з. ПРОКЛАДКА КАБЕЛЕЙ
Хранение кабелей.
Поставка маслонаполненных кабелей высокого давления на место монтажа производится на деревянных или металлических барабанах, а также в специальных кабельных контейнерах.
При поставке кабеля строительной длины на металлическом барабане избыточное давление масла в кабеле поддерживается баком давления типа БД-6-0,25, устанавливаемым в центральной части барабана. На деревянных барабанах кабели строительной длины поставляются без баков давления. Барабаны с кабелем должны быть установлены без толчков и ударов на бруски, которые не должны проминать обшивку барабана. Между полом и обшивкой должен быть зазор не менее 50 мм для осмотра обшивки снизу и обнаружения течи масла.
Барабаны с кабелем должны храниться в закрытом помещении или под навесом на специально выделенной площадке без уклона. При хранении барабаны с кабелем должны быть защищены от механических воздействий, солнечных лучей, атмосферных осадков и агрессивных сред, действующих на кабель и тару.
Между барабанами с кабелем должны быть оставлены проходы шириной не менее 1 м для возможности внешнего осмотра и контроля давления масла в кабеле по манометру, установленному на баке давления. Давление в кабеле должно быть не более 0,1176 МПа, так как при большем давлении возможно повреждение свинцовой оболочки. При давлении выше 0,1176 МПа необходимо слить часть масла из бака через переходник. При уменьшении температуры окружающего воздуха давление в кабеле снижается и при температурах 5—10 °С может стать равным нулю. Подпитка бака давления при низких температурах затруднительна в связи с резким увеличением вязкости масла, температура застывания которого —30 °С.
Осмотр барабанов с кабелем должен производиться не реже одного раза в неделю, а также при резких повышениях температуры окружающего воздуха. При осмотрах в специальный журнал записываются температура окружающей среды, давление масла в баках, даты осмотров и все работы, проводимые с кабелем. Специальные кабельные контейнеры с кабелем могут храниться на открытых площадках.
Способы прокладки кабелей.
Маслонанолненные кабели высокого давления 110—500 кВ прокладываются в земле (траншеях), в кабельных сооружениях, через водные пространства.
Сооружение кабельных линий производится специализированными монтажными организациями, имеющими соответствующее оборудование, приспособления, инструменты и материалы, а также квалифицированных специалистов, прошедших обучение на одном из заводов — изготовителей кабелей и постоянно занятых на монтаже маслонаполненных кабелей. Работы разрешается выполнять только при наличии проекта производства работ, согласованного с заводом — изготовителем кабеля.
Прокладка трубопровода в траншее производится ниже уровня промерзания грунта и на глубине не менее 1,5 м. При этой глубине прокладки все другие кабели, пересекающие трассу маслонаполненных кабелей, будут находиться выше и при их ремонте не требуется вести земляные работы на уровне прокладки маслонаполненных кабелей. При прокладке кабелей ниже уровня промерзания грунта улучшаются условия подпитки кабеля, так как при температуре ниже 0°С вязкость масла С-220 резко возрастает, что затрудняет проникновение масла в изоляцию.
Рытье траншей, устройство вводов и пересечений с другими коммуникациями должно производиться строительными организациями в соответствии с проектом производства работ. Ширина дна траншеи определяется количеством прокладываемых цепей и указана на рис. 4.
Выбор способа прокладки кабелей высокого давления зависит от назначения кабельных линий. При сооружении глубоких вводов в крупные города в основном применяется прокладка в траншее. При сооружении кабельных линий для вывода мощности от энергоблоков ГЭС в здании электростанции кабели прокладываются в туннелях. На участках от ГЭС до ОРУ кабели прокладываются в земле, если прокладка в туннелях не вызвана специальными требованиями. Учитывая, что на гидроэлектростанциях сооружается по нескольку кабельных линий высокого давления, на береговых участках в основном применяется прокладка в туннеле [5]. В туннеле прокладывается по нескольку кабельных линий, трубопроводы которых крепятся на кронштейнах или на специальных подвесках (рис. 4).
Сварка стального трубопровода, медных разветвительных труб и заполнение их осушенным азотом производится согласно проекту производства работ (ППР) и по инструкциям завода — изготовителя кабеля. В данной книге указанные работы не рассматриваются.
