Преимущественное большинство сетей электрического питания в городах или на территории крупных предприятий прокладывается кабелем. Из-за отсутствия возможности визуального контроля при выполнении каких-либо земляных робот в местах прохода подземных коммуникаций существует угроза их повреждения. Для исключения возможности нарушения целостности изоляции, как следствие, прекращения электропитания и для воспрепятствования аварийным ситуациям используется защита кабеля от механических повреждений.
Некоторые модели кабеля защищаются броней, которая покрывается дополнительной изоляцией. Но таких мер бывает недостаточно, так как стальная оболочка не способна воспринять всю нагрузку от механических усилий. Тем более что металлическая оболочка в бронированных кабелях под воздействием усилий может деформироваться, из-за чего возникает сжатие изоляции.
Как защищают кабель от механических повреждений?
С целью защиты кабеля на протяжении всей линии или на особо напряженных участках, где существует вероятность проведения каких-либо работ, сооружаются специальные конструкции. К таким конструкциям относятся кабельные каналы, лотки, шахты, трубы и прочие. В зависимости от места установки, материала и класса напряжения все способы защиты от механических воздействий подразделяются на определенные категории.
По месту установки
В зависимости от места размещения выделяют такие варианты защиты:
- Подземной установки – используются для размещения кабельной трасы на глубине. Согласно норм ПУЭ 2.3.83 не требуется на всей протяженности участка, а лишь в тех местах, где существует вероятность проведения подземных работ, глубиной более 1,2 м. Или в тех местах, где существует угроза поражения персонала шаговым напряжением.
- Наружной установки – предназначены для прокладки кабеля по стенам здания, на опорах, эстакадах и т.д. Такие способы защиты используются для контрольных кабелей, слаботочных информационных сетей, наружной электропроводки и т.д.
- Внутренней установки – подразумевает расположение защитных оболочек внутри стен. Позволяет обезопасить кабель на случай строительных работ или при каких-либо технологических процессах, происходящих вблизи с местом установки.
Все кабели, располагающиеся под землей, должны быть укомплектованными металлической оболочкой. Так как этот способ прокладки наиболее трудоемок и требует относительно больших затрат на монтаж и ремонт, в сравнении с другими методами, помимо стальных конструкций в оболочке, необходимо обеспечить определенную высоту слоев сыпучих материалов при укладке.
Как видите из рисунка, размещать кабели в непосредственной близи внутри траншеи запрещено. Так как существует опасность повреждения рабочего проводника, в случае пробоя или возгорания на соседнем. А также создает угрозу механического повреждения при разработке воронки для отыскания места повреждения и последующего монтажа соединительной муфты.
По материалу
В зависимости от материала определяются и задачи, которые решает защитная конструкция. Поэтому на практике выделяют такие сооружения:
- Бетонные – реализуются посредством железобетонных лотков, плит, кирпичной кладки и других подобных конструкций. Отличительной особенностью является высокая прочность, которая обуславливает возможность использовать конструкцию для размещения на ней сооружений, технологических проходов и других инженерных решений.
- Металлические – обладают рядом монтажных преимуществ для размещения в них небронированных кабелей. Могут иметь перфорированную и неперфорированную конструкцию. Второй вариант получается легче и позволяет использовать отверстия для вентиляции или крепления сигнальных приспособлений. Дополнительно покрываются цинком и краской для устойчивости к коррозионному разрушению и для эстетичности.
- Полимерные – являются наиболее облегченным вариантом, но из-за потери механической защиты под воздействием ультрафиолета и атмосферных явлений их, как правило, не применяют для наружной установки.
- Керамические и асбестовые – подходят как для внешнего монтажа, так и для укладки под толщей грунта. Могут использоваться в качестве защитных устройств при отсутствии динамической нагрузки. Хорошо зарекомендовали себя в предотвращении воздействия агрессивной среды на изоляцию проводов.
В местах частого движения персонала или выполнения каких-либо технологических операций достаточно широкое распространение получили металлические конструкции для защиты кабеля. Это обуславливается их способностью к деформации и высокой прочностью. Основным недостатком такой металлической брони является подверженность коррозионному разрушению. Так как со временем цинковое покрытие и слой краски изнашивается или повреждается, стальные трубы и профиля быстро ржавеют, из-за чего возникает угроза для изоляции кабеля.
По конструкции
В зависимости от конструктивного исполнения кабельные сооружения подразделяются на:
- Лотки – представляют собой открытые конструкции для защиты кабеля. В большинстве случаев выполняют роль направляющих из перфорированного или монолитного материала, как для многожильных, так и для одножильных кабелей.
- Каналы и плиты – представляют собой конструкции, собранные из профилированных листов, железобетонных плит с перекрытиями. Получили широкое распространение, как для силовых кабелей, так и для слаботочных, также применяются для монтажа электропроводки.
- Трубы – обеспечивают защиту по протяженности определенного участка. Бывают асбестовые и металлические для наружной установки, полимерные для внутренней. Некоторые модели имеют гофрированную структуру, что позволяет перемещать их по проводнику, изгибать и придавать определенную форму, в зависимости от местных условий. Применяют их для защиты электрических соединений, протяжки в проходные отверстия и т.д.
- Шахты – сооружаются в зданиях для защиты кабеля при укладке в различных строительных конструкциях. Являются тем элементом, задача которого не только защищать провода, но и поддерживать линию на всей ее протяженности.
- Защитные ленты – позволяют оградить незащищенные провода в подземных сооружениях. В большинстве своем это сигнальные ленты, функция защиты которых в том, что они указывают на пролегание кабеля при раскопке непосредственно под местом работ.
- Тоннели, галереи и эстакады – используются для укладки от 20 и более кабелей. Посмотрите на рисунок 3, здесь показано их конструкция. 1 – это стенки, 2 – кронштейны для фиксации кабелей – 3. Также кроме кабеля в тоннеле могут располагаться и другие сооружения (водопроводы, вентиляция и т.д.), обозначенные на рисунке номером 4.
Требования к защите кабеля
Наиболее жесткие требования по нормам, предъявляются к защите при подземной укладке. Так, в готовой траншее должна обустраиваться подушка из песка или граншлака, на которой размещаются плиты. Для моделей напряжением более 35 кВ толщина плит должна составлять не менее 50 мм.
Линии меньшего напряжения могут иметь защиту не плитами, а кирпичом из обожженной глины. Но для этого категорически запрещается использовать кирпич с отверстиями, через которые будет попадать грунт при засыпке траншеи. Также запрещается использовать силикатный кирпич, так как со временем он утрачивает механическую прочность и не может выполнять сигнальные функции. Так как помимо защиты от повреждения оболочки кабеля кирпич должен сигнализировать о расположении под ним участка трасы.
Так как сильная натяжка приводит к порыву во время снижения температуры или при перемещении грунта, то его расположение в траншее должно быть свободным. Но и делать слишком большие волны тоже не стоит.
При прохождении линии под дорогами, магистралями защита кабеля осуществляется металлической трубой. При этом асбестовые или стальные трубы защищают от просадки толщи грунта во время движения крупнотоннажных автомобилей. В противном случае может произойти порыв от движения слоев грунта, даже под грунтовыми дорогами. Но, в то же время, запрещено размещать сразу несколько кабелей в одной трубе, в таком случае делается дополнительная прокладка в соседней трубе.
Укладка защитной ленты должна осуществляться из такого расчета, чтобы расстояние от наружной изоляции до ленточной защиты составляло не менее 250 мм. Помимо этого края ленты должны выступать на расстояние не меньше 50мм в каждую сторону над кабелем. А вот в местах пересечений трасы или над кабельными муфтами укладывать ленту категорически запрещается, чтобы защита кабеля не мешала проведению ремонтных работ. Также существует ряд рекомендаций по засыпке траншеи, которые можно увидеть на рисунке 5.
Для линий до 1 кВ защита кабеля может осуществляться лишь в местах вероятного повреждения.
Кладка кирпичного слоя для защиты, в отличии от слоя ленты, выполняет не только роль сигнализатора, но и предоставляет реальную защиту от той же лопаты, лома и прочего инструмента или механических воздействий. Но такой способ прокладки регламентирует и ряд особенностей по укладке кирпича. Так, для защиты кабеля, в отличии от кабельных блоков, расположение кирпичей имеет особую технологию. Рассмотрите пример расположения, в зависимости от ширины траншеи на рисунке:
