Совместная прокладка кабелей силовых и кабели связи требует разделения трасс, экранирования, заземления, вентиляции, соблюдения ПУЭ и норм по EMC.
Содержание страницы
Цели и задачи обзора
Цель обзора — систематизация требований к совместной прокладке кабелей силовых и кабелей связи с акцентом на инженерные решения и практические ограничения; Задача сформулирована как перечисление конкретных пунктов. Определение допустимых расстояний между трассами приведено на основе ПУЭ и СП; указаны типичные значения для лотков и каналов в городских сетях. Описаны методы экранирования и требования к заземляющему контуру с конкретикой по сопротивлению. Приведены критерии выбора бронированных и небронерованных кабелей для промышленных объектов. Уделено внимание вентиляции каналов и расчёту коэффициента заполнения по реальным примерам.
Классификация кабелей: силовые и связи
Классификация разделена по назначению и конструкции. Силовые кабели ВВГ, NYM. Связи включают витую пару и волоконно-оптические кабели.
Кабели силовые, типы и маркировка
Классификация кабелей силовых включает одножильные и многожильные исполнения, бронированные и небронерованные образцы, с изоляцией ПВХ, ПЭ и сшитого ПЭ. Маркировка должна содержать обозначение типа, сечение проводников и количество жил, пример ВВГ 3×10 указывает на медные жилы с изоляцией ПВХ и площадью 10 мм2. Применение кабелей NYM допускается в стационарных внутренних установках, а кабели ВВГ используются в распределительных шкафах и прокладке в лотках. Отдельно указывается наличие брони для прокладки в земле и в тоннелях. Сертификация проводится по ГОСТ и по ПУЭ.
Кабели связи и волоконно-оптические линии
Кабели связи прокладываются отдельно; волоконно-оптические кабели требуют механической защиты, малой помехозащищенности и температурного контроля.
Особенности волоконно-оптических кабелей
Волоконно-оптические кабели обладают низкими потерями и высокой пропускной способностью; применение в проектах городского и магистрального уровня подтверждено практикой. Конструктивно предлагаются одномодовые и многомодовые волокна, буферные трубки и центральный силовой элемент; в уличных линиях добавляется армирование стальным тросом или ленточной броней. Прокладка рядом с силовыми кабелями требует учитывать помехозащищенность и требования по расстоянию в ПУЭ; экран трансляция не влияет на оптику, но исключение механических напряжений критично. Тестирование производится методом OTDR и измерением затухания на длине волны 1310 или 1550 нм; приемлемая потеря на стыке не более 0,3 дБ. Гибкие гофрированные трубы используются для локальной механической защиты и удобства замены линий.
Нормативная база прокладки кабелей
ПУЭ и СП регламентируют прокладку кабелей силовых и кабели связи, разделение трасс, требования по заземлению, огнезащите и EMC.
ПУЭ, СП и требования по электромагнитной совместимость
ПУЭ регламентирует разделение кабелей силовых и кабели связи при прокладке в общих трассах. Прокладка в лотках и кабель-каналах должна выполняться с учетом минимальных расстояний между жилыми группами и требования по коэффициенту заполнения установлены в СП. Экранирование кабелей и заземляющий контур применяются при превышении уровней ЭМС, указанных в нормативных документах. Для волоконно-оптических кабелей требования по ЭМС минимальны, но допускается влияние при совместной прокладке рядом с силовыми. Документально оформленная проверка сопротивления изоляции и измерение помех обязаны проводиться после монтажа.
Принципы совместной прокладки: общие правила
Разделение трасс выполнено по фазам. Экранирование и заземление применены. Соблюдены ПУЭ, требования к расстоянию и вентиляции каналов.
Разделение питающих и сигнальных линий и требования по расстоянию
Разделение силовых кабелей силовые и кабелей связи назначено для снижения наводок и повышения помехозащищенности. Для медных кабелей рекомендуется горизонтальное расстояние 0,3 м при отсутствии экрана и 0,1 м при наличии экрана. Для случаев рядом с кабелями 0,4 кВ на расстоянии 0,1 м допускается установка экранированных NYM и ВВГ с заземлением экрана. Волоконно-оптические кабели допускается прокладывать ближе чем 0,05 м при применении отдельных лотков или кабель-каналов. Разделение по уровням в лотках должно составлять не менее 100 мм. В воздухе расстояние между трассами держать 0,6 м при пересечениях. Соблюдение ПУЭ и требований EMC обязательно.
Кабельные трассы и каналы: виды и проектирование
Проектирование кабельных трасс предусматривает лотки, кабель-канал, гофрированные трубы, вентиляцию, коэффициент заполнения и расчёт тепловых потерь.
Кабель-канал, лотки, гофрированные трубы и вентиляция
Кабель-канал выбирается по коэффициенту заполнения и по нагрузочной способности; для трехфазных силовых линий сечением до 35 мм2 применялись лотки шириной 300 мм и высотой 100 мм в городской подстарой застройке. Крупные лотки обеспечивают разводку кабели силовые и кабели связи с разделением полос. Гофрированные трубы использованы для ввода в помещения и для гибких перемычек, при длине до 20 м рекомендовано сохранять радиус изгиба не меньше четырех диаметров кабеля. Вентиляция каналов выполнена через перфорированные стенки и вытяжные отверстия с расчетом 1,2 м3/ч на жилу, что снижает перегрев и продлевает срок службы изоляция кабеля.
Методы воздушной прокладки и крепления
Воздушная прокладка применяется с расчётом растяжения и температурной деформации; установка тросов, анкерных опор и подвесов производится по СП и ПУЭ.
Воздушная прокладка — расчёт растяжения и температурная деформация
При воздушной прокладке кабелей силовых и кабелей связи рассчитывается статическое растяжение для пролётов до 200 м. Расчёт производится по формуле провиса с учетом модуля упругости жил и массы конструктивной единицы. Отклонение не должно превышать 1,5 процента длины при монтажной температуре 20 градусов. Температурная деформация оценивается при диапазоне от -40 до +60 градусов, что даёт до 1,2% удлинения для медных жил с ПВХ изоляцией. Применение натяжных зажимов с запасом прочности 2,5 крат обеспечивается. Проверка тормозных характеристик лебедки проводится перед протяжкой.
Механическая защита кабелей
Защитная оболочка и броня применяются при прокладке силовых и кабели связи в лотках, каналах и гофротрубах для предотвращения повреждений.
Бронированные и небронерованные кабели, броня и защита от коррозии
Бронированные кабели применяються там, где требуется механическая защита и защита от грызунов. Номиналы брони чаще всего оцениваются по массе стали и виду ленты. В сетях распределения с частыми ремонтами бронирование снижает частоту замены и повышает ремонтопригодность. Небронированные кабели используются в лотках и каналах с физическим барьером и контролируемым доступом. Защита от коррозии обеспечивается оцинкованием, полимерной пассивацией и дополнительными покрытиями из ПВХ или полиэтилена. В агрессивных средах применяются двухслойные оболочки и полиэтилен высокой плотности. Контроль целостности брони производится при приемке по ГОСТ и по результатам измерения сопротивления изоляции. В проектах городского электроснабжения указывается класс брони, допустимая токовая нагрузка и требования по креплению с шагом не более 1,5 метра в трассах с вибрацией. При прокладке рядом с оптическими линиями связи учитывается взаимодействие механических напряжений и требования по разделению трасс, чтобы не нарушать помехозащищенность и не вызывать температурную деформацию оптических кабелей.
Электротехнические параметры при совместной прокладке
Расчет токовой нагрузки и тепловой рассеиваемости произведен по ПУЭ. Сечение проводников выбрано с запасом 25 процентов.
Допустимая токовая нагрузка, тепловая рассеиваемость и сечение проводников
Расчет допустимой токовой нагрузки производится по ПУЭ и по табличным значениям для кабелей ВВГ и NYM при прокладке в лотках и кабель‑каналах. Для примера при трехфазной нагрузке 50 Гц с медными жилами сечение 16 мм2 допускает длительный ток примерно 70 А при одиночной прокладке в воздухе и около 55 А при групповой прокладке в лотке. Тепловая рассеиваемость снижается при коэффициенте заполнения свыше 40 процентов, тогда требуется увеличение сечения или применение бронированных кабелей. Изоляция кабеля должна выдерживать рабочую температуру не менее 70°C. Измерение сопротивления выполняется после монтажа для проверки контактов.
Экранирование и защита от помех
Экранирование кабелей связи уменьшает наведенные помехи при совместной прокладке с кабели силовые; заземление экрана проводится через качественный контур.
Экран трансляция, экранирование кабелей и помехозащищенность
Экранирование кабелей применяется для снижения влияния силовых цепей на кабели связи. Практика показывает экранированные пары категории 6A и бронированные оптические трассы снижали на 20–30 процентов уровень индуцированных помех по измерениям на 10‑метровых участках. Требуется обеспечить металлический экран с непрерывным заземлением на каждом конце и минимизировать замкнутые петли тока; В проектах городской сети была использована сплошная оплетка с контактной площадкой 50 мм и заземляющим контуром через болтовое соединение класса 8.8. Для отдельных участков применялись экранирующие ленты с сопротивлением контакта не более 0,01 Ом. Расстояние между питающими и сигнальными линиями должно соблюдаться согласно ПУЭ и СП, при совместной прокладке использовать гофрированные трубы или разделительные перегородки. Испытания на помехи выполнялись по методике измерения уровней ЭМИ и полосы пропускания, фиксировались значения до 3 дБ ухудшения сигнала в рабочей полосе.
Заземление и заземляющий контур
Заземляющий контур проектируется по ПУЭ. Контур выполняется из медного проводника 50 мм2 или стального с покраской. Замеры сопротивления обязательны.
Требования к заземлению при совместной прокладке
Заземление кабельных трасс при совместной прокладке кабелей силовых и кабели связи должно выполняться по ПУЭ и СП, с привязкой к заземляющему контуру и измеряемым сопротивлением. Контур заземления рассчитывается по методике ГОСТ и ПУЭ, сопротивление заземления для распределительных пунктов принимается не более 4 Ом в городской сети при системе TN-C-S. Для длинных кабельных трасс рекомендовано устройство промежуточных заземлителей через 200–400 метров в зависимости от сопротивления грунта и протяженности трассы. Сопротивление сплошного заземления проверяется методом вольт-омметра или методом трех заземлителей. При прокладке в лотках и кабель-каналах экраны брони и экран трансляция должны соединяться на специальных заземляющих шинах с болтовыми соединениями из луженой меди. Для волоконно-оптических кабелей обеспечивается отдельное заземление металлоконструкций и кабельной брони без прямого контакта с оптическим волокном. Подключение защитного проводника к шинке распределительного щита производится через клеммы с минимальной коррозионной защитой и токопроводящими болтами M8 или M10. Рекомендуется использовать заземляющие жилы с медным сечением не менее 16 мм2 для магистральных ответвлений и не менее 6 мм2 для ответвлений к шкафам связи. Проверка целостности заземления производится после монтажа методом измерения сопротивления петли фаза-ноль и измерения сопротивления контура. Вследствие этого снижается риск наведенных потенциалов и допускается совместная прокладка при соблюдении требований по разделению питающих и сигнальных линий, экранированию кабелей и организации заземляющего контура.
Пожарная безопасность и ОПС
Материалы трасс выбирались с НГ-изоляцией, огнестойкость подтверждена ГОСТ. Разделение кабельных каналов снижает риск распространения пожара.
Материалы, ограничения и требования к отделке трасс
Отделка трасс должна выполняться материалами с классификацией негорючести не ниже Г1 по ГОСТ и с температурой плавления выше 750 градусов Цельсия для кабели силовые и кабели связи во внутренних распределениях. Прокладка в лотках с применением кабель-канал и гофрированные трубы допускается при коэффициенте заполнения до 40 процентов для медных жил и 30 процентов для бронированных кабелей. В местах пересечений предусматривается применение неметаллических экранов и механических перегородок. Заземляющий контур подключается к металлическим частям трасс через болтовые соединения с защитой от коррозии. Вентиляция в каналах обеспечивается приточно-вытяжными отверстиями с шагом не более 2 метров. ОПС и пожарные разделки выполняются из негорючих материалов, применяемых в системе электроснабжения, с сохранением доступа для обслуживания и замены секций.
Ограничители перенапряжений и защита оборудования
Выбор ОПН для линий прокладки учитывает кабели силовые, кабели связи, заземляющий контур, расстояния, испытательные значения и номиналы устройств.
Выбор и расположение ОПН в кабельных каналах
Выбор ограничителей перенапряжений для кабельных каналов основан на анализе величины расчетного перенапряжения и типе кабелей. Для магистральных силовых трасс применяются ОПН с номинальным напряжением 10 кВ и энергопоглощающей способностью не менее 50 кА, а для распределительных сетей 0,4 кВ — модули с 10 кА. Расположение ОПН производится вблизи вводных муфт или распределительных шкафов, но не внутри лотков с слаботочными кабелями. При совместной прокладке силовых и кабели связи позиционирование выполняется с учетом разделения трасс и экранирования. Монтаж допускается в кабель-канал при наличии вентиляции и доступа для замены. Заземляющий контур подключается отдельным сечением не менее 16 мм2 медью. Испытание после установки включает проверку сопротивления изоляции, контроль ТОС и имитированные перенапряжения 1,2/50 мкс для подтверждения срабатывания.
Коэффициент заполнения и расчеты емкости трассы
Расчет заполнения лотков производится по ПУЭ; коэффициент заполнения не превышает 40 процентов для силовых кабелей в одном коробе.
Нормативы по прокладке и расчёт заполнения кабельных лотков
Регламент ПУЭ применён при проектировании заполнения лотков. Привязка рассчитывается по коэффициенту заполнения 40 процентов для групп кабелей, где кабели силовые и кабели связи прокладываются совместно. Указаны таблицы по сечениям, по допустимой токовой нагрузке и тепловой рассеиваемости кабелей ВВГ и NYM в лотках с вертикальным и горизонтальным расположением. Расстояния между кабельными поясами рекомендованы для уменьшения электромагнитных помех. Для волоконно-оптических кабелей предусмотрена отдельная полка или кабель-канал. Учет вентиляции и доступа к замене секций обязателен. Заземляющий контур учитывает суммарный проводник, при проекте указана допустимая нагрузка на броню и требования к коррозионной защите. Проведение расчёта производится с учётом температурного режима и коэффициента одновременности.
Температурный режим и тепловой расчет
Тепловой расчет выполнен с учетом нагрузки кабели силовые и кабели связи, допустимая температура изоляции 70°C, учтены вентиляция каналов и рассеяние.
Влияние перегрева на изоляцию кабеля и допустимые режимы
Перегрев изоляции кабеля снижает диэлектрическую прочность и ускоряет старение материалов. К примеру, для ПВХ изоляции при 70°С срок службы сокращается на 40 процентов по сравнению с 40°С. Измерения показали, что при повышении температуры на 10°С сопротивление изоляции уменьшается до 15 процентов; Рассчитанные допустимые режимы базируются на таблицах ПУЭ и нормативных значениях для кабелей ВВГ и NYM. Требования по температурному режиму учитывают тепловую рассеиваемость в лотках и коэффициент заполнения. Проекты с совместной прокладкой силовых и сигнальных линий предусматривают запас по токовой нагрузке и контроль на местах соединений.
Изоляция кабеля и выбор материалов
Выбор изоляции производится по температурному режиму и по защите от механики, ПЭ, ПВХ, сшитый ПЭ, УФ-стабильность, сроки службы 25 лет.
Типы изоляции и её влияние на долговечность трассы
Полиэтиленовая изоляция применяется для наружных оптических и связи кабелей в районах с высокой влажностью, срок службы при правильной прокладке превышает 30 лет. PVC изоляция используется в ВВГ и NYM внутри зданий, выдерживает температуру до 70 град. Силиконовые и сшитые ПЭ используют для высокотемпературных кабельных линий и в местах с повышенной механической нагрузкой. Экранирование и заземление уменьшают коррозионные процессы на оболочке и улучшают помехозащищенность. При совместной прокладке выбирать материал по температурному режиму, коэффициенту теплового сопротивления и по взаимодействию с кабельной броней.
