7-4. Разделка кабеля, заземление его оболочек и использование их в качестве нулевого рабочего провода
Разделка кабеля заключается в последовательном и ступенчатом удалении в зависимости от конструкции кабеля наружного защитного покрова, брони, подушки под броней, пропитанной в компаунде бумаги или поливинилхлоридного пластиката (в форме лент или шланга), покрывающего поверхность металлической оболочки, самих оболочек, экрана, полупроводящих покрытий, поясной и жильной изоляции кабеля.
Рис. 7-27. Поперечное сечение секторной жилы трехжильного кабеля.
Для монтажа муфты в зависимости от ее типа, напряжения и сечения кабеля, а для концевой муфты и заделки, кроме того, и от способа вывода из нее жил, рассчитанных на присоединение к электроприемнику, на определенной длите кабеля образуется ряд ступеней элементов его конструкции. При расчете необходимой длины разделки конца кабеля не следует учитывать ту его часть, в которой имеются дефекты, вызывающие нарушение герметичности, а также конец кабеля с напаянным свинцовым колпачком и часть его, проходящую через щеку барабана. При разделке кабеля наименьшие допустимые радиусы изгиба отдельных жил кабеля должны иметь кратность по отношению к их диаметру или высоте сектора (рис. 7-27) не менее приведенных ниже:
Для кабелей с бумажной изоляцией . . . 10—12,5*
То же с резиновой изоляцией...................................... 3
То же с пластмассовой изоляцией ............................. 10
Для отдельно освинцованных (или отдельно опрессованных алюминием) жил кабелей с нормально пропитанной и осушенной бумажной изоляцией 25
* Кратность 12,5 относится к сечениям жил более 120 мм1,
Для овальных воронок наименьшие допустимые радиусы изгиба отдельных жил кабеля должны быть эквивалентными диаметру 1 изолированных жил; размеры круглых и секторных уплотненных жил трехжильных кабелей с бумажной изоляцией приведены в табл. 7-13.
Разделка кабеля для любых исполнений соединительных и концевых муфт производится с помощью одних и тех же операций в одном и том же порядке. Перед разделкой соединяемых кабелей их тщательно распрямляют и укладывают концами внахлестку с учетом обеспечения в месте монтажа соосности жил. При монтаже концевой муфты (заделки) протягивают конец кабеля к месту крепления, соблюдая в определенных местах допустимые радиусы изгиба.
Общая длина разделки (рис. 7-28) определяется ступенями покровов оболочки и изоляции кабеля.
Длина А определяет снимаемый наружный защитный покров от конца кабеля до бандажа у края остающегося защитного покрова.
1 Эквивалентным диаметром секторной жилы называется диаметр равновеликого сектору круга. Ориентировочно
здесь F — номинальная площадь сечения для изолированной жилы:
где b и r — фактические значения измеряемых величин в натуре (рис. 7-27).
Таблица 7-13
Круглые и секторные уплотненные жилы трехжильных кабелей с бумажной изоляцией
Примечания: 1. Конструкции жил кабелей с пластмассовой изоляцией па напряжения до 3, 6 и 10 кВ выполняются круглой н секторной формы, а на напряжения 20 и 35 кВ — только круглой формы.
2. Приведены ориентировочные средние цифры.
Рbс. 7-28. Разделка трехжильного кабеля с бумажной изоляцией.
1 — наружный покров; 2 — броня; 3 — свинцовая или алюминиевая оболочка; 4 — поясная изоляция; 5 — изоляция жил; 6 — жила кабеля; 7 и 8 — проволочные бандажи.
Для концевых муфт и заделок эта длина зависит как от их конструкции, так и от места установки (имея в виду необходимость снятия наружных покровов в помещениях и сооружениях). Этот размер должен быть таким, чтобы расстояние по жилам между заземленными частями заделки (бронелеyты и экрана) до кабельного наконечника было не менее 150 мм при напряжении до 1 кВ, 250 мм — при 6 кВ и 400 мм — при 10 кВ.
