне кабельных сооружений и на подъемах с одной отметки на другую (без кабельных шахт), где требуется защита кабелей от повреждений;
в лотках — в кабельных сооружениях при количестве кабелей менее 25 или на коротких трассах (5—10 м); вне кабельных сооружений при открытой прокладке кабелей на горизонтальных, наклонных и вертикальных участках трасс (без кабельных шахт) с закреплением кабелей к конструкции лотка.
Внедрению этого способа прокладки контрольных кабелей способствуют:
блочные щиты управления (БЩУ), откуда осуществляется управление электро- и тепло- оборудованием;
совмещение трасс кабелей и возможность объединения в одном контрольном кабеле цепей управления, измерения, защиты и сигнализации постоянного и переменного токов, а также цепей, питающих электроприемники небольшой мощности (например, электродвигатели задвижек). Допускается также применение общих кабелей для разных присоединений, за исключением взаиморезервируемых.
При прокладке контрольных кабелей многослойно в коробах и пучками в лотках соблюдаются следующие требования: в одном коробе и пучке кабели должны быть с однотипными оболочками, высота слоя кабелей — не выше 150 мм, диаметр пучка — не более 100 мм, расстояние в свету между пучками — 20 мм; крепление пучков кабелей выполняется так, чтобы была предотвращена деформация оболочек кабелей под действием собственной массы и устройств крепления. В каждом направлении кабельной трассы предусматривается запас вместимости не менее 15 % общей вместимости коробов.
Прокладка контрольных кабелей в коробах имеет следующие преимущества:
размещение в одном коробе большого количества кабелей, при этом предпочтение отдается коробам большего диаметра (так, например, в шести коробах сечением 100Х XI00 мм при общей массе 1 м трассы с учетом полок 49 кг размещается 100—120 контрольных кабелей, эти же кабели размещаются в одном коробе 400X150 мм при общей массе 1 м трассы 20 кг);
уменьшение габаритов кабельных сооружений, сокращение расхода кабелей и металла, упрощение и ускорение монтажа, повышение пожарной безопасности, высокая экономическая эффективность.
Следует также отметить, что коэффициент заполнения коробов увеличивается при применении контрольных кабелей по возможности наибольшей жильности.

Рис. 7.5. Туннель с прокладкой силовых кабелей на консолях и контрольных Р коробах типа КП с выполнением противопожарных мероприятий:
1 — трубопровод пожаротушения; 2 — силовые кабели; 3 — контрольные кабели; 4 — асбоцемент; 5 — шлаковата или асбестовый шнур; 6 — картон асбестовый толщиной 5 мм; 7 — бандаж; 8 — противопожарная дверь

Металлические короба и лотки, в которых прокладываются контрольные кабели, устанавливают на консолях металлических конструкций в туннелях, каналах, производственных помещениях и в других местах, где применяются такие способы прокладки; при этом крышка и дно короба в противопожарном отношении рассматриваются как отделяющие элементы.
На рис. 7.5 показан кабельный туннель с прокладкой силовых кабелей на консолях и контрольных кабелей в коробах типа КП с выполнением противопожарных мероприятий.
При необходимости прокладки силовых кабелей совместно с контрольными используются короба типа ККБ. При этом многослойная прокладка в коробах производится в соответствии с требованиями, принятыми для прокладки таких кабелей в каналах.
Применяются короба только заводского изготовления по утвержденным техническим условиям. Эти короба имеют открывающуюся переднюю стенку, обеспечивающую возможность прокладки кабелей при монтаже и доступ к ним при эксплуатации.
Выводы одиночных и небольших групп кабелей из металлических коробов осуществляют через отверстия в задней стенке, выполняемые на месте монтажа с использованием для защиты оболочек контрольных кабелей капроновых втулок или отрезков поливинилхлоридной оболочки.