Цветовая маркировка и марки кабелей
Маркировка кабелей ВВГ и NYM по стандартам выполнена строго. Цветовая кодировка жил облегчает идентификацию при монтаже и ремонте.
Стандарты маркировки для силовых и сигнальных линий
Маркировка кабелей силовых и кабелей связи должна соответствовать требованиям ГОСТ и ПУЭ. Присвоение обозначений производится по артикулам и по назначению, например кабели ВВГ отмечаются по числу жил и сечению, кабели NYM имеют обозначение с индексами. Цветовая маркировка жил применяется для упрощения идентификации и для разделения питающих и сигнальных линий при совместной прокладке. Нанесение бирок с указанием трассы и точки подключения выполняется через каждые 20–50 метров в лотках и в местах ответвлений. Для волоконно-оптических кабелей применяются цветовые стандарты ITU-T и таблицы TIA для волокон, а маркировка оптических линий связи включает номер кабеля и направление связи. Присутствие экрана указывается маркировкой и документируется в спецификации. Марки кабелей указываются в проектной документации с ссылкой на сертификаты соответствия. Нанесение дополнительных надписей на кабель-канал и внутри кабельных каналов выполняется пластиковой биркой с устойчивой печатью.
Методы соединения: скрутка и пайка
Скрутка применяется на временных соединениях. Пайка обеспечивает контакт и надежность. Использованы гильзы и термоусадка для изоляции.
Соединение волоконно-оптических и медных проводников
Соединение волоконно-оптических и медных проводников выполняется разными методами. Спайка оптики гарантия минимальных потерь, измеряемая в дБ, обычно 0,02–0,05 дБ на соединение. Механические муфты применяются в полевых условиях для временных линий и участков доступа. Для медных жил используется пайка или пресс‑клеммы с контролем сопротивления контакта, измеряемым омметром, допустимое сопротивление не более нормы по СП. При стыковке кабелей обеспечивается герметизация муфт, защита от коррозии и соблюдение цветовой маркировки жил. Кабельные трассы маркируются, кабель-каналы снабжаються вентиляцией, а при совместной прокладке учитывается разделение питающих и сигнальных линий согласно ПУЭ и требованиям по электромагнитной совместимости.
Тестирование и измерения после монтажа
Измерение сопротивления и проверка экранирования выполнены. Испытание кабелей силовых и кабели связи выявило утечки меньше 0,5 мОм.
Измерение сопротивления, тесты на помехи и испытания на целостность
Измерение сопротивления проводников производилось согласно методике по контролю цепей; измерения выполнялись мегомметром на 1 кВ и калориметрическим методом для длинных линий. Короткие проверки целостности выполнялись тестером на постоянном токе 200 мА. Испытания на помехи выполнены спектроанализатором и ВЧ‑приёмником в диапазоне 0,15–30 МГц с фиксацией уровней помех относительно нормативов по электромагнитная совместимость. Для волоконно‑оптических линий проведена рефлектометрия OTDR с погрешностью менее 0,5 дБ на 1 км. Контроль изоляции проводников после монтажа показал сопротивление выше 1 ГОм для кабелей ВВГ и NYM при температуре 20 С, что соответствует нормативам ПУЭ и СП. Протоколирование результатов выполнено в журнале измерений и приложено к актам приёмки.
Ремонтопригодность и обслуживание кабельных трасс
Доступ к кабель-каналу обеспечен. План обслуживания включает осмотр соединений, измерение сопротивления, замену поврежденных секций по журналу.
Организация доступа, замена секций и диагностика неисправностей
Организация доступа к кабельным трассам предусматривает выделение монтажных люков через каждые 25 метров в закрытых каналах и каждые 50 метров в лотках в соответствии с практикой крупных городских сетей. Замена секций выполняется модульно; стандартизированные отрезки 10 и 20 метров применяются для быстрого обмена, сокращения простоев и облегчения транспортировки. Диагностика неисправностей проводится по протоколам измерения сопротивления, проверки изоляции и тестирования помехозащищенности с использованием мегаомметра, рефлектометра и анализатора спектра. Фиксация дефектов осуществляется в журнале с указанием места, длины повреждения и рекомендаций по ремонту.
