Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования 7 разряд

Силовые кабели состоят из следующих основных элементов: токопроводящих жил, изоляции, оболочек и защитных покровов. Кроме основных элементов в конструкцию кабеля могут входить экраны, жилы защитного заземления и заполнители.

Силовые кабели различают:

– по роду металла токопроводящих жил: кабели с алюминиевыми и медными жилами;

– по роду материалов, которыми изолируются токопроводящие жилы: кабели с бумажной, пластмассовой и резиновой изоляцией;

– роду защиты изоляции жил кабелей от влияния внешней среды: кабели в металлической, пластмассовой и резиновой оболочке;

– способу защиты от механических повреждений: бронированные и небронированные;

– количеству жил: одно-, двух-, трёх-, четырёх- и пятижильные.

Каждый тип кабеля имеет своё обозначение и марку. Марка кабеля составляется из начальных букв слов, описывающих его конструкцию.

Токопроводящие жилы изготавливают однопроволочными и многопроволочными. Алюминиевые жилы сечением до 35 мм2 изготавливают однопроволочными, 50–240 мм2 – как одно-, так и многопроволочными, 300–800 мм2 – многопроволочными. Медные жилы сечением до 16 мм2  включительно изготавливают однопроволочными, 25–95 мм2 – как одно-, так и многопроволочными, 120–800 мм2 – многопроволочными.

Силовые кабели имеют основные и нулевые (рабочие и защитные) жилы. Трёхжильные кабели имеют только основные жилы, четырехжильные – три основные и одну нулевую, пятижильные – три основные, нулевую рабочую и нулевую защитную жилы. Основные жилы используются для передачи электрической энергии, а нулевые для прохождения разности токов при неравномерной нагрузке фаз и для защитного зануления.

Изоляция обеспечивает необходимую электрическую прочность токопроводящих жил по отношению друг к другу, а также к заземлённой оболочке или земле. Применяется бумажная, резиновая и пластмассовая (поливинилхлоридная и полиэтиленовая) изоляция. Изоляция, наложенная на жилу кабеля, называется изоляцией жилы; изоляция, наложенная поверх жил многожильного кабеля, называется поясной.

Бумажная изоляция кабелей пропитывается вязкими пропиточными составами. Недостатком кабелей с вязкими пропиточными составами является крайне ограниченная возможность прокладки их по наклонным трассам, а именно – разность высот между концевыми их заделками не должна превышать 15–25 м для кабелей различных типов. Кабели с вязким пропиточным составом, свободная часть которого удалена, называют кабелями с обеднённо-пропитанной изоляцией. Их прокладывают при разности уровней 100 м и более.

Для прокладки по вертикальным и крутонаклонным трассам без ограничения разности уровней применяют кабели с бумажной изоляцией, пропитанной особым составом на основе церезина или полиизобутилена. Этот состав имеет повышенную вязкость и не стекает вниз при нагреве.

Кабели с пластмассовой и резиновой изоляцией можно прокладывать по любым трассам. Резиновую изоляцию выполняют из сплошного слоя резины или из резиновых лент с последующей вулканизацией, пластмассовую – из поливинилхлоридного пластиката или композиций полиэтилена. Все большее применение находят кабели с изоляцией из самозатухающего (не поддерживающего горения) и вулканизированного полиэтилена.

Экраны применяют для защиты внешних цепей от влияния электромагнитных полей, создаваемых токами, протекающими по кабелю, а также для обеспечения симметрии электрического поля вокруг жил кабеля. Экраны выполняют из полупроводящей бумаги либо алюминиевой или медной фольги.

Заполнители необходимы для устранения свободных промежутков между конструктивными элементами кабеля, а также для повышения его механической устойчивости. В качестве заполнителей применяют жгуты из бумажных лент или кабельной пряжи и нити из пластмассы или резины.

Оболочки. Алюминиевая, свинцовая, стальная гофрированная, пластмассовая или резиновая негорючая (наиритовая) оболочка кабеля предохраняет внутренние элементы кабеля от разрушения влагой, кислотами, газами и т. д. В некоторых случаях алюминиевую оболочку допускается использовать в качестве четвёртой (нулевой) жилы. Силовые кабели в свинцовой оболочке применяются в особых случаях (для подводных линий и в шахтах).

Защитные покровы предохраняют оболочки кабелей от внешних воздействий (коррозии, механических повреждений). К ним относятся подушка, бронепокров и наружный покров. В зависимости от конструкции кабеля применяют один, два или три защитных покрова. Подушка защищает оболочку от повреждения лентами  или проволоками брони и выполняется из слоёв поливинилхлоридных и других лент, а также крепированной бумаги и кабельной пряжи, пропитанной битумом. 

Броня из стальных лент или проволок служит для защиты оболочки кабеля от механических повреждений. Проволочная броня воспринимает растягивающие усилия, которые возникают при прокладке кабеля по вертикальным, крутонаклонным трассам или по болотам. Для предохранения брони от коррозии её покрывают наружным покровом, выполненным из слоя кабельной или стеклянной пряжи, пропитанной битумным составом, а в некоторых случаях поверх слоёв пряжи и битума накладывают выпрессованный поливинилхлоридный или полиэтиленовый шланг.

Транспортировка кабеля. Барабаны с кабелем доставляют к месту прокладки перекаткой или перевозкой. Перекатка повреждённых барабанов может привести к порче кабеля, поэтому предварительно следует провести их наружный осмотр. При осмотре обращают внимание на целостность обшивки барабанов и наличие коробки, защищающей конец кабеля, выведенный на щеку барабана. Барабаны с расшатанными корпусами скрепляют планками. Перекатывать барабаны можно только по направлению, указанному на щеке барабана стрелкой. Барабаны со снятой обшивкой разрешается перекатывать только в том случае, если края щёк барабана возвышаются над витками кабеля не менее чем на 100 мм. Внутренний конец кабеля в этом случае надежно прикрепляют проволокой или верёвкой к гвоздю, вбитому в щеку барабана. При мягком грунте барабаны перекатывают по настилу из досок. Не рекомендуется класть кабели с барабанами плашмя (на щеку).

Перевозимые барабаны прочно расклинивают и закрепляют на транспортных средствах тросом или проволокой. Запрещается при перевозке расположение барабана на щеке (плашмя). 

Категорически запрещается сбрасывать барабаны на землю. Маломерные куски кабелей, смотанные в бухты, перевозятся плашмя, при вертикальной установке бухты возможны повреждения кабеля.

Прокладка кабелей

При прокладке кабелей должны соблюдаться требования СНиП «Электротехнические устройства», ПУЭ и ГОСТов. В этих документах оговариваются: допустимые радиусы изгиба кабелей; допустимая разность уровней между высшей и низшей точками кабелей с бумажной пропитанной изоляцией; допустимые усилия тяжения.

Кабели следует прокладывать с запасом по длине 1–2 %. На сплошных поверхностях запас достигается путем укладки кабеля «змейкой». При укладке по кронштейнам запас кабеля получается в виде провеса. Укладывать запас кабеля в виде колец-витков не допускается.

Кабели должны быть жёстко закреплены, в местах крепления небронированных кабелей должны быть проложены прокладки из эластичного материала (листовая резина, полихлорвинил и т. д.). В местах, где возможны повреждения (передвижение автотранспорта, грузов и механизмов), кабели должны быть защищены до безопасной высоты, но не менее 2 м от уровня земли или пола вверх и 30 см вниз.

Проходы кабелей через несгораемые стены, перегородки и перекрытия должны быть выполнены в отрезках асбестовых или пластмассовых труб, а через сгораемые – в отрезках стальных труб.

В земле кабели укладывают на глубине 70 см. При пересечении улиц, площадей, шоссейных и железнодорожных путей глубина укладки увеличивается до 1 м. Уменьшение глубины укладки кабеля до 50 см допускается при вводе в здание, а также при пересечении подземных сооружений. 

На этих участках для  защиты от механических повреждений поверх кабеля укладывают кирпичи, или бетонные плиты. Прокладка кабеля по пахотным землям производится на глубине не менее 1 м, при этом земля над трассой используется под посевы.

Рытьё траншей в местах, где отсутствуют покрытия, а также, свободных от деревьев и различного рода подземных сооружений, выполняют траншейными роторными экскаваторами. При пересечении автомобильных и железных дорог выполняется прокол способами горизонтального бурения или продавливания. Ширина траншеи для прокладки одного кабеля должна быть не менее 15 см, двух – 30 см, трёх – 40 см, четырёх – 50 см, пяти – 63 см, шести – 80 см. Несоблюдение расстояний между кабелями вызывает во время эксплуатации их взаимный подогрев и может служить причиной выхода кабеля из строя.Расположение кабелей в траншее. Кабели укладывают на дно траншеи, очищенное от камней и неровностей, куда насыпают слой мелкой земли или песка толщиной 10 см. Запас достигается путем укладки кабеля «змейкой», укладывать запас кабеля в виде колец-витков не допускается. 

При прокладке в траншее нескольких кабелей их концы, предназначенные для последующего монтажа соединительных и стопорных муфт, следует располагать со сдвигом мест соединения не менее чем на 2 м. При этом оставляют запас кабеля длиной, необходимой для проверки изоляции на влажность и монтажа муфты (не менее 35 см). Проложенный в траншее кабель присыпают первым слоем земли, должна быть уложена механическая защита или красная сигнальная лента, после чего представители электромонтажной и строительной организации совместно с представителями заказчика должны произвести осмотр трассы с составлением акта на скрытые работы. Траншея может быть окончательно засыпана и утрамбована после монтажа соединительных муфт и испытания линии повышенным напряжением. Не допускается засыпка траншеи комьями мёрзлой земли, грунтом, содержащим камни, куски металла и т. п. 

На загородных участках одиночные кабели прокладывают при помощи специальной машины 

– кабелеукладчика, который ножом-клином разрезает и раздвигает грунт и в образовавшуюся щель укладывает кабель. Этот способ прокладки обеспечивает снижение трудоемкости в 2–8 раз по сравнению с прокладкой в траншею. При этом сохраняются земельные угодья, и повышается надежность эксплуатации кабельной линии. Кабелеукладочная техника обеспечивает возможность прокладки кабелей во всех категориях грунтов, прохода болот, оврагов и некоторых водных преград – мелких речек и ручьёв.

Прокладка кабеля при низких температурах. Обычно прокладку кабеля выполняют при положительной температуре окружающего воздуха. Без предварительного прогрева допускается прокладка кабеля только в том случае, если температура в течение 24 часов до начала прокладки не была ниже определённого предела, регламентированного СНиП «Электротехнические устройства» для каждого типа кабеля. Кратковременные ночные заморозки в расчёт не принимаются. При температуре ниже допустимой кабель должен перед прокладкой прогреваться и укладываться в сжатые сроки, которые также регламентированы. При невозможности укладки кабеля в указанный срок в процессе прокладки обеспечивают постоянный подогрев кабеля. 

Немедленно после прокладки кабель должен быть засыпан слоем разрыхлённого грунта. Окончательно засыпать траншею и уплотнять грунт следует после охлаждения кабеля. При температуре ниже –40 °С прокладка кабелей всех марок не допускается.

Прогрев кабеля выполняют следующими способами: трёхфазным, постоянным или однофазным током (при этом обеспечивается теплоизоляция слоем войлочно-брезентового капота) внутри обогреваемых помещений с температурой до +40 °С, в тепляке или палатке с паровым отоплением, печами, грелками инфракрасного излучения или с обогревом тепловоздухогрейкой при температуре до +40 °С.

При прогревании током в качестве источников применяют специальные понижающие трансформаторы мощностью 15–25 кВА, а также сварочные трансформаторы, выпрямители и генераторы. При подогреве трёхфазным током соединяют накоротко все жилы внутреннего конца кабеля, а при однофазном или постоянном токе, кроме того, – две жилы на его наружном конце. 

Жилы соединяют опрессовкой, место соединения покрывают изоляционной лентой, а конец кабеля герметически заделывают. При прокладке следят, чтобы кабель не подвергался изгибу с радиусом, меньшим допустимого, и укладывался в траншею «змейкой».

 Концевые заделки и соединительные кабельные муфты

Для оконцевания силовых кабелей применяют специальные концевые заделки: наружной установки (тип КН), мачтовые (тип КМ) и внутренней установки (тип КВ). Для соединения кабелей между собой применяют кабельные муфты. Различают: соединительные муфты (тип С); ответвительные (тип О); стопорные (тип Ст); стопорно-переходные (тип СтП). 

По материалу муфты подразделяют  на эпоксидные, чугунные, свинцовые, алюминиевые, из самосклеивающихся резиновых лент и термоусаживаемые пластмассовые. Переходная муфта – это специальная муфта для соединения кабеля с бумажной изоляцией и кабеля с пластмассовой изоляцией.

Стопорная муфта – это специальная соединительная муфта, предотвращающая стекание кабельной пропитки при прокладке кабелей по наклонным трассам.

Соединительные муфты всех конструкций, располагаемые в кабельных сооружениях, помещают в стальной противопожарный кожух в целях предотвращения распространения пожара в случае возникновения дуги при коротком замыкании в муфте. Кожух представляет собой цельную или разъёмную трубу, изнутри обложенную асбестом толщиной 8–10 мм. Торцы трубы закрывают крышками из асбеста толщиной 20 мм. Расположенные в земле свинцовые муфты и муфты из самосклеивающихся лент защищаются от механических повреждений кожухами негерметичного исполнения из стеклопластика или чугуна. 

Такие кожухи состоят из двух половинок, соединённых между собой болтами. Муфты, расположенные в земле в зоне промерзания почвы, а также ниже уровня грунтовых вод, помещают в чугунные кожухи герметичного исполнения с последующей заливкой кабельной массой. Термоусаживаемые муфты обеспечивают полную герметизацию и хорошие изоляционные качества. Муфты обладают высокой механической прочностью, стойкостью к воздействию окружающей среды. Четырехкратная степень растяжения термоусаживаемых изделий позволяет использовать один типоразмер муфты на несколько типов кабелей и сечений. 

Монтаж термоусаживаемых муфт производится с помощью пропановой газовой горелки. Растянутое состояние термоусаживаемых элементов позволяет легко их надеть на разделанные концы кабеля (приложение А).

На внутренние поверхности термоусаживаемых элементов нанесен термоплавкий клей, который при действии температуры усадки расплавляется и обеспечивает хорошую герметичность. 

Кроме того, термоплавкий клей заполняет все пустоты. Конструкция кабельной муфты повторяет конструкцию кабеля и может, как и кабель, изгибаться по трассе. После окончания монтажа кабельная муфта может сразу включаться в работу.

Разделка концов кабеля. Правильная разделка концов кабеля, чистота и аккуратность при их разделке, соединении или оконцевании в значительной мере обеспечивают безаварийную эксплуатацию кабельных линий. Разделку делают ступенчатой, т. е. на определённой длине кабеля последовательно один за другим удаляют слой конструкции кабеля, пока не обнажатся токопроводящие жилы. Длина разделки конца кабеля обусловливается конструкцией муфты или заделки, напряжением кабеля и сечением его жил. При разделке обрезают конец кабеля, находящийся под герметизирующим колпачком. При монтаже кабелей напряжением свыше 1 кВ обрезают также ту его часть, которая выведена через щеку барабана наружу (в этой части кабеля 

возможно повреждение изоляции).

Перед монтажом муфт и заделок выполняют проверку бумажной изоляции кабеля на влажность (увлажнение изоляции приводит к снижению электрической прочности и пробою). Проверку выполняют путем погружения бумажных лент в нагретый до 150 °С парафин. Признаками влаги являются характерное потрескивание и выделение пены. Участки увлажнённой изоляции длиной 250–300 мм отрезают до тех пор, пока не будет получен положительный результат проверки. При распространении влаги на большую длину кабель выбраковывают.

Провода и кабели, применяемые в электропроводках

Для электропроводки следует применять в основном провода и кабели с медными жилами. 

Существуют ”Инструктивные указания по проектированию электротехнических установок”, которые детально оговаривают, в каких условиях, какие провода и кабели и каким способом следует прокладывать.

Провода и кабели изготавливаются одножильными и многожильными (у которых в одной оболочке имеется несколько проводящих жил, изолированных одна от другой). Жилы могут быть однопроволочными (сплошными), многопроволочными или комбинированными. Поперечное сечение токопроводящих жил измеряется в квадратных миллиметрах.

Жилы проводов и кабелей изготавливаются стандартных сечений (ГОСТ 22483-77), а именно: 0,35; 0,5; 0,75; 1; 1,2; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 185; 240; 300; 625; 800; 1000; 1200; 2000 мм2. Для каждой марки (типа) проводов устанавливается определённый диапазон сечений.

Защищённые провода имеют поверх электрической изоляции металлическую или другую оболочку, предназначенную для герметизации и защиты от внешних воздействий находящихся внутри неё частей провода.

Незащищённые провода не имеют такой оболочки, но могут иметь  оплётку пряжей, которая не рассматривается как защита провода от механических повреждений. Допустимый радиус изгиба проводов с резиновой изоляцией не менее 6d, с пластмассовой изоляцией – 10d, а с гибкой медной жилой – 5d, где d – наружный диаметр провода.

Расшифровка некоторых букв в обозначении проводов:

А – алюминиевый провод, если А отсутствует, то провод медный;

П – провод, или плоский, или полиэтилен;

В – полихлорвиниловая изоляция;

С – сплошное расположение жил (без разделительного основания);

Р – резиновая изоляция;

Д – двужильный;

Т – с несущим тросом;

Н – изоляция из наирита (негорючей резины).

Например: АВТ, ППВС.

Наряду с проводами для силовых электропроводок широко используются небронированные кабели, представляющие собой одну или несколько скрученных вместе изолированных жил, заключённых в общую резиновую, пластмассовую или металлическую оболочку.