Кабельные линии, комплектные трансформаторные подстанции и силовые опоры

2.6.1. Общие технические требования

Кабелями называются изолированные проводники, которые слу­жат для передачи электрического тока в земле, в воде и на воздухе.

Кабели классифицируются: по классу напряжения, области при­менения (силовые, контрольные), материалу (медные, алюминие­вые), количеству и сечению жил, уровню и исполнению изоляции (табл. 2.12).

Таблица 2.12

Конструктивное исполнение кабелей различного назначения в качестве примера приведено на рис. 2.56 и 2.57. Силовые кабели

Рис. 2.56. Сечения силовых кабелей: а — двухжильные кабели с круглыми и сегментными жилами; б — трехжильные кабели с поясной изоляцией и отдельными оболочками; в — четырехжильные кабели с нулевой жилой круглой, секторной и треугольной формы: 1 — то­копроводящая жила; 2 — нулевая жила; 3 — изоляция жилы; 4 — экран на токопроводящей жиле; 5— поясная изоляция; 6 — заполнитель; 7— экран на изоляции жилы; 8 — оболочка; 9 — бронепокров; 10 — наружный защитный покров

Рис. 2.57. Трехжильный кабель с поясной изоляцией из пропитанной бумаги: а — наружный вид кабеля с секторными жилами; 6 — разрез кабеля с круглыми жилами; в — разрез кабеля с секторными жилами: 1 — пропитанная кабельная пряжа; 2 — ленточная броня; 3 — защитный покров из кабельной пряжи; 4 — бумага, пропитанная компаундом; 5— защитная оболочка; 6 — поясная изоляция; 7 — заполнитель; 8 — изоляция жил; 9 — жилы

предназначены для передачи и распределения электрической энер­гии. Кабели прокладывают в земле в траншеях (рис. 2.58), на от­крытом воздухе по конструкциям, на территории подстанции в ка­бельных каналах, закрытых плитами. Радиус изгиба кабеля на по­воротах трассы должен быть не менее 15—25 диаметров кабеля.

Рис. 2.58. Размещение кабелей в земляных траншеях

Глубина заложения кабельной линии в земляных траншеях от планировочного уровня для кабелей напряжением до 10 кВ долж­но быть 0,7 м, при пересечении железной дороги, автомобильной дороги — 1 м. Пересечения улиц, дорог, инженерных и других сооружений должно быть в асбестоцементных или металлических трубах. Прокладка кабеля вдоль дороги должна быть за ее преде­лами. Выходы кабеля из траншеи на стены здания или на опору BJT должны быть защищены трубами или коробами на высоту не менее 2 м от уровня пола или земли.

Земляные работы при разработке траншеи для прокладки кабеля должны быть согласованы с причастными организациями. С целью недопущения разрушения металлической оболочки кабеля блужда­ющими токами на электрифицированных линиях постоянного тока кабельные линии располагают не ближе 10 м от оси электрифици­рованного пути. Кабели должны быть защищены от влияния блуж­дающих токов специальными устройствами. Прокол и разрезание кабеля выполняют специальными приспособлениями.

Маркировка кабелей в соответствии с их конструкцией выпол­няется буквенно-цифровая. Буквы в марке кабеля указывают на следующее:

А — алюминиевые жилы;

АА — алюминиевые жилы и оболочка;

Б — броня из стальных лент с антикоррозионным наружным покровом;

Бн — то же, но с негорючим покровом из стеклопряжи и него­рючего состава;

В — поливинилхлоридная изоляция и оболочка; (в конце обоз­начения) — объединено пропитанной бумажной изоляцией;

М — маслонаполненный кабель;

Н — негорючая резина;

П — броня из оцинкованных плоских проволок; Пс — негорю­чий полиэтилен (самозатухающий);

Р — резиновая изоляция;

Г — отсутствие наружного покрова поверх брони.

Цифры после буквенного обозначения указывают следующее: пер­вая группа — номинальное напряжение; вторая — количество жил (фаз); третья — сечение жил; четвертая — наличие нулевой жилы; пятая — сечение нулевой жилы.

В последнее время для передачи и распределения электроэнер­гии в устройствах электроснабжения применяют силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, который имеет более высокую надежность в эксплуатации (рис. 2.59).

Рис. 2.59. Общий вид кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена в поли­этиленовой оболочке: 1 — токопроводящая жила; 2 — экран по жиле из экструдируемого полупро- водящего сшитого полиэтилена; 3 — изоляция из сшитого полиэтилена; 4 — экран по изоляции из экструдируемого полупроводящего сшитого полиэтилена; 5 — разделительный слой; 6 — экран из медных проволок, скрепленных медной лентой; 7 — оболочка

В условных обозначениях: А — алюминиевая жила (без обоз­начения — медная жила); Пв — изоляция из сшитого полиэтиле­на; П — оболочка из полиэтилена; Пу — оболочка из полиэтиле­на увеличенной толщины; В — оболочка из поливинилхлоридно­го (ПХВ) пластиката; г — продольная герметизация водоблоки­рующими лентами.

Технические характеристики и общий вид кабелей на напряже­ние 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) приведены на в табл. 2.13 и 2.14.

Кабели прокладывают в земле (траншее) на глубине 0,7 м. Кабе­ли трех фаз должны прокладываться параллельно и располагаться треугольником или в одной плоскости. Расстояния между кабелями в одной плоскости равно наружному диаметру кабеля, при про­кладке кабелей треугольником — вплотную. Прокладка кабелей в производственных помещения выполняют в кабельных каналах, по стенам. Скрепление кабелей трех фаз в треугольник выполняется лентами, стяжками. Способ прокладки кабелей и шаг скрепления определяется на стадии проектирования.

Тяжение кабелей при прокладке не должно превышать 50 Н/мм (5 кгс/мм²) для кабелей с медной жилой и 30 Н/мм² (3 кгс/мм²) — для кабелей с алюминиевой жилой.

После прокладки и монтажа кабелей проводят их испытания постоянным напряжением AU₀ кВ в течение 15 мин или перемен­ным номинальным напряжением 10 кВ (для кабелей СПЭ 10 кВ) в течение 24 час. Оболочка кабеля после прокладки должна быть испытана постоянным напряжением 10 кВ, приложенным между металлическим экраном и заземлением в течение 10 мин.

2.6.2. Кабельные муфты и концевые заделки

Все проложенные кабели, муфты и концевые заделки должны иметь бирки с указанием марки, сечения, напряжения кабеля, но­мера или наименования линии и другие сведения. Кабельные муфты устанавливают по разработанной технологии. Обращают внимание на требования охраны труда. Концевые кабельные муфты устанав­ливают на опорах высоковольтных линий в местах стыка проводов

силовой цепи с жилами кабельной вставки. Варианты концевых заделок и монтажа кабеля в свинцовой соединительной муфте при­ведены на рис. 2.60—2.63.

Рис. 2.60. Концевые муфты марки УКНП-1 (а) для кабелей на напряжение до 1 кВ и УКНП-10 (б) для кабелей на напряжение 10 кВ: 1 — наконечник; 2 — подмотка из ленты ЛЭТСАР; 3 — жила кабеля; 4 — изо­лятор; 5— бумажная изоляция; 6— крышка; 7— переходная форма; 8 — форма муфты; 9 — заливочная масса; 10 — поясная изоляция; 11 — полупроводящая изоляция; 12 —металлическая оболочка; 13 — проволочный бандаж; 14 — место пайки; 15 — провод заземления; 16 — броня кабеля

2.6.3. Диагностика кабелей

Проверку кабелей напряжением до 1 кВ выполняют мегаом­метром на 2500 В. Сопротивление изоляции каждой жилы должно быть не менее 0,5 МОм. Для силовых кабелей напряжением выше 1 кВ сопротивление изоляции не нормируется. На период измере­ния заземления временно снимают и после окончания измерений вновь накладывают. Кабели напряжением 6—10 кВ испытывают повышенным напряжением выпрямленного тока (шестикратным значением номинального линейного напряжения). Для этих целей применяют автолабораторию ЛИК различных модификаций. Пере­движные лаборатории могут определять также места повреждений

Рис. 2.61. Концевые заделки контрольных кабелей с резиновой изоляцией с лентой ПХВ (я) и защитным покрытием СПО-46 (б): 1 — жилы; 2 — резиновая изоляция; 3 — ПХВ-трубки; 4 — бандаж из шпагата; 5 — ПХВ-лента; 6 — лента, пропитанная лаком ПХВ; 7 — защитное покрытие

Рис. 2.63. Свинцовая соединительная муфта: а — общий вид смонтированной муфты; б — ступенчатая разделка: 1 — за­щитный кожух; 2 — бандаж; 3 — джутовая обмотка; 4 — заземляющая прово­лока; 5 — бандаж из проволоки для заземления; 6 — изоляционный бандаж; 7 — бандаж из трех-четырех оборотов мягкой оцинкованной проволоки; 8 — уплотнение; 9 — рулонная намотка; 10 — броня; 11 — свинцовая оболочка; 12 — поясная изоляция; 13 — изоляция жилы; 14 — жила; А, Б, С, П — раз­меры разделки кабеля

в силовых кабелях с рабочим напряжением до 10 кВ и выполнять другие функции.

С целью обеспечения охраны труда место испытания ограждают, вывешивают плакат «Стой. Напряжение». Членов бригады предуп­реждают словами: «Подано напряжение». После чего снимают пе­реносные заземления и подают испытательное напряжение.

2.6.4. Габариты сближения кабелей с опорами

На электрифицированных линиях габариты сближения сигналь­но-блокировочных кабелей с опорами контактной сети в соответ­ствии с требованиями Правил по прокладке и монтажу кабелей устройств СЦБ ПР 32 ЦШ 10.01-95 приведены на рис. 2.64.

2.6.5. Проверка состояния оборудования КТП

Работа выполняется с соблюдением требований организацион­ных и технических мероприятий. При работе используются: при­ставная лестница длиной 3 м, термометр с длинным капилляром, с пределом измерений до 150 °С, мегаомметр на 2500 и 1000 В, вольтметр со шкалой 250 В, шаблон для проверки трубчатого раз­рядника, щуп толщиной 0,05 мм, смазка ЦИАТИМ-101, провода для подключения (изолированные сечением 1,5—2,5 мм²), линей­ка, шаблон, инструмент и другие защитные средства и монтажные приспособления.

Проверка фундамента и ограждения КТП. Проверить состояние фундамента и надежность крепления на нем КТП, а также состо­яние ограждения. Ослабленные крепления подтянуть, выявленные повреждения устранить. Осмотром проверить состояние заземления КТП. целостность и исправность всех ее элементов, а также надеж­ность их соединений.

Работа на КТП. Подняться на КТП по приставной лестнице. Ветошью очистить изоляторы, оборудование КТП от пыли и гря­зи, проверить их состояние (рис. 2.65, 2.66). На высоковольтных изоляторах не допускаются трещины и сколы на ребрах длиной более 60 мм по окружности и 5 мм по глубине, а также глубокие царапины на поверхности глазури длиной более 25 мм. При нали­чии допустимых дефектов на поверхности фарфора очистить их и покрыть изоляционным лаком.

Проверить состояние ошиновки, по цветам побежалости выявить места нагрева в ее контактах. При необходимости контакты перебрать, зачистив контактные поверхности напильником или наждачным по­лотном, и нанести на них тонкий слой смазки ЦИАТИМ-101.

Проверить состояние антикоррозионного покрытия кожуха транс­форматора, металлических элементов высоковольтного оборудования, низковольтного шкафа и всей конструкции КТП. Определить необ­ходимость возобновления окраски.

Очистить кожух трансформатора от пыли, грязи, проверить на­дежность сварных швов, отсутствии местной коррозии, вздутия, проверить все места уплотнений и убедиться в отсутствии подтеков масла. При обнаружении подтеков осторожно подтянуть ее соот­ветствующие болты. Подтяжку их производить постепенно и пос­ледовательно не более чем на 1/6 оборота за один прием.

Рис. 2.65. Общий вид комплектной трансформаторной подстанции наружной установки КТПН 10/0,4 кВ: 1 — разрядники; проходной изолятор ввода; 2 — разъединитель; 3 — труб­чатый предохранитель; 4 — проходной изолятор; 5 — металлический кожух; 6 — шины; 7 и 8 — вводы трансформатора; 9 — трансформатор; 10 — ру­бильники отходящих линий; 11 — предохранители; 12 — проходной изолятор ввода; 13 — электрические счетчики; 14 — общие предохранители; 15 — общий рубильник

Проверить целостность стеклянной трубки и протереть масло­указательное стекло. Восстановить контрольные черты уровня масла на расширителе. Подтянуть крепления, закрепить спускной кран и пробки.

Проверить уровень масла по маслоуказателю и соответствие его температуре, долить при необходимости масло.

Рис. 2.66. Общий вид трансформатора: 1 — бак; 2 — вентиль; 3 — болт заземления; 4 — термосифонный фильтр; 5 — радиатор; 6 — переключатель; 7 — расширитель; 8 — маслоуказатель; 9 — воздухоосушитель; 10 — выхлопная труба; 11 — газовое реле; 12 — ввод ВН; 13 — привод переключающего устройства; 14 — ввод НН; 15 — подъем­ный рым; 16 — отвод НН; 17 — остов; 18 — отвод ВН; 19 — ярмовая балка остова (верхняя и нижняя); 20 — регулировочные ответвления обмоток ВН; 21 — обмотка ВН (внутри НН); 22 — каток тележки

Проверить состояние маслоочистительных устройств (термоси­фонных фильтров, влагопоглощающих патронов) и цвет контроль­ного селикагеля, определить необходимость его замены. Отобрать (при необходимости) пробу масла из трансформатора мощностью более 630 кВ-A на испытание. Отбор пробы масла выполняют летом в сухую погоду.

Для взятия пробы масла необходимо отвернуть пробку и слить грязное масло — не менее 2 л (см. рис. 2.66, поз. 2); вентиль обте­реть чистой ветошью; для промывки крана слить немного масла; два

раза промыть стеклянную банку или бутылку маслом; взять пробу масла не менее 1 л (посуда с маслом должна быть плотно закрыта).

Проверить правильность присоединения и состояние контактных поверхностей пробивного предохранителя (искрового промежутка). Один из его электродов должен быть присоединен к корпусу транс­форматора (заземлителю), другой — к проводу вторичной обмотки трансформатора с изолированной нейтралью. При необходимости зачистить контактные поверхности и заменить слюдяную прокладку или установить исправный искровой промежуток.

Проверка вентильных разрядников. При проверке вентильного разрядника проверить состояние фарфорового чехла, цементных швов и покрывающей их масляной краски. Не допускаются раз­герметизация разрядника, трещины фарфорового чехла, цементных швов и другие повреждения.

Проверка трубчатых разрядников. При наличии трубчатых разряд­ников проверить правильность их расположения. Зона выхлопных газов при срабатывании разрядника не должна опускаться ниже 6 м от уровня земли. Не допускается размещение в зоне выхлопных газов элементов ошиновки, изоляторов и заземленных конструк­ций КТП (табл. 2.15). Зачистить наплывы на электродах внешне­го воздушного промежутка напильником и наждачным полотном. Подгары (износ) электродов со снижением сечения более 10 % не допускаются.

Таблица 2.15

Проверить линейкой размер зазора внешнего воздушного проме­жутка. При необходимости произвести регулировку, изменяя длину и положение электродов.

Очистить и осмотреть поверхность трубки. Не допускаются на наружной поверхности дефекты, размеры которых превышают 1/3 расстояния между наконечниками, а именно: ожоги электрической дугой, трещины, расслоения, царапины глубиной более 0,5 мм. На­личие следов оплавления на наконечнике трубки или на электродах свидетельствует о неудовлетворительной работе разрядника.

