4.1. Budowa i oznaczanie kabli elektroenergetycznych

4.1.1. Materiał nauczania

Podstawowym elementem w budowie każdego kabla elektroenergetycznego jest

izolowany przewodnik prądu - żyła. Żyły wykonywane są z aluminium lub z miedzi. Mogą

mieć przekrój jednolity lub składać się z wielu drutów. Kable mogą zawierać jedną, dwie, trzy

lub cztery żyły. W przypadku kabli wielożyłowych żyły mogą mieć kształt okrągły lub

owalny. Jako izolację żył stosuje się papier nasycony olejem mineralnym lub syciwem,

tworzywa termoplastyczne (polwinit lub polietylen), olej albo gaz pod ciśnieniem.

Ekrany stosuje się w celu wyrównania i zmniejszenia naprężeń pola elektrycznego

w pobliżu żyły. Są one wykonane z metalizowanego lub półprzewodzącego papieru albo też

z polietylenu przewodzącego. Ekran powoduje równomierny rozkład pola elektrycznego

wokół żyły, ale również tworzy barierę cieplną utrudniającą nagrzewanie izolacji przy

przepływie prądu zwarciowego.

Szczelna powłoka zabezpiecza izolację kabla przed wpływami wilgoci, czynnikami

chemicznymi i działaniem czynników zewnętrznych. Wykonuje się ja w postaci ściśle

przylegającej warstwy metalu (ołowiu lub aluminium) lub materiału niemetalicznego.

Osłona kabla chroni powłokę przed przecięciem lub zarysowaniem. Wytwarza się ją ze

specjalnego papieru kablowego, przędzy jutowej, tworzyw sztucznych, syciwa ochronnego

lub ochronnej polewy bitumicznej.

Pancerz chroni kabel przed uszkodzeniami mechanicznymi. Tworzą go najczęściej druty

lub taśmy stalowe owinięte wokół kabla.

Wypełniacz jest to materiał izolacyjny, wypełniający szczeliny między izolacją żył

a powłoką kabla. Na wypełniacze stosuje się zwykle te same materiały, z których wykonuje

się izolację.

Do oznaczania budowy kabli elektroenergetycznych stosuje się następujące symbole:

K - kabel o żyłach miedzianych i izolacji z papieru nasyconego olejem oraz powłoce

ołowianej,

A - przed K - kabel z żyłami aluminiowymi, a na końcu symbolu - zewnętrzna osłona

włóknista,

Y - przed K - powłoka polwinitowa, a po K - izolacja polwinitowa,

X - znaczenie jak Y, lecz w odniesieniu do polietylenu,

S - po X - izolacja z polietylenu usieciowanego,

S - po K - kabel sygnalizacyjny,

Al - przed K - powłoka aluminiowa,

Ft, Fp, Fo - pancerz z taśm stalowych (t), drutów płaskich (p), drutów okrągłych (o),

KWO - kabel wysokonapięciowy olejowy,

H - przed K (po Y) - kabel z żyłami ekranowanymi,

3 - przed H - kabel trójpłaszczowy,

y - na końcu symbolu - zewnętrzna osłona polwinitowa,

x - na końcu symbolu - zewnętrzna osłona polietylenowa,

k - zewnętrzna osłona z taśm polwinitowych,

n - po K - kabel z syciwem nieściekający

R - uszczelnienie wzdłużne,

żo - na końcu symbolu - kabel z żyłą ochronną żółto-zieloną,

RE - żyła robocza okrągła jednodrutowa,

RM - żyła robocza okrągła wielodrutowa,

RMC - żyła robocza okrągła wielodrutowa zagęszczana,

SE - żyła robocza sektorowa jednodrutowa,

SM - żyła robocza sektorowa wielodrutowa.

Po symbolu literowym kabla podaje się oznaczenie jego napięcia znamionowego Uo/UN,

a także liczbę żył oraz ich przekrój znamionowy.

Przekroje znamionowe żył kabli elektroenergetycznych są znormalizowane i wynoszą:

0,5; 0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500 mm2.

4.2. Osprzęt kablowy - rodzaje i przeznaczenie

4.2.1. Materiał nauczania

Osprzęt kablowy jest to zbiór elementów wyposażenia mechanicznego, przeznaczony

do wykonywania i ochrony połączeń między kablami, do rozgałęziania i zakańczania kabli,

do przyłączenia kabli do innych urządzeń. Do podstawowego osprzętu kablowego zaliczamy:

mufy, głowice, a także drobne elementy jak: złączki czy końcówki.

Mufy kablowe służą do połączenia dwóch lub więcej kabli tak, aby wytrzymałość

mechaniczna i elektryczna złącza była nie mniejsza niż wytrzymałość samego kabla.

Konstrukcja muf gwarantuje elektryczne połączenie żył i metalowych powłok kabla,

odpowiednią izolację połączeń oraz ochronę przed uszkodzeniami mechanicznymi

i wnikaniem wilgoci.

Rozróżniamy mufy:

− przelotowe - do łączenia dwóch końców kabla,

− rozgałęźne - do tworzenia odgałęzień,

− przejściowe - do łączenia dwóch różnych rodzajów kabli.