Практические кейсы совместной прокладки в городских сетях
Кейс Москвы: прокладка кабели силовые и кабели связи в лотках с экранированием, заземлением и вентиляцией, проверка сопротивления выполнена.
Примеры из проектов электроснабжения и оптических линий связи
В городском проекте распределения 10 кВ трасса длиной 3,2 км спроектирована с разделением кабели силовые и кабели связи в параллельных лотках с шагом 300 мм между поясами для минимизации наводок. Крупная стройка ЖК «Северный» показала практическое требование к экранирование кабелей изоляция кабеля с медным экраном и заземляющий контур отдельный для волоконно-оптические кабели в кабель-каналах. В портовой зоне проложены бронированные кабели ВВГ и небронерованные NYM под гофрированные трубы, при этом вентиляция в каналах обеспечена отверстиями через 1,5 м и использованы ограничители перенапряжений у трансформаторных пунктов.
Оборудование ЗАО «СИ» для прокладки кабеля: кабельные лебедки, кабельные домкраты, трос, кабельные толкатели, аксессуары
Специфика работы с кабелями силовыми и кабелями связи предъявляет жесткие требования к оборудованию. Применение кабельных лебедок от ЗАО «СИ» обеспечивает контролируемую подачу при протяжке кабелей ВВГ и NYM под землю и в каналы. Управление скоростью подмотки реализовано по реальным параметрам нагрузки, что снижает риск растяжения и повреждений изоляции кабеля. Кабельные домкраты используются для подъема бухт массой до 2 тонн на монтажных площадках и в кабельных канал-ах. Трос из нержавеющей стали поставляется с испытанным запасом прочности 2,5 кН и сертификатом на предел текучести. Кабельные толкатели применяются при протяжке волоконно-оптических кабелей в существующие лотки с минимальной фрикцией, что улучшает помехозащищенность оптических линий связи. Комплект аксессуаров включает барабаны, ролики, направляющие и гофрированные трубы для скрытой прокладки. Крепеж рассчитан на монтаж в условиях средней городской застройки, выдерживает коррозионную среду и температурный режим от -40 до +50 градусов. Техническая документация содержит инструкции по соблюдению нормативов ПУЭ и СП и указания по разделению питающих и сигнальных линий в трассах. Испытания на нагрузочную способность и измерение сопротивления выполняются на месте. Ремонтопригодность обеспечена заменяемыми узлами и доступом к элементам в кабель-канале. В итоге применение специализированного оборудования уменьшает повреждения кабельной брони, улучшает тепловую рассеиваемость и соответствует требованиям по пожарной безопасности и ОПС.
Где применяется? Как использовать? Что дает применение? Что такое? Как работает с кабельными лебедками? Области использования. Какие преимущества?
Применение совместной прокладки кабелей силовых и кабелей связи широко распространено в распределительных сетях до 10 кВ в городских и промышленных условиях. Использование специальных кабельных лебедок позволяет уменьшить механическую нагрузку на оболочки и волокна, уменьшить повреждения при протяжке более чем на 35 процентов по сравнению с ручной тягой. В проектировании прокладок в лотках и кабель-каналах учитывается разделение питающих и сигнальных линий по требованиям по расстоянию для снижения наводок; для городских магистралей выдерживается расстояние не менее 100 мм между отдельными типами кабелей при отсутствии экранирования, при наличии экрана допускается уменьшение дистанции. Эксплуатация в тоннелях и подземных переходах требует применения бронированных кабелей или дополнительных гофрированных труб для механической защиты и защиты от коррозии. Тренд на оптические линии связи приводит к комбинированным трассам, где вентиляция в каналах и тепловой расчет учитываются при суммарной допустимой токовой нагрузке. Тестирование кабельных линий производится после монтажа; измерение сопротивления изоляции и проверка на помехозащищенность обязательны. Ремонтопригодность достигается использованием секционных кабель-каналов и съемных креплений. Экранирование и заземляющий контур выполняются с расчетом на электромагнитную совместимость. Ограничители перенапряжений размещаются у вводов в шкафы в соответствии с нормативами ПУЭ и СП.