Очистить от грязи и осмотреть дугогасительпый канал внутрен­него воздушного промежутка (трещины или коробление не допуска­ются). Измерить шаблоном его длину и внутренний диаметр труб­ки на расстоянии 10—15 см от кольцевого электрода. Увеличение внутреннего диаметра по сравнению с первоначальным более 3 мм (20—25 %) не допускается. Установить указатель срабатывания в рабочее положение. Трансформаторы на КТП со стороны высокого и низкого напряжения должны быть защищены разрядниками или

опн.

Проверка высоковольтных предохранителей. Проверить механи­ческую прочность предохранителя (изоляторов, губок и их креп­лений). Выявленные дефекты устранить. Изъять из губок плавкую вставку и проверить ее состояние. Колпачки должны быть плотно закреплены на трубке и обеспечивать ее герметичность. Убедиться в целостности плавкой вставки, проверить качество засыпки пес­ком. Зачистить контактные поверхности губок и колпачков плавкой вставки. Проверить качество прижима в контактных поверхностях губок и колпачков трубки с помощью щупа толщиной 0,05 мм и шириной 10 мм. При обеспечении достаточного прижима щуп не должен продвинуться внутрь контактов более чем на 6—7 мм. На­нести на поверхность губок и колпачков плавкой вставки тонкий слой смазки ЦИАТИМ-101. Неисправные предохранители подлежат замене.

Проведение измерении. Отсоединить поочередно ошиновку с низ­кой и высокой сторон трансформатора и вентильного разрядника, закрепив ее на расстоянии от выводов, достаточном для электри­ческих измерений.

Измерить сопротивление изоляции обмоток трансформатора: первичной — мегаомметром на 2500 В и вторичной — мегаоммет­ром на 1000 В. У однофазных трансформаторов ОМ 6, 10 кВ сопро­тивление R должно быть не менее 100 МОм для первичных обмоток и не менее 1 МОм — для вторичных обмоток (см. рис. 2.66). Для остальных трансформаторов сопротивление не нормируется, но сравнивается с результатами предыдущих измерений.

Измерить сопротивление изоляции вентильного разрядника ме­гаомметром на напряжение 2500 В. Для чего: присоединить зажимы мегаомметра «линия» к выводу разрядника, а зажим «земля» — к его основанию; рукоятку мегаомметра равномерно вращать со скоро­стью 120 об/мин и через 60 с после начала вращения отсчитать по шкале прибора величину сопротивления. Измеренная величина не должна отличаться более чем на 30 % от результатов измерения на заводе-изготовителе или предыдущих измерений при эксплуатации. Сопротивление изоляции вентильного разрядника на напряжение 6—10 кВ должно быть не менее 1000 МОм. Присоединить ошиновку обмоток трансформатора и разрядника. Проверить правильность всех присоединений оборудования КТП. Исполнителям спуститься по лестнице вниз и убрать ее.

Проверка низковольтного оборудования. На рубильниках и пере­ключателях подтянуть все крепежные детали. Очистить напильни­ком контактные поверхности ножей и губок от грязи, окислов и частиц оплавленного металла. Особое внимание обратить на шар­нирные соединения, по которым протекает электрический ток. Проверить состояние пружин в губках. Ослабленные пружины за­менить. Проверить состояние низковольтных предохранителей или автоматов, соответствие их номинальному току уставок.

2.6.6. Силовая опора и комплектное распределительное устройство наружной установки

Проверка состояния силовой опоры и заземления. На опоре воз­душной линии электропередачи установлено высоковольтное и низковольтное оборудование, обеспечивающее питание устройств СЦБ.

До начала проверки состояния и ремонта силовой опоры с транс­форматором ОМ или ОЛ проверяют закрепление опоры в грунте (рис. 2.67). Обращают внимание на вертикальность установки опо­ры, особенно после оттаивания грунта, ливневых дождей. На дере­вянной опоре — наличие и степень загнивания древесины.

Проверяют состояние заземления сетей низкого и высокого на­пряжения. Обращают внимание на место входа провода заземления в грунт.

При положительных результатах проверки состояния опоры под­нимаются на опору (с соблюдением требований организационно­технических мероприятий, наряда-допуска). Проверяют состояние траверсы, изоляторов, крепление проводов BJI к изоляторам, под­ключение разрядников, высоковольтных предохранителей, транс­форматора, крепление и заземление корпуса трансформатора, раз­рядников.

Рис. 2.67. Общий вид силовой опоры: 1 — кабельный ящик низкого напряжения; 2 — трансформатор силовой; 3 — предохранитель высоковольтный; 4 — ограничитель перенапряжений (ОПН) или разрядник; 5 — разъединитель высоковольтный

Проверка поддерживающих конструкций, изоляторов и разрядни­ков. Проверяют состояние металлических конструкций, резьбовые соединения покрывают смазкой, подтягивают гайки.

Изоляторы очищают от загрязнения, мегаомметром проверяют целость разрядников. Сопротивление изоляции вентильных разряд­ников должно быть не менее 1000 МОм. Механические поврежде­ния, следы перекрытия не допускаются.

Проверка высоковольтного предохранителя. В комбинированном предохранителе (ПКН) проверяют состояние фарфорового корпу­са, изоляторов, крышки, патрона с плавкой вставкой, подключение провода в зажимах; удаляют загрязнения. При наличии дефектов в плавкой вставке ее заменяют исправной, неплотный электрический контакт предохранителя в губках устраняют их поджатием.

Проверка трансформатора. На корпусе трансформатора обращают внимание на отсутствие подтеков масла (на трансформаторе ОМ), подключение заземления к корпусу трансформатора, подключение на трансформаторе высоковольтных и низковольтных проводов, со­стояние изоляторов. Мегаомметром проверяют сопротивление изо­ляции между обмотками и корпусом трансформатора. Оно должно быть не менее 100 МОм. Проверяют предохранители и их пробивное напряжение. Оно должно быть 1200 В. Определяют очередность за­мены (устаревших) трансформаторов ОМ на трансформаторы OJI.

На КТП OJI проверяют состояние блока контроля напряже­ния (БКН), исправность устройства сигнализации, напряжение на трансформаторе (при наличии). Устройство сигнализации должно просматриваться из кабины локомотива.

Проверка низковольтных проводов. Низковольтные провода (ПРГ- 2,5) не должны иметь скруток, стыковок, незащищенных частей. В местах входа проводов в металлическую трубку проверяют нали­чие и состояние полимерной втулки. Рекомендуется низковольт­ные провода в металлической трубе содержать в хлорвиниловой изоляционной трубке.

Проверка подключения проводов в кабельном ящике. В кабельном ящике проверяют подключение низковольтных проводов к автома­тическому выключателю (АВМ) или к предохранителям с плавкими вставками. Проверяют дату проверки АВМ.

Проверка и регулировка уровня напряжения в кабельном ящике. При наличии напряжения на силовой опоре в кабельном ящике прове­ряют уровень напряжения и исправность предохранителей. Уровень напряжения должен находиться в пределах 220 (±10 %) В.

При необходимости по отдельному наряду регулируют уровень напряжения на устройствах СЦБ путем подключения низковольт­ных проводов к выводам на вторичной обмотке трансформатора (табл. 2.16).

Таблица 2.16

Проверка заземления. Осмотром проверяют состояние высоко­вольтного и низковольтного контуров заземления. У силовой опо­ры, на которой установлен трансформатор 6—10 кВ с заземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства не должно пре­вышать 4 Ом; с изолированной нейтралью — не более 10 Ом.

КРУН. При сооружении распределительных устройств 6—35 кВ применяют комплектные распределительные устройства внутренней и наружной (КРУН) установки. Они представляют отдельные бло­ки, в каждом из которых смонтировано оборудование, устройства управления, контроля, защиты, автоматики и сигнализации одного присоединения: ввод, отходящая линия, секционный выключатель И т.д.