Монтаж силовых сетей и оборудования - Прокладка силовых и контрольных кабелей напряжением до 1000В

2-10. ОСОБЕННОСТИ ПРОКЛАДКИ СИЛОВЫХ И КОНТРОЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ до 1 000 В
Сооружение крупных и энергоемких промышленных предприятий с высоким уровнем автоматизации производства связано с увеличением кабельных связей между технологическими агрегатами, системами автоматики, машинными залами и подстанциями.
В современных крупных металлургических предприятиях общая длина прокладываемых силовых и контрольных кабелей достигает 2,0—2,5 тыс. км. Для размещения в цехах такого большого количества кабелей требуются специальные кабельные сооружения в виде бетонных блоков, каналов или туннелей. Кабели прокладывают также по стенам на опорных конструкциях, в трубах, закладываемых в фундаментные массивы, в полу, перекрытиях или на лотках. Между цехами кабели прокладывают в туннелях, в траншеях или на эстакадах, специально сооружаемых для кабелей, или для технологических трубопроводов.
Открытую прокладку кабелей выполняют по кабельным опорным конструкциям, выпускаемым заводами в виде отдельных деталей (стоек, полок, подвесок), которые по характеру трасс собираются предварительно в мастерских МЗУ в укрупненные блоки, доставляемые в зону монтажа для установки на стенах, перекрытиях, в каналах и туннелях.
Сборные кабельные конструкции и их детали показаны на рис. 2-38. В табл. 2-15 приведены данные о типах деталей сборных кабельных конструкций и их назначении.

Рис. 2-38. Сборные кабельные конструкции и их детали. а — стойка 1(1150— KI154; б —полка КИ60; в — основание КН55; г — крепление полки на стойке; 1 — язычок; 2 — поворот язычка ключом.
Крепление полки на стойке осуществляют с помощью ключа К1156 следующим образом: хвостовик полки вставляют в отверстие стойки так, чтобы язычок стойки вошел в отверстие хвостовика полки, после чего язычок поворачивают ключом на 90°. Полка получает прочное соединение со стойкой как механическое, так и электрическое. Применявшаяся ранее приварка полок к стойкам для получения надежного контакта цепи заземления с введением данной конструкции стоек и полок отменена. 
Таблица 2-15

На рис. 2-38 приведена новая серия кабельных конструкций, выпускаемых с 1972 г., в связи с чем в табл. 2-15 указаны типы заменяемых деталей предыдущих выпусков. Для пристрелки выпускаются скобы типа К1149; пристрелку таких скоб следует выполнять с применением кондуктора.
Для одиночных кабелей выпускаются основания типа К1155.
По условиям пожарной безопасности в ряде случаев требуется укладка огнестойких разделительных перегородок из асбестоцемента толщиной 6—8 мм между горизонтальными рядами кабелей, проложенных на полках кабельных конструкций (рис. 2-39).

Рис, 2-39. Прокладка кабелей по конструкциям.
а — на полках; б — в лотках; 1 — стойка; 2 — скоба; 3 — полка; 4 — кабель; 5 — соединитель перегородок; 6 — плита; 7 — подвеска; 8 — крепление подвески к полке и стойке.

Рис. 2-40. Кабельные стойки — профили и подвески.
а — стойки П6—П18; б — подвески К340-К342.
В кабельных трассах большой протяженности, прокладываемых на сборных конструкциях, может потребоваться устройство соединительных муфт. Для крепления соединительной муфты на полках ПК выпускаются лотки типа К222—К224 длиной 1 100 мм и шириной 175 мм с перфорацией и креплением для кабелей с наружным диаметром до 60 мм.
В ряде случаев требуется многорядная прокладка по одному кабелю в ряд. Для этой цели выпускаются кабельные стойки — профили с перфорацией и к ним закладные подвески (рис. 2-40).
Типоразмеры кабельных стоек-профилей и подвесок приведены в табл. 2-16.
Внутри сооружений как бронированные, так и небронированные кабели прокладывают без наружного джутово-битумного покрова (из соображений пожарной безопасности). Если внутрь сооружения заходит кабель, проложенный в земле, то на участке внутренней прокладки джутово-битумной покров удаляют. 
Таблица 2-16

Рис. 2-41. Раскатка кабеля в туннеле с применением распорных роликов.
1 — барабан с кабелем; 2 — угловые направляющие ролики; 3 — линейные распорные ролики; 4 — угловой распорный ролик; 5 — кабель; 6 — трос лебедки.
Однако возможны случаи, когда внутри сооружения в помещении со средой химически агрессивной по отношению к металлической оболочке или броне кабеля могут быть допущены к прокладке кабели с джутово-битумным покровом при условии, что эти помещения не являются пожаро- и взрывоопасными.

Способы прокладки кабелей.

Раскатку кабелей по конструкциям, лоткам, в каналах и туннелях выполняют на распорных роликах тяжением при помощи лебедки. Схема такой раскатки в туннеле показана на рис. 2-41. 
Вначале разматывают по роликам трос, затем его закрепляют к кабелю с помощью проволочного чулка, брезентового пояса или непосредственно за жилы (рис, 2-42), после чего производят раскатку кабеля. При значительных усилиях тяжения трос закрепляют непосредственно за жилы кабеля с помощью зажима (рис. 2-43).

Рис. 2-42. Способы крепления кабеля к тросу.
а — проволочный чулок; б — брезентовый пояс; в — крепление за жилы кабеля.

Рис. 2-43. Зажим для тяжения кабелей за жилы. 1 — трос; 2 — головка; 3 — звездочка; 4 — корпус; 5 — жилы кабеля; 6 — конус; 7 — кабель.
Для механизированной укладки кабелей па кабельные конструкции (рис. 2-44) рекомендуется использовать предложение работников треста Севзапэлектромонтаж, одобренное Главэлектромонтажем для отраслевого внедрения: устройство кабелеукладчика на базе передвижного электрогидроподъемника типа 02. В качестве передвижного механизма могут быть также использованы автопогрузчик, электрокара и автомашина. Кабелеподъемник представляет собой раму из двух стальных труб диаметром 1,5", между которыми установлены горизонтальные и направляющие ролики также из отрезков стальных труб диаметром 2" длиной 150 мм.
Площадка, изготовленная из стальных труб диаметром 1", крепится к подвижной площадке электропогрузчика, Кабель раскатывают с барабана по линейным роликам вдоль кабельных конструкций. 

Рис. 2-44. Механизированная укладка кабеля по кабельным конструкциям.
1 — площадка; 2 — вилка для укладки кабеля; 3 — горизонтальные ролики; 4 — кабелеподъемник; 5 — направляющие ролики; 6 — электропогрузчик; 7 — кабель; S —линейные ролики; 9 — кабельные конструкции.
Свободный конец кабеля закрепляют и под кабель подводят кабелеподъемник, установленный на требуемую высоту. Рабочий, находящийся на площадке кабелеукладчика, вилкой, изготовленной из стальной трубы 3/4", укладывает кабель на соответствующую полку. Работа по укладке кабеля выполняется водителем электропогрузчика и рабочим на площадке кабелеукладчика.
Другой пример механизированной укладки кабелей в лотках, предложенный рационализаторами треста Башэлектромонтаж, показан на рис. 2-45. При этом способе используют так называемый «непрерывный трос», который через 5—10 м секционируется кольцами и протягивается по монтажным роликам с помощью универсального электропривода ПЭУ-2. Кабель с помощью крюка закрепляют за кольцо непрерывного троса и протаскивают вдоль лотка. По этому способу можно раскатывать несколько кабелей одновременно. Окончательную укладку кабеля в лотках (рихтовку) приходится делать вручную.

Рис. 2-45. Раскатка кабелей на лотках с помощью непрерывного троса.
1 — привод; 2 — трос; 3 — ролик; 4 — кабель; 5 — кольцо.

На горизонтальных участках крепление кабелей к конструкциям выполняют только на концах и поворотах трассы у соединительных и концевых муфт. На вертикальных участках трассы кабели крепят на каждой конструкции. В местах, насыщенных коммуникациями, в полах и на территориях между цехами, в фундаментных массивах, в помещениях с химически агрессивной средой, в горячих цехах кабели прокладывают в стальных трубах и в блочной канализации. Технология монтажа кабелей в стальных трубах была приведена выше.
Блоки из асбоцементных труб обычно имеют диаметр трубы 100 мм; соединения таких труб выполняют при помощи асбоцементных муфт или стальных манжет. Стыки труб заливают бетоном или заделывают кирпичом.

Рис. 2-46. Схема раскатки кабеля с применением лебедки и поддерживающего троса.
1 — кабель; 2 — зажим; 3 — вспомогательный барабан; 4 — поддерживающий трос; 5 — барабан с кабелем; 6 — блок; 7 — лебедка.

Блочная канализация имеет колодцы, выполненные из сборного железобетона или красного кирпича. Расстояние между колодцами определяется величиной предельно допустимого тяжения в зависимости от массы прокладываемых кабелей; глубина колодцев составляет не менее 1,8 м; стены колодцев должны быть оштукатурены и зажелезнены. Для прокладки в блочной канализации применяют кабели с оголенной свинцовой оболочкой марок СГТ, АСГТ, КСГТ. На коротких участках до 50 м допустима прокладка нормальных бронированных кабелей в свинцовой или алюминиевой оболочке, без наружного джутового покрова, с промывкой брони бензином и покраской ее асфальтовым лаком.
Усилия тяжения кабеля приближенно можно подсчитать по следующим формулам:
F=0,35 Q — при скольжении кабеля по земле и F=0,25 Q — при скольжении кабеля по роликам на горизонтальных и прямых участках трассы.
В этих формулах: F—усилие тяжения кабеля, кгс; Q — масса раскатываемого кабеля, кг.
Когда кабель протягивают через, трубы, усилия тяжения за счет трения его о стенки труб значительно возрастают. Для уменьшения усилий тяжения кабель обильно смазывают у входа в трубы. В этих случаях рекомендуется контролировать усилия тяжения с помощью динамометра.
Раскатку кабелей по вертикали, например в шахтах, при значительной разности уровней (больше 20 м) выполняют с помощью лебедки и поддерживающего троса (рис. 2-46). По мере спуска вниз кабель с помощью зажимов крепится к стальному тросу. Для протягивания кабеля через трубы, проложенные в полу, перекрытиях и фундаментах, применяют лебедки (ручные или приводные) или универсальный привод ПЭУ-2.

Рис. 2-47. Прокладка кабелей в трубах блочной канализации.
а — схема прочистки каналов; б — схема протяжки кабеля на одном участке; 1 — барабан с кабелем; 2 — трос для затяжки кабеля; 3 — трос для прочистки канала; 4 — контрольный цилиндр; 5 — трос лебедки; 6 — место зачалки троса лебедки; 7 — блоки; 8 — ерши; 9 — направляющий сектор; 10 — распорный угловой ролик; 11 — воронка; 12 — распорный ролик для троса; 13 — установка для контроля усилия тяжения.

Кабели по конструкциям прокладывают «змейкой» с 2%-ным запасом по длине для компенсации возможных температурных удлинений как самого кабеля, так и конструкций, по которым он проложен.
Перед прокладкой кабелей каналы блоков очищают от строительного мусора и остатков бетонного раствора с помощью стальных ершей и контрольных цилиндров, протаскиваемых тросом посредством приводной лебедки (рис. 2-47). 
Для облегчения протяжки кабель смазывают солидолом из расчета 8—10 кг на 100 м кабеля. Если колодцы блочной канализации расположены на одной прямой, возможна сквозная протяжка кабеля через колодцы на всем участке трассы. В этом случае в промежуточных колодцах находятся электромонтажники, наблюдающие за ходом протяжки.
В процессе затяжки кабелей в каналы блоков необходимо следить с помощью динамометра за величиной усилий тяжения; превышение допустимых усилий тяжения, приведенных в табл. 2-17, может привести к повреждению кабелей.
Таблица 2-17
Допустимое усилие тяжения, кгс

Все соединительные муфты в блочной канализации монтируют в колодцах.

