Общая характеристика кабельных линий и их виды - Пожарная опасность электрических кабельных линий

Вопреки мнению большинства пользователей, кабель представляет собой не просто многофункциональный провод, а является сложной системой с внутренними источниками тепла и с производными зажигания (при возникновении аварийных ситуаций). В связи с этим проверка кабеля на прочность, токсичность, огнестойкость и т. д. является обязательной и требует тщательного подхода.

Кабельные линии, прокладываемые по городским или промышленным территориям, в большинстве случаев являются закрытыми сооружениями, причем чаще всего подземными. Вследствие этого они защищены от воздействия ветра и гололедных нагрузок, однако подвержены другим отрицательным внешним воздействиям. При прокладке кабелей в грунте ими являются наличие влаги, химическая агрессивность почвы, наличие блуждающих токов, возможность механических повреждений механизмами при проведении земляных работ, дополнительный нагрев от проложенных вблизи теплотрасс или других источников теплоты и т. п. В связи с этим конструкции как собственно кабеля, так и кабельной линии в целом должны предусматривать защиту от указанных воздействий. Поэтому поверх электрической изоляции кабеля накладывается металлическая оболочка, которая, в свою очередь, имеет те или иные защитные покровы, в том числе в ряде случаев и металлическую броню для защиты от механических повреждений.

Кабельная линия (далее КЛ) как электроустановка состоит из следующих элементов: собственно силового кабеля (или кабелей), оборудования для соединения и секционирования участков кабеля и присоединения концов кабеля к аппаратуре и к шинам распределительных устройств (кабельная арматура), а также аппаратуры подпитки маслом или газом (для масло - и газонаполненных кабелей). Кабели могут прокладываться не только в земляных траншеях, но и в различных кабельных сооружениях - в коллекторах, туннелях, каналах, блоках, шахтах, в кабельных этажах и двойных полах, по эстакадам и в галереях. Кабельная арматура иногда вместе с аппаратурой подпитки может размещаться в кабельных колодцах или камерах. В специальных зданиях располагаются автоматические подпитывающие установки маслонаполненных кабельных линий высокого давления. Таким образом, кабельная линия, в особенности при номинальных напряжениях 110 кВ и более, представляет собой достаточно сложное техническое сооружение.

Испытания кабелей - это совокупность действий по установлению соответствия характеристик изделия регламентируемым нормам и требованиям. Причем еще пару десятилетий назад тестирования не отличались особой сложностью, тогда как в современное время они представляют собой многоэтапный комплекс работ [1].

Для определения главной характеристики кабеля - предела распространения горения, который свидетельствует о воспламеняемости проводов, специалисты имитируют участок кабельной линии с конкретным объемом горючей массы [1].

Кабельная электрическая линия - линия для передачи электроэнергии или отдельных импульсов ее, состоящая из одного или нескольких паралелльных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепежными деталями, а для маслонаполненных линий, кроме того, с подпитывающими аппаратами и системой сигнализации давления масла [1].

Предел распространения горения - это максимальное расстояние в любую сторону от зоны действия внутреннего или внешнего источника зажигания, на которое распространяется горение [1].

Зона действия источника зажигания - это пространство, за которым тепловой поток от источника зажигания не может вызвать нагрев кабеля до состояния, при котором протекает процесс пиролиза материалов изоляции и защитных элементов кабеля [1].

Предел пожаростойкости - это минимальное время, в течение которого КЛ выполняет свои функции.

Классификация кабельных линий в основном соответствует классификации ее главных элементов, т. е. кабелей. Основными признаками этой классификации являются [2]:

    - род тока; - значение номинального напряжения UНом; - число токоведущих элементов; - материал токоведущих элементов; - электроизоляционный материал (ЭИМ); - характер пропитки и способ увеличения электрической прочности бумажной изоляции; - материал оболочек; - уровнь пожарной опасности КЛ.

Итак, по роду тока различаются силовые кабели Переменного И Постоянного тока. Кабели переменного тока по величине UНом делятся на кабели Низкого (до 1 кВ), Среднего (1-35 кВ) и Высокого Напряжения (110 кВ и выше). По числу токоведущих элементов различают кабели Одно-, двух-, трех-И Четырехжильные. Двух - и четырехжильные кабели используются в сетях с номинальным напряжением до 1 кВ. Последние применяются в четырехпроводных сетях переменного тока, поэтому четвертая жила выполняет функцию нулевого провода и ее сечение обычно меньше сечения фазных жил. Одножильные и преимущественно трехжильные кабели используются в сетях с UНом= 3-35 кВ. Кабели более высоких напряжений, как правило, одножильные.

По материалу токоведущих элементов различают кабели с Медными, алюминиевыми И Натриевыми жилами. В последнее время в связи с дефицитностью и высокой стоимостью меди при UНом < 35 кВ преимущественно изготовляются кабели с алюминиевыми жилами. Кабели с натриевыми жилами на сегодня еще не получили широкого распространения, и их ограниченное количество находится в стадии экспериментальных исследований и опытной эксплуатации.

Электрическая изоляция токопроводящих жил (ТПЖ) рассматриваемых традиционных конструкций кабелей может быть реализована с использованием различных электроизоляционных материалов (ЭИМ). В настоящее время промышленность выпускает кабели с Бумажной пропитанной, пластмассовой ИРезиновой изоляцией. Последние изготовляются в ограниченном количестве на напряжения до 1 кВ. Производство кабелей с пластмассовой изоляцией в настоящее время расширяется, поскольку они имеют ряд преимуществ по сравнению с кабелями с бумажной пропитанной изоляцией, основными из которых являются простота изготовления, большее удобство монтажа и эксплуатации, а также большие допустимые температуры нагрева в стационарных режимах, при перегрузках и коротких замыканиях.

Бумажная электрическая изоляция кабелей с номинальным напряжением до 35 кВ для увеличения электрической прочности пропитывается составами различной вязкости. При этом различают кабели, Пропитанные нормально, обедненно И Нестекающим составом. При UНом > 110 кВ вязкая пропитка не обеспечивает требуемой электрической прочности изоляции при экономически приемлемых габаритах кабеля. Поэтому для таких кабелей увеличение электрической прочности достигается заполнением бумажной изоляции маслом или газом под давлением. В первом случае кабели получили названиеМаслонаполненных, Во втором -Газонаполненных.

Как уже упоминалось, защита бумажной электрической изоляции кабелей от увлажнения при хранении и в процессе монтажа и дальнейшей эксплуатации линии обеспечивается наложением металлических оболочек. Кабели с такой изоляцией в нашей стране изготовляют в Свинцовых И Алюминиевых оболочках. В последнем случае оболочка может выполняться гладкой или гофрированной (для обеспечения требуемой гибкости). Неметаллические оболочки (из пластмассы или резины) применяются для кабелей с синтетической или резиновой изоляцией.

Из перечисленных выше разновидностей кабелей далее основное внимание будет уделено кабелям переменного тока среднего и высокого напряжений с бумажно-масляной изоляцией, как нашедшим сегодня наиболее широкое применение при построении систем электроснабжения крупных городов и промышленных предприятий, а также тем элементам, которые в совокупности с названными кабелями образуют кабельную линию электропередачи.

Надежность работы всей кабельной линии во многом определяется надежностью ее арматуры, т. е. муфт различного типа и назначения. Кабельные муфты Высокого напряжения можно классифицировать по трем основным признакам.

По назначению муфты делятся на три основные группы - Концевые, соединительные И Стопорные, Причем среди концевых выделяют открытые муфты и кабельные вводы в трансформаторы и аппараты высокого напряжения, а среди соединительных - собственно соединительные, ответвительные и соединительно-разветвительные муфты.

По виду электрической изоляции муфты делятся на две группы: со Слоистой И с Монолитной изоляцией. Слоистая изоляция выполняется путем намотки лент из кабельной бумаги, синтетической пленки или их композиции и заполняется той или иной изолирующей средой (маслом, газом) под избыточным давлением или без него. Монолитная изоляция образуется методом экструзии или спеканием ЭИМ в подогреваемых пресс-формах.

По роду тока различают муфты для кабелей Переменного, постоянного И Импульсного тока. Муфты кабелей переменного тока могут выполняться Однофазными И Трехфазными.

Пожарная безопасность КЛ определяется следующими показателями [1]:

    - предел распространения горения; - предел огнестойкости.

В зависимости от значений показателей пожарной опасности кабельные линии подразделяют на следующие классы [1]:

    А) по пределу распространения горения:
      - ПРГ1 - кабельные линии, предел распространения горения которых ограничен зоной действия источника зажигания; - ПРГ2 - кабельные линии, распространение горения которых происходит по всей длине линии.
    Б) по пределу пожаростойкости:
      - ПО1 - кабельные линии с пределом пожаростойкости менее 30 мин; - ПО2 - кабельные линии с пределом пожаростойкости не менее 30 мин; - ПО3 - кабельные линии с пределом пожаростойкости не менее 60 мин; - ПО4 - кабельные линии с пределом пожаростойкости не менее 90 мин; - ПО5 - кабельные линии с пределом пожаростойкости не менее 120 мин; - ПО6 - кабельные линии с пределом пожаростойкости не менее 150 мин; - ПО7 - кабельные линии с пределом пожаростойкости не менее 180 мин.

В обозначении кабельной линии первым ставят класс по пределу распространения горения, вторым - класс по пределу пожаростойкости. Класс КЛ определяется технологами совместно с электриками проектной или эксплуатирующей организации.

Похожие статьи




Общая характеристика кабельных линий и их виды - Пожарная опасность электрических кабельных линий

Предыдущая | Следующая