Głowice kablowe służą do przyłączania kabli do różnych urządzeń, do szczelnego

zakańczania kabli. Zapewniają one wymaganą wytrzymałość elektryczną i mechaniczną

zakończenia oraz ochronę izolacji końca kabla przed oddziaływaniem czynników

środowiskowych. Ze względu na warunki pracy głowice dzielą się na napowietrzne oraz

wnętrzowe.

Końcówka kablowa służy do metalicznego połączenia końca żyły roboczej kabla

z zaciskiem urządzenia elektrycznego

Złączka kablowa służy do metalicznego połączenia ze sobą końców żył roboczych dwóch

odcinków kabli przy mufie.

Ze względu na zastosowany materiał i budowę rozróżnia się następujące rodzaje osprzętu

kablowego:

- tradycyjny żeliwny,

- taśmowy,

- z rur i kształtek termokurczliwych,

- z rur i kształtek zimnokurczliwych,

- z żywic chemoutwardzalnych,

- prefabrykowany,

- specjalistyczny.

Przy doborze osprzętu kablowego należy uwzględniać między innymi:

- warunki, w jakich osprzęt będzie pracować,

- rodzaj i budowę kabla,

- wartość napięcia znamionowego kabla,

- rodzaj zewnętrznej powłoki kabla.

4.3. Łączenie kabli. Montaż muf i głowic kablowych

4.3.1. Materiał nauczania

Łączenie kabli elektroenergetycznych jest czynnością niezwykle odpowiedzialną

i pracochłonną. Połączenia między żyłami kabli, a także między żyłami i urządzeniami,

do których się je przyłącza, powinny być wykonane w taki sposób, aby zapewniony był

bezpieczny i pewny styk. Niestarannie wykonane połączenie jest słabym punktem układu,

może być przyczyną niewłaściwego działania, nadmiernego nagrzewania, pożaru lub nawet

porażenia prądem elektrycznym.

Żyły robocze kabla można łączyć przez: spawanie, zaprasowywanie, lutowanie oraz przy

pomocy złączy śrubowych. Połączenie żył powinno odznaczać się małą rezystancją

i odpowiednią wytrzymałością mechaniczną.

Aby zagwarantować odpowiednią wytrzymałość elektryczną i mechaniczną w miejscu

połączenia precyzyjnie powinny być również odtworzone wszystkie pozostałe warstwy kabla

(np. izolacji lub powłoki).

Przed przystąpieniem do wykonania połączenia należy kable odpowiednio przygotować -

zdjąć zewnętrzne warstwy ochronne oraz usunąć warstwę izolacji na wymaganym, dla danego

typu kabla, odcinku.

4.4. Układanie kabli w ziemi. Budowa linii kablowej przy

skrzyżowaniach z różnymi obiektami

4.4.1. Materiał nauczania

Kable elektroenergetyczne mogą być układane różnych warunkach: bezpośrednio

w ziemi, w kanałach, tunelach, blokach kablowych, rurach, na drabinkach kablowych itp.

Bezpośrednio w ziemi kable układa się na dnie wykopu. Szerokość wykopu uzależniona

jest od liczby kabli układanych równolegle i jednocześnie powinna zapewniać możliwość

swobodnego poruszania się w nim (ok. 30 cm), natomiast głębokość zależy od rodzaju

układanego kabla oraz od jego napięcia znamionowego i wynosi:

- 50 cm dla kabli oświetlenia ulicznego,

- 70 cm dla kabli na napięcie nie przekraczające 1 kV, z wyjątkiem terenów użytków

rolnych,

- 80 cm dla kabli na napięcie powyżej 1 kV do 15 kV, z wyjątkiem terenów użytków

rolnych,

- 90 cm dla kabli na napięcie do 15 kV układanych na użytkach rolnych,

- 100 cm dla kabli na napięcie powyżej 15 kV.

W przypadku niemożliwości dotrzymania wymaganej głębokości na jakimś odcinku linii

kablowej, należy zastosować rurę ochronną.

Kabel powinien być ułożony w wykopie na dziesięciocentymetrowej warstwie podsypki

piaskowej, a po ułożeniu należy przykryć go warstwą piasku również o grubości 10 cm. Na

piasku, w celu oznaczenia trasy kabla oraz dla ochrony przed uszkodzeniami mechanicznymi,

układa się wzdłuż całej trasy folię z tworzywa sztucznego o grubości nie mniejszej niż

0,5 mm. Folia powinna mieć szerokość co najmniej 20 cm i przykrywać cały kabel.

Uwaga:

− dla kabli na napięcie do 1 kV stosuje się folię koloru niebieskiego,

− dla kabli na napięcie powyżej 1 kV stosuje się folię koloru czerwonego.

Kabel układa się w wykopie wzdłuż linii falistej, pozostawiając zapas wynoszący ok. 3%

długości wykopu. Dodatek ten ma skompensować ewentualne przesunięcia gruntu.

W miejscach przewidzianych pod mