Раздел Кабель и Кабельные линии

 Кабельная линия

 Кабельная линия – это линия электропередач, которая состоит из одного или нескольких кабелей, концевых, стопорных, крепежных и соединительных элементов, проложенная в земле или в кабельных сооружениях, таких как: короба, каналы, эстакады, блоки, лотки и этажи. Назначение линии электропередач, расположение технологических коммуникаций, уровень грунтовых вод, плотность застройки, нагрузка на линию и другие факторы влияют на способ прокладки кабеля. Если такие влияния встречаются, то главной задачей становится защита кабеля от негативного воздействия, которое может нанести окружающая среда, механическое повреждение, коррозия, температурные и вибрационные нагрузки.

 Для начала работы по прокладке кабельной линии нужен согласованный проект. Также, потребуется топографический план, который называется геоподоснова. Он помогает определить уровень грунтовых вод, другие коммуникации и их расположение, загрязнение грунта. К монтажным работам можно приступать только после оформления всех соответствующих документов и оформления согласований.

 Волоконно-оптический кабель прокладывают в телефонной канализации, если таковая имеется в черте города или другого населенного пункта. Основу телефонной канализации составляют трубы, которые имеют внутренний диаметр 100 мм, изготовленные из бетона, асбоцемента или пластмассы. На глубине от 0,4 до 1,5 метров прокладывают герметично состыкованные отдельные блоки. Через 40-100 метров устанавливают смотровые колодцы, которые предназначены для осмотра или ремонта системы. На стенках колодца устанавливают консоли, где крепят и укладывают кабель. Прокладочные работы являются трудоемким процессом, и отличаются особенной спецификой. Прокладка волоконно-оптического кабеля отличается от прокладки электрического кабеля. Главной задачей является не допустить перекрутки кабеля, что может привезти к разрыву и потере сигнала. Во время работы протяжку нужно осуществлять на четко определенном значении. Протяжка осуществляется плавно и без рывков.

 В телефонной канализации предусматривается свободный канал, где будет проложен оптический кабель. Когда строят канал, оставляют проволоку, которая помогает сделать протяжку качественнее и быстрее. Если такой проволоки нет, для прокладки используют устройство протяжки каналов. В основном, это стеклопластиковый упругий прут, который имеет длину 150 мм и диаметр 10 мм.

 Есть три этапа протяжки: ввод прутка в канал и проталкивание до смежного колодца; крепление конца кабеля к наконечнику на прутке; вытяжка прутка обратно.

 Это помогает протянуть кабель по всей длине трассы. Для надежного крепления кабеля к прутку фиксируют кабель к наконечнику за силовой кабель или бронь. Компенсатор кручения, который обеспечивает защиту от повреждений, обязателен.

 Если на трассе имеются углы или повороты, нужен поворотный ролик, который закрепляют в колодце. Если его нет, протяжку от колодца до следующего колодца производят от начала трассы, вытягивая кабель из петлей. Чтобы удешевить прокладочные работы, рабочие могут перебирать кабель вручную.

 Прокладка оптического кабеля в грунт производится по аналогии с прокладкой медных кабелей. Во время работы используют оптический кабель, который содержит защитные элементы. Эти элементы являются оплеткой из металлической проволоки, которая защищает кабель от повреждений и усадки грунта.

 Необходимо обращать внимание на то, что максимальную надежность при прокладке оптического кабеля гарантирует применение специальных пластиковых труб (ПНД). Их применяют на сложных участках трассы, потому что ПНД не боятся воды и агрессивного воздействия внешней окружающей среды. К тому же, трубы ПНД намного легче стальных труб, а их качества с течением времени улучшаются.

 Прокладочные работы электрического кабеля позволяют доставлять электроэнергию потребителю. Все прокладочные работы начинаются с проектирования кабельной линии, где будет предусмотрено оборудование, механизмы и материалы, а также тип кабеля. Грамотный проект позволяет обеспечить наименьший расход кабеля, высокую надежность работы линии, защиту кабеля от ударов молний, заземление, учет частоты и параметров кабеля, влияние температурных режимов и прочих факторов. Сначала выбирают трассу магистрали, которая имеет наименьшее количество препятствий и максимальное отдаление от железнодорожных путей.

 Для прокладки кабеля существует несколько способов: открытый (под землей), прокладкой в специальных блоках, по воздуху.

 Работа начинается с деления магистрали на участке 15-20 км и проверки кабеля индикацией волнового сопротивления, а также внешнего осмотра кабельных барабанов, целостности заделки концов и обшивки, и герметичности оболочки. Прокладку кабельной линии осуществляют механизированным или ручным способом. Кабелеукладчики позволяют сократить сроки работы в тридцать раз. Самыми популярными кабелеукладчиками являются те, которые расклинивают грунт специальными ножами, образовывая узкую щель на глубину от 0,7 м до 1,3 м. Специальная кассета позволяет осуществлять прокладку кабеля, сматываясь с барабана во время работы. Если кабель будет проложен под железнодорожными или трамвайными путями, на перекрестках шоссейных или грунтовых дорог, то кабель необходимо обеспечивать защитой от повреждений. Через реки кабель прокладывают гидравлическим кабелеукладчиком, в мерзлом и талом грунте с помощью роторного кабелеукладчика.

 Самый простой и доступный способ – прокладка кабелей в траншеях. Стоимость таких работ минимальная и состоит из таких этапов: отрывают траншею, прокладывают кабель, соединяют кабельные жилы, монтируют соединительную муфту, обеспечивают защиту кабеля от механических повреждений, засыпают траншею и осуществляют концевую заделку кабеля. Такой способ применяют при прокладке кабеля по территории какого-либо предприятия. Минусом этого способа является вероятность повреждения кабеля во время земляных работ. Траншеи должны иметь глубину в 0,7 метра. В одной траншее не должно быть больше шести кабелей напряжением 6-10 кВ и не более двух кабелей, чье напряжение начинается от 35 кВ. Ширина дна траншеи составляет 0,2 м в первом случае, и 0,3 метра во втором случае.

Перечислим основные преимущества прокладочных работ под землей. Электрические линии, проложенные таким образом, не подвергаются воздействиям снегопадов, штормовым ветрам и не могут быть повреждены упавшими деревьями. В глинистом, песчаном или талом грунте кабель прокладывают ножевым кабелеукладчиком. Правильно выполненная подземная прокладка позволяет создать надежную систему подачи электрической энергии без ущерба облику здания и природе.

Чтобы передавать электрическую энергию большой мощности, осуществляют прокладку высоковольтных силовых кабелей, которые изготавливают с бумажно-маслянной изоляцией или с помощью полиэтилена. Сшитые полиэтилен позволяет добиться долгосрочной и надежной службы кабеля, высокие механические и диэлектрические свойства, также высокие термические режимы. Прокладку силового кабеля осуществляют в полуметре от трубопроводов и на расстояние более одного метра от трубопроводов с горючими материалами. Если прокладка кабеля подразумевает меньшее расстояние, то кабель защищают металлическими трубками и кожухами, предотвращая механические повреждения на участках сближения. Силовой кабель прокладывают без предварительно прогрева, при температуре не ниже -20 градусов, если кабель защищен шлангом из ПВХ – не ниже -15 градусов, для остальных кабелей допустимая температура не ниже -7 градусов.

Когда монтаж силового кабеля будет проходить в помещениях, где подвесные потолки, нужно применять металлические лотки или кронштейны, чтобы создать кабельные магистрали большой емкости и получить возможность для прокладки дополнительных кабелей, а заодно и снизить материальные затраты. Во взрывоопасных помещениях допускается прокладка кабелей с резиновой изоляцией. Монтаж небронированного силового кабеля производят на высоте не меньше 2,5 метров. Помимо этого, кабели нужно защищать от грызунов и воздействий солнечных лучей.

Во время монтажа подземных высоковольтных линий применяют силовые кабели. Одним из способов прокладки высоковольтных кабелей является горизонтальное бурение. С помощью современных технологий можно прокладывать кабели без вскрытия дорожного полотна. При этом надежность прокладки высоковольтного кабеля очень важна, потому что такие линии – важная часть системы электроснабжения. Контролировать распределение нагрузки по кабелю осуществляют измерением температуры по всей длине кабеля. Во время этого используют оптическое волокно, вмонтированное в высоковольтный кабель. Температуру замеряют прибором пространственной термометрии, с помощью которого также можно определить состояние оптоволокна и качество сварки в соединениях. Таким образом, осуществляют проверку поврежденных мест кабеля.

Для начала монтажных работ, устанавливают опорные конструкции внутри здания, потом начинают прокладку и подключают кабель к выводу электрооборудованию. Монтаж кабельной линии зависит от того, какой тип конструкции помещения, где осуществляют монтажные работы. Чтобы снизить вероятность ошибки и произвести качественные работы, монтаж нужно выполнять, придерживаясь некоторых правил. Укладывая волоконно-оптическое волокно нужно использовать генератор усилия, обращать внимание на температуру, прогревать кабель, если он находился на улице в низкую температуру продолжительное время. Кабель, который имеет изоляцию из ПВХ, необходимо монтировать при температуре не ниже -10 градусов.

Стоимость монтажных работ зависит от таких фактов, как способ монтажа, сложность объекта, тип кабеля. Прокладка кабеля должна происходить только при наличии соответствующей лицензии и специального разрешения.

Главным документом по прокладке кабеля является «Проект производства работ», где осуществляют привязку нормативных документов, которые регламентируют технические требования.

Прокладка кабеля в земле позволяет обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии. Кабель под землей не подвергается механическим повреждениям, воздействию ветра или обледенению. К тому же, прокладка под землей позволяет не портить внешний вид здания.

К прокладке кабеля под землей нужно подходить с большой общественностью, потому что это влияет на работу всей инженерной сети.

Перед началом работы определяют необходимую марку. В основном, используют бронированный кабель, чтобы защитить его от механических воздействий. Если кабель находится в поливинилхлоридной или асбестоцементной трубе, можно прокладывать кабель без металлической оболочки.

Если кабель прокладывают в почке, где имеется наличие электрокоррозии, используют свинцовую или алюминиевую оболочку.

Основные правила, влияющие на подземную прокладку кабеля, следующие. Сначала нужно определить, не пересекается ли кабельная трасса с уже существующими сетями. Это проверяют на схеме коммуникаций, или с помощью электротехнической лаборатории. Если кабельная трасса пустая, то начинают рыть траншею, чья глубина зависит от места прохождения.

Прокладка подземных кабелей, блоки, каналы и кабельные каналы.

Правила эксплуатации кабельных линий.

1) Установка силовых кабелей может быть произведена:

- непосредственно в землю.

- кабельными блоками.

- в трубах, расположенных в земле.

- в каналах и кабельных каналах.

2) Укладка кабелей в землю.

Перед укладкой кабелей в землю необходимо вначале отрыть траншею, с шириной соответствующей числу кабелей, укладываемых параллельно.

Кабеля укладываются в землю на глубину, которая зависит от номинального напряжения.

Глубина укладки должна соответствовать:

- до 50 см – кабеля уличного освещения.

- до 70 см – силовые кабели с напряжением не превышающем 1 кВ, исключая земли сельскохозяйственного назначения.

- до 80 см – силовые кабели с напряжением превышающем 1 кВ, но до 15 кВ, исключая земли сельскохозяйственного назначения.

- до 90 см – силовые кабели с напряжением не превышающем 15 кВ проходящие по землям сельскохозяйственного назначения.

- до 100 см – силовые кабели с напряжением превышающем 15 кВ.

В случае невозможности укладки кабеля на установленную глубину обязательно использование защитной трубы.

Кабель помещается на слой песка, толщиной 10 см, и покрывается сверху песчаным слоем, толщиной 10 см. Прокладка кабелей в песке улучшает теплообмен между кабелем и окружающим грунтом, что обеспечивает снижение возможности перемещений под силовыми нагрузками на кабель и снижает механическую нагрузку в случае подвижек грунта. Песок также способствует снижению воздействия грунтовых вод и химического воздействия.

После десяти сантиметрового слоя песка, уложенного на кабель, для определения маршрутизации и защиты от механических повреждений по маршруту из кирпича или бетона укладывается слой цветной пленки или сетки. Красным цветом выделяются кабеля высокого напряжения, синим кабеля низкого напряжения. В завершение покрытия  в местах расположения кабельных муфт, соединения проводов и смены маршрута кабелей, на поверхности защитного слоя, на расстоянии 100 м по обе стороны от этих мест наносится специальная маркировка  (C - кабельное, M - рукава).

Между кабелями должно обеспечиваться следующее расстояние:

- 10 см – для кабелей до 10 кВ.

- 25 см - для кабелей более 10 кВ.

- 50 см между телекоммуникационными, энергетическими кабелями и кабелями, принадлежащими различным компаниям.

На месте пересечения высоковольтный кабель должен помещаться в защитную трубу или блок, длинной 50 см с каждой стороны, и должна производиться защита кабеля двойным слоем кирпича. Аналогичная защита должна предусматриваться и в местах пересечения кабельных линий с дорогами, железнодорожными путями, кабелями, проложенными в бетонных блоках или трубами, пересечение должно производиться под углом 90 градусов. Для компенсации возможных сдвигов кабельной линии кабель должен укладываться в траншее волнистой линией с запасом до 3 процентов от длины, то есть в траншею длиной 200 метров укладывается до 206 метров кабеля. По обе стороны от соединения или ввода кабеля в канал должно обеспечиваться следующее провисание троса:

- 1м – для кабелей до 1 кВ.

- 3м – для кабелей до10 кВ.

- 4м – для кабелей до 30 кВ.

- 5м – для кабелей до 110 кВ.

3) Прокладка кабелей в коробах и кабельных каналах.

Кабельный канал представляет собой канал, проложенный в земле, полу, стене или потолке, глубиной от 30 до 60 см, покрытый съемными бетонными плитами и не предназначенный для перемещения людей.

Кабельные тоннели сооружаются высотой 2 м и шириной 80 см, с обеспечением возможности перемещения людей. При этом кабеля размещаются на опорах.

Туннели и кабельные каналы должны быть оборудованы вентиляцией, должна обеспечиваться защита от попадания воды, грязи и грызунов. Расстояние между кабелями с различным напряжением должно быть не менее 15 сантиметров. Расстояние между кабелями, расположенными на кронштейнах, закрепленными на стене или уложенными на дне кабельного канала должно быть от 5 до 10 сантиметров. При прокладке кабелей на стойках, кабели с напряжением свыше 1 кВ должны располагаться выше кабелей более низкого напряжения. Если в туннеле или канале располагаются одновременно и высоковольтные и низковольтные провода, то их необходимо размещать на разных стенках. При невозможности их размещения на разных стенках необходимо увеличить интервал. Избегайте соединения кабелей в этих местах, так как короткое замыкание в соединительной муфте может привести к повреждению соседних кабелей и даже стать причиной пожара. Для ограничения последствий пожара в туннелях предусматриваются огнестойкие перегородки, возводимые с интервалом в 100 метров.

4) Прокладка кабелей в кабельных блоках.

Кабельный блок представляет собой бетонный параллелепипед с отверстиями, располагающимися по отдельности. В каждом отверстии может располагаться только один провод, при этом диаметр отверстия должен, как минимум, на 50 % превышать диаметр кабеля. Через отверстие в первом блоке протягивается веревка или лента с крепежным блоком для протяжки кабеля.

Независимо от блоков, провода с различным номинальным напряжением должны быть углублены в землю на:

- 50 см – на тротуарах.

- 70 см – в полевых условиях без дополнительных осложнений.

 - 1 м – на кольцевых автодорогах.

Кабеля соединяются с помощью муфт, расположенных в специальных выемках блоков.

5) Строительство и эксплуатация кабельных линий требует соблюдения следующих правил:

- Во время прокладки кабеля температура материалов не должна быть слишком низкой. Масло должно иметь температуру минимум 4 градуса, кабельная изоляция из ПВХ не ниже 10 градусов, а изоляция из полиэтилена не ниже 20 градусов.

- При низкой температуре окружающей среды кабеля должны прогреваться подачей низкого напряжения с током заряда, близким к номинальному току.

- При прокладке кабеля должны изгибаться только в случае необходимости, причем радиус изгиба должен быть достаточно большим.

- Во время прокладки кабеля не следует раскладывать по земле, должны применяться специальные приспособления.

 Инвестиции в строительстве кабельных линий

При подготовке документации для проведения строительства, следует учитывать законы и поправки к существующему законодательству. Чтобы получить строительное разрешение, потребуется немало времени для правильной подготовки проекта. Для получения всех необходимых строительно-проектных разрешений, нужны определенные знания.

Все мероприятия в течение инвестиционного процесса регулируются соответствующими законами, правилами, стандартами и потребностям инвесторов. У инвестиционного процесса можно выделить три этапа: предварительный этап внедрения, этап реализации, этап эксплуатации.

Предварительный этап реализации в основном связан с подготовкой к инвестициям. Стартовый этап подразумевает расчет инвестиционных возможностей, отбор вариантов, разработку концепции проекта и занесение соответствующих инвестиций. В ходе этой фазы происходит разработка проектного набора документов. Еще данном этапе надо заняться получением строительного разрешения. Должны проводиться необходимые переговоры с заинтересованными сторонами. В итоге должны быть всеми подписаны соглашения. При выполнении всех требований, будет разрешено работать. Следующая фаза реализации инвестиций связана с эксплуатацией инвестиций. Для реализации вкладов в строительство линий электропередач, не игнорируйте этап подготовки, предварительный этап реализации. Это самая важная часть предпроектных работ, которые влияют на срок службы инвестиций. Принципом планирования вложений является оценка воздействия разворачиваемого проекта на объекты окружающей среды. Делая оценку действия проекта на окружающую среду, нужно будет выявлять и анализировать воздействие проекта на: непосредственно окружающую среду, местных людей, материальные ценности, историческое наследие, участки с полезными ископаемыми. Исходя из этого, выделяются возможности и способы предотвращения или снижения негативного воздействия будущих сооружений на окружающую среду; выясняется необходимый объем мониторинга.

Обычно оценка экологического влияния проекта подразумевает то, что планируемый объект может сильно на что-либо окружающее повлиять. В случае с проектами, провоцирующими немаловажное действие на все окружающее, любые обязательства по экологическим расследованиям должны быть исполнены. Контролированием таких мероприятий занимается орган, уполномоченный выдавать экологические разрешения для проектов. Определены виды проектов, где заложено значительное действие на все окружающее. Эта сфера включает также проекты по трансформированию таких линий. Также сюда относятся проекты подстанций и воздухо-линий электропередачи (рейтинг от 110 кВ). Надо вычислять, каким образом произойдут: изменение или опустошение лесов, сельскохозяйственных угодий, любые земельные изменения. Положение распространяется на побережный лес, живую древесину, места расположения лесных болот, окружающие территории сельскохозяйственных угодий, защиту лесов внутри городского периметра. Анализируется окружающая среда – минимум гектар вокруг.

Строительство может стартовать после получения утверждения для сооружения кабелелинии, работа идет на основе документов. Выступают дополнением проекта – договоренности между пользователем и подрядчиком. Устанавливаемые требования – часто стандартны. Должны быть расписаны принципы кабельной конструкции. После подписания сотрудничающими сторонами документов, эти требования обретают статус обязательных.

Современные методы проектирования силовых кабелей, сигнал низкого напряжения (до 0,6 / 1 кВ)

Подземные кабельные линии имеют много преимуществ по сравнению с ВЛ (высоковольтными линиями). Наиболее важными являются: повышенная надежность независимо от погодных условий, минимальное использование земельной площади, низкие затраты на обслуживание, также надо учитывать экологические и эстетические соображения. Рассматривая качества таких кабельных линий, можно заметить, что присутствует один негативный момент: слишком высокая стоимость их строительства.

Во многих городских районах обнаруживается рост требований к электропитанию, поэтому власти стараются сделать такие местности максимально адаптированными для установки силовых кабелей. Замечено, что современные силовые кабели изготавливаются почти всегда с синтетическиой экструдированной изоляцией. Материал сердцевины кабелей низкого напряжения называют poliwinit (ПВХ). Упомянутый материал в настоящее время все чаще заменяется особым видом полиэтилена, называемым СПЭ. Широко используются в силовых кабелях также силиконовый каучук (краткое наименование Si), который используется особенно там, где требуемая функция поддерживается в случае пожара. Poliwinit несмотря на его хорошие механические свойства и относительно низкую стоимость производства, подвергается критике из-за содержания галогенов, которые, в случае пожара, из кабеля выделяют большое количество токсичных газов, известных как галогениды. Другой негативной особенностью poliwinit является образование во время пожара большого количества черного дыма, что выступает в виде помехи для нормального пожаротушения. Британские испытания воспламеняемости кабеля показали, что сжигание одного метра изоляции кабелей и ПВХ (вещество поливинилхлорид) диаметром один дюйм в течение пяти минут заполняет черным, токсическим, непрозрачным дымом камеру с объемом 10 000 м3. Сегодня видно, что находит все более широкое применение в производстве пластиковых кабелей галоген, который среди соединений содержит хлор, бром и фтор.

В хорошо развитых странах структура материала poliwinit заменяется на галогены пластмасс - в основном из сшитого полиэтилена. Основная цель развития структур силовых кабелей заключается в обеспечении высокой надежности. Вторая цель заключается в увеличении мощности. Специалисты, посредством организации различных исследований, работают над повышением устойчивости к механическим раздражителям кабелей. Следующее направление совершенствования кабелей рассчитано на выработку идеально полной устойчивости к влаге. Также организовывается работа, чтобы добиться снижения горючести кабелей, нужно изобрести методы препятствования распространению огня. Эта деятельность показывает экономическую выгодность изготовления таких кабелей. Экономический аспект очень важен при выборе типа провода и строительстве кабельной линии. В конечном итоге, строительство линии кабеля (его стоимость) - влияет на цену электроэнергии, за которую платит конечный потребитель энергии. Срок хранения кабелей в настоящее время определяется более чем на три десятка лет. Продолжается работа по развитию идеи кабеля с длительной службой - до 60 лет. Можно заметить ощутимый прогресс в мире пластмасс, изоляции, покрытий для создания надежных конструкций кабеля.

Нужно помнить, что стоимость энергопередачи зависима не только от установленных руководством норм, но и от стоимости строительства линии передачи. Требуется рассчитать экономическую эффективность использования алюминия, особенно при очень высоких, котирующихся на Лондонской металлобирже, ценах на медь. Существеннейший недостаток алюминия на электрическом оборудовании представляет собой явление ползучести. Речь идет о явлении увеличения времени пластико-деформации при комнатной температуре. Отметим, однако, что замена одной тонны алюминия в кабельной линии требует потребления двух тонн меди.

Обследование силовых кабелей и силовых кабельных линий

Обследование силовых кабелей и силовых кабельных линий должно охватывать все моменты, связанные с этим вопросом, в частности производятся следующие действия:

- Заводские испытания кабелей и испытания после сборки кабельной линии.

- Технические консультации в области проектирования и построения кабельных линий электропередачи.

- Осуществление технического надзора при строительстве кабельных линий.

- Полевые испытания и ремонт кабельных линий электропередачи.

- Анализ опыта эксплуатации силовых кабельных линий.

- Выбор силовых кабелей.

- Испытание и оценка кабелей.

- Испытание и оценка оборудования для воздушных кабельных линий.

Многолетние исследования и практический опыт, накопленный в области испытания кабелей, позволили разработать новые методики, которые при внедрении в широкое использование приносят большую пользу.

Имеются высококвалифицированный персонал, проводящий обследование с использованием новейшей диагностической аппаратуры, позволяют осуществлять испытания линий с постоянным напряжением до 450 кВ.

Проверки силовых кабелей и аксессуаров проводятся в соответствии со стандартами и порядком научно-исследовательских кабельных лабораторий.

Вы можете найти любую информацию в нашей энциклопедии по всем вопросам, связанным с:

- Волоконно-оптическими кабелями.

- Использованием услуг различных поставщиков для решения всех проблем.

Пожалуйста, обращайтесь.

Смотрите также:

Кабельные линии

Структура ОКН

Типовая конструкция ОКСН

Терминология

Одномодовое волокно

Сварка линий связи

Энергетические сети

Символы, терминология и определения

Молниезащита

Требования пожарной безопасности для силовых кабелей

Электрические сети

Телекоммуникационная сеть

Описание сигналов

Сигнал

Корпоративная сеть

Абонентская линия

Телекоммуникационная инфраструктура

Система связи

Сигналы всех типов

Городские сети

Электрические сети и напряжение

Способы размещения инженерных сетей

Инженерные сети

Группа оптокабелей ОКГТ

Вторая группа оптокабелей ОКГТ

Приемочные испытания кабельной линии

Правила эксплуатации кабельных линий

Кабельные линии 3

Кабельные линии

Кабельные и сигнальные линии

Силовой кабель с пвх изоляцией

Описание медных и алюминиевых кабелей

Телекоммуникационные кабельные линии

Маркировка кабеля и его назначение

Оптический самонесущий кабель

Оптический подвесной кабель

Назначение контрольного кабеля

Обзор силовых кабелей

Общий способ выбора сечения кабеля

Классификация волоконно-оптических кабелей (ВОК) и сферы их применения

Транспортировка и хранение кабеля и гарантии изготовителя

Использование маслонаполненных кабельных линий

Гофрированные трубы

Электромонтажные трубы и каналы для кабелей

Коробки. Что еще?