Длина обнаженной брони Б выбирается минимальной (50—70 мм) из-за необходимости закрепления бандажа, припайки заземляющего' провода и уплотнения горловины муфты или заделки. В чугунных соединительных и ответвительных муфтах, концевых стальных воронках и других муфтах в связи с необходимостью уплотнения горловины муфт размер Б достигает 100 мм и более.
Длина оболочки О определяется припайкой горловины муфты к ней, а также провода заземления и составляет 50—70 мм. В чугунных муфтах и концевых стальных воронках участок оболочки используется только для присоединения провода заземления н составляет 35 мм.
Длина ступени поясной изоляции П, равная 20— 25 мм, предназначена для увеличения электрической прочности муфты у обреза металлической оболочки, при этом на этой длине при разделке кабелей с лентами черной полупроводящей бумаги по поясной изоляции для исключения электрических разрядов оставляют у обреза оболочки полоску этой бумаги шириной 5 мм. В таблицах размеров разделок кабелей эта длина входит в ступень поясной изоляции.
Длина жилы в фазной изоляции И определяется для муфт величиной радиуса изгиба жилы и двумя длинами прямолинейной части (у обреза поясной изоляции и у места соединения и оконцевания жил), а для заделок — в зависимости от присоединения к электрооборудованию.
Длина голой части жилы Г равна половине длины гильзы или длины цилиндрической части наконечника при соединении или оконцевании способом опрессовки; для других способов соединения или оконцевания — согласно данным, приведенным в § 7-2 и 7-3.
Для обеспечения работ по разделке кабеля и исключения раскручивания его покровов во время ступенчатой разделки применяется в местах их среза накладывание бандажей. Целесообразно проволочные бандажи накладывать по предварительно наложенным бандажам из просмоленной ленты.
Рис. 7-29. Надрезание брони.
Разделка начинается с наложения бандажа из двух, трех витков стальной оцинкованной проволоки на расстоянии А от конца кабеля и последующего разматывания этого покрова с конца до наложенного бандажа. Размотанный наружный покров загибается за пределы бандажа и используется в дальнейшем для защиты от коррозии ступени брони и алюминиевой оболочки.
Второй проволочный бандаж накладывается на броню кабеля на расстоянии Б от первого проволочного бандажа. Броня кабеля надрезается по кромке второго бандажа на расстоянии К=А—Б (рис. 7-29) от конца кабеля. Для этой работы используются бронерезка или ножовка с ограничителем глубины резания. Броня и подушка под ней разматываются и удаляются.
Рис. 7-30. Удаление покровов по оболочке
а — удаление подушки; б — удаление сульфатной бумаги; в — удаление компаунда.
Сульфатная бумага и битумный состав по оболочке подогреваются огнем паяльной или пропановой горелки и также удаляются, а оболочка протирается тряпкой, смоченной бензином от покрывающего ее компаунда (рис. 7-30).
Рис. 7-31. Выполнение надрезов на свинцовой оболочке и ее удаление.
А — кольцевых; б — продольных; в — удаление свинцовой полоски; г — удаление оболочки; 1 и 2 — снимаемая и остающаяся свинцовая оболочка; 3 и 5 — подушка наружный покров; 4 — броня.
Для удаления свинцовой оболочки па расстоянии О от среза брони выполняется первый кольцевой надрез и на расстоянии П от первого кольцевого надреза — второй надрез (рис. 7-31, а). Расстояние П между кольцевыми надрезами для кабелей до 1 кВ составляет 20 мм и для кабелей 6—10 кВ 25 мм.
Надрезы свинцовой оболочки выполняют осторожно на половину ее толщины, применяя специальный нож с ограничителем глубины надреза (рис. 7-31, а). От второго кольцевого надреза до конца кабеля делают два продольных надреза на расстоянии 10 мм друг от друга (рис. 7-31, б).
Полоска свинцовой оболочки между продольными надрезами захватывается у конца кабеля плоскогубцами и удаляется, после чего оболочка снимается до второго кольцевого надреза. Часть оболочки между первым и вторым кольцевыми надрезами временно остается для предохранения поясной изоляции от надрывов при изгибе жилы (рис. 7-31, в, г).
