Контрольные кабели различного вида используются в системах контроля и сигнализации, а также в средствах защиты и автоматики. Прокладка контрольного кабеля осуществляется в том случае, если есть необходимость соединения нескольких участков цепи,
которые расположены в различных частях устройства или же непосредственно самого объекта.
· Общие требования к прокладке контрольных кабелей.
Перед тем как осуществлять прокладку кабеля, следует определить возможность его прокладки с раздельными концами. После этого, производятся работы, которые связаны с измерением длины трассы контрольного кабеля.
В зоне монтажа, прокладка контрольного кабеля осуществляется при помощи инвентарных или кабельных барабанов, которые изготавливаются на заводе. В том случае, если на контрольном кабеле обнаружены внешние повреждения, то его установка запрещена. Следует также сказать, что в процессе прокладки контрольных кабелей следует избегать их сращивания. Дело в том, что соединение кабеля может быть допущено в том случае, если длина трассы является больше, чем длина кабеля. При этом длина кабеля должна быть не менее чем сто метров. Прокладка контрольного кабеля может осуществляться как в траншее, так и в блоках или же специализированных трубах. К тому же, данную процедуру можно осуществлять в лотках или же в коробах.
· Основные условия прокладки кабелей.
Прокладка кабеля должна происходить таким образом, чтобы в процессе его использования, вероятность возникновения опасных механических напряжений или же каких-либо повреждений стремилась к нулю. Прокладка контрольного кабеля в земле (например кабель КВВБ) должна происходить с запасом по длине в 1-2 процента. Те виды кабелей, которые прокладываются вертикально, должны быть закреплены так, чтобы их оболочка не была деформированной. В месте крепления контрольного кабеля, который имеет незащищенную оболочку, следует ее предохранить от разного рода повреждений. Стоит сказать, что данная процедура осуществляется при помощи эластичных прокладок.
Прокладка контрольного кабеля внутри помещений может быть осуществлена различным типом кабелей: без наружного горючего покрова; с негорючей оболочкой; с изоляцией.
Прокладка, переноска или же размотка контрольного кабеля может быть произведена в том случае, если происходит положительная температура воздуха. Все металлические конструкции, на которые укладывается кабель, должны быть заземлены. В том случае, если речь идет про металлические оболочки контрольных кабелей, то они должны быть заземлены с обоих концов.
Если говорить про герметизацию наружных вводов контрольного кабеля, то в здании она должна выполняться путем уплотнения кабеля на конце труб. К тому же, концы труб должны быть обработаны специализированной водонепроницаемой глиной. В процесс прокладки контрольного кабеля через стены из бетона или же камня, следует использовать стальные или же изоляционные трубки. Также в стене может быть сделан проем, который обрамлен стальным коробом.
Для осуществления соединения контрольного кабеля, следует использовать поливинилхлоридную, эпоксидную, свинцовую или же резиновую муфту. К тому же, на сегодняшний день существует технология, которая позволяет осуществить монтаж при помощи самосклеивающейся ленты и термоусаживающейся трубки.
Как можно заметить, процесс прокладки контрольного кабеля является достаточно трудоемким и сложным. В процессе выполнения всех работ, человек в полной мере должен придерживаться всех правил и инструкций, в противном же случае, срок эксплуатации контрольного кабеля будет минимальным.
16. При прокладке кабельных линий непосредственно в земле кабели должны прокладываться в траншеях и иметь снизу подсыпку, а сверху засыпку слоем мелкой земли, не содержащей камней, строительного мусора и шлака.
Кабели на всем протяжении должны быть защищены от механических повреждений путем покрытия при напряжении 35 кВ и выше железобетонными плитами толщиной не менее 50 мм; при напряжении ниже 35 кВ - плитами или глиняным обыкновенным кирпичом в один слой поперек трассы кабелей; при рытье траншеи землеройным механизмом с шириной фрезы менее 250 мм, а также для одного кабеля - вдоль трассы кабельной линии. Применение силикатного, а также глиняного пустотелого или дырчатого кирпича не допускается.
При прокладке на глубине 1-1,2 м кабели 20 кВ и ниже (кроме кабелей городских электросетей) допускается не защищать от механических повреждений.