Рис. 7.6. Вывод контрольных кабелей из коробов типа КП и заделка перехода их через противопожарную перегородку:
1 — короб типа КП с контрольными кабелями; 2 — противопожарная перегородка из огнезащитного состава по способу «каюм»; 3 — трубопровод пожаротушения; 4 — пучок контрольных кабелей; 5 — силовые кабели

Переходы больших групп кабелей через боковые стенки, верх или низ короба выполняют с помощью тройниковых отводов, а к щитам и панелям — в специальных секциях коробов с проемами, вырезанными на заводе или на месте монтажа.
Для исключения пересечений кабелей в туннелях выводы групп кабелей, переходы кабелей с одной стороны туннелей на другую рекомендуется выполнять в виде однорядной прокладки кабелей под потолком с пересечением потоков и групп кабелей в разных плоскостях. Пример такого вывода кабелей из коробов и переход их через противопожарную перегородку приведен на рис. 7.6. В таких, случаях для удобства вывода кабелей стойки конструкций устанавливают на необходимом расстоянии от стены и приваривают, их к закладным частям, заложенным заранее в стенах.
В производственных помещениях основные потоки кабелей рассредоточиваются по разным трассам и прокладываются предпочтительно открыто по консолям металлических конструкций (на стойках либо кронштейнах) или в лотках, а в необходимых случаях — в металлических коробах; в электропомещениях — преимущественно открыто. Примеры прокладки кабелей в лотках приведены на рис. 7.7, в коробах — на рис. 7.8.
Расстояние между параллельно проложенными кабелями и разными трубопроводами составляет 0,5 м, газо- и маслопроводами, трубопроводами перегретого пара с задвижками и трубопроводами с горючей жидкостью — не менее 1 м, при этом кабели защищают металлическими трубами, кожухами и т. п.

а — поворот лотка вверх; 6 — ответвление части кабелей; в — обход лотком препятствий

Рис. 7.8. Примеры креплений (установки) коробов типа ККБ:
а — крепление короба к перекрытию при помощи закладных деталей в перекрытия; б — установка короба на кронштейне, приваренном к стойке; 1 — силовые кабели; 2 — лоток с контрольными кабелями; 3 — пучок контрольных кабелей

Рис. 7.7. Примеры прокладки контрольных кабелей в лотках:

Рис. 7.9. Вертикальный короб (шахта Ш) для подъема кабелей на высоту котлоагрегата

По площадкам турбоагрегатов короба устанавливают с наружного края площадки с удалением от горячих поверхностей.
Прокладка контрольных кабелей в блоках и трубах может выполняться в полу помещения, в перекрытиях, а также в фундаментах агрегатов и машин. Прокладка контрольных кабелей в блоках совместно с силовыми с использованием свободных каналов нецелесообразна вследствие подогрева их теплом, выделяемым силовыми кабелями. Блоки прокладываются с уклоном не менее 0,1 % для отвода случайных технологических вод в канализацию. Кабельные блоки для контрольных кабелей показаны на рис. 7.10.
Прокладка на электростанциях кабелей в земле (траншеях) допускается только для удаленных вспомогательных объектов (например, склады топлива, мастерские и т. п.) при количестве кабелей не более шести. Расстояние и над указанными трубопроводами не применяется.

Рис. 7.10. Кабельные блоки из труб:
а— со сплошным замоноличиванием в бетоне; б — с замоноличиванием стыков труб; в —заделка стыка труб; 1 — труба; 2 — муфта с уплотнением зазора паклей; 3 — стыки труб; 4— засыпка траншеи грунтом

Подъем кабелей на более высокую отметку в технологических помещениях и на площадки технологического оборудования осуществляется в металлических коробах типа КП с использованием конструкций площадок для крепления коробов с устройством в необходимых случаях вертикальных лестниц для их монтажа и обслуживания.

