Современные методы строительства и монтажа силовых кабельных линий напряжением 110-220 кВ

(Окончание. Начало в № 1, январь-февраль 2011 г.)

В огромном мегаполисе, каким является город Москва, развитие силовой кабельной сети напряжением 110—220 кВ стало неотложной необходимостью. Нарастающий дефицит земельных территорий требует замены воздушных линий электропередачи на подземные кабельные линии. Масштабное жилищное строительство и развитие транспортных магистралей также невозможно без прокладки и перекладки силовых кабельных линий. Ни один крупный градостроительный объект столицы сегодня не может обойтись без деятельности первопроходцев — электромонтажников-кабельщиков.
Одной из основных организаций, осуществляющих строительство и монтаж силовых кабельных линий напряжением 110—220 кВ в городе Москве, является ОАО «Москабельсетьмонтаж» — дочернее предприятие ОАО «Московская объединённая электросетевая компания». В подтверждение этому достаточно сказать, что ОАО «Москабельсетьмонтаж» признано победителем конкурса на право заключения договоров подряда по титулу «Реконструкция существующих участков ВЛ 500 кВ Очаково — Западная, ВЛ 220 кВ Очаково — Красногорская, ВЛ 220 кВ Очаково — Нововнуково (I и II цепь) и ВЛ 220 кВ Очаково — Лыково. Замена на кабельные линии». 8 января 2011 года ОАО «Энергостройснабкомплект ЕЭС» подписан соответствующий протокол о результатах конкурса.
ОАО «Москабельсетьмонтаж» выполнит для ОАО «ФСК ЕЭС» — МЭС Центра проектно-изыскательские и строительно-монтажные работы на общую сумму 3,9 млрд рублей.
При проектировании и строительстве данных объектов будут использованы самые современные технические решения, а на территории, освободившейся от воздушных линий передачи, будет построен инновационный центр «Сколково».
В связи с ростом энергопотребления в Москве в последнее время при реализации проектных решений по строительству и монтажу силовых кабельных линий напряжением 110—220 кВ наиболее часто применяются кабели с токопроводящей жилой сечением 1000-1600-2000-2500 мм². Это достаточно жёсткие конструкции и к тому же обладающие значительной массой. Прокладка и монтаж таких кабелей имеет свои особенности.
При использовании для прокладки силового кабеля с сечением токопроводящей жилы свыше 1000 мм² в сложных геологических условиях города и при условии многочисленных изгибов кабельной трассы возникают дополнительные нагрузки при тяжении кабеля как в местах изгибов, так и в пластмассовых, асбоцементных или керамических трубах, проложенных в дорогах и других препятствиях.
В связи с этим существуют следующие специфические методы прокладки силового кабеля:
• прокладка кабеля одной лебёдкой;
• прокладка кабеля одновременно двумя лебёдками;
• прокладка кабеля одновременно двумя лебёдками с использованием дополнительных промежуточных устройств тяжения.

В данной статье представлены схемы прокладки силового кабеля указанными методами с примером расстановки рабочих при прокладке.
Прокладка силового кабеля с использованием этих методов возможна только высококвалифицированным персоналом.
Перед началом прокладки кабеля трасса принимается представителями заказчика, монтажной организации и шеф-монтажной организации.

При приёмке трассы проверяется соответствие её проектной документации требованиям ПУЭ и СНиП.
До прокладки кабеля должны быть:
• закончены все строительные работы;
• установлены опорные стойки для концевых муфт;
• выполнены пересечения с другими коммуникациями;
• подготовлены проходы для вводов в здания через фундаменты, стены, и в них вставлены трубы;
• в кабельных сооружениях смонтированы опорные конструкции, предусмотренные проектом;
• из траншеи откачана вода, удалены камни и прочие посторонние предметы, спланировано дно траншеи;
• сделана подсыпка песчано-гравийной смеси толщиной 100 мм на дне траншеи или в лотках (в колодцах с соединительными муфтами толщина слоя подсыпки должна быть не менее 300 мм);
• заготовлена вдоль трассы песчано-гравийная смесь (песок с размером зёрен не более 2 мм и гравий с размерами частиц от 5 до 10 мм в соотношении по весу 1:1);
• заготовлены железобетонные плиты для перекрытия кабелей, предусмотренные проектом;
• подготовлены котлованы для монтажа соединительных муфт, из них удалена вода, на дне котлованов в местах расположения соединительных муфт уложены железобетонные плиты;
• при необходимости на заходах в котлованы и колодцы вырыты приямки для укладки кабелей после монтажа муфт.

