Кабельные линии: технические аспекты

При разработке технического решении в проектировании кабельных линий учитываются такие факторы, как необходимость применения определенного вида кабеля и соответствующей ему изоляции, выбор номинального напряжения кабеля в зависимости от категории сети по МЭК 60183. Кроме того, для проектировщиков большое значение имеют результаты проверок на термическую стойкость токоведущей жилы и медного экрана кабеля, а также требование обеспечить высокий уровень электробезопасности, экономию средств и сокращение сроков сдачи объектов.

В технико-экономическом отношении кабель со СПЭ-изоляцией более эффективен, чем кабель с БПИ-изоляцией, при значительных передаваемых мощностях, когда требуется сечение токоведушей жилы от 185 мм² и более. В условиях эксплуатации распределительных сетей крупных городов данное обстоятельство означает, что при создании новых фидерных кабельных линий экономически целесообразно использовать кабель одножильной конструкции, имеющий изоляцию из сшитого полиэтилена.

Поскольку в Беларуси сети 6–35 кВ энергосистемы эксплуатируются в режиме изолированной или компенсированной нейтрали, то по международному стандарту МЭК 60183 они относятся к категории «С» и требуют применения для сети 10 кВ одножильного кабеля на номинальное напряжение U (ф)/U (л)=8,7/15 кB и при номинальной толщине фазной изоляции 4,5 мм. В сетях 10 кВ с резистивным заземлением, в которых присутствует быстродействующая защита от однофазных замыканий на «землю», должны применяться одножильные кабели на номинальное напряжение U (ф)/U (л)=6/10 кВ и при номинальной толщине фазной изоляции 3,4 мм.

При проектировании одножильного кабеля в сетях с изолированной и компенсированной нейтралью, требуется проверять на термическую стойкость не только токоведущую жилу, но и медный экран кабеля. Расчётным является режим двухфазного замыкания на «землю» на шинах источника питания. В сетях с низкоомным резистивным заземлением необходимо применять стандартное сечение экрана в соответствии с выбранным сечением токоведущей жилы.

Одним из мероприятий по облегчению условий работы медных экранов однофазных кабелей при двухместном КЗ является объединение экранов с помощью соединительных муфт. Место установки муфты следует выбирать с учетом того, что по мере сокращения расстояния между точкой установки и источником тока увеличивается глубина снижения токов КЗ, при этом соответственно уменьшается зона снижения токов КЗ. И наоборот, по мере удаления точки соединения экранов ограничение токов становится менее глубоким, но при этом соответственно увеличится зона снижения токов КЗ.

При прокладке кабельной линии непосредственно в земле рекомендуется использовать независимо от влажности грунта кабели с водоблокирующими, герметизирующими экран слоями, то есть кабели, в маркировке которых имеются индексы «г» и «2 г».

В условиях большого города должны применяться кабели с оболочкой увеличенной толщины (индекс «у» в маркировке). Данные типы кабелей имеют повышенную стойкость к механическим воздействиям.

По пероксидной технологии сшивание полиэтилена осуществляется в расплавленной фазе, и, таким образом, гарантируется равномерное распределение «стежков» по объему расплава. Получаемый таким способом изоляционный материал имеет однородную сшивку, что особенно важно при его применении в сетях среднего и высокого напряжения.

Действующими нормативными документами применение пластмассовых лент допускается только для обозначения кабельной линии. В черте крупного города все кабели, проложенные непосредственно в земле, находятся в зоне с повышенной вероятностью механических повреждений, и, следовательно, должны иметь защиту по всей длине кабельной линии. В соответствии с п. 2.3.83 ПУЭ кабели городских электрических сетей напряжением ниже 35 кВ должны быть на всем протяжении защищены от механических повреждений железобетонными плитами или глиняным обыкновенным кирпичом.

Песок может применяться по следующим причинам:

1. Как правило, песок, поступающий из карьеров, не содержит камней, мусора, шлака, поэтому его не надо просеивать, как в случае использования грунта. Следовательно, уменьшаются затраты на строительство;

2. Данный материал химически нейтрален по отношению к наружным покровам и оболочкам кабелей;

3. Песок обладает малым удельным тепловым сопротивлением, что влияет на величину максимальной допустимой мощности, передаваемой по кабельной линии;

4. Данный материал оказывает демпфирующее действие при возникновении механических усилий, связанных с подвижками грунтов;

5. Опыт эксплуатации показывает, что сроки службы кабельных линий, проложенных в песчаной постели, увеличиваются в 1,5–2 раза.

С целью повысить уровень электробезопасности и надежности работы электрооборудования следует обеспечить степень защиты шкафов КСО‑10 кВ со всех сторон не ниже IP20. Комплектация шкафов должна обеспечивать возможность телемеханизации для того, чтобы выполнялись функции телеизмерения, телесигнализации, телеуправлении.

В целях экономии средств и сокращения сроков сдачи объектов в эксплуатацию считается возможным распространение требований эксплуатационного циркуляра на низковольтные панели типа «ЩО‑70», закупка которых была произведена до 10 марта 2010 г., № Ц‑1–2010 (Э) от 12 февраля 2010 г, изданного ГПО «Белэнерго». Панели низковольтных щитов, закупка которых не была произведена до 10 марта 2010 г, должны отвечать Техническим требованиям к низковольтным комплектным устройствам, устанавливаемым в низковольтных щитах ТП, Р.П 10 (6)/0,4 кВ на объектах электрических сетей, от 12 февраля 2010 г., изданным ГПО «Белэнерго».

Филиал «Минские кабельные сети» РУП «Минскэнерго» рекомендует применение КТП в случае, когда несомненные преимущества данного изделия перед ТП стационарного исполнения: малые габариты, мобильность, высокая степень заводской готовности – являются определяющими. Согласно Положению о применении комплектных трансформаторных подстанций 10 (6)/0,4 кВ (КТП) в Минске, утвержденному главным инженером МинКС 17 марта 2009 г., КТП применяется при наличии определенных факторов, таких как:

1) стесненные условия, в частности ограниченные территории промышленных предприятий и общественных организаций, а также условия, при которых установка ТП с учетом требований пожарных разрывов и санитарных норм невозможна;

2) необходимость организации временного электроснабжения, а также обеспечения питания объекта в максимально сжатые сроки;

3) особые архитектурные требования (коттеджная застройка, парки, зоны отдыха).

В остальных случаях необходимо применение ТП стационарного исполнения.

Для питания потребителей 1‑й и 2‑й категории по надежности электроснабжения в МинКС применяется построение электрической сети 10 кВ по двухлучевому принципу с двухсторонним питанием, с выделением сетей следующих типов:

1) питающей – от подстанции 110/10 кВ до РП‑10 кВ);

2) распределительной – от РП‑10 кВ до ТП‑10/0,4 кВ и между ТП‑10/0,4 кВ.

Для потребителей 3‑й категории в сети 10 кВ применяются петлевые схемы. Радиальные схемы в сети 10 кВ не допускаются.

По материалам статьи А. Л. Кабакова, начальника отдела проектирования филиала «Минские кабельные сети» РУП «Минскэнерго».