На котлоагрегате устанавливаются два короба, по одному с каждой стороны (рис. 7.9), между контрольными кабелями и кабелями до 10 кВ должно быть не менее 100 мм. Прокладка в одной траншее контрольных кабелей и кабелей выше 10 кВ не допускается.
Прокладка кабелей по территории объекта (электростанции, подстанции и т. п.) выполняется преимущественно в металлических коробах и в стальных трубах.
В местах отсутствия проездов транспорта и механизмов короба можно устанавливать 2,5 м для возможности прохода, а по территории ОРУ — на высоте 0,3—0,7 м (с учетом уровня снежного покрова). В последнем случае установка коробов может выполняться на кирпичных столбиках.
В местах проезда транспорта, механизмов, а также в других подобных местах целесообразно прокладывать короба по строительным конструкциям зданий (например, на кронштейнах, рис. 7.8,6), а при больших потоках (20 и более) — на технологических и специальных кабельных эстакадах (вместо подземных сооружений — туннелей и каналов).
Такой способ прокладки является предпочтительным в силу следующих причин: индустриализация строительства и монтажа, удобство расчленения потоков кабелей и повышение надежности их работы, отсутствие необходимости автоматического пожаротушения (возможность тушения пожара кабелей до 10 кВ водой без снятия напряжения), снижение стоимости кабельных сооружений.
Прокладка кабелей в коробах и в стальных трубах разрешается по всем видам технологических эстакад, в том числе по эстакадам с трубопроводами горючих газов и легковоспламеняющихся жидкостей. При этом кабели прокладываются:
по возможности со стороны трубопроводов негорючих веществ;
ниже трубопроводов горючих паров или газов с плотностью менее 0,8 по отношению к воздуху;
над трубопроводами горючих паров или газов с плотностью более 0,8 по отношению к воздуху.
При прокладке на эстакадах небронированных кабелей в трубах применяются водогазопроводные обыкновенные стальные трубы с условным проходом трубы более 50 мм и электросварные специальные стальные трубы для электропроводок. Водогазопроводные трубы разрешается приваривать к строительным конструкциям; между собой трубы соединяются муфтами на резьбе.
Примеры технологических и кабельных эстакад приведены на рис. 7.11.

Рис. 7.11. Примеры кабельных эстакад:
а — прокладка силовых кабелей в стальных трубах по траверсам опоры и контрольных кабелей в коробе с площадкой обслуживания. б — двухсторонняя установка коробов раздельно для силовых и контрольных кабелей, в — установка короба без площадки обслуживания

Рис 7 12. Эскиз установки короба для контрольных кабелей:
1 — РУ10 кВ; 2 — РУ 35 кВ; 3 — тросовые растяжки, 4 — кабельный короб; 5 — кронштейн; 6 — железобетонная, опора, установленная после аварии

Применение коробов незаводского изготовления, а также без учета соответствующих климатических условий может иметь серьезные последствия. Так, например, на одной крупной подстанции был проложен между РУ 10 и 35 кВ железный короб с контрольными кабелями с креплением его на тросах (рис. 7.12). При сильном ветре с мокрым снегом короб был сорван, произошли разгиб и разъединение секций короба и изгиб опорного кронштейна, что увеличило стрелу провеса несущих тросов. Боковое раскачивание короба привело к перетиранию изоляции и жил контрольного кабеля и к нарушению целости цепей дифференциальной защиты. В результате произошло отключение подстанции.
На проложенных кабелях должны устанавливаться маркировочные бирки с обозначением кабеля по проекту, номинального напряжения, количества и сечения жил.

Рис. 7.13. Общий вид панелей щита

В кабельных сооружениях и производственных помещениях бирки навешиваются на кабели на конечных точках у концевых заделок, у соединительных муфт, в местах поворота трассы, с обеих сторон проходов через междуэтажные перекрытия, стены и перегородки, в местах входа кабеля в траншеи, каналы, туннели, трубы, блоки, а также на прямолинейных участках трассы через каждые 50 м.
Подключение контрольных кабелей к панелям щита управления производится в следующей последовательности. Кабели в коробах типа КП проходят из кабельного этажа (помещения) через перекрытие (последнее тщательно заделывают в соответствии с ранее изложенными противопожарными требованиями) в канал и поступают по своему назначению на соответствующие панели щита.
Общий вид панели щита с монтажной стороны показан на рис. 7.13.
Кабель, подведенный к щиту, прикрепляют к его конструкции (уголку, швеллеру), навешивают на кабель или наклеивают на конструкцию бирку с его обозначением и выполняют разделку конца кабеля.
Жилы кабелей, как правило, подключают к сборкам зажимов, допускается подключать их непосредственно к выводам измерительных трансформаторов и к отдельным аппаратам.
Кабели с неметаллической оболочкой или с алюминиевыми жилами соединяются на промежуточных рядах зажимов или с помощью специальных муфт, предназначенных для данного типа кабелей.
Для монтажа щитов применяются провода и кабели с изоляцией, не распространяющей горение. Провода и жилы кабеля, имеющие несветостойкую изоляцию, должны быть защищены от воздействия света. Промежуточные зажимы устанавливают только там, где провод переходит в кабель, где объединяется несколько кабелей в один общий, или в местах перераспределения цепей различных кабелей.
Монтаж соединительных муфт для контрольных кабелей допускается только в тех случаях, когда общая длина кабеля превышает строительную длину кабеля на барабане.