Настенные коробки

Электромонтажные трубы

Кабельные лотки

Гофрированные и жесткие трубы

Мягкие трубы

Обозначение кабельной трассы

Определение кабелей

Защитный провод и кабель

Изготовление и монтаж кабеля

Кабельные короба

Короба для кабелей

Самонесущий изолированный провод (СИП)

Оптические кабели – ОКН

ОКГТ оптокабель

Обзор инженерных сетей

Пожарная безопасность кабелей

Панорама аппаратов для сварки волокна

Допустимая нагрузка по току на длинных кабельных линиях

Кабеля с различными номиналами диаметра жил

Очень часто при эксплуатации электроустановок случается необходимость размещения нескольких из них, с различными номинальными диаметрами жил, рядом. В зависимости от числа проводов, если это не предусмотрено в системе заранее, это может привести к снижению их способности к нагрузке, по отношению к долгосрочному значению тока, являющегося приемлемым для изолированных проводов. Таким образом, в конструкции электрической системы должны быть предусмотрены различные возможные пути маршрутизации групп проводов для выбора оптимального, с точки зрения пропускной способности по току, строения системы и возможного в данных условиях, учитывая определенное количество кабелей.

При проектировании электрической системы состоящей из группы проводов различных номинальных диаметров необходимо уделять особое внимание линиям, не превышающим минимально допустимое поперечное сечение, и не превышало длительно допустимую температуру. В соответствии со стандартами, где основным условием для выбора кабеля является долгосрочная пропускная способность, рассчитанная для отдельных проводов, определяется количество кабелей с различными сечениями, которые могут быть расположены совместно. Линию, которая состоит из трех и менее кабелей с различным номинальным сечением, если сечения являются смежными друг с другом по стандартизированному значению, можно рассматривать как систему, состоящую из равномерных проводов. Если в кабельной линии скомпоновано более трех проводов различного диаметра, она должна рассматриваться как система из кабелей различного поперечного сечения.

Существуют четыре основных способа установки кабелей рядом друг с другом:

- Расположение проводов раздельно, на расстоянии как минимум равном диаметру провода.

- Провода расположены в один слой, при этом провода контактируют друг с другом.

- Провода переплетены в специальном станке, при этом провода контактируют друг с другом и расположены таким образом, что кабель в сечении близок к окружности.

- Провода укладываются слоями, расположены в несколько смежных слоев, при этом создается кабель с поперечным сечением близким к прямоугольнику.

Величина максимально допустимой нагрузки в длинных линиях уменьшается вследствие близости других силовых кабелей, в случае если расстояние между соседними проводами меньше чем номинальный диаметр кабеля (в соответствии с положениями) и менее чем половина диаметра провода. Это наиболее эффективный способ укладки кабелей с различным диаметром жил, но он требует наличия значительного количества пространства для выполнения электромонтажных работ. Таким образом, на практике, кабеля располагаются так, что на определенной длине провода контактируют друг с другом. Имейте в виду, что провода различного диаметра могут располагаться хаотично по всей системе или объединяться в группы по одинаковому условному проходу жил, в этом случае группы располагаются отдельно на небольшом расстоянии друг от друга.

Токовая нагрузка на длинных проводах, расположенных в одном слое

Электрические кабели различных сечений могут укладываться в один слой, все жилы вместе. При этом провода образуют общую пластину, состоящую из одного слоя жил, или систему с образованием дополнительного слоя разделительных линий, состоящего из проводов с одинаковым сечением жил.

По соображениям безопасности, чтобы избежать возможного превышения допустимой температуры в длинной кабельной линии, в системах состоящей из кабелей с различным диаметром жил следует применять снижение нагрузки при долгосрочном использовании, описанном в формуле:

Где:

F – понижающий коэффициент для системы, состоящей из кабелей с разным диаметром жил.

Np – количество проводов.

Примеры значений уменьшения продолжительной допустимой токовой нагрузки в кабелях с различным сечением токопроводящих жил расположенных в одном слое определяются уравнением, а в специальных таблицах приведены значения поправочных коэффициентов для однослойной системы, состоящей из проводов равного диаметра, определенные на основании стандарта.

Анализируя значения, приведенные в таблицах, можно увидеть значительное, иногда превышающее сто тридцать процентов, увеличение скорости понижения допустимой токовой нагрузки для длинных кабельных линий, образованных проводами с одинаковыми поперечными сечениями токопроводящих жил. Таким образом, более эффективно размещать провода с одинаковым номинальным сечением в отдельные схемы. Например, в системе из восьми проводов, имеющих два номинальных сечения, по четыре провода каждого сечения, размещенных секционно, токовая нагрузка для двух отдельных секций проводов восемьдесят процентов номинальной нагрузки каждого провода, в то время, как при размещении всех проводов в один слой уменьшит допустимую нагрузку до тридцати пяти процентов номинальной нагрузки каждого провода.

Токовая нагрузка длинных кабельных линий с проводами, размещенными по окружности.

В условиях установки электрооборудования, где для прокладки кабелей имеется недостаточно места, кабеля зачастую скрепляются между собой в пучок, сечение которого напоминает круг. Это приводит к значительному снижению возможности отвода в окружающую атмосферу тепла, выделяемого нагруженными жилами. Избыточный нагрев токопроводящих жил в свою очередь приводит к ограничению тока, который может протекать через длинный провод в течение длительного времени, не вызывая превышения допустимой температуры. Для определения текущей пропускной способности длинных проводов, имеющих различный условный проход, соединенных в один пучок можно воспользоваться специальным уравнением. А, в специальных таблицах приведены значения понижающих коэффициентов, которые уменьшают номинальную пропускную способность длинных пучков проводов разных диаметров.

Анализируя значения, приведенные в таблицах, можно увидеть меньшие различия между номинальной пропускной способностью длинных пучков кабеля с проводами одного и разных диаметров в связи с различиями конструкции токопроводов, расположенных в один слой. Тем не менее, если пучки формируются из пластин с проводами равного поперечного сечения, это приводит к значительному (до 70%) увеличению соотношения в уменьшении пропускной способности провода, по сравнению с пучками, объединяющими вместе провода с различными номинальными сечениями жил.

Кабельные линии с проводами, расположенными в несколько смежных слоев.

Многослойные структуры, состоящие из проводов с различным поперечным сечением (например, кабели, имеющие различный наружный диаметр) являются наиболее несбалансированными и очень часто, на некоторых участках, проводами меньшего сечения заполняется пространство между проводами с большим сечением. В этом случае провода способны достигать температуры, ограничивающей их долгосрочную работу по передаче электрического тока, только вследствие теплопередачи от соседних кабелей. Чтобы этого не происходило, необходимо уменьшать токовую нагрузку протяженных кабельных линий, образующих многослойную систему.

Значения уменьшения допустимой токовой нагрузки протяженных кабелей с проводами различных сечений, с номинальным расположением жил двумя или тремя смежными слоями определяются с помощью специальных формул или приводятся в специальной таблице. В таких таблицах приводятся так же и поправочные коэффициенты для различных многослойных линий, состоящих из проводов одного сечения.

Как показывает анализ значений, указанных в таблице, выравнивание нагрузки каждого кабеля с различным номинальным диаметром токопроводящей жилы снижает токовую нагрузку практически в два раза по отношению к нагрузке линий в системе, состоящей из многожильных проводов одного сечения.  Для расчетов применяются коэффициенты снижения допустимой токовой нагрузки проводов одинакового номинального сечения, расположенных однослойно, в несколько слоев и собранных в кольцевой пучок – К, К1, К2 и так далее. Или коэффициенты снижения допустимой токовой нагрузки кабельных линий с проводами разных профилей, уложенными пластинами в один и более слоев и контактирующий круговой пучок.

Прокладка электрических кабелей в группах (или круглого пучка систем из нескольких слоев) широко применяется, в основном, в промышленных условиях. Такие кабельные линии требуют уменьшения текущей постоянной нагрузки по току, из-за ограниченной возможности внутренних жил отдавать тепло в воздух. Ситуация усугубляется, если кабельная система состоит из проводов с различным номинальным диаметром жил. В этом случае, обычно, провода меньшего сечения заполняют пустое пространство между проводами с большим номинальным диаметром токопроводящих жил. В этом случае провода нагреваются сверх допустимой температуры за счет постоянной передачи тепла от соседних проводов. Это может привести к необходимости применения кабелей с увеличенным номинальным диаметром токопроводящих жил, и таким образом привести к увеличению расходов, связанных с построением кабельной линии. Чтобы избежать этого необходимо, если это возможно (в наличии достаточно пространства для осуществления монтажа), проводить монтаж кабельной линии в один или, максимум, два слоя.

Емкость таких систем на самом деле гораздо больше, чем допустимая нагрузка проводов, расположенных в связках круглых или трехслойных систем. Кроме того, с целью увеличения предельного тока нагрузки (до 100%), производится группировка проводов с одинаковым номинальным сечением токопроводящих жил. Сформированные таким образом группы проводов укладываются по отдельности. Отдельные группы проводов с различным номинальным сечением токопроводящих жил, формируемые в многослойные системы, определяются в документе МЭК от 2005 года.

Выбор кабелей для электроустановок

Ранее была опубликована статья, в которой объяснялись правила выбора длинного кабеля по допустимой токовой нагрузке и перегрузке, а также по параметрам короткого замыкания и падения напряжения. В этой части статьи будут рассмотрены требования, предъявляемые к приемнику электроэнергии по силовым кабелям при эксплуатации в нормальных условиях и при пожаре.

Проверьте соединения на соответствие падению напряжения при запуске двигателей.

Если в сети или системе работают электрические двигатели, то они должны подключаться с учетом падения напряжения. Наиболее часто используются трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором. Короткозамкнутые асинхронные двигатели характеризуются высокими пусковыми токами и переменным коэффициентом мощности, величина которого изменяется в зависимости от нагрузки.