Прокладка кабелей производится с учетом особенностей того или иного участка кабельной линии с таким расчетом, чтобы максимально снизить усилия тяжения кабелей, уменьшить объем выполняемых подготовительных работ, и также численность монтажного персонала, трудоемкость и длительность работ в процессе прокладки.
Рис. 4. Способы прокладки кабелей высокого давления:
а — одноцепная линия в траншее; б и в — двух- и четырехцепиая линии в траншее; г — в туннеле на подвесках; д — в туннеле на кронштейнах; 1 — грунт для засыпки траншей; 2 — траншея для кабелей; 3 — специальный эасыпочный грунт с улучшенными тепловыми свойствами: 4 — Трубопровод с кабелями; 5 — туннель для кабельных линий; 6 — подвеска для трубопровода с кабелями; 7 — скоба для крепления трубопровода на кронштейне; 8 — кронштейн
Прокладка кабелей может производиться: в секцию трубопровода с тяжением или без тяжения через смежные секции при поставке кабелей на барабанах; то же при поставке кабелей в контейнерах; через медные трубы разветвления в стальной трубопровод; в медные трубы разветвления.
Прокладка кабелей разрешается при температуре не ниже —5°С и не выше +35°С.
Прокладку разрешается производить, если: захваты для кабелей, приспособление против закручивания и крепление тяговой лебедки испытаны нагрузкой 10 кН (10 тс);
подготовлены и испытаны соответствующие приспособления для временной герметизации кабелей в трубопроводе;
рабочие и вспомогательные тросы тщательно протерты (применение оцинкованных тросов с пеньковым сердечником при протягивании кабеля запрещается);
надежно закреплены медные трубы разветвлений и сооружены опорные конструкции для концевых муфт или вводов в трансформаторы;
проверена работа вакуумных насосов со сливными баками;
подготовлена оснастка и материалы для прокладки кабелей и их ремонта в случае повреждения.
Перечень оборудования, приспособлений и материалов для прокладки кабелей, указан в приложении 2.
Прокладка кабелей в секцию трубопровода с тяжением через смежные секции в основном применяется при сооружении кабельных линий на ГЭС, когда параллельно прокладывается несколько кабельных линий и невозможно на входе и выходе каждой секции установить необходимое монтажное оборудование. В последнем случае тяжение через смежные секции применяется и при сооружении кабельных линий в городах. При этом представляется возможным с одной монтажной площадки проложить кабели в несколько секций кабельной линии или обеспечить прокладку кабелей в трубопроводы нескольких кабельных линий. В последнем случае необходимо только заменить направляющий трубопровод на участке от монтажной площадки до входа в трубопровод соответствующей кабельной линии При прокладке кабелей в свинцовой оболочке с металлических или деревянных барабанов с тяжением через смежные секции и с использованием специальной монтажной площадки расстановка оборудования производится согласно схеме, показанной на рис. 5.
Для выполнения работ по прокладке кабелей сооружается специальная монтажная площадка, над которой устанавливается шатер. В шатре поддерживается температура воздуха +18—2-5 °С и влажность не более 50 % Барабаны с кабелем во временной свинцовой оболочке устанавливаются на отдающих устройствах в специальном приямке так. чтобы место схода кабеля с барабана находилось на одном уровне с осью машин для снятия временной свинцовой оболочки. При этом на участке от барабана до машины кабель не должен иметь изгиба в вертикальной плоскости. При установке барабанов на площадке без приямков на участке от барабана до машины для снятия свинца кабель изгибается и на свинцовой оболочке в верхней ее части образуются гофры. Гофры затрудняют снятие свинцовой оболочки, что может привести к повреждению лент экрана и наружных слоев изоляции. Барабаны с кабелем устанавливаются непосредственно в шатре, под передвижным навесом или в палатке с торца шатра.
