Прокладка экранированных кабелей требует учета экранирования кабеля, заземление экрана и защита от помех при монтаже.
Содержание страницы
Цель и область применения
Задача сформулирована ясно. Прокладка экранированных силовых кабелей направлена на ограничение электромагнитных помех, повышение устойчивости распределительных сетей и соблюдение нормативов ПУЭ при вводе в эксплуатацию объектов. Область применения охватывает промышленные установки, трансформаторные подстанции, распределительные щиты, силовые шкафы и блочные сооружения с длиной кабеля свыше 50 метров. Прокладка в подземных трассах и кабель-каналах предусматривает заземление экрана и герметизацию узлов ввода, проверку диэлектрической прочности и испытание кабеля на соответствие стандартам предприятия.
Классификация экранированных силовых кабелей
Классификация выполнена по виду экрана: фольга, оплетка, композит; по бронированию; по числу жил; по назначению в сетях.
Типы экранов и материалы
Экранирование кабеля выполняется медной оплеткой, алюминиевой лентой или композитным экраном. Классический вариант — медная оплетка с площадью поперечного сечения от 10 до 50 процентов поверхности жил, применяется в ответственных распределительных щитах и трансформаторных подстанциях. Алюминиевая лента экономична, но требуется проверка контакта при температурных циклах и защита от коррозии. Композитные экраны с фольгой и оплеткой используются там, где требуется уменьшение электроакустических помех и гибкость трассы. Монтажные соединения экрана выполняются сваркой или прессуемыми муфтами, герметизация вводов, кабельными муфтами с уплотнением по ГОСТ и МЭК. Контакты заземления должны иметь сопротивление менее 0,1 Ома на ответвлениях длиной до 10 метров.
Требования нормативов и ПУЭ
По ПУЭ указано экранирование кабеля и заземление экрана, маркировка кабеля и контроль изоляции после монтажа.
Ключевые пункты по экранированию и заземлению
Экранирование кабеля должно обеспечивать защиту от помех и уменьшение электроакустических наводок при силовой проводке. Применение экранирующего слоя из медной оплетки или композитных экранов снижает уровень ЭМП на 15–30 дБ в диапазоне 50–5000 Гц при проверенных лабораторных измерениях. Заземление экрана выполняется на каждой стороне линии или только на одном конце согласно ПУЭ и расчету токов короткого замыкания. Контакт заземления обязателен через болтовые соединения с площадью контакта не менее 50 мм2 и сопротивлением ниже 0,1 Ом для линий до 1000 В. Заделка экрана в кабельной муфте герметизируется эпоксидными составами с контролем целостности методом трассировки. При уличной прокладке контакт заземления защищается от коррозии лудированием или использованием нержавеющих зажимов. Испытание кабеля включает проверку связности экрана и измерение сопротивления изоляции после заделки и перед подключением к распределительному щиту.
Выбор кабеля для конкретной трассы
Выбор кабеля основывается на сечении проводника, допустимой токовой нагрузке и температурном режиме кабеля для заданной длины.
Сечение, токовая нагрузка и температурный режим
Расчет сечения проводника выполняется по допустимой токовой нагрузке и температурному режиму кабеля с учетом типа экрана и способа прокладки кабелей. Применение формул ПУЭ и ГОСТ позволяет получить сечение с запасом 10–15 процентов при прокладке в кабель-канале или в земле. Для алюминиевых жил снижение допустимого тока принимается по таблицам. Контроль температуры производится термодатчиками в трассах длиной свыше 200 метров. Испытание кабеля выполняется мегомметром и нагрузочными испытаниями после монтажа. Монтажная схема фиксируется в акте и проектной документации.
Планирование и проектная документация
Проектная документация включает трассировку кабеля, согласование трассы и бюджет на кабельные работы с указанием длины кабеля.
Согласование трассы и бюджет на кабельные работы
Согласование трассы производится с учетом параметров прокладки экранированных каелей и требований ПУЭ. Учтена длина кабеля, сечение проводника и допустимая токовая нагрузка для каждой ветви. Проработан маршрут с привязкой к существующим кабельным трассам, кабель-каналам и кабельным лоткам. Выполнен учет пересечений с коммуникациями, уличная прокладка кабеля и подземная прокладка учтены отдельно. Включены позиции на подготовку траншеи, укладку в песок и уплотнение грунта. Составлен сметный раздел по материалам: экранированный провод, соединительные муфты, крепеж для кабеля и герметизация вводов. Добавлены расходы на испытательное оборудование и измерение сопротивления изоляции. Прописаны риски коррозии экрана и позиции на антикоррозионную защиту. Бюджет привязан к реальным прайсам поставщиков и содержит резерв 8 процентов на непредвиденные работы.
Подготовка трассы и траншеи
Траншея укладывается на глубину 0.8 м для силовой проводки, укладка в песок 10 см, защита от коррозии и уплотнение грунта выполнены.
Укладка в песок, уплотнение грунта и защита от коррозии
Укладка в песок производится по нормативам ПУЭ с применением чистого кварцевого песка фракции 0,5–2 мм; слой под кабель 100 мм и над кабелем 150 мм. Качество уплотнения контролируется плотномером и проверкой осадки через 7 дней. Защита от коррозии выполняется нанесением полиэтиленовой ленты и битумной мастики на стыках брони; применение анодных протекторов показало снижение коррозии на 40 процентов за пять лет. Прокладка в траншеях допускает установку защитных плит из ПВХ при глубине менее 0,8 метра. Учет температурного режима кабеля проводится по таблицам ПУЭ и производственных инструкций монтажа.
Способы прокладки кабелей
Подземная прокладка часто применяется; укладка в земле выполняется в песчаную подушку, протяжка в кабель-канале производится с роликами.
Подземная прокладка, уличная и блочная прокладка
Подземная прокладка экранированных силовых кабелей выполняется с укладкой в песчаную подушку и указанием минимальной глубины 0,8 метра для низковольтных линий в населенной зоне. Короткое предложение. Уличная прокладка предусматривает применение кабельной канализации и кабельных лотков с вентиляцией и шумоподавлением, а также защиту от коррозии и механических повреждений; пример — полиэтиленовая гофра и маркировка каждые 5 метров. Блочная прокладка в сооружениях с кабель-каналом требует расчета длины кабеля, температурного режима кабеля и компенсационных петель, чтобы уменьшить напряжения при циклической нагрузке.
Прокладка в кабель-каналах и лотках
При прокладке в кабель-канале соблюдение шага креплений и вентиляции лотка уменьшает нагрев. Заземление экрана выполняется отдельно.
Кабель-канал, кабельная лотка, вентиляция и шумоподавление
Кабель-канал выбирается по ширине и огнестойкости с привязкой к длине кабеля и сечению проводника. Крепление каналов производится через каждые 1,5–2 метра для кабельных трасс на высоте до 3 метров. Кабельная лотка обеспечивает естественную вентиляцию при заполнении до 40 процентов внутреннего сечения; при превышении этого значения требуется установка вентиляционных решеток или принудительной вытяжки. Шумоподавление достигается монтажем виброизолирующих прокладок и использованием перфорированных лотков с шумопоглощающей прокладкой в местах концентрации гибкого экранированного кабеля. Укладка в кабель-канал сопровождается маркировкой кабеля и прокладкой разделительных панелей для развязки экранов и уменьшения электроакустических помех.
Методы крепления и предотвращение растяжений
Крепеж для кабеля подбирается по массе и сечению проводника. Крепления с антикоррозийным покрытием применяются на уличной трассе.
Крепеж для кабеля, виброустойчивость и защита от циклических нагрузок
Выбор крепежа для экранированных силовых кабелей выполняется с учетом массы кабеля, длины кабеля и условий эксплуатации. Применение пластиковых клипс на участках до 50 метров допускается при температуре до 60 C, металлические хомуты с антикоррозионным покрытием используются в местах с вибрацией и внешними полями. Крепеж на воздушных трассах рассчитывается по статической нагрузке и динамике ветровых воздействий; Для подземной прокладки крепеж в лотках предусматривает уплотнители, компенсирующие температурные деформации. При циклических нагрузках применяются виброизоляторы с частотой резонанса ниже 5 Гц, что уменьшает износ экранирующей оплетки и сохраняет контакт заземления. Расчет расстояний между точками крепления производится по формуле из отраслевого стандарта и проверяется натяжными измерениями при монтаже.
Соединение экранов и заделка экранов
Соединение экранов выполнено многопроволочными шинами, заделка экрана, пайкой и термоусадкой, герметизация муфт соблюдена.
Соединительные муфты, герметизация вводов и контакты заземления
Соединительные муфты для экранированных кабелей подбираются по сечению проводника и по типу экрана, что обеспечивает согласование экранирующего слоя с земляным контуром. Короизионная защита муфт достигается применением компаундов с плотностью не менее 1,2 г/см3 и стойкостью к температуре до 125 C, что подтверждено испытаниями по ГОСТ. Герметизация вводов выполняется с классом защиты IP67 или выше при уличной прокладке кабеля и в трансформаторных подстанциях. Контакты заземления проверяются измерением сопротивления металлокожухов и экранирующих оплеток с допустимым значением не более 0,1 Ом на стыке. В местах присоединения экрана используется припайка или обжим медными гильзами с последующей лакировкой для предупреждения коррозии. Соединительные муфты выбираются с учетом длины кабеля, допустимой токовой нагрузки и возможности монтажа в кабельной канализации. Испытание кабеля после установки включает контроль изоляции, проверку целостности экрана и трассировку для подтверждения отсутствия замыканий между экранирующим слоем и жилами.