В ПУЭ подробно регламентируются расположение кабелей и кабельных конструкций при монтаже электропроводок в коллекторах, туннелях, кабельных помещениях и каналах (табл. 2-18).
Большие потоки тяжелых кабелей, проходящие по территории между цехами, прокладывают по эстакадам, специально сооружаемым для кабелей, либо с использованием эстакад, несущих технологические трубопроводы. Для прокладки по эстакадам применяют бронированные силовые и контрольные кабели без джутовой оплетки. 
Таблица 2-18

При этом силовые кабели располагают под контрольными, с установкой разделительных перегородок между ними. Кабели разных напряжений и различных назначений (например, рабочие и резервные) следует прокладывать на разных полках.
Варианты установки конструкций для прокладки кабелей по эстакадам показаны на рис. 2-48.
Выбор способа монтажа кабелей по эстакаде в значительной степени зависит от ее конструкции. Наличие пешеходных мостиков вдоль эстакады облегчает условия монтажа и эксплуатации кабельных сетей.
Соединительные муфты лучше всего размещать на необслуживаемой стороне эстакады с устройством специальных площадок для их монтажа п эксплуатации. Если эстакада допускает двустороннее размещение кабелей — площадки для муфт лучше всего вынести на внешнюю сторону эстакады.
В процессе сооружения эстакады необходимо предусматривать в начале, конце и на поворотах трассы направляющие желоба из швеллера № 10 или 12 в виде сектора с углом 120° с радиусом 900—1 000 мм. 

Рис. 2-48. Варианты установки конструкций для прокладки кабелей по эстакадам.
а, б — на специальных кабельных эстакадах; в, г — на эстакадах для прокладки технологических трубопроводов.

Рис. 2-50. Размещение соединительной муфты и кабелей в траншее.