При запуске двигателя проявляется эффект значительного пускового тока и малой величины его коэффициента мощности, что вызывает гораздо большее падение напряжения в цепи питания в момент пуска двигателя, чем при его работе в нормальном режиме. Это падение будет тем больше, чем больше мощность двигателя под напряжением. Таким образом, необходимо проверить провода в цепи питания двигателя на соответствие максимальному падению напряжения. Чрезмерное падение напряжения на клеммах двигателя может вызвать обрыв. Падение напряжения в цепи питания обмоток асинхронного двигателя во время запуска рассчитывается по специальной формуле, в которой:

R - сопротивление цепи двигателя, в Омах.

X - мощность двигателя в цепи с реактивным сопротивлением, в Омах.

U н – номинальное напряжение, в Вольтах.

R M = K RS ⋅ I н - пусковой ток двигателя, В Амперах.

- Номинальный ток двигателя в Амперах.

RS – пусковой коэффициент двигателя (берется из каталога изготовителя двигателя или с бирки на двигателе).

COS R - коэффициент мощности двигателя во время пуска.

P нМ - номинальная мощность двигателя, в киловаттах.

η п - Номинальный КПД двигателя, в процентах.

COS N - Коэффициент мощности двигателя (обычно принимается среднее значение от 0,1 до 0,4).

SN - номинальное скольжение двигателя, в процентах.

M Y M = RS / M N Ratio – отношение крутящего момента двигателя к номинальному крутящему моменту, в процентах.

 Проектирование и эксплуатация телекоммуникационных кабелей

На фоне прироста инноваций во всех сегментах современного рынка, выделяется развитие телекоммуникационной сферы. Данная область, для успешного ее развития, нуждается в постоянном внедрении инновационных и инвестиционных проектов.

Известно, что телекоммуникационная отрасль ведет свое развитие на основе международных стандартов. Увеличение частоты диапазона передающих кабелей связано с отмеченным в последние годы быстрым развитием новых товарных групп в областях: информационно-технологической, телекоммуникационной. Многие здания оказываются неподходящими для прокладки кабелей UTP, FTP, STP. До конца 80-х в данном случае использовался дешевый и простой метод: установка низкочастотного кабеля, называемого неэкранированной витой парой. Согласно стандартам, лучшим является эффект от использования иного вида кабеля – такого, как витая пара с более качественной степенью экранирования. Многолетнее развитие 10BASE-T, создало возможность создания электропроводящих систем для голосовой передачи, передачи данных.

В конце 80-х годов известные ассоциации начали формулировать стандарты, касающиеся кабелей, передающих голосовые и иные данные. В 1991 году электронная промышленность и телекоммуникационная промышленность – объединились и начали издавать список требований для правильной проводки. Результатом стало создание стандартов нового поколения. С тех пор наблюдается совершенствование используемых в локальных сетях кабелей передачи данных. Было выведено из эксплуатации много парных медных кабелей. Кабельные линии с нижеописанной структурой классифицированы по разным категориям, это зависимо от конкретных параметров низких и высоких частот. Данные кабели предназначены для мультимедийных сетей связи, позволяющих передавать высокочастотные аналоговые сигналы (ниже 250 МГц) и цифровые сигналы с ультра-высокой скоростью (до 1 Гбит / с). Такие сигналы используются в промышленной автоматике, мультимедийных приложениях, сетях сигнализаций. Системы предназначены для установки внутри зданий, таким образом, обеспечивается высокоустойчивая к электромагнитным помехам работа.

Телекоммуникационные кабели, ориентированные на работу внутри мультимедийных сетей связи, позволяют передавать высокочастотные аналоговые сигналы (ниже 250 МГц), которые оцифровываются высокоскоростным способом (до 1 Гбит/с).

Проектирование и эксплуатация телекоммуникационных кабелей

Рассчитанные на передачу данных сети устроены так, что функционируют за счет серверов, маршрутизаторов, различных типов переключателей. В любом случае, для кабельной инфраструктуры необходимым является возможность передачи сигнала в максимально широком диапазоне. Следует учитывать, что некоторые провода (пример: кабель коаксиальный), являются неидеальными средствами для передачи данных. Передаваемые сигналы искажаются и передаются некорректно. Существуют три основных типа искажений: искажение отражающей, искажение-демпфирование, фазовые искажения.

Кроме того, кабельные линии фактически не защищены от помех, проникающих из внешней среды. В случае многожильного кабеля могут иметь место перекрестные помехи в цепи электромагнитных полей. Такие помехи обнаруживаются на фоне передачи сигналов в соседних дорожках по тому же кабелю. Наблюдаются и типичные помехи от индуцированных шумовых источников, расположенных в непосредственной близости от проволоки.

Электро-параметры кабелей для передачи данных часто рассматривают в соответствии со стандартами-требованиями. И большинство из этих параметров выражается в единицах, называемых децибелами (дБ). Это относительный показатель напряжения или мощности. Измерение потерь сигнала в дБ имеет преимущество в виде того, что при расчете косвенных убытков, учитываются все компоненты.

Стремительное разрастание сферы информационно-телекоммуникационных технологий, привело к разработке новых групп товара – кабелей с улучшенными параметрами передачи (например, категория 5e, 6, 7). Технические и процедурные требования, рекомендации по проектированию и монтажу структурированных кабелей – классифицируются международным методом по стандарту. На практике, по мировым стандартам, определены свойства передающих данные кабелей, включая параметры электромагнитного распространения.