Кабели до 1 кВ должны иметь такую защиту лишь на участках, где вероятны механические повреждения (например, в местах частых раскопок). Асфальтовые покрытия улиц и т. п. рассматриваются как места, где разрытия производятся в редких случаях. Для кабельных линий до 20 кВ, кроме линий выше 1 кВ, питающих электроприемники I категории*, допускается в траншеях с количеством кабельных линий не более двух применять вместо кирпича сигнальные пластмассовые ленты, удовлетворяющие техническим требованиям, утвержденным Минэнерго СССР. Не допускается применение сигнальных лент в местах пересечений кабельных линий с инженерными коммуникациями и над кабельными муфтами на расстоянии по 2 м в каждую сторону от пересекаемой коммуникации или муфты, а также на подходах линий к распределительным устройствам и подстанциям в радиусе 5 м.
17. В кабельных сооружениях кабели рекомендуется прокладывать целыми строительными длинами, а размещение кабелей в сооружениях должно производиться в соответствии со следующим:
· Контрольные кабели и кабели связи следует размещать только под или только над силовыми кабелями; при этом их следует отделять перегородкой. В местах пересечения и ответвления допускается прокладка контрольных кабелей и кабелей связи над и под силовыми кабелями.
· Контрольные кабели допускается прокладывать рядом с силовыми кабелями до 1 кВ.
· Силовые кабели до 1 кВ рекомендуется прокладывать над кабелями выше 1 кВ; при этом их следует отделять перегородкой.
· Различные группы кабелей: рабочие и резервные кабели выше 1 кВ генераторов, трансформаторов и т. п., питающие электроприемники I категории, рекомендуется прокладывать на разных горизонтальных уровнях и разделять перегородками.
· Разделительные перегородки, указанные в п. 1, 3 и 4, должны быть несгораемыми с пределом огнестойкости не менее 0,25 ч.
При применении автоматического пожаротушения с использованием воздушно-механической пены или распыленной воды перегородки, указанные в п. 1, 3 и 4, допускается не устанавливать.
На наружных кабельных эстакадах и в наружных закрытых частично кабельных галереях установка разделительных перегородок, указанных в п. 1, 3 и 4, не требуется. При этом взаимно резервирующие силовые кабельные линии (за исключением линий к электроприемникам особой группы I категории) следует прокладывать с расстоянием между ними не менее 600 мм и рекомендуется располагать: на эстакадах по обе стороны пролетной несущей конструкции (балки, фермы); в галереях по разным сторонам от прохода.
18. Кабельные линии маркируются для удобства проведения пуско-наладочных работ, эксплуатации и ремонта. Например, при необходимости проведения измерений на нужной кабельной линии, её легко можно отыскать среди прочих по кабельной бирке, на которой нанесены обозначения из кабельного журнала.
Квадратные бирки У-134 используются для маркировки силовых кабелей напряжением до 1000В (См. Рис.1)
Круглые бирки У-135 используются для маркировки силовых кабелей напряжением выше 1000В (См. Рис.2)
Треугольные бирки У-136 используются для маркировки контрольных кабелей (См. Рис.3)
На кабельные бирки наносятся следующие обозначения: номер кабельной линии по кабельному журналу, марка и сечение кабеля, напряжение, начало и конец кабельной линии, длина кабельной линии. У соединительных муфт размещают бирки с номером муфты и датой её монтажа.
19. К работам по монтажу и ремонту кабельных линий могут быть допущены электромонтажники, прошедшие:
медицинский осмотр при поступлении на работу;
периодический медицинский осмотр в соответствии с приказом Министерства здравоохранения;
вводный инструктаж по технике безопасности, производственной санитарии и пожарной безопасности;
инструктаж по технике безопасности на рабочем месте, который проводится при каждом изменении условий и характера работы.
Внеплановый инструктаж проводят при:
изменении правил по охране труда;
изменении технологического процесса, замене или моделировании оборудования, приспособлений и инструмента и других факторов, влияющих на безопасность труда;
нарушении работниками требований техники безопасности труда, которые могут привести или привели к травме, аварии или пожару;
перерывах более 30 календарных дней при выполнении работ, к которым предъявляются дополнительные требования по технике безопасности, а именно: пайка свинцовых оболочек, работа с использованием электрического или порохового инструмента, ремонт и обслуживание электроустановок, газосварочных работах, а при перерывах 60 дней — для остальных работ.
Текущий инструктаж проводят с электромонтажниками, выполняющими прокладку кабеля в колодцах, туннелях, коллекторах, а также работы с использованием электрического и порохового инструмента и на действующих кабельных линиях.
Ремонтные работы по восстановлению кабельной линии необходимо производить после снятия напряжения с кабеля и установки защитных заземлений с обеих концов кабельной линии. Так, в соответствии с ПТБ ремонтные работы на кабеле относятся к работам с частичным снятием напряжения независимо от наличия и числа проложенных рядом ремонтируемым кабелем других кабельных линий.