Рис. 7-32. Удаление алюминиевой оболочки кабеля (размеры даны в миллиметрах).
а — конструкция ножа типа НКА-1 м; б — снятие оболочки по винтовой линии.
Кольцевой пояс на оболочке удаляют непосредственно перед заделкой конца кабеля в соединительную или концевую муфты, т. е. когда жилы будут разведены, выгнуты соответствующим образом и спаяны или сварены с жилами другого конца кабеля. Такой порядок снятия свинцового или алюминиевого кольца обеспечивает сохранность изоляции жил при их разведении в месте выхода из металлической оболочки.
Алюминиевая оболочка кабеля удаляется специально предназначенным для этой цели ножом типа НКА-1м (рис. 7-32, а). Этим ножом выполняют кольцевые надрезы на таком же расстоянии, как и при удалении свинцовой оболочки. Нож состоит из корпуса 1, двух ручек 2, головки 3, дискового ножа 4 и двух направляющих 5.
Рис. 7-33. Удаление поясной изоляции и отрезание заполнителей.
а — обрыв поясной изоляции у металлического кольца; б— отрезание заполнителей.
Надрезают алюминиевую оболочку кабеля дисковым ножом последовательно — вначале по кольцевой, а затем по винтовой линиям, вращением ножа вокруг кабеля, находящегося между направляющими.
От второго кольцевого надреза выполняют продольный надрез по винтовой линии, предварительно установив диск ножа поворотом головки под углом 45° по отношению к кабелю. Оболочку от конца кабеля до второго кольцевого надреза удаляют с помощью плоскогубцев (рис. 7-32,б).
Рис. 7-34. Изгибание жил при помощи шаблона (размеры даны в миллиметрах)
а — положение шаблона внутри жил; б — конструкция шаблона.
Удаляют полупроводящую (черную) бумагу и поясную изоляцию, разматывая ленты от конца кабеля и обрывая их у края оболочки (рис.7-33,а).
Жилы кабеля несколько разводят в стороны и отрезают заполнители (рис. 7-33,б), затем плавно и постепенно выгибают жилы с помощью шаблона (рис. 7-34, а, б), который вводят между жилами так, чтобы они попали в углубления и плотно прижимались к шаблону.
Рис. 7-35. Изгибание жил вручную.
а — разводка жил; б — «изгибание жил через палец.
Рис. 7-36. Отгибание бортика металлической оболочки (размеры даны в миллиметрах).
Жилы выгибают, плотно обхватив их одной рукой около оболочки, а другой осторожно продвигая шаблон между жилами по направлению к торцу оболочки. При этом на жилах временно оставляют расцветочные ленты для предохранения изоляции от загрязнения во время монтажа. Размеры шаблона в зависимости от сечения жил выбирают по табл. 7-14.
Таблица 7-14
Шаблон для изгибания жил
При отсутствии шаблона жилы выгибают вручную через большой палец одной руки, плотно обхватив другой рукой жилы кабеля около оболочки, и постепенно передвигают обе руки по жилам (рис. 7-35), не допуская крутых переходов и повреждения бумажной изоляции. Радиус изгиба жил приведен в начале данного параграфа.
Снимают изоляцию жил на участке, длину которого определяют способом соединения или оконцевания жил; предварительно изоляцию у места обреза перевязывают двумя-тремя витками суровых ниток. Бумажные ленты удаляют, разматывая и обрывая их у бандажа. После этого приступают к соединению или оконцеванию жил (см. § 7-2 и 7-3). Оболочку кабеля над ступенью поясной изоляции (кольцевой поясок) после выполнения соединения или оконцевания жил удаляют.
Полупроводящую бумагу над поясной изоляцией обрывают так, чтобы у обреза свинцовой или алюминиевой оболочки осталась ступень длиной 5 мм. На край поясной изоляции накладывают бандаж из суровых ниток. Торец свинцовой или алюминиевой оболочки опиливают для удаления острых краев и заусенцев. При отсутствии под свинцовой оболочкой полупроводящих лент оболочку отгибают с помощью разбортовки (рис. 7-36), которая для алюминиевой оболочки выполняется из дюралюминия.
Разделка кабелей с пластмассовой изоляцией примерно такая же, как и с бумажной изоляцией, т. е. у кабеля, имеющего защитные покровы, последовательно удаляют внешний защитный покров, броню, подушку под броней, шланг, экран, полупроводящие покрытия и изоляцию жил. Наружный защитный покров снимают со всего участка кабеля, введенного в помещение, а конец кабеля распрямляют на участке длиной 1,5 м. При разделке следует иметь в виду особенности конструкции кабеля с пластмассовой изоляцией, приведенные в § 2-6.
Бандаж из стальной оцинкованной проволоки накладывают на расстоянии А от конца кабеля поверх брони (рис. 7-37). Это расстояние принимается для заделок в зависимости от условий присоединения кабеля к зажимам электроприемника, а минимальные расстояния между наконечником и заземленными частями заделки такие же, как и для кабеля с бумажной изоляцией, т. е. они должны быть не менее 150 мм при напряжении до 1-кВ, 250 мм — при 6 кВ и 400 мм — при 10 кВ.
Рис 7.37. Разделка кабеля с пластмассовой изоляцией.
Рис. 7-38. Снятие пластмассовой оболочки кабеля. а — специальный нож; б — выполнение продольного надреза; в — выполнение кольцевого надреза.
Кольцевой и продольной надрезы выполняют на половину толщины поливинилхлоридного шланга на расстоянии 30 мм от места среза брони для кабелей 1 и 6 кВ и 70 мм — для кабеля 10 кВ, после чего шланг на надрезанном участке удаляют. Надрезы выполняют осторожно, чтобы не прорезать ленточные экраны ЖИЛ. Применяя специальный нож (рис. 7-38). Жилы кабеля разводят и выгибают с радиусом изгиба, согласно данным, приведенным в начале данного параграфа, применяя для больших сечений шаблоны по рис. 7-34.
Заземление.
Помещения для кабелей, размещаемых в подземных сооружениях, производственных помещениях, закрытых распределительных устройствах и наружных установках, по степени опасности поражения электрическим током относятся к особо опасным. В связи с этим металлические кабельные конструкции, стальные трубы, металлические корпуса кабельных муфт, металлические оболочки и броня кабелей должны заземляться.
Заземление металлических оболочек кабелей, корпусов кабельных муфт, а также электрическое соединение всех этих элементов между собой в местах оконцеваний, соединений и ответвлений кабелей необходимо не только для того, чтобы они при пробе изоляции кабеля на землю не оказались под потенциалом, опасным для жизни обслуживающего установку персонала и соприкасающихся с ней людей, но и для того, чтобы уменьшить вероятность прожигания свинцовой или алюминиевой оболочки в ряде точек при пробое изоляции одной из жил кабеля на землю.
Электрическая дуга легко может возникнуть при появлении на свинцовой оболочке напряжения, достаточного для того, чтобы пробить пропитанную влагой и различными солями подушку между броней и свинцовой (алюминиевой) оболочкой, поскольку броня кабельной линии не соединена с оболочкой, и сама по себе является хорошим заземлением. При образовании дуги между жилой и броней кабельной линии свинцовая (алюминиевая) оболочка будет служить промежуточным электродом. Напряжение между жилой, свинцовой (алюминиевой) оболочкой и броней будет распределяться пропорционально сопротивлению участков дуги.
Отсутствие в соединительных и концевых муфтах соединения свинцовой (алюминиевой) оболочки с броней кабеля ведет к чрезвычайно своеобразным повреждениям: выгорает броня, подушка между броней и свинцовой (алюминиевой) оболочкой, сама свинцовая (алюминиевая) оболочка и часть поясной изоляции кабеля. При этом поясная изоляция кабеля только обугливается; это обугливание уменьшается в глубину и, наконец, не доходя до изоляции жилы, а иногда и немного затрагивая ее, прекращается. Жила кабеля при этом совершенно не затрагивается.
Единственной мерой, которая может предотвратить появление указанных повреждений, является соединение брони кабеля со свинцовой (алюминиевой) оболочкой в муфтах. В этом случае возможность возникновения дуги между оболочкой и броней будет исключена.'
Заземление выполняется при помощи медного многопроволочного провода, сечение которого должно быть не менее:
6 мм2 — для кабелей с сечением жил до 10 мм2;
10 мм2 — для кабелей с сечением жил 16; 25; 35 мм2;
16 мм2 — для кабелей с сечением жил 50; 70; 95; 120 мм2;
25 мм2 — для кабелей с сечением жил 150; 185; 240 мм2.
Длину провода для заземления выбирают такой, чтобы обеспечить в свинцовых соединительных муфтах присоединение этим проводом брони и оболочки одного кабеля, свинцовой трубы муфты, оболочки и брони другого кабеля; в концевых муфтах — присоединение проводом оболочки, брони и заземляющего болта металлического корпуса муфты.
Свободные концы провода заземления в соединительных муфтах присоединяют к заземляющему болту защитного кожуха, а в концевых муфтах — к заземляющему болту опорной конструкции муфты или заделки (рис. 7-39).
Рис. 7-39. Заземление оболочки и брони кабеля в концевой заделке верхний полухомутик снят).
1 — металлический корпус заделки; 2 — заземляющая пластина заделки; 3 — заземляющий болт; 4 — заземляющий провод; 5 — магистраль заземления.
Заземление кабеля выполняют по разработанной технологии монтажа в зависимости от типа муфты или заделки, например, при монтаже чугунных соединительных муфт после пайки гильз, при монтаже свинцовых соединительных муфт после пайки свинцовой трубы к оболочке кабеля и заливочных отверстий, при монтаже стальных концевых воронок после разделки конца кабеля и изолирования жил и т. д. Для этого зачищают и облуживают броню кабеля в месте присоединения заземляющего проводника, прикрепляют указанный проводник к броне кабеля и металлической оболочке бандажом из медной луженой или стальной оцинкованной проволоки и припаивают его к оболочке и броне кабеля.
Присоединение провода для заземления к броне производят для ленточной брони к обеим бронелентам, а для проволочной брони — по окружности ко всем проволокам. Припайка заземляющего проводника к алюминиевой оболочке связана с предварительным облуживанием этой поверхности натирочным припоем А.
Соединение и заземление указанных элементов конструкции кабеля выполняют при помощи многопроволочного луженого провода сечением, соответствующим величинам токов заземления в данной энергосистеме, или, согласно указанным выше данным, с наконечником на конце, размер которого соответствует сечению провода.
Конец провода заземления после припайки к оболочке и броне следует пропустить через подмотку и вывести из муфты в следующих случаях: при оконцевании линии для присоединения к контуру заземления распределительного устройства; в соединительных муфтах, монтаж которых производится в каналах и туннелях, для параллельного присоединения к защитным кожухам, надеваемым на муфты, и к металлической конструкции, на которой уложен кабель, связанной с контуром заземления.
В связи с отсутствием у эпоксидных соединительных муфт заземленного металлического кожуха необходимо эти муфты экранировать при расположении их открыто в каналах и туннелях. В качестве экрана могут быть использованы соединенные с заземляющим устройством металлическая съемная форма, голая металлическая проволока, намотанная вокруг муфты, фольга или тонкий металлический лист, токопроводящая окраска или обмазка муфты.
Использование алюминиевой оболочки трехжильных кабелей в качестве нулевого рабочего провода, т. е. вместо четвертой жилы, разрешается ПУЭ, при этом соединение оболочек кабелей производится внутри муфт, устанавливаемых на кабельной линии. Это соединение выполняют перемычками из медных гибких многопроволочных проводников, надежно прикрепляемых и припаиваемых к алюминиевым оболочкам припоями марок А и ПОССу 35-2. Точно так же производят присоединение к алюминиевой оболочке проводника перемычки в концевых муфтах и заделках. Сечения перемычек зависят от числа и сечения жил кабелей. Для кабеля 3X35 мм2 сечение перемычки рекомендуется 16 мм2, для кабеля 3Х Х50 мм2 — 25 мм2, для кабеля 3X70 мм2 — 35 мм2, для кабелей 3X95 и 3X120 мм2 — 50 мм2, 3X150 и 3Х240 мм2 — 70 мм2.