На участке от барабанов до машин для снятия свинцовых оболочек равномерно по длине устанавливаются и надежно закрепляются стойки с направляющими роликами, по которым движется кабель при затяжке в трубопровод. Высота и ширина стоек уточняется по месту, расстояние между стойками около 1,5 м. Снятие свинцовой оболочки с трех фаз кабеля производится одновременно с помощью однофазных машин (рис. 6). Принцип действия машины заключается в том, что устройство для снятия свинца при своем вращении расположенным под углом к плоскости сечения кабеля ножом надрезает свинцовую оболочку по винтовой линии. Одновременно два планетарных рифленых валика захватывают и «сматывают» полоску свинца с кабеля. С двух или с одной стороны вдоль вращающегося устройства для снятия свинца установлены ножи, с помощью которых полоска свинца разрезается на пластинки шириной 40 мм и длиной 60—170 мм при наличии двух ножей и длиной, в 2 раза большей при установке одного ножа.
Рис. 5. Схема расположения оборудования при прокладке кабеля в стальной, трубопровод при сооружении кабельной линии на ГЭС:
1 — барабан с кабелем; 2 — направляющие ролики; 3 — машина для снятия свинцовой оболочки; 4— шатер, устанавливаемый над монтажной площадкой; 5 — стол для осмотра кабелей при входе их в трубопровод; 6 — направляющая труба; 7— направляющий лоток; 8 — туннель; в — стальной трубопровод кабельной линии; 10 — лебедка для прокладки кабелей; 11— устройство для регистрации усилий тяжения; 12 — лебедка для чистки внутренней поверхности стального трубопровода; 13 — переходное кольцо соединительной муфты; 14 — трос лебедки; 15 — палатка, устанавливаемая над местами выхода и входа кабелей в трубопровод; 16 — лебедка для прокладки кабеля от барабана до машины для снятия свинцовой оболочки; 17 — пульт управления; 18 — лоток для свинца, поступающего на транспортер; 19 — контейнер для свинца; 20 — транспортер для свинца
Рис. 6. Устройство для снятия временной свинцовой оболочки с кабеля высокого давления:
Устройство для снятия свинца установлено на двух направляющих планках, и с помощью рукоятки оно перемещается вдоль оси кабеля. На каждой машине установлены выключатели для отключения лебедки в случае обрыва полоски свинца или повреждения кабеля. Длина машины для снятия свинца 1700 мм, ширина 700 мм. Машина имеет направляющий лоток, по которому пластинки снятого свинца подаются на ленточный транспортер, а затем в контейнер для свинца.
На участке от машин до направляющей трубы закрепляются направляющие лотки для каждого кабеля. Перед входом кабелей в трубу устанавливается стол для осмотра кабелей и направляющие ролики. Около конца направляющей трубы располагается вспомогательная лебедка для прокладки кабеля с барабанов до направляющей трубы. На монтажной площадке монтируется пульт для управления работами по прокладке кабеля.
Между направляющей трубой и входом в трубопровод, а также между секциями трубопровода в местах установки соединительных, соединительно-разветвительных муфт размещаются направляющие лотки. В этих же местах устанавливаются палатки, в которых должна поддерживаться температура воздуха +18ч-25°С и влажность не более 50 %. На противоположной монтажной площадке стороне секции трубопровода, в которой прокладывается кабель, закрепляется лебедка со счетчиком длины. С помощью оттяжных роликов обеспечивается движение троса по центру трубопровода. Между лебедкой и выходом кабеля из трубопровода монтируется устройство для регистрации тяжений. В случае тяжения кабеля через три секции трубопровода и более на выходе из второй секции, считая от монтажной площадки, располагается дополнительная лебедка. Последняя применяется для тяжения кабеля через две первые секции трубопровода, а затем тяжение производится основной лебедкой. Это позволяет снизить усилия тяжения на 1,5—3 тс за счет уменьшения длины троса лебедки в трубопроводе.
* Электрическая схема управления машинами для снятия свинцовой оболочки и лебедкой должна предусматривать возможность их раздельной и синхронной работы. Со стороны лебедки должна быть обеспечена возможность пуска и остановки лебедки и машин для снятия свинца при их синхронной работе. С основного пульта управления, установленного на монтажной площадке, производится включение и отключение машин для снятия свинца и лебедки при их синхронной и раздельной работе, перевод их на синхронную или раздельную работу. Должна быть предусмотрена блокировка от неправильных действий при всех режимах работы.