20. Для кабельных линий до 35 кВ допускается применять одножильные кабели, если это приводит к значительной экономии меди или алюминия в сравнении с трехжильными или если отсутствует возможность применения кабеля необходимой строительной длины. Сечение этих кабелей должно выбираться с учетом их дополнительного нагрева токами, наводимыми в оболочках.Должны быть также выполнены мероприятия по обеспечению равного распределения тока между параллельно включенными кабелями и безопасного прикосновения к их оболочкам, исключению нагрева находящихся в непосредственной близости металлических частей и надежному закреплению кабелей в изолирующих клицах.
21. К прокладке внутри помещений допускаются только бронированные кабели без наружного горючего покрова и небронированные кабели с негорючей оболочкой. В помещениях с агрессивной средой применяют кабели в оболочках, стойких к воздействию этой среды.
Кабели внутри зданий, в том числе и в производственных помещениях, прокладывают непосредственно по стенам, потолкам, балкам, фермам и другим строительным конструкциям или по предварительно установленным на опорных поверхностях кабельным конструкциям или лоткам. Во всех случаях кабели прокладывают так, чтобы они были доступны для осмотра и ремонта при эксплуатации.
При прокладке кабелей внутри зданий непосредственно по потолкам, стенам и другим опорным поверхностям расстояние в свету между рядом лежащими силовыми кабелями принимают равным 35 мм, но не менее диаметра прокладываемого кабеля. Расстояние между контрольными кабелями и кабелями связи не нормируется.
При прокладке кабелей внутри зданий по кабельным конструкциям расстояние по вертикали в свету между горизонтальными конструкциями при числе кабелей на этой конструкции до четырех принимают равным 150—200 мм, а при количестве кабелей более четырех — не менее 0,6 длины консоли конструкции.
К опорным поверхностям непосредственно кабели крепят скобами, хомутами, на подвесках и другими способами. На кабельных конструкциях кабели укладывают свободно без креплений.
На прямых горизонтальных участках вдоль трассы кабели к опорным поверхностям крепят через равные промежутки в 800—1000 мм, на таком же расстоянии друг от друга устанавливаются и кабельные конструкции. Проложенные горизонтально кабели закрепляют в ко-нечныл точках, непосредственно у концевых муфт (заделок), с обоих концов изгибов и у соединительных муфт.
При вертикальной прокладке кабели крепят через каждые 1000— 2000 мм, крепление жесткое, исключающее возможность перемещения в нем кабеля. На поворотах кабель закрепляют в точках начала изгиба кабеля. Радиусы изгибов кабелей принимаются такими же, как и при прокладке в земле.
По деревянным неоштукатуренным поверхностям кабели прокладывают на кронштейнах так, чтобы расстояние между кабелем и поверхностью было не менее 50 мм. По деревянным чердачным помещениям небронированные кабели, в целях защиты их от механических повреждений и возможности в связи с этим образования искры, прокладывают в стальных трубах или коробах из несгораемых материалов. Бронированный кабель по чердачным помещениям с деревянными строительными конструкциями прокладывают на кронштейнах так, чтобы он не касался деревянных конструкций. Джутовый покров с кабеля удаляют.
Между небронированными кабелями со свинцовой или алюминиевой оболочкой и металлическими опорными конструкциями или скобами прокладывают эластичные прокладки из пергамина или рубероида толщиной 2мм.
По свежецементированным или свежеоштукатуренным (с примесью извести) поверхностям, а также непосредственно по сырому бетону кабели не прокладывают, так как под влиянием сырости в местах соприкосновения свинцовой или алюминиевой оболочки кабеля с бетоном или известью они будут постепенно разрушаться. Для предохранения оболочек от разрушения поверхность, по которой прокладывают кабель, покрывают гидроизолирующим лаком или кабель прокладывают на опорных конструкциях, скобах, клицах или кронштейнах в удалении от стены на 20 мм. В полу или перекрытиях, а также в фундаментах машин кабели прокладывают в трубах или каналах. Проходы кабелей через стены выполняются в отрезках труб.
Для защиты от коррозии голую броню, а также свинцовую или алюминиевую оболочку кабелей и кабельные конструкции, лотки и крепежные детали окрашивают лаками или краской.
При раскатке кабеля сверху вниз лебедку с тросом, спущенным через блок, устанавливают с одной стороны проема, а барабан с кабелем — на домкратах с другой его стороны. Для соблюдения допустимого радиуса изгиба кабеля над проемом устанавливают вспомогательный барабан.