Чтобы перемычки не касались жил, в соединительных и ответвительных муфтах применяют по две распорки, как для четырехжильных кабелей. Места паек перемычки к алюминиевым оболочкам надо защищать от коррозии подмоткой из липкой поливинилхлоридной ленты, если их по конструкции муфты не покрывают заливочным составом (концевые муфты и заделки).
Рис. 7-40. Схема соединения трехжильных кабелей с четырехжильными с использованием алюминиевой оболочки в качестве нулевого рабочего провода. а — соединение кабелей в чугунной муфте; б — то же в эпоксидной муфте; в — специальная гильза соединения проводов; 1— бандаж; 2—броня; 3—металлическая оболочка кабеля; 4— поясная изоляция; 5 — гильза; 6 — жила в качестве проводника перемычки; 7 — зажим заземления чугунной муфты; 8 — гильза для соединения нулевой жилы и оболочки четырехжильного кабеля с проводником — перемычкой трехжильного кабеля.
Присоединение и припайка медного гибкого провода в муфтах при использовании алюминиевой оболочки кабеля в качестве нулевого рабочего провода производятся с соблюдением следующей технологии.
Обе ленты брони конца кабеля на расстоянии 20—25 мм от края ее обреза зачищают напильником и облущивают припоем ПОССу-35-2.
Алюминиевую оболочку зачищают до блеска проволочной щеткой или напильником иа расстоянии 20— 25 мм от края среза оболочки и облущивают сначала припоем А, а затем припоем ПОССу-35-2 по всему периметру.
Медный гибкий провод-перемычка расплетают на конце, расплющивают и в местах, подлежащих припайке, облущивают припоем ПОССу-35-2.
Перемычку накладывают на облущенные места оболочки и брони кабеля и закрепляют на них бандажами из пяти витков медной проволоки.
Производят припайку перемычки к оболочке и броне припоем ПОССу-35-2 с припайкой бандажа по оболочке по всему периметру; длительность пайки не больше 3 мин.
Особенностью соединения трехжильного кабеля с алюминиевой оболочкой с четырехжильным является необходимость применения внутри этой муфты специальной гильзы (рис. 7-40, б) с наклонным ответвлением в сторону четырехжильного кабеля для закрепления в этой гильзе пайкой следующих медных проводников: от алюминиевой оболочки и брони трехжильного кабеля, от нулевой жилы и от брони четырехжильного кабеля.
Работу по монтажу проводника-перемычки можно облегчить и исключить применение специальной гильзы, если нулевой провод четырехжильного кабеля соединить в обычной стандартной гильзе с проводником-перемычкой, который в этом случае берут большей длины с таким расчетом, чтобы после припайки его к оболочке и броне трехжильного кабеля можно было загнуть петлей и проложить обратно вдоль муфты для использования в качестве заземляющего проводника путем припайки к броне четырехжильного кабеля.
Если при разделке четырехжильного кабеля с медными жилами не ограничивается длина, нулевую жилу кабеля можно использовать как проводник-перемычку (рис. 7-40). Для этого по центру соединения жил обрезают три фазы четырехжильного кабеля и трехжильный кабель из расчета, чтобы длина нулевой жилы равнялась двойной длине разделки места соединения (рис. 7-40,б). Нулевую жилу припаивают так же, как проводник-перемычку к алюминиевой оболочке (с отпайкой металлического бандажа по периметру алюминиевой оболочки) и броне трехжильного кабеля.
У чугунной муфты (рис. 7-40, а) нулевую жилу в качестве заземления присоединяют к ее корпусу; у эпоксидной (рис. 7-40, б) нулевую жилу после припайки к оболочке и броне трехжильного кабеля загибают петлей вдоль места соединения и припаивают к оболочке и броне четырехжильного кабеля.