Перед прокладкой кабелей желоба для уменьшения тре­ния обильно смазывают тавотом или обкладывают по­лиэтиленом.
При монтаже кабелей по эстакадам следует произ­водить раскатку кабеля по заранее подвешенным роли­кам с последующей перекладкой на опорные кабельные конструкции, аналогично монтажу проводов на высоко­вольтных линиях электропередачи. При этом способе предварительно проверяют строительные элементы эста­кад на допустимые дополнительные нагрузки от кабе­лей при раскатке их по подвешенным роликам. В ряде случаев может оказаться целесообразным выполнять раскатку кабелей по линейным и угловым роликам, ус­тановленным на уровне земли, с последующими подъе­мом и укладкой кабелей на кабельные конструкции.
Механизированную раскатку кабелей по закрытым (туннельным) эстакадам выполняют с помощью электро­лебедки тяжением кабеля тросом по роликам. По откры­тым эстакадам также возможна раскатка кабелей лебед­кой, но для данного случая целесообразней применять специально оборудованные автомашины.
 В ряде электромонтажных трестов применяют спе­циальные механизмы и приспособления для механизиро­ванной прокладки кабелей по эстакадам. На рис. 2-49 показан кабелеукладчик с транспортером-хоботом, разработанный трестом Нижневолгоэлектромонтаж на базе автомобиля ЗИЛ-157. Кабелеукладчик представляет со­бой поворотную платформу, закрепленную на шасси автомобиля. На платформе установлены домкраты с электроприводом и транспортер-хобот с приводными ро­ликами. Такой кабелеукладчик работает спарено с дру­гой автомашиной, следующей за ним; с платформы вто­рой машины электромонтажники специальными баграми укладывают кабель непосредственно на опорные кабель­ные конструкции эстакады.
Для прокладки кабелей в земляных траншеях при­меняют в основном бронированные кабели с джутовым или поливинилхлоридным покровом для защиты ме­таллической брони от коррозии. Перед прокладкой проводят наружный осмотр кабеля на барабанах. При наличии видимых повреждений проверяют сопротивле­ние изоляции каждой жилы по отношению ко всем ос­тальным жилам и к металлической оболочке пли броне кабеля повышенным напряжением выпрямленного тока мегомметром на 2 500 В в течение 1 мин для кабелей напряжением выше 1 000 В и мегомметром 1 000 В для кабелей ниже 1 000 В. Величина сопротивления изоляции жил кабелей до 1 000 В не нормируется, но, учитывая нормы испытаний для силовых и осветительных электро­проводок, устанавливающих наименьшую величину со­противления изоляции в 0,5 МОм, нельзя допускать к прокладке кабеля с изоляцией жил ниже этого зна­чения.
Прокладывать кабели в земле следует после оконча­ния строительных и планировочных работ по трассе. Глубину траншеи для силовых и контрольных кабелей принимают 0,8 м от планировочной отметки. Дно тран­шеи на высоту 100 мм засыпают чистой землей (без му­сора, камней и шлака), и, таким образом, нормальная глубина заложения кабелей составляет 0,7 м. Сверху кабеля должна быть выполнена такая же подсыпка чис­той земли (или песка) слоем 100 мм. В виде исключения нормы допускают уменьшение глубины заложения кабе­лей до 0,5 м на участках длиной до 5 м при устройстве вводов в сооружения, а также в местах их пересечений с подземными коммуникациями при условии прокладки кабелей в трубах.
На участках трассы, где вероятны механические по­вреждения кабелей напряжением до 1 000 В, их следует
защищать кирпичом или бетонными плитами поверх верхней подсыпки земли пли песка. Кирпич следует при­менять только красный (силикатный кирпич в земле раз­рушается).
Между контрольными кабелями, не нуждающимися в охлаждении, расстояние не нормируется, а между си­ловыми оно должно быть не менее 100 мм. Силовые и контрольные кабели допускается прокладывать в общих траншеях, но при этом расстояние между крайними контрольным и силовым кабелями также должно быть не менее 100 мм.
Если кабели прокладывают вблизи фундаментов зда­ний, трубопроводов, деревьев, железных дорог и др., тре­буется обеспечить определенные минимальные расстоя­ния от кабелей до, м:

Кабель укладывают в траншее «змейкой», т. е. с не­большим запасом, равным 2—3% общей длины кабеля, для предотвращения обрывов при возможных смеще­ниях почвы и при колебаниях температуры в разные времена года. При выходе кабелей из траншей в здания их прокладывают в трубах пли через проемы в фунда­ментах и стенах; зазоры в трубах и проемах после про­кладки кабелей защищают от проникновения воды из траншей в здания путем заделки легко пробиваемыми материалами.
При устройстве соединительной муфты в траншее не­обходимо предусмотреть запас кабеля в виде петли на случай замены муфты (рис. 2-50).


Рис. 2-50. Размещение соединительной муфты и кабелей в траншее.