Между монтажной площадкой, местами входа и выхода кабелей из трубопровода и лебедкой устанавливается телефонная или радиосвязь. Подготавливаются приспособления для герметизации концов кабелей, выходящих из трубопровода, после их прокладки. Приспособления должны быть испытаны на герметичность, иметь вентиль для вакуумирования и заполнения азотом, а также должны быть защищены от попадания в них загрязнений. Должны быть подготовлены соответствующие прокладки и крепеж.
Установка переходных колец соединительных муфт на торцы секций стального трубопровода производится при монтаже трубопровода или перед началом работ по прокладке кабелей.
Не более чем за 24 ч до прокладки кабелей с секции или секций трубопровода снимаются заглушки и в трубопровод прокладывается трос диаметром 5—7 мм от вспомогательной лебедки. Трос прокладывается с помощью проволоки или троса, заложенных в трубопровод при его монтаже, или с помощью тампона и сжатого воздуха. С помощью двух лебедок производится тампонирование трубопровода. На тампон накладывается 2—3 слоя чистого миткаля и он прогоняется через трубопровод 5—7 раз. При каждом проходе на тампоне меняется миткаль, количество проходов тампона определяется по чистоте миткаля. Если через секцию трубопровода производилась прокладка кабеля в трубопровод другой секции, то перед новой прокладкой необходимо произвести повторное тампонирование.
Проверяется правильность синхронной и раздельной работы машин для снятия свинца и лебедки. В трубопровод от лебедки до монтажной площадки прокладывается трос. С барабанов снимается обшивка и производится внешний осмотр. Проверяется качество крепления нижнего конца кабеля на барабане. С помощью лебедки, установленной в шатре у направляющей трубы, производится прокладка кабеля до машин для снятия свинца. Подготавливаются вакуумные насосы со сливными баками для вакуумирования трубопровода с кабелями и баллоны с азотом для его заполнения.
Дальнейшие работы по прокладке кабелей должны вестись непрерывно, начиная со снятия свинцовой оболочки для монтажа захватов и вплоть до начала вакуумирования. С концов кабелей снимается свинцовая оболочка и производится монтаж захватов (рис. 7). На жиле монтируется центральная часть захвата — конусная втулка, конус и стакан, навертываемый на втулку. Кабель протягивается через машину для снятия свинцовой оболочки, и захват монтируется полностью. При этом обрезанная свинцовая оболочка не должна доходить до машины для снятия свинца. Все три захвата с помощью тросов диаметром 14,5 мм подсоединяются к приспособлению против закручивания (рис. 8), соединяемому с тросом тяговой лебедки, диаметр которого 22,5 мм. Длины тросов должны быть такими, чтобы захваты были сдвинуты относительно друг друга на 0,5—1 м Лебедкой подтягиваются все три кабеля до полного натяжения тросов машины. Свинцовая оболочка подрезается и заправляется в машину. Затем по мере подхода свинцовых оболочек других кабелей к машинам они заправляются в последние.
На каждой фазе против захватов соседних фаз из стальной проволоки находится общий бандаж на расстоянии 0,5—1 м от третьего захвата. Производится маркировка каждой фазы.
Правильность работы машин для снятия свинцовых оболочек и лебедки проверяется протягиванием кабелей до входа последнего захвата в направляющую трубу. Ролики, установленные у входа в трубу, располагаются и закрепляются таким образом, чтобы кабель не касался ее стенок и все три фазы были расположены треугольником с основанием в горизонтальной плоскости. Скорость прокладки кабелей в трубопровод при снятии свинцовой оболочки 1—1,5 м/мин. В случае тяжения кабелей после полного снятия оболочки через смежные секции скорость может быть увеличена до 3—8 м/мин.