Рис. 7.14. Соединительная муфта для контрольных кабелей марки КСУв:
1 — оболочка; 2 — термоусаживаемая трубка; 3 — стягивающая лента; 4 — жила кабеля; 5 — изолированное место соединения жил

Рис. 7.15. Соединительная муфта для контрольных кабелей марки КСЭ:
1 — герметизирующая подмотка; 2 — заземляющий проводник; 3 — кольцо эпоксидное; 4 — поливинилхлоридная трубка и лента; 5 — броня; 6 — оболочка; 7 — изоляция жилы

Рис. 7.16. Соединительная муфта для контрольных кабелей марки КСС: 1 — защитный покров; 2 — свинцовая труба; 3 — место соединения; 4 — оболочка

Таблица 7.14. Применение соединительных муфт для контрольных кабелей

Рис. 7.17. Схема разделки контрольного кабеля, имеющего три повива жил
Таблица 7.15. Соединительные муфты марок КСУв и КСУп

Для контрольных кабелей применяются соединительные муфты следующих марок: КСУв (рис. 7.14) — в термоусаживаемых трубках на основе поливинилхлорида; КСУп — то же, но на основе полиэтилена; КСЭ (рис. 7.15) — маркоразмеры — согласно табл. 7.15, 7.16 и 7.17.
В качестве примера на рис. 7.17 (табл. 7.18) приведена схема расположения жил по их длинам при соединении между собой кабелей, состоящих из трех повивов (муфта размера 3 для 37 жил). Соединение жил производится: медных — пайкой с применением соединительных гильз и пайкой с применением скрутки жил между собой; алюминиевых жил (там, где допускается их применение) — пайкой с применением двойной скрутки для образования желоба в средней части.

Таблица 7.18 Длины жил после разделки контрольного кабеля для монтажа соединительной муфты (рис. 7.17)

Разделка кабеля (удаление покровов брони и оболочки) выполняется так же, как и приэпоксидные; КСС (рис. 7.16)—свинцовые. Выбор марки муфты производится с учетом табл. 7.14.
Для контрольных кабелей концевые заделки применяются следующих марок; ККУв и ККУп — в термоусаживаемых трубках; ККЭ1— эпоксидные; ККВ — с поливинилхлоридной лентой; ККМр и ККМ — бандажирующая. На рис. 7.18 показана заделка контрольного кабеля бандажирующей муфтой. Размеры муфт приведены в табл. 7.19.
Таблица 7.17. Соединительные муфты марки КСС

Рис. 7.18 Концевая заделка банда жирующей муфтой для контрольных кабелей с пластмассовой (поливинилхлоридной и самозатухающей полиэтиленовой) или резиновой изоляцией:

1 — неизолированная жила: 2             — трубка поливинилхлоридная; 3 — резинотканевая лента:             4 — бандажирующая муфта: 5 — бандаж из ниток; 6 — оболочка кабеля: 7— проволочный бандаж; 8— броня, 9 — провод заземления

Таблица 7.19. Размеры бандажирующих муфт

Затем «корешок» заделки подматывают липкой поливинилхлоридной лентой и на обнаженную изоляцию жил надевают поливинилхлоридные трубки или покрывают их специальными составами.
На разделанный кабель надевают при помощи специального приспособления заранее подготовленную бандажирующую муфту. Если при этом окажется, что внутренний диаметр муфты несколько меньше (1—2 мм) диаметра пучка жил, то муфту растягивают приспособлением сначала в верхней части, а затей в нижней и надевают ее на «корешок» заделки.