За последние годы широко внедряются для прокладки по территории предприятий в земляных траншеях бронированные кабели с алюминиевой оболочкой и алюминиевыми жилами марки ААБ. Эти кабели, достаточно надежные в эксплуатации, позволяют избежать расходования дефицитных цветных металлов — свинца и меди. Однако применение их не допускается в открытых грунтах, сырых п затапливаемых туннелях и каналах, на трассах с грунтами, имеющими высокую степень коррозионной активности (солончаковые почвы), и в зонах с высокими уровнями блуждающих токов, а также при наличии совместных защит кабельных линии и других подземных сооружений от электрокоррозии (катодная и протекторная защиты).
Для работы в особо агрессивных условиях рекомендовано применять кабели с алюминиевыми оболочками, имеющими специальные антикоррозийные защитные покровы, например кабели марки ААБ2в (поверх брони наложены два слоя поливинилхлоридной ленты).
В сетях напряжением до 1 000 В находят также применение небронированные кабели с алюминиевыми жилами, в алюминиевой защитной оболочке, в поливинилхлоридном негорючем шланге марки ААШв. Эти кабели применяют для открытой прокладки в каналах и туннелях, в установках с большим скоплением кабелей, поскольку защитные покровы кабеля, не поддерживая горения, обеспечивают пожарную безопасность.
Прокладка в земле кабелей ААШв допускается только для питания электроэнергией потребителей II и III категорий надежности.
Не разрешается применять кабели марки ААШв для прокладки в насыпных грунтах, блоках, трубах и местах пересечения ручьев, их пойм и в заболоченной местности,

Откопка траншей и раскатка в них кабелей.

Работы по рытью траншей должны быть максимально механизированы с применением траншейных экскаваторов. При рытье траншей грунт сбрасывают на одну сторону, что облегчает засыпку траншей и свободное передвижение вдоль них рабочих и специальных механизмов для раскатки кабелей.
Переходы кабелей через проезды, дороги, железнодорожные пути выполняются скрытыми, в трубах, с применением специальных приспособлений: методом горизонтального бурения или прокола с помощью гидравлических домкратов.
Перед раскаткой кабеля производят окончательную очистку и проверку правильности отрывки (глубины и сечения) траншеи. Во всех случаях, где это возможно, применяют механизированные способы раскатки кабелей: с движущегося специального кабельного транспортера, с бортовой автомашины или с помощью гусеничного трубоукладчика.
При раскатке кабеля с движущегося транспортера или бортовой автомашины (рекомендуемая скорость передвижения 2—2,5 км/ч) рабочие двигаются вслед за автомеханизмом по бровке траншеи, принимают сматываемый с барабана конец кабеля и укладывают последний на дно траншеи.
В тех случаях, когда по условиям прохождения трассы применение механизмов невозможно, кабель раскатывают по траншее тяжением лебедкой по специальным кабельным роликам. Ролики устанавливают по дну прямолинейных участков траншеи через каждые 3—5 м (линейные ролики) и на всех поворотах (угловые ролики). На одном конце трассы устанавливают приводную лебедку на тяжение 0,5—2 тс в зависимости от массы кабеля. Соответственно длине кабеля должна быть подобрана канатоемкость лебедки.
Перепады уровней и радиусы изгиба кабелей до 1 000 В. При прокладке кабелей напряжением до 1 000 В с бумажной пропитанной изоляцией предельная допустимая разность уровней не должна превышать 25 м. Эти ограничения установлены для предотвращения стекания состава, которым пропитана бумажная изоляция, с верхних участков трассы в нижние. При сильном стекании пропиточного состава в верхних участках трассы могут образоваться в изоляции кабеля воздушные и вакуумные включения, при которых усиливается процесс ионизации от действующего электрического поля. Кроме того, стекание пропиточного состава усиливает гидростатическое давление па оболочку кабеля и на его концевые заделки, что также требует ограничения перепада уровней прокладки кабелей.
Для больших перепадов уровней применяют кабели с обедненно пропитанной бумажной изоляцией (допустимый перепад 100 м) и кабели с нестекающей пропиткой, а также с пластмассовой или резиновой изоляцией, для которых перепад уровней не ограничен. Перепад уровней для кабелей с пропитанной бумажной изоляцией можно ограничить до 15 м путем врезки стопорной соединительной муфты из эпоксидного компаунда.
При изгибании кабелей для предотвращения трещин на оболочках и изоляции жил необходимо выдерживать минимально допустимые радиусы изгиба, величина которых зависит от наружного диаметра кабелей и их конструктивного выполнения. Минимально допустимые радиусы изгиба кабелей определяются отношением радиуса внутренней кривой изгиба к наружному диаметру кабеля (табл. 2-19).
Таблица 2-19