Заземление экрана и системы молниезащиты
Заземление экрана выполняется через отдельный прут 16 мм2 к контуру земли. Испытания петлей и контроль контактов обязательны.
Подключение к заземляющему контуру и дифференциальная защита
Заземление экрана выполняется для снижения электромагнитных помех и обеспечения безопасности. Крепление экрана производится на кабельном вводе с использованием фланцевых зажимов и медных шин, сопротивление контакта контролируется измерением до 0,1 Ом в распределительных щитах с силовой проводкой. Применение дифференциальной защиты обеспечивает селективное отключение при утечках через экран, при этом выдержки настройки задаются по измеренным токам утечки и длине кабеля. Заделка экрана герметизируется эпоксидными и резиновыми композициями, а коррозия предотвращается покрытием лентой и обработкой контактных поверхностей медным флюсом.
Испытания и контроль качества после прокладки
Измерение сопротивления изоляции произведено; проверка экрана выполнена; методы трассировки применены для подтверждения целостности кабеля.
Измерение сопротивления изоляции, проверка экрана, методы трассировки
Измерение сопротивления изоляции производится мегомметром на напряжение 1 кВ для кабелей с сечением до 240 мм2 и на 5 кВ для больших сечений; нормативы ПУЭ и ГОСТ Р 50571 применяются при оценке. Проверка экрана выполняется измерением сопротивления контактов экрана и контрольной разводкой заземления; при несоответствии обнаружена протечка тока через экран. Методы трассировки включают использование генератора низкой частоты с приемником и генератора импульсов; трассировка проводилась на участках до 1,5 км с точностью определения повреждения до 3 м. Испытание кабеля фиксируется в протоколе с указанием длины кабеля, сечения проводника и температуры при испытании.
Пожаробезопасность и сертификаты
Материалы оболочки выбирались по ГОСТ и ГОСТ Р; кабели с низким дымо- и токсичностью сертифицированы, испытания по температуре пройдены.
Материалы оболочки, диэлектрическая прочность и стандарты предприятия
Материалы оболочки выбираются по стойкости к механическим воздействиям и к агрессивной среде. ПВХ применяется для низковольтных линий, галогенфри материалы используются в общественных зданиях с требованием пожаробезопасности; термопластичные компаунды выдерживают температуры до 90 C при длительной эксплуатации. Диэлектрическая прочность проконтролирована на образцах по ГОСТ и по внутренним стандартам предприятия с использованием испытательных напряжений 3–5 кВ в зависимости от класса кабеля. Защита оболочки от коррозии выполняется выбором металлизированных экранов и лакоэмалевых покрытий в местах стыков. Сертификация проводится по нормативам ПУЭ и по стандартам предприятия; протоколы испытаний сохраняются в архиве проекта.
Эксплуатация и техническое обслуживание кабельных линий
Плановое ТО включает контроль изоляции, проверка экрана и заземление экрана, измерение сопротивления и ремонт кабельных муфт.
Периодические проверки, ремонт и замена кабелей
Плановая проверка сроков службы экранированных кабельных линий проводится каждые пять лет в промышленных установках при температуре эксплуатации до 90 C. Контроль изоляции выполняется измерением сопротивления и испытательным напряжением 2,5 кВ для низковольтных и 6 кВ для средневолтных участков. Проверка экрана проводится методом трассировки и измерением сопротивления контактов заземления на каждом конце трассы. Ремонт производится с заменой кабельных муфт и герметизацией вводов с применением полиуретановых смол. Замену кабеля планировать при снижении сопротивления изоляции ниже 50 процентов от нормативного для конкретного типа и при видимой коррозии экранирующего слоя. Техническое обслуживание фиксируется в журнале, указываются длина кабеля, сечение проводника, марка кабеля и результаты испытаний.
Особенности прокладки в промышленных установках
Прокладка в цехах требует учета вентиляции лотков, виброустойчивости и защиты от циклических нагрузок при монтаже.
Трансформаторные подстанции, распределительные щиты и силовые шкафы
Прокладка экранированных кабелей вблизи трансформаторных подстанций требует учета заземление экрана и экранирующий слой для снижения наведенных напряжений. Короткое требование — экран должен быть непрерывно связан с корпусом и контуром заземления. Среднее по объему указание — проектная разводка кабелей предусматривает маршруты через кабельные лотки и кабель-канал с учетом вентиляция кабельных лотков и доступа для обслуживания. Для распределительных щитов и силовых шкафов монтажная схема должна включать кабельные муфты, узлы ввода кабеля и герметизация вводов с проверяемыми контактами заземления. Указаны нормы ПУЭ по бронирование кабеля и маркировка кабеля в местах прохода через стены.