Согласно плану производства работ (ППР) должны быть выполнены и тщательно спланированы площадки для установки барабанов с кабелем и тяговой лебёдки. Барабаны с кабелем рекомендуется доставлять на трассу не более чем за один день до прокладки, чтобы не подвергать кабель возможным повреждениям при длительном хранении на трассе.
В присутствии шеф-инженера и представителя технического надзора проводится внешний осмотр барабанов с кабелем, подлежащих прокладке. Проверяется целостность обшивки барабанов и защита от влаги концов кабелей (капы и герметизация захватов).
Затем на трассе устанавливают барабаны с кабелем, механизмы и приспособления для прокладки в соответствии с ППР.
Тяговая лебёдка должна быть оснащена специальными устройствами, позволяющими:
• контролировать усилие тяжения кабеля и измерять количество метров протянутого кабеля;
• производить запись этого усилия на диаграмму в течение всего процесса тяжения кабеля;
• производить автоматическое отключение тяговой лебёдки, если усилие тяжения превысит заданную величину;
• устанавливать переносные тяги, синхронизированные с лебёдкой (в отдельных случаях на сложных трассах при усилиях тяжения, превышающих допустимые).

Оборудование для протяжки кабеля должно позволять плавное изменение скорости протяжки вплоть до остановки.
На участке трассы между барабанами и лебёдкой устанавливаются прокладочные ролики так, чтобы при протяжке кабель не провисал. Расстояние между роликами на прямолинейных участках должно быть не более 4 м. На поворотах трассы устанавливаются угловые ролики, которые обеспечивают плавный поворот кабеля с радиусом изгиба не менее 15 D, где D — наружный диаметр кабеля.
Ролики не должны иметь острых граней и заусенцев, которые могут повредить наружный покров кабеля. Оси роликов тщательно смазываются, чтобы они могли свободно и легко вращаться.
Для обеспечения плавного спуска кабеля в траншею у барабана устанавливаются направляющие ролики, ширина первого из них должна быть не меньше ширины барабана.

На торце полиэтиленовых, асбоцементных или керамических труб в переходах устанавливаются входные воронки или специальные направляющие ролики. Для предотвращения образования острых кромок от прохода троса на выходах из труб применяются специальные направляющие ролики. Тяговое устройство (лебёдка) располагается у конца трассы или за кабельным колодцем.
Затем устанавливается и проверяется телефонная или радиосвязь между работниками, задействованными на прокладке кабеля в местах расположения барабанов, лебёдки, поворотов, перегородок и переходов трассы.
Барабан с кабелем ставится на домкраты, стойки или отдающее устройство так, чтобы при размотке конец кабеля сходил сверху барабана. Закладные втулки барабанов должны быть плотно посажены (закреплены) в щеке барабана. После этого снимают обшивку барабана, из щёк убираются гвозди и скобы, которые могут повредить кабель при сходе.

Устанавливаются тормозные устройства, предназначенные для регулирования скорости вращения барабана при протяжке и его остановке, а также для предотвращения инерционного раскручивания барабана.
На строительных длинах кабеля, поставленных предприятием-изготовителем, на верхнем конце жилы кабеля уже смонтирован захват и загерметизирован на месте стыка с обрезом изоляции и оболочки. При подготовке к прокладке необходимо его осмотреть, при этом обратить внимание на крепление и герметизацию.
Если захвата на кабеле нет, то на его конец поверх капы монтируется проволочный чулок, который следует закреплять так, чтобы не повредить капу на конце кабеля. Для предотвращения сползания чулка с кабеля он должен быть забандажирован тонкой стальной проволокой и липкой ПВХ-лентой. Крепление чулка за оболочку кабеля производится за капой.
При подготовке к протяжке кабелей в трубах или каналах блоков необходимо обращать внимание на то, чтобы габаритные размеры проволочного чулка или захвата, подготовленного к тяжению, позволили протянуть кабель без заклинивания в трубе или канале блока.
Ориентировочно габаритные размеры в поперечном сечении кабельного чулка или захвата, смонтированного на кабеле (с бандажом и подмотками), не должны превышать более чем на 15% наружный диаметр кабеля.
Затем канат тяговой лебёдки растягивается по трассе и прикрепляется к петле для тяжения на захвате или проволочном чулке через противозакручивающее устройство.

