СКС подводного исполнения. Их конструкции и особенности прокладывания
СКС для подводного прокладывания отличаются от стандартных СКС, которые устраиваются на поверхности. Это обусловлено особыми условиями водной среды и ее влиянием на работу кабелей и систем. Имеющиеся техники устройства водных сетей и материалы, с помощью которых они реализуются, находятся в постоянном совершенствовании. В ходе практического опыта и исследований появляются новые технологии, методики сохранения и повышения работоспособности СКС под водой, увеличения срока их использования и проч.
Стандартом кабелей к использованию на СКС подводного исполнения считаются кабеля маслонаполненные и каб. с пропитанной бумажной изоляцией. Однако в современных условиях они все чаще уступают кабелям с пластмассовой изоляцией. КПИ (как их еще называют) представляют из себя изделия нового поколения. Они существенно превосходят свои стандартные аналоги по набору функций и качеству их исполнения. КПИ могут быть рассчитаны на диапазон u от 35 до 110 кВ и могут производиться однофазными или 3-фазными (ОИ и ТИ).
При укладывании в водной среде кабеля испытывают на себе повышенные нагрузки. С целью защиты от незапланированных мех. повреждений кабелей еще на производстве принимаются дополнительные меры. В частности практикуется изготовление одно- и 3- фазных кабелей в оболочке из спец. брони. Такая броня защищает кабель, препятствует его разрушению, увеличивает срок его работы.
В целом конструкция подводного кабеля для 1- и 3- фазных исполнений практически не отличается. Ее составляют след. элементы:
— медная жила, состоящая из нескольких проволок;
— покрытие жилы из полупроводникового слоя;
— изоляция, изготовляемая из СПЭ;
— изоляционный полупроводниковый слой;
— медный экран, изготовляемый в виде ленты или проволоки;
— влагоблокирующий слой;
— оболочка из ПЭ;
— провода фазные изолированные друг от друга, снабженные лентами из пропилена;
— оплетка из пластика;
— броня из полипропиленового жгута;
— броня из проволок стальных или Сu в зависимости от типа кабеля;
— оболочка защитн.
Методики прокладывания СКС под водой зависят от типа линии, свойств донного грунта, особенностей водоема и проч. Также обращают внимание на присутствие судоходных путей в данном водоеме. Линии 1- фазные возможно укладывать 2 способами. Первый – прямо по дну водоема (без заглубления). Второй – в заранее подготовленную траншею на дне (с заглублением). В обоих случаях можно прибегать к прокладыванию фаз треугольной схемой или горизонтально. Притом удаление фаз друг от друга должно быть как мин. 50 – 81 м. При треугольной схеме допускается укладка каб. вплотную.
Значение ЭМС для однофазных кабелей
В ходе инсталляции КЛ по водоемам особое значение придают уменьшению их влияния на обитателей водоема – рыб, земноводных, др. животных. Снижение влияния невозможно без точных расчетов и анализа. При инсталляции 3- фазных схем КЛ в триаксиальной конфигурации принимают в расчет, что вдоль каждой фазы будет протекать ток, который по показателю равен геом. Σ всех токов внутри жилы, экрана и брони. При инсталляции 1- фазной схемы КЛ ток будет равен геом. Σ токов от всех 3 фаз. Анализ показывает, что однофазные линии создают значение плотности тока большее. Оно может негативно отразиться на жизнедеятельности обитателей водоема.
При 3- фазных линиях уменьшения влияния тока на ихтиофауну добиваются методикой особого размещения фаз. Их располагают таким образом, чтобы каждые из полей, инициируемые одной фазой, компенсировали бы друг друга. Для линий 1- фазных компенсации добиваются за счет размещения фаз по поверхности донного грунта или по траншеям так, чтобы они образовывали вершины правильного ▲.
Практическая реализация подводных КЛ и результаты исследований показывают, что ЭМС для ихтиофауны водоема при линиях 1- фазных зависит от ряда факторов:
— прежде всего это конструкция линии и кабелей. Сюда можно отнести толщину защ. экрана, брони, материал исполнения и проч.;
— мощности, которая передается по линии, методики прокладывания КЛ по дну, удельной провод. водоема, характеристики ихтиофауны;
— значения порога чувствительности ЭМП для ихтиофауны. Данный показатель варьируется в зависимости от видов рыб, их размера, особенностей жизнедеятельности и проч.
В зависимости от методики инсталляции линии – в траншее или непосредственно на поверхность дна – интенсивность ЭМП может изменяться. Так при траншейном прокладывании она выше (интенсивнее). Потому для снижения негативного влияния на фауну при организации ОИ КЛ принимают след. меры:
— в ходе проекта обращать пристальное внимание на конфигурацию КПИ;
— в зависимости от вида водоема применять соответствующий метод прокладывания кабелей (в траншею, по дну);
— вести соответствующий режим эксплуатирования КЛ с учетом жизнедеятельности ихтиофауны (к примеру, снижать нагрузку в период нереста, миграции).
В соответствии с проведенными исследованиями и практическим применением техник становится очевидно, что задействие в качестве каналов эл. передачи кабелей подводной укладки с трех- фазным исполнением реализует более мягкий режим эл. магнитной обстановки для ихтиофауны водоема. Рекомендовано, чтобы такая система использовалась повсеместно в соответствии с потребностями.
ЭМП для кабелей подводного прокладывания с 3-фазным исполнением
Новые потребности рынка энергетики диктуют новые требования к производительности, надежности и безопасности кабельных сетей. Для улучшения этих качеств проводятся исследования и совершенствуются технологии. Так кабельными заводами сейчас принято производить КЛ с диап. u от 35 до 110 кВ 3- фазного типа, снабженные изоляцией из сшитого полиэтилена.
3- фазные линии формируются в симметричную конструкцию, которая имеет размещение экранированных фаз в виде треугольника. Притом они находятся в единой металлической оболочке, сформированной из стальных проволок.
За рубежом такие системы уже довольно популярны, тогда как в нашей стране их задействие только набирает обороты. Они используются в новых строящихся сетях, к примеру, для передачи энергии от материковой части к островам и проч.
Ход исследований и замеры плотности тока в 3- фазных системах доказали, что плотность в водной среде при них гораздо меньшая, чем при задействии линий другого типа. Данные пороговые значения допустимы даже для особо чувствительных к эл. магнитному полю представителей ихтиофауны. Также плотность тем меньше, чем дальше расст. от самого кабеля. При удалении от кабеля плотность стремится к нулю. Это дает возможность утверждать, что линия ТИ является наиболее безопасной для животного мира водоема и эффективной с точки зрения передачи. Ее рекомендуют к повсеместному сооружению на объектах подводных сетей передачи энергии.
Помимо основных положительных моментов безопасности и эффективности, такая сеть имеет ряд других преимуществ. К числу которых относятся:
— отсутствие необходимости в жестких требованиях к методикам инсталляции самой КЛ. Ее можно сооружать как непосредственно по поверхности дна, так и с заглублением. Все зависит от конкретных условий;
— большая стойкость к мех. повреждениям, поскольку конструкция такова, что каждая из жил заключена в единый мет. экран, а все они после покрыты общей броней из стали. Двойное покрытие создает больше препятствий для разрушения.