Тема: «Прогрев кабеля на барабане»

 

Цель:

1. Закрепить теоретические знания о прокладке кабелей при низких температурах.

 

Теоретическая часть.

В соответствии с требованиями СНиП 3.05.06-85 «Электротехнические устройства» прокладка кабелей в холодное время года без предварительного подогрева допускается только в тех случаях, когда температура воздуха в течение 24 ч. до начала работ не снижалась, хотя бы временно, ниже:

0°С – для силовых бронированных и небронированных кабелей с бумажной изоляцией (вязкой, нестекающей и обедненно пропитанной) в свинцовой или алюминиевой оболочке;

минус 5°С – для маслонаполненных кабелей низкого и высокого давления;

минус 7°С – для контрольных и силовых кабелей напряжением до 35 кВ с пластмассовой или резиновой изоляцией и оболочкой с волокнистыми материалами в защитном покрове, а также с броней из стальных лент или проволоки;

минус 15°С – для контрольных и силовых кабелей напряжением до 10 кВ с поливинилхлоридной или резиновой изоляцией и оболочкой без волокнистых материалов в защитном покрове, а также с броней из профилированной стальной оцинкованной ленты;

минус 20°С – для небронированных контрольных и силовых кабелей с полиэтиленовой изоляцией и оболочкой без волокнистых материалов в защитном покрове, а также с резиновой изоляцией в свинцовой оболочке.

Кратковременные в течение 2-3 часов понижения температуры (ночные заморозки) не должны приниматься во внимание при условии положительной температуры в предыдущий период времени.

При температуре воздуха ниже указанной, кабели должны предварительно подогреваться и укладываться в следующие сроки:

не более 1 ч. от 0 до минус 10°С;

не более 40 мин. от минус 10 до минус 20°С;

не более 30 мин. от минус 20°С и ниже.

При температуре окружающего воздуха ниже минус 40°С прокладка кабелей не допускается.

Необходимость прогрева обуславливается тем, что при отрицательной температуре маслоканифольный состав, которым пропитана бумажная изоляция кабеля, застывает, теряет свою вязкость и смазывающую способность. Застывшая масса склеивает слои лент бумажной изоляции, в результате чего при изгибе кабеля в процессе прокладки происходит разрыв бумажных лент, что ведет к снижению электрической прочности изоляции и пробою ее в процессе эксплуатации.

Прогрев кабелей с пластмассовой или резиновой изоляцией или оболочками необходимо выполнять для предупреждения растрескивания пластмассы и резины в процессе прокладки, что также может привести к выходу кабеля из строя.

Прогрев кабеля производится на барабане, с которого предварительно удаляется обшивка. Существующие способы прогрева кабелей, их преимущества и недостатки, а также рекомендуемая область применения приведены в таблице 1.

 

 

Таблица 1 – Способы прогрева кабелей

Способ прогрева	Преимущества	Недостатки	Рекомендуемая область применения
Электрическим трехфазным током при теплоизоляции барабанов войлочно-брезентовым капотом	Равномерный и достаточный прогрев по всему сечению. Возможность одновременного прогрева нескольких барабанов в короткое время		Во всех случаях монтажа и особенно протяженных линий при низкой температуре воздуха
То же однофазным или постоянным током с бифилярным соединением двух жил с параллельным подключением к одной из них третьей жилы	Неравномерный, но достаточный прогрев кабеля	Более длительное время прогрева, неравномерность прогрева изоляции отдельных жил	Во всех случаях при невозможности применения первого способа
Внутри помещений с температурой до 40°С	Не требует специального оборудования	Незначительность температуры прогрева и большая продолжительность его, ограниченная область применения	При наличии обогреваемых помещений вблизи места прокладки. Температуры наружного воздуха не ниже –20°С и длине линий не более одной-двух строительных длин кабеля
В тепляке или палатке с батареей парового отопления, печами или с обогревом воздуходувкой (при температуре до 40°С)		Повышенная пожарная опасность в случае применения угольных и подобных печей, значительная продолжительность и малая производительность	Для протяженных одиночных линий в случае невозможности прогрева электрическим током

 

Наиболее совершенным методом прогрева кабеля на барабанах является прогрев переменным электрическим током. В качестве источника тока могут быть применены сварочные трансформаторы или специальный трехфазный трансформатор типа ТСПК-20А для прогрева кабеля.

Трансформатор ТСПК-20А предназначен для прогрева трехфазным током кабелей длиной до 600 м и сечением до 185 мм² перед их прокладкой в зимних условиях.

Трехфазный понижающий трансформатор ТСПК-20А имеет мощность 20 кВА и дает возможность получения ряда напряжений в пределах от 10 до 100 В, необходимых для прогрева кабелей.

Первичная обмотка трансформатора выведена к шести зажимам и в зависимости от способа соединения (в «звезду» или «треугольник») может включаться в сеть с напряжением 380 или 220 В.

Вторичная обмотка имеет в каждой фазе по 6 пронумерованных отводов, от которых можно получить следующие напряжения холостого хода (таблица 2).

 

Таблица 2 – Напряжение холостого тока и максимальный ток вторичной обмотки трансформатора ТСПК-20А

Номер отвода
Напряжение холостого хода, В	12,6	25,3	38,0	50,6	76,0	101,3
Максимальный ток, А

 

Подключая перекидную перемычку «звезда» к тем или иным отводам вторичной обмотки, можно получить такую силу тока, которая необходима для прогрева кабелей различной длины и сечения. Три выводные шины вторичной обмотки соединяются с жилами прогреваемого кабеля. Электрическая схема трансформатора и подключения кабеля показана на рисунке 1.

 

 

При помощи трансформатора ТСПК-20А можно в течение 2-4 часов произвести одновременно нагревание всех трех жил кабеля до необходимой температуры.

Прогреву подвергается вся изоляция кабеля, начиная с внутренних ее слоев. При этом происходит уменьшение вязкости массы, которой пропитана изоляция кабеля.

Барабан с кабелем, подлежащим прогреву, следует поместить в утепленную палатку, расположенную вблизи места прокладки кабеля.

При этом подлежащий прогреву барабан с кабелем устанавливают на домкраты, козлы или специальную тележку с таким расчетом, чтобы по окончании прогрева кабель можно было размотать и уложить в течение времени установленного СНиП-3-05-06-85.

Нагретый кабель интенсивно впитывает влагу из воздуха, поэтому концы прогреваемого кабеля должны герметически заделываться. У конца кабеля, выведенного через щеку барабана, все три жилы после разделки закорачивают и напаивают свинцовый колпачок. Жилы второго конца кабеля разделывают, заключают в воронку и подключают их к выводным шинам вторичной обмотки трансформатора.

Необходимую для прогрева кабеля величину напряжения рекомендуется подбирать по таблице 3. В этой же таблице указаны время прогрева кабеля, сила тока и температура, до которой должна быть прогрета броня кабеля. Сила тока, потребляемого для нагрева кабеля, контролируется при помощи электроизмерительных клещей. Температура наружного покрова измеряется термометром, нижний конец которого приводится в плотное соприкосновение с наружным джутом одного из средних верхних витков кабеля на барабане. Место соприкосновения термометра с джутом утепляется снаружи войлоком.

 

Таблица 3 – Прогревание трехжильных кабелей на барабанах для прокладки при температуре воздуха ниже + 5°С

 

Сечение жил кабеля, мм2	Максимально допустимый ток для прогрева, А	Необходимое время прогрева в минутах при температуре окружающего воздуха, °С	Необходимое напряжение на зажимах трансформатора при длине кабеля
	–10	–20
3х10
3х16
3х25
3х35
3х50
3х70
3х95
3х120
3х150
3х185

Примечание: Кабель следует держать под током до тех пор, пока температура наружной джутовой оплетки не достигнет 20°С при температуре прокладки не ниже
–10°С и 30°С при температуре прокладки не ниже –20°С.

 

 

Практическое занятие №19