ПРОКЛАДКА КАБЕЛЯ

Способ прокладки определяется при составлении ППР с учётом требований ПУЭ и СНиП 3.05.06-85.
В случае, если при прокладке предусмотрен шеф-надзор, решения представителя шеф-монтажной организации предприятия-изготовителя кабеля являются обязательными к исполнению. Если усилие тяжения превышает допустимую величину, то прокладка прекращается, проверяются правильность установки и исправность роликов, натяжение каната по трассе, в переходах и на углах поворота, наличие смазки (воды) в трубах, а также возможность заклинивания кабеля в трубах. Решение о возможности дальнейшей протяжки кабеля принимает представитель шеф-монтажной организации предприятия-изготовителя кабеля.
Скорость тяжения кабеля при прокладке не должна превышать 18 м/мин и выбирается руководителем прокладки в зависимости от характера трассы, погодных условий, усилий тяжения такой величины, чтобы избежать повреждений кабеля и нарушений требований техники безопасности при его прокладке.
Расстановка рабочих у механизмов и по трассе прокладки, устройство связи между ними и руководителем работ должны определяться ППР.
Примерная схема расстановки рабочих при протяжке кабеля, чел.:
• у барабана, на тормозе — 2;
• сход кабеля с барабана — 2;
• у спуска кабеля в траншею (входа, выхода из туннеля) — 1;
• сопровождение конца кабеля — 2;
• на лебёдке — 1 или 2;
• на каждом углу поворота — 1;
• на каждом проходе в трубах через перегородки или перекрытия, у входа в камеру или здание — 1;
• на прямых участках — по необходимости.

Руководитель работ должен сопровождать движение конца кабеля по трассе.

Команду на включение лебёдки дает только руководитель работ после расстановки рабочих и опробования связи, на отключение «стоп» может дать любой заметивший неполадки при протяжке.
Если протягивание прервано, то повторное начало тяжения должно выполняться с малым ускорением, чтобы избежать большого усилия тяжения. Барабан с кабелем необходимо подтормаживать так, чтобы не было набегания, ослабления и провисания витков кабеля и в то же время не создавать чрезмерных усилий торможения.
При спуске кабеля в траншею или тоннель необходимо следить за тем, чтобы он сходил по роликам, не соскальзывал с них, не тёрся о трубы и стенки в проходах.
На входе в пластмассовую, асбоцементную или керамическую трубу необходимо следить за тем, чтобы не повреждались защитные покровы кабеля о край трубы. На углах поворота рабочим необходимо находиться с внешней стороны кабеля или каната во избежание травмы при соскакивании кабеля или каната с роликов. Поправлять ролики, канат или кабель руками во время протяжки запрещается. У лебёдки рабочий должен следить за её работой, контролировать усилие тяжения и по команде включать или выключать лебёдку.
Работники, сопровождающие конец кабеля, должны следить, чтобы кабель шёл по роликам, при необходимости подправлять их, а также направлять конец кабеля, используя специальные крюки. Запрещается браться за трос и конец кабеля руками, а также использовать крюки с острым концом.

Перед окончанием протяжки необходимо вытянуть конец кабеля в сторону протягивания так, чтобы при укладке его по проекту расстояние от верха концевой муфты или условной середины соединительной муфты до конца кабеля было не менее 2 м. Решение о запасе кабеля принимает шеф-инженер. При определении запаса следует учитывать, сколько кабеля осталось на барабане, с тем чтобы после схода оставшегося конца кабеля с барабана его длины хватило для монтажа муфты.
Затем трос тяговой лебёдки отсоединяют и снимают захват (или «чулок»). После определения шеф-инженером места обреза конец кабеля, на котором был смонтирован захват, обрезается. Кабель после обрезки конца немедленно герметизируется капой.
Если тяжение кабеля было с помощью чулка, то после его снятия проверяется находившаяся под ним капа на конце кабеля. В случае повреждения капы её заменяют новой.
При необходимости конец проложенного кабеля заводится через предназначенное для этого отверстие в камеру, колодец, помещение, через перекрытие или в стойку концевой муфты. При этом требуется соблюдать допустимые радиусы изгиба кабеля. У отверстия, в которое заведён кабель, краской делается надпись, в которой указывают фазу и номер линии.
Затем кабель снимают с роликов, укладывают, и если требуется, то связывают и закрепляют согласно проекту.

После прокладки кабелей из траншеи удаляются инструменты и оборудование, производятся засыпка кабеля песчано-гравийной смесью толщиной не менее 100 мм и укладка железобетонных плит согласно проекту и осуществляются испытания оболочки кабеля.
С целью своевременного обнаружения возможных повреждений рекомендуется проводить испытания оболочек сразу после прокладки строительных длин на участках между колодцами или на отдельных участках кабельной линии с проложенным кабелем и смонтированными муфтами.
Испытания проводятся также после полного монтажа всей кабельной линии.
Затем производится засыпка траншеи грунтом и маркировка КЛ. Каждая кабельная линия должна иметь свой номер или наименование и промаркирована в соответствии с требованиями ПУЭ. Засыпка трассы комьями мерзлой земли, грунтом, содержащим камни, куски металла и т.п., не допускается.
После прокладки кабельной линии отходы использованных материалов и кабеля, загрязняющие окружающую среду, с трассы вывозятся.

Вопросы монтажа кабельных муфт на силовом кабеле 110—220 кВ будут освещены в статье технического директора ОАО «Москабельсетьмонтаж» Евгения Киреева (читайте в следующем номере журнала).