Рис. 7. Захват для притягивания кабеля в трубопровод:
1 — вкладыш; 2 — стакан; 3 — клин; 4 — втулка конусная; 5 —фланец I; б — фланец II; 7 — захват; 8 — корпус захвата, 9 — жила кабеля; 10 — втулка зажимная; 11 — проволока скольжения; 12 — лента медная перфорированная; 13 — лента полупроводящей бумаги; 14 — шплинт; 15 — шайба; 16 — винт
Рис. 8. Устройство против закручивания кабелей при протягивании в трубопровод:
1 — вкладыш; 2 — шплинт; 3 —вкладыш II; 4 — захват; 5 —гайка; С ~ прокладка; 7 — корпус; 8 — подшипник; 9 — фланец; 10 — винт с захватом
Максимально допустимое тяжение при прокладке кабелей не должно превышать 5 кгс/мм2 (9,8-106 Па) сечения токопроводящей жилы кабелей. Оно записывается на ленту устройства для регистрации тяжения, которое автоматически отключает лебедку при усилиях, превышающих допустимые величины. После схода кабелей с барабанов свинцовые оболочки промываются бензином, а затем насухо протираются. На выходе из машин для снятия свинцовых оболочек и в месте входа кабелей в направляющую трубу визуально контролируется состояние проволок скольжения и экранов. Осмотр нижних частей поверхности кабелей производится с помощью зеркал. В случае повреждения лент экрана или лент экрана и изоляции производится их ремонт. Изоляция в месте повреждения снимается на конус и роликами пропитанной бумаги восстанавливается до диаметра заводской изоляции. Восстанавливаются ленты экрана и проволоки скольжения. При наличии на свинцовой оболочке гофр, которые при снятии оболочки могут привести к обрыву полоски свинца и повреждению кабелей, оболочка снимается вручную.
При прокладке кабелей через смежные секции трубопровода к концу одного из кабелей привязывается трос от вспомогательной лебедки. После прокладки трос должен остаться в каждой секции. Кабель из трубопровода вытягивается так, чтобы перед местом установки приспособления для герметизации с концов кабелей можно было отрезать куски длиной по 3 м, считая от общего бандажа всех фаз. Затем концы кабелей отрезаются на расстоянии примерно 70 % длины корпуса соединительной муфты, считая от ее переходного кольца. Предварительно кабели осаживаются внутрь трубопровода на максимально возможную длину.
На концы кабелей надевается резиновая или свинцовая прокладка 4 (рис 9), которая устанавливается на переходном кольце муфты и крепится к нему с помощью полуколец и шпилек. Места схода прокладки на кабель подматываются поливинилхлоридной лентой для уменьшения расхода азота во время монтажа. Концы кабелей обматываются поливинилхлоридной лентой в один слой с 50%-ным перекрытием, и на них устанавливается корпус устройства для герметизации 10. Устройство соединяется с переходным кольцом муфты 2.
Рис. 9. Устройство для герметизации концов кабелей, выходящих из стального трубопровода:
1 — стальной трубопровод; 2 — переходное кольцо соединительной муфты; 3— резиновая прокладка; 4 — свинцовая или резиновая прокладка; 5 — полукольцо; 6 — гайка; 7— шпилька; 8— лента поливинилхлоридная; 9 — фаза кабеля; 10 — корпус; 11 — сильфонный вентиль
Непосредственно после прокладки кабелей и установки приспособлений для временной герметизации производится вакуумирование трубопровода до остаточного давления 0,133- 10-3—0,266- 10-3 МПа (I—2 мм рт. ст.) и заполнение осушенным азотом через силикагелевые осушители до давления 0,0294—0,049 МПа (0,3— 0,5 кгс/см2). В таком состоянии кабели в трубопроводе сохраняются до конца монтажа.
При прокладке кабелей в стальном трубопроводе через медные трубы разветвления участки медных труб, соединенные фланцами, а также хвостовики концевых муфт развертываются таким образом, чтобы они служили направляющими трубами (рис. 10). В медные трубы разветвлений прокладываются тросы, одни концы которых через приспособление против закручивания соединяются с тросом лебедки, а другие соединяются с захватами, смонтированными на жилах кабелей. При входе концов кабелей в разветвительную муфту производится наложение бандажей на каждую фазу у захватов кабелей и общего бандажа на все фазы.
Рис. 10. Схема расстановки оборудования на монтажной площадке при прокладке кабелей в стальном трубопроводе через медные трубы разветвления
По окончании прокладки кабелей в трубопроводах на них накладываются бандажи на расстоянии, равном примерно высоте концевой муфты от фланца трубы разветвления. Кабели обрезаются у бандажей, и на них накладывается один слой ленты поливинилхлоридного пластиката с 50 %-ным перекрытием. На концы кабелей монтируются устройства для герметизации, соединяемые с медными трубами разветвлений. Затем ослабляются болты фланцевых соединений и концы кабелей устанавливаются в вертикальное положение с развертыванием участков труб разветвления. Корпус разветвительной муфты соединяется с фланцем разветвления. Со стороны соединительной или соединительно-разветвительной муфты на концы кабелей, выходящие из трубопровода, также устанавливается устройство для герметизации. Трубопровод и медные трубы разветвлений вакуумируются и заполняются осушенным азотом.
На рисунке приняты следующие обозначения: 1 — отдающее устройство; 2— барабан с кабелем; 3— шатер, устанавливаемый над монтажной площадкой; 4 — направляющие ролики; 5 — машина для снятия свинцовой оболочки; 6 — стол для осмотра кабеля у входа в медную трубу; 7 — опорная конструкция для медной трубы; 8—медная труба разветвления (поворотная); 9— приспособление для герметизации конца кабеля после прокладки; 10—опорная стойка для концевой муфты; 11 — фланцевое соединение; 12 — приямок для медных труб разветвления и разветвительной муфты; 13— медные трубы разветвления; 14 — палатка, устанавливаемая над разветвительной муфтой; 15 — фланец переходный разветвительной муфты; 16 — устройство против закручивания; 17 — корпус разветвительной муфты; 18— стальной трубопровод; 19 — пульт управления.
Прокладка кабелей в медных трубах разветвлений.
Все подготовительные работы, установка механизмов и приспособления, выполняются, как и при прокладке кабелей в трубопроводах, в соответствии с ППР. Прокладка кабелей в медных трубах разветвления производится пофазно с использованием одной машины для снятия свинцовой оболочки. Учитывая, что длины кабелей небольшие, часто свинцовую оболочку снимают вручную.
При прокладке кабелей со стороны тройника разветвления лебедка устанавливается в шатре для концевой муфты или кабельного ввода и трос лебедки пропускается через блок, закрепленный над вводом или концевой муфтой. Для крепления конца кабеля к тросу лебедки на его жиле монтируется центральная часть захвата, на которой закрепляются проволоки скольжения. Кабель прокладывается в медной трубе разветвления и со стороны концевой муфты или ввода проволоки скольжения закрепляются на деталях временного устройства для герметизации, которое монтируется после наложения на кабель одного слоя ленты поливинилхлоридного пластиката. Последовательно прокладываются кабели во всех трех трубах разветвления. На кабели, выходящие из тройника разветвления, устанавливается общее устройство для герметизации. Разветвления с кабелями вакуумируются и заполняются азотом.
При сооружении кабельных линий в крупных городах, когда длина линии составляет несколько километров, наиболее целесообразной и более широко применяемой является прокладка кабелей в трубопроводе без тяжения через смежные секции с использованием передвижных фургонов. В этом случае в фургоне размером 8,5X3 м устанавливаются машины для снятия оболочек с кабелей, направляющие лотки от машин до входа кабелей в направляющую трубу, стол для осмотра кабелей у входа в трубу, а также общий пульт управления работами при прокладке кабелей. Направляющая труба из фургона прокладывается в колодце для соединительной или соединительно-разветвительной муфты. С противоположного торца фургона на расстоянии 8— 10 м от него в приямках устанавливаются три барабана с кабелями, над которыми устанавливается палатка для защиты их от воздействия солнечных лучей и атмосферных осадков. С другой стороны секции устанавливается лебедка с тросом для тяжения кабелей и устройство для регистрации усилий.
При применении передвижных фургонов не требуется сооружать приямки для барабанов с кабелями, так как машины для снятия свинцовой оболочки находятся примерно на уровне места схода кабелей с барабанов. Снятый свинец по лоткам подается в контейнеры, установленные вне фургона. В случае прокладки кабелей непосредственно в секции трубопровода без тяжения через смежные секции не требуется дополнительно тампонировать трубопровод после тяжения по нему кабелей, уменьшается тяжение и истирание проволок скольжения при прокладке. Снижается трудоемкость работ при прокладке кабелей.