Уменьшение помех и защита от внешних полей
Экранирование кабеля и соединение экрана выполняется по ПУЭ, проверка экрана и контроль изоляции снижают помехи на силовой проводке.
Экранирование в силовых сетях, экранирующие оплетки и композитные экраны
Экранирование в силовых сетях рассматривается как инженерная мера по снижению помех и обеспечению безопасности. Применение медных оплеток гарантирует сопротивление экрана ниже 0,5 Ом на длину секции до 100 метров. Композитные экраны с алюминиевыми лентами и полимерным покрытием используются для уменьшения весовых нагрузок при прокладке в кабель-канале и под землею. Контакт экрана с корпусом и заземляющим контуром производится через болтовые соединения с контролем контакта методом измерения сопротивления. Проверка экранирующих оплеток проводится после монтажа и после испытаний кабеля.
Расчеты и практические рекомендации
Расчет длины кабеля производится по нагрузке и температурному режиму. Пример расчета: 1200 м для фидера 3х240 мм2.
Расчет прокладки кабеля, длина, компенсационные петли и монтажная схема
Расчет прокладки кабеля производится по допустимой токовой нагрузке и потере напряжения с учетом длины кабеля и сечения проводника. Учитывается температурный режим кабеля при эксплуатации и условия бронирования кабеля в траншее. Компенсационные петли проектируются для компенсации температурных удлинений и предотвращения растяжений; шаг петли зависит от длины трассы и от коэффициента теплового удлинения материала жил. Монтажная схема содержит трассировку кабеля, точки ввода в распределительные щиты и силовые шкафы, места установки кабельных муфт и соединений экранов. При расчете применяются нормативы по кабелям и ПУЭ, проверка сопротивления изоляции и методы трассировки учитываются в проектной документации.
Оборудование ЗАО «СИ» для прокладки кабеля: кабельные лебедки, кабельные домкраты, трос, кабельные толкатели, аксессуары
Оборудование ЗАО «СИ» спроектировано для прокладки экранированных силовых кабелей с учетом требований по экранирование кабеля и заземление экрана. Лебедки оснащены управлением с регулировкой скорости и моментной защитой, что обеспечивает контролируемую подачу длинных кабельных бухт и предотвращает перегрузку при укладке в кабель-канал или кабельная лотка. Домкраты выполнены с опорами для крепеж для кабеля и позволяют поддерживать натяжение при прокладке в земле и при уличной прокладке кабеля. Тросы и толкатели имеют покрытия, уменьшающие износ оболочки и предотвращающие повреждение экранирующего слоя. Для герметизация вводов в кабель-канал предлагаются муфты и узлы ввода кабеля с комплектом прокладок и герметиков, проверенных на диэлектрическая прочность. Испытательное оборудование включено: измерение сопротивления изоляции и проверка экрана в полевых условиях. Приводные элементы рассчитаны на диапазон температур от -40 до +50 градусов и выдерживают циклические нагрузки и вибрацию на промышленных установках. Комплект аксессуаров содержит монтажная схема, крепеж для лотков, средства для заделка экрана и контакты заземления. Сервисное обслуживание организовано с поставкой запасных частей для ремонта кабелей и замены изношенных узлов.
Где применяется? Как использовать? Что дает применение? Что такое? Как работает с кабельными лебедками? Области использования. Какие преимущества?
Применение экранированных силовых кабелей чаще регистрируется на промышленных площадках с высоким уровнем ЭМ-помех. Укладка производится в присутствии кабельной лотки, кабель-канал и в подземных трассах, где требуются помехозащита и заземление экрана. Преимущества фиксируются в снижении наводок на чувствительные цепи и в уменьшении электроакустических помех при длинных межстанционных линиях. Работа с кабельными лебедками и толкателями позволяет контролировать длина кабеля и предотвращать растяжения при протяжке через повороты и муфты, при этом монтажные схемы согласуются с проектной документацией и требованиями ПУЭ. Использование экранирующих оплеток и композитных экранов обеспечивает суммарное падение внешнего поля на 20–40 дБ в типичных условиях высоковольтных установок. В городских рукавах предпочтительна прокладка в кабель-канале с вентиляцией кабельной лотки для поддержания температурного режима кабеля; испытание кабеля и контроль изоляции проводятся после монтажа. Защита от коррозии обеспечивается нанесением битумной мастики на места заделки экрана и герметизацией узлов ввода; контакты заземления проверяются измерением сопротивления. В итоге применение экранированного провода позволяет повысить надежность распределительных щитов и снизить число межфазных сбоев.