Опускаемый сверху кабель через каждые 3—5 м крепят к поддерживающему тросу специальными зажимами. Кабель с тросом опускают с помощью лебедки.
Задание № 2.
Ответить на вопросы:
1. Если электрический ток будет протекать по проводнику в течение длительного времени, в этом случае установится определенная стабильная температура данного проводника, при условии неизменной внешней среды. Величины токов, при которых температура достигает максимального значения, в электротехнике известны как длительно допустимые токовые нагрузки для проводов и кабелей. Данные величины соответствуют определенным маркам проводов и кабелей. Они зависят от изоляционного материала, внешних факторов и способов прокладки. Большое значение имеет материал и сечение кабельно-проводниковой продукции, а также режим и условия эксплуатации.
· Рассчитайте максимальную нагрузку на электрическую сеть. Для этого определите максимальную мощность потребителей, которые могут быть одновременно подключены к ней. Затем определите материал проводника, из которого будет делаться проводка. Для этого возьмите лучше медный провод, он обладает большей проводимостью, чем алюминиевый и не так быстро перегорает при повышенной нагрузке.
· Рассчитайте сечение провода, необходимое для правильного распределения нагрузки. Для этого суммарную мощность всех потребителей, которую можно найти в технической документации на них, поделите на номинальное напряжение в сети. В результате получится максимальное значение тока, который должен по ней протекать (I=P/U). Бытовые и промышленные сети делаются таким образом, чтобы исходное напряжение было одинаковое на всех разъемах для подключения (розетках).
· После определения максимального протекающего по сети тока, найдите сечение провода, из которого делается сеть. Примите во внимание, что максимальная плотность тока для алюминиевого провода составляет 5 А/мм², а для медного - 8 А/мм². Установите предохранитель номиналом, минимально превышающим максимальный ток в цепи, чтобы избежать перегорания проводников в сети в случае короткого замыкания.
· Пример Если на дачном участке нужно рассчитать электрическую нагрузку, суммируйте все мощности электроприборов, которые могут быть включены в сеть. Освещение 10 ламп по 100 Ватт (1 кВт), бойлер 4 кВт, холодильник 0,5 кВт, микроволновка 2,5 кВт, более мелкие бытовые потребители 2 кВт. В сумме получите мощность 10 кВт=10000 Вт. Поскольку в бытовой сети эффективное значение напряжения равно 220 В, рассчитайте максимальный ток в сети I=10000/220≈45,46 А. Для устройства сети используйте алюминиевый проводник сечением не менее 45,46/5≈10 мм² или медный 45,46/8≈6 мм². Установите предохранитель номиналом не менее 46 А.
2. Материалом проводника, из которого изготовлены жилы для монтажных проводов служит, как правило, медь. Чтобы увеличить гибкость провода, жилы изготавливают из скрученных проволок очень малых диаметров. Благодаря этому, гибкость проводов для монтажа гораздо выше, чем у установочных. Для увеличения способности противостоять воздействию окружающей среды, их покрывают слоем серебра, олова или никеля.
Изоляция может быть изготовлена на основе одного или нескольких разных материалов, которые выполняют отличные функции, служащие для придания нужных механических, электротехнических или иных свойств.
Установочные провода и шнуры применяют для неподвижных прокладок в силовых и осветительных установках. Они служат для распределения электрической энергии, а также для присоединения к сети электродвигателей, светильников и других потребителей тока.
Токопроводящие жилы установочных проводов и шнуров изготовляют из медной или алюминиевой проволоки. Жилы изолируют электроизоляционной резиной, полиэтиленом или полихлорвиниловым пластикатом. Поверх изоляции накладывают защитный покров в виде оплетки из хлопчатобумажной или шелковой пряжи. У некоторых проводов защитный покров (оплетку) пропитывают противогнилостным составом. В отдельных конструкциях проводов наружную оплетку изготовляют из стальных оцинкованных проволок для защиты от легких механических воздействий.
Провода с полихлорвиниловой изоляцией выпускают без защитных оболочек. Шнуры выпускают двухжильными, т. е. они состоят из двух изолированных и свитых друг с другом жил. Установочные провода выпускают одно-, двух-, трех-, четырех- и многожильными. Для обеспечения большей гибкости жилы шнуров и некоторых типов проводов изготовляют многопроволочными. Провода изготовляют на напряжения 220, 380, 660 и 3000 В переменного тока.
3. В статье уделено внимание обзору и выбору перспективных материалов для витковой и корпусной изоляции электрических машин. Кратко, но емко описаны свойства и преимущества использования эмалированных, стекловолокнистых, со слюдосодержащей изоляцией, короностойких эмалевых и с короностойкими электроизоляционными лентами обмоточных проводов для электрических машин.
Еще в двух статьях уделено значительное внимание витковой изоляции из слюдосодержащих лент. Очень подробно описана история развития и конструктивные особенности слюдосодержащих лент для витковой изоляции в статье.
Существует практическая экономическая выгода в том, чтобы усовершенствовать электрическую машину во время ее перемотки. Дополнительные затраты на материалы более высокого класса составляют лишь часть общих затрат. Более всего усовершенствование выгодно для больших машин. В первую очередь конструктор пытается увеличить поперечное сечение меди.
Главной задачей является снижение толщины изоляции за счет уменьшения метрического номера применяемых синтетических и стеклянных волокон. Для проводов с бумажной изоляцией главным вопросом всегда являлся вопрос качества медного или алюминиевого проводника, так как при эксплуатации масляных трансформаторов, в которых эти провода применяются, дефекты проволоки могут вызывать концентрацию напряженности электрического поля, в результате чего происходят пробой изоляции и межвитковое замыкание.
Существует два метода увеличения поперечного сечения меди: уменьшить толщину изоляции проводника или корпусной изоляции. Ленты из слюдяной бумаги и смолы с улучшенными свойствами сократили толщину корпусной изоляции до половины той, которая считалась нормой в 1960-х годах. Толщина изоляции жилы также сократилась благодаря использованию синтетических материалов.
Исторически сложилось так, что проводники изначально изолировались хлопковой нитью, затем слюдяной лентой или асбестом. Толщина изоляции составляла 0.4 мм или более. Толщину изоляции удалось уменьшить с помощью двух слоев стекловолокна, которые запекались на меди, толщина изоляции проводника в этом случае составляла 0.3 мм. Стекловолокно отличалось улучшенными механическими свойствами и низкими межвитковыми напряжениями; стекловолокно обеспечило надлежащую изоляцию тысячам машин.
Более поздним улучшением в изоляции проводника было применение одного слоя стекловолокна поверх изоляционного покрытия. Тонкое изоляционное покрытие из эмали или пленки было разработано для замены стекловолокна.
Эти изоляционные покрытия считались превосходными, т.к. толщина изоляции жилы в этом случае составляла 0.15 мм и меньше. Такая изоляция уступала изоляции из стекловолокна по механическим свойствам, но диэлектрические свойства были очень хорошими. Напряжение пробоя у некоторых типов пленочной изоляции может превосходить 20 кВ/мм, тогда как напряжение пробоя изоляции из стекловолокна составляет 15 кВ/мм.
В статье приведены результаты сравнительных испытаний разных видов проводниковой витковой изоляции для секционных катушек высоковольтных электрических машин: слюдяной бумаги на голый провод, двойной полиэфирно-стеклянной изоляции поверх полиэфирамидимидной изоляции.
Для сравнения были проведены испытания как кратковременной, так и длительной электрической прочности. В заключении сделан вывод о том, что использование слюдосодержащих лент в качестве витковой изоляции значительно улучшает стойкость изоляции к импульсным воздействиям, а также повышает кратковременную электрическую прочность. А применение слюдосодержащих лент с ПЭТ-пленкой, покрытой адгезивным слоем, который позволяет осуществлять хорошую консолидацию проводников позволяет сделать более технологичным производственный процесс изготовления обмотки. Таким образом, применение такой витковой изоляции возможно в машинах, где требуется значительная электрическая прочность изоляционной системы (в высоковольтных машинах и некоторых специальных машинах 3 кВ).
Использование такой тонкой изоляции жилы открыла великолепную возможность для улучшения мощности больших генераторов с воздушным охлаждением на 10-20% от исходных показателей.
Первые изоляционные покрытия из пленок и эмали имели одно слабое место при применении в высоковольтных обмотках. Эта изоляция была нестойкой к коронному разряду. Однако пленки и эмали продолжали свое развитие, и на данный момент существует несколько видов пленочной изоляции и эмалей, стойких к разряду короны.
В настоящее время, когда есть «короностойкие» пленки, идет серьезная переоценка рабочего процесса. Эти пленки обычно требуют меньше затрат сил и энергии, чем стекловолокно, поэтому могут потребоваться определенные изменения в обычном процессе производства катушек в соответствии с трудностями изготовления больших многовитковых катушек с такой изоляцией.