Прокладка кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена

Введение

1.1 Цель разработки

Целью данной работы является разработка рекомендаций, по прокладке кабеля напряжением от 3,6 / 6 кВ до 20,8 / 36 кВ в изоляции из сшитого полиэтилена XLPE (СПЭ).

1.2 Область применения

Данный руководящий документ был разработан и приемлем для прокладки XLPE (СПЭ)  кабеля, производства завода TELE-FONIKA Kable SA.

1.3 Нормативные документы

— Норма PN-HD 620 S1: 2002 (U) Энергетический кабель в экструдированной изоляции номинальным напряжением от 3,6 / 6 (7,2) кВ до 20,8 / 36 (42) кВ. — Технические условия ZN-TF 501-2002, ZN-TF 500-2002
— Норма PN-76/E-05125 Электроэнергетические и контрольные кабельные линии. Проектирование и строительство. — Норма PN-E-04700/98 Проверка проведения приемо-сдаточных работ.
— Процедуры гарантии качества PJ 7.4-05. Инструкции и документы с ними связанные. — Рекомендации производителя кабеля, по проведению приемо-сдаточных испытаний и данные кабельных каталогов.

1.4 Используемые термины

Монтажный зажим (лягушка) — устройство, которое используется для механического зажима в нем концов рабочих жил кабеля, располагается между кабелем и тянущим тросом. Угол поворота трассы (траншеи) — угол между прямой направления трассы перед поворотом и прямой направления трассы после поворота.
Вертлюг — устройство, которое состоит из двух частей соединенных между собой таким образом, что они могут вращаться относительно друг друга. Предназначен для соединения тянущего троса с монтажным зажимом или кабельной чулком для предотвращения передачи крутящего момента одной части на другую. Защитные элементы — защита оболочки кабеля, сборная или неразборная труба, предназначенная для защиты кабеля от повреждений.
Кабельный чулок — труба, сплетенная из стальных тросиков так, что при воздействии тянущей силы, плотно сжимается вокруг оболочки кабеля. Кабельная направляющая — устройство, которое состоит из двух роликов, размещенных под определенным углом на совместной раме, и предназначено для предоставления неизменного положения оси кабеля, который разматывается с барабана.
Кабельный ролик — устройство, состоящее из одного или нескольких роликов, установленных на общей раме, которое служит для уменьшения сил трения, возникающих при прокладке кабеля. Промежуточный ролик — кабельный ролик, который состоит только из одного ролика, установленного горизонтально и предназначенного для прокладки кабеля только на прямых отрезках трассы.
Угловой ролик — кабельный ролик, состоящий из двух роликов расположенных вертикально и одного ролика расположенного горизонтально, или минимум только двух вертикальных роликов. Предназначен для прокладки кабеля на горизонтальных или вертикальных поворотах трассы. Защитный ролик — кабельный ролик, состоящий из четырех роликов, размещенных таким образом, что они изображают квадрат, предназначенный для прокладки кабеля под препятствиями (например, под трубами) и для поддержания заданного положения кабеля, который направляется в переход.
Пучок кабеля — три одножильных параллельно проложенных кабелей, которые вместе формируют трехфазный круг и собранные вместе с помощью зажимов (бандажей). Угол поворота трассы (траншеи) — отрезок, на котором изменяется направление трассы (траншеи) в горизонтальной или вертикальной плоскости.
Вспомогательное оборудование — средства, предназначенные для уменьшения опасности повреждений, связанных с ручным перемещением предметов, грузов, а также для облегчения выполнения строительных работ (например тросы, цепи, подвески, захваты, лебедки, тележки …).

Особенности разматывания кабелей при отрицательных температурах

Существуют марки проводников, изоляция которых изготовлена специально для северных климатических условий. Такие изделия допускаются к прокладке при температурах до -50 °С. Однако основная масса изделий утрачивают эластичность изоляции при отрицательных значениях температур окружающей среды, что может привести к их повреждению в процессе укладки. Поэтому не рекомендуется проведение таких работ в зимний период.

Если необходимость разматывания все же возникла, то любым манипуляциям с проводом должно предшествовать его прогревание. Оно проводится либо в помещении, либо обогреваемой палатке, куда помещается бухта. Длительность прогрева прямо зависит от достигаемой температуры:

• +5-10°С – не менее 3 суток;
• +10-25°С – минимум 1 сутки;
• +25-40°С – достаточно 18 часов.

Кроме того прогрев кабеля может производиться трехфазным током. Пропускаемый для прогрева через бухту электрический ток не должен превышать 75% допустимого для марки проводника и сечения жил. Также необходимо отслеживать температуру наружного покрова изоляции – она не должна повышаться более 20°С.

Целесообразность применения кабельных чулок

В процессе реализации современных силовых и информационных кабельных сетей монтируются многочисленные связные и сильноточные кабели. Их прокладка по кабельным трассам обычно осуществляется методом затягивания. Наилучшим средством для выполнения этой процедуры на горизонтальных и вертикальных трассах является кабельный чулок. Данный элемент одевается на кабель и крепится к протяжному шнуру, прутку УЗК или лидер-тросу.

Использование подобного технологического приспособления дает ряд преимуществ:

• минимальные вредные воздействия на протягиваемый кабель за счет распределения тянущего усилия по длине;
• снижение рисков повреждений кабельных изделий, которые были уложены в канал ранее, за счет минимального увеличения габаритов области сопряжения кабеля с протяжкой;
• гарантии отсутствия повреждений токопроводящих жил, так как принцип действия чулка не предполагает непосредственную передачу на них тянущего усилия;
• возможность создания значительных тянущих усилий и прокладки в сильно загруженных кабельных каналах;
• высокая прочность крепления, достаточная для работы с протягиваемым кабелем с большой погонной массой, в том числе с использованием лебедки;
• простота установки чулка на кабель и крепления его к протяжке;
• отдельно укажем на то, что чулок рассчитывается таким образом, чтобы его разрушение наступало при воздействии усилий, заметно превышающих разрывные усилия типового протягиваемого кабеля.

Раскатка с барабанов и транспортных тележек

Для транспортировки кабеля используются специальные тележки. Их же можно применять и для размотки. Раскатка осуществляется непосредственно с тележки.

Специализированные тележки комплектуются тормозными устройствами, а некоторые даже имеют автономный двигатель и привод. Если будет необходимость, с их помощью можно легко смотать кабель обратно на барабан.

Но чаще всего для размотки применяют механические домкраты с ручным подъемом. Однако на них обязательно необходимо предусматривать ручное устройство для торможения, чтобы предотвратить самопроизвольное инерционное сматывание и образование петель.

При установке барабана на домкрат следует соблюдать правило:

При раскатке кабеля он должен сматываться сверху, а не снизу!

Плюсы и минусы СПЭ кабеля

Основные преимущества изделия:

• небольшая емкость;
• для пропуска больших токов нагрузки у провода из сшитого полиэтилена необходимо маленькое сечение жил. Рабочая температура составляет 95 градусов;
• он довольно мало весит, поэтому с ним легче работать;
• внутри нет масла и разного вида жидкостей;
• большая длина провода, что облегчает работу;
• устойчив к низким температурам. Кабель можно прокладывать при −25 градусах.

Конструкция изделия Минусы СПЭ:

• поскольку модель новая, то ни у кого нет опыта прокладки и отзывов по эксплуатации;
• во время работы могут возникать повреждения, для исключения которых необходимы затраты при последующем планировании проводов;
• в отличие от других моделей, кабель СПЭ имеет высокую цену. Это происходит, потому что при производстве используется дорогое сырье.

Кабельная арматура

Кабельная арматура (КА) содержит неотъемлемые элементы линии электропередачи, предназначенные для соединения и оконцевания кабелей и объединения в единое целое всех элементов линии с целью обеспечения длительной и бесперебойной работы кабельной линии как единой системы. Современная КА позволяет сократить время монтажа линии и упростить его в стеснённых и неблагоприятных условиях, а также свести до минимума влияние человеческого фактора на качество конечного продукта — кабельной линии.

Оконцевание и соединение участков кабелей являются наиболее сложными операциями в кабельных работах. При этом данные операции выполняются чаще всего в полевых условиях и при различной погоде. Подготовка рабочего места, разделка кабеля, монтаж концевых и соединительных муфт должны выполняться специально обученным персоналом, имеющим сертификаты и инструмент, так как технология монтажа у различных изготовителей КА может значительно отличаться. После прокладки кабеля, подготовки котлованов производится монтаж соединительных и концевых муфт. Тип КА определяется проектом в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя кабеля.

§ 3. Вязальщик схемных жгутов, кабелей и шнуров 4-го разряда

Характеристика работ. Вязка сложных схемных кабелей и жгутов из проводов различных марок и сечений с количеством проводов свыше 200 до 400 по монтажным схемам и шаблонам для различных приборов специальной аппаратуры, аппаратуры ЭВМ и аппаратуры средств связи. Изготовление сложных кабелей с большим количеством жил с разделкой экранированного провода, высококачественной изоляцией и заделкой концов, их электрической проверкой. Разбивка шаблонов по монтажным и принципиальным схемам и эскизам. Участие в разработке схем для опытных приборов и станций.

Должен знать: способы вязки схемных кабелей и жгутов сложной конфигурации для различных приборов, радиостанций и аппаратуры средств связи из проводов различных марок; способы вязки сложных схем из изолированных и неизолированных проводов по чертежам, образцам, эскизам; устройство применяемых приспособлений, схемных шаблонов и инструментов; принципиальные и монтажные схемы; технические требования, предъявляемые к изготовленным схемам и жгутам; способы разбивки шаблонов и пользование ими при вязке сложных жгутов и кабелей; основы электро- и радиотехники.

Примеры работ

1. Жгуты для стоек питания вычислительных машин — вязка.

2. Жгуты из проводов различных марок, сечений и расцветок — вязка по таблицам соединений, монтажным схемам и шаблонам.

3. Кабели многожильные сложные — разделка экранированного провода, связывание жил, протаскивание в металлический рукав, экранирующую оплетку и резиновый шланг, установка бирок, заделка концов в фишки и колодки.

4. Кабели сложные для плат стоек индивидуального оборудования директорских и диспетчерских коммутаторов, пожарной сигнализации и различных съемных приборов — вязка.

5. Кабели для плат стативов — вязка.

6. Кабели для стативов соединительных линий телефонных станций и комплекта реле шнуровой пары коммутатора — вязка.

7. Кабели для плат стативов испытательных приборов — вязка.

8. Схемы электромонтажные до 400 проводов — вязка по шаблону.

Конструктивные особенности чулка

Конструкция кабельного чулка в любой форме его исполнения отличается предельной простотой, а ее общие принципы определены ГОСТ 50889-96. Кабельный чулок в большинстве случаев состоит из рукава и петли, которые являются его главными составными частями.

В качестве основы чулка используется гибкая оплетка, которая выполнена в виде рукава различной плотности. Для увеличения прочность крепления к кабелю рукав выполняется достаточно длинным (начиная от нескольких десятков сантиметров и заканчивая двумя метрами). По мере увеличения диаметра протягиваемого кабеля длина оплетки увеличивается.

Материалом оплетки служит преимущественно стальная проволока или тросик двойного плетения различного диаметра. Для увеличения срока службы изделия верхняя поверхность проволоки оцинковывается.

Кабельные чулки для прокладки кабельных линий

Вторым основным элементом служит кольцо для протяжки, которое обычно выполняется в форме концевой петли из проволоки или троса. Шейка петли снабжается обжимной втулкой, на которой обычно штампуется артикул рабочие диаметры кабеля. С целью идентификации применяется дополнительная цветная пластиковая гильза.

Тросовый вариант петли отличается увеличенной гибкостью и позволяет легче проходить повороты. На петле некоторых видов протяжек с целью увеличения удобства крепления предусматривается установка гайки для навинчивания на резьбовую часть наконечника протяжки напрямую или через переходник.

Заметно реже встречается крепление протяжного кольца через рым-болт или компенсатор вращения в иной форме. Несмотря на большую сложность, такая конструкция предпочтительна тем, что полностью компенсирует закручивающие воздействия на кабель, гарантированно обеспечивая соблюдение технологии прокладки.

Конструкция

В середине расположена токоведущая жила из алюминия или меди.

Поверх нее нанесен токопроводящий слой, который состоит из того же самого сшитого полиэтилена, но в него включены специальные добавки, основная часть из которых — это сажа.

Сажа добавлена для того, чтобы получить полупроводящий слой, выполняющий функцию выравнивания электромагнитного поля.

Без него, на отдельных жилах напряженность может быть увеличена до 30% по сравнению с остальными. А это способно вызвать частичные разряды между изоляцией и жилой.

Далее идет основная изоляция. Ее толщина зависит от напряжения.

Поверх основной изоляции также накладывается полупроводящий слой. Сажи в нем до 40%.

После идут различные защитные материалы:

подложка

Она может быть выполнена из кабельной бумаги или из нетканого материала с полупроводящими свойствами

экран из медных проволок

в противоположную сторону наложения проволок, на экран накручивается лента медной фольги

Ее функция обеспечить контакт между проволоками, для того чтобы распределить равномерно ток протекающий по ним.

еще один защитный слой из кабельной бумаги или ленты нетканого материала

Он удерживает экран в плотно намотанном состоянии.

поверх всего этого накладывается оболочка из защитного полиэтилена

Здесь уже применяется обычный полиэтилен со свойствами светостабилизации и хорошей механической прочности.

В другой конструкции кабеля АПвПуг-10 две новые буквы обозначают:

У

усиленная оболочка

Она по свойствам такая же как и обычная, но большей толщины.

Кабеля с усиленной оболочкой прокладываются по сложным трассам, в трубах и там, где имеется большее количество пересечений с другими кабелями, водопроводами или иными инженерными сооружениями.

Г

наличие под экраном герметизирующего слоя

Этот слой препятствует распространению воды вдоль кабеля при повреждении внешней оболочки. По своим свойствам эта водоблокирующая лента напоминает детский памперс.

То есть, при попадании воды во внутрь кабеля, эта лента разбухает и препятствует дальнейшему распространению влаги.

В отличие от изделий с бумажной изоляцией, здесь не возможна ситуация, когда кабель буквально всасывает в себя влагу на протяженности нескольких десятков метров.

Если в названии присутствует индекс “2г”, то это означает двойную герметизацию. Одна водоблокирующая лента обеспечивает продольную герметизацию, а внешний слой, выполненный из алюмополимерной ленты – поперечную.

Причем этот защитный слой, может полностью защитить кабель от незначительных трещин на внешней изоляции.

Трехфазные кабеля АПвПуг-10 фактически представляют из себя собранные воедино однофазные модели в общей защитной оболочке.

При этом многим электрическим характеристикам такие кабеля соответствуют обыкновенным видам с бумажно-пропитанной изоляцией.

Главное их отличие и достоинство заключается в том, что даже при повреждении внешних покровов и попадании воды на основную изоляцию (экран, подложки), кабель спокойно будет продолжать работать.

В отличии от обычных КЛ, где внешний дефект в итоге очень быстро сказывается на самих жилах.

Изоляция жил из сшитого полиэтилена не гигроскопична и поэтому обеспечит нормальную работу электроустановки. Фактически зафиксированное время работы кабеля СПЭ, с поврежденной и разрушенной внешней защитной оболочкой, на реальном объекте — порядка 5 лет.

Разница и сравненение кабеля с СПЭ изоляцией 6-35кв и кабеля с бумажной изоляцией:

Основные технические характеристики для высоковольтных кабелей из сшитого полиэтилена (сечение, толщина изоляции, вес, номинальный ток):

6-10кв20кв35кв110кв220кв

Дополнительные характеристики (токи КЗ, сопротивление, емкость, вместимость барабанов):

Допустимые токи КЗ для КЛ 6-10-35квПоправочные коэффицентыСопротивление жил кабеляЕмкость кабеляЗначение тока утечкиИндуктивное сопротивление жилВместимость кабельных барабанов

Трубные переводы

Однофазная конструкция кабеля с изоляцией из СПЭ накладывает определённые ограничения на способы их прокладки в отличие от кабелей традиционных трёхфазных конструкций с бумажнопропитанной изоляцией. Например, в оговариваются допустимые температурные условия эксплуатации кабеля при различных способах его прокладки, а в подчёркиваются особенности прокладки кабеля с изоляцией из СПЭ в местах, требующих их механической защиты с помощью труб: при пересечении инженерных сооружений, естественных препятствий и т.п. В ряде проектов на определённых участках кабельной трассы (зачастую под автодорогами и железнодорожными насыпями) предполагается пофазная прокладка кабелей в металлических трубах, что запрещено в инструкциях всех заводов-изготовителей. При такой прокладке дополнительным источником тепла являются токи Фуко, протекающие по металлической трубе. Нагрев самой трубы вызывает дополнительный нагрев заключённого в трубу кабеля, тем самым снижая его пропускную способность.

Трубные переводы должны выполняться либо асбоцементными трубами, либо трубами ПНД, стыки труб должны быть соединены герметично. Стыки АЦ-труб необходимо забетонировать, а стыки труб ПНД — сваривать. Трубные переводы, выполненные АЦ-трубами, обязательно проверяются «на просвет». Перед протяжкой кабеля трубы необходимо прочистить, а при необходимости — промыть водой под напором. При затяжке в трубу тягового троса через неё необходимо протянуть поршень-калибр, диаметр которого на 5 мм меньше внутреннего диаметра трубы. Для трубных переводов длиной до 10 м диаметр трубы должен быть не менее 1,5 диаметра кабеля, для труб длиной более 10 м — не менее 2 диаметров кабеля.

Для снижения трения кабеля в трубе необходимо использовать смазку. В качестве смазки можно применять технический вазелин или мыльный раствор (рис. 6). Трубные переводы должны выполняться прямыми, повороты — плавными (не более 3°), так как при больших углах возможно заклинивание тягового троса. Повороты с большими углами необходимо выполнять открытыми длиной не менее 3 м, с возможностью установки угловых роликов. Применение гофрированных труб недопустимо, так как из-за их низкой механической прочности при протяжке троса стенки труб им прорезаются и при прохождении захвата типа «чулок» по разрезанной трубе она разрушается.

Многоразовый прокалывающий зажим

Еще одним часто применяемым проколом является зажим с функцией раздельной затяжки болтов. Благодаря этому, данный зажим считается многоразовым, но только с точки зрения подключения ответвлений.

Если вам зачастую приходится подключать-отключать ввод в дом или временные объекты от СИП (сварочные посты, переносные электроустановки), то данный девайс единственный способ сделать это безболезненно для самой линии.

Так как с проколом на СИП в этом случае ничего не происходит, а откручивается только болт поджимающий отходящий кабель, который к тому же не имеет никаких зубьев.

При этом изоляцию с жилы ответвления необходимо снимать на 1-2см. Еще одним преимуществом таких зажимов является их универсальность. Через них можно подключать не только ввод в дом и уличное освещение, но и заземляющие спуски нулевой жилы.

Вот их основные производители, технические данные и характеристики:

Ensto Sliw 65, 65S

Sicam TT1D-4D

Niled P71-74, P617

КВТ ЗПК

Технические характеристики кабелей СПЭ

Буквенная аббревиатура проводников указывает на их марку, устройство и варианты исполнения. Она включает в себя индексы, которые описывают состав материалов, из которых выполнены:

• жила;
• изоляция жил;
• оболочка.

Цифры обозначают количество жил, сечение и номинальное напряжение (кВ).

Таблица буквенной маркировки СПЭ-кабелей

Пример такой маркировки, обозначение и расшифровку можно разобрать, обратившись к картинке ниже.

Пример маркировки

Технические характеристики для любой марки продукции можно посмотреть в таблицах. При рассмотрении необходимо учитывать категорию сетей (по МЭК 60183).

К сведению. В таблицах учитываются минимальные сечения экрана, выбранные по значениям токов КЗ (коротких замыканий). С увеличением сечения экрана необходимо делать поправку на длительно допустимые токи, их значение уменьшается.

Технические характеристики проводников для напряжений 6-10 кВ

Особенности монтажа силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

1) Прокладка кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена рекомендуется при температуре окружающей среды не ниже 0 °С. Допускается прокладывать кабели с изоляцией СПЭ без подогрева при температуре окружающей среды не ниже -15 °С для кабелей с оболочкой из ПВХ и пластиката -20 °С для кабелей с оболочкой из полиэтилена. При более низких температурах окружающей среды кабель должен быть нагрет выдержкой в обогреваемом помещении не менее 48 ч или при помощи специального устройства до температуры не ниже 0 °С, при этом прокладка должна производиться в сжатые сроки (не более 30 минут). После прокладки 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 при прокладке должен быть не менее 15Dн для одножильных и трехжильных кабелей и 12 Dhдля трех скрученных вместе одножильных кабелей, где Dh- наружный диаметр кабеля или диаметр по скрутке для трех скрученных вместе одножильных кабелей. При тщательном контроле изгиба, например, применением соответствующего шаблона, допускается уменьшение радиуса изгиба кабеля до 8Dh. При этом рекомендуется подогрев кабеля в месте изгиба до температуры 20 °С.

3) Размотка кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена с барабана должна производиться при применении необходимого количества проходных и угловых роликов. Применяемый метод размотки должен обеспечивать целостность кабеля. Во время прокладки тяжение кабелей СПЭ должно осуществляться при помощи натяжного стального чулка, наложенного на наружную оболочку, или за токопроводящую жилу при помощи клинового захвата. Усилия, возникающие во время тяжения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена с многопроволочной алюминиевой жилой, не должны превышать 30 Н/мм2 номинального сечения жилы, кабеля с однопроволочной алюминиевой жилой (с маркировкой «ож») — 25 Н/мм2, кабеля с медной жилой — 50 Н/мм2. Если одновременно прокладываются три одножильных кабеля с одним общим стальным чулком, при расчете усилия тяжения учитывают:

— 1 номинальных сечения жилы, если кабели скручены вместе;

— 2 номинальных сечения жилы, если кабели не скручены.

Усилия тяжения кабеля при прокладке должны быть рассчитаны при проектировании кабельной линии и учтены при заказе кабеля. Тяговая лебедка должна быть оборудована устройствами, позволяющими контролировать усилие тяжения кабеля, регистрировать усилие тяжения в течение всего процесса тяжения кабеля и автоматически отключать тяговую лебедку, если усилие тяжения превысит допустимую величину.

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

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

6) При прокладке кабельной линии кабели СПЭ трех фаз должны прокладываться параллельно и располагаться треугольником или в одной плоскости. Другие способы расположения должны быть согласованы с изготовителем.

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

При расположении треугольником кабели скрепляются по длине кабельной линии (за исключением участков около муфт) на расстоянии 1¸1,5 м, на изгибах трассы — 1 м. При прокладке в земле следует учесть, что при засыпке грунтом кабели не должны менять своего положения. Кабели, проложенные в плоскости в кабельных сооружениях на воздухе, должны быть закреплены по длине линии на расстоянии 1¸1,5 м. Скобы и другие крепежные изделия для крепления одножильных кабелей СПЭ, а также крепление бирок на кабели должны быть выполнены из немагнитного материала. При закреплении кабелей необходимо учитывать возможное тепловое расширение кабелей и механические нагрузки, возникающие в режиме короткого замыкания.

9) Все концы кабелей после отрезания должны быть уплотнены термоусаживаемыми капами для предотвращения проникновения влаги из окружающей среды. Во время прокладки кабелей должен быть обеспечен контроль состояния оболочек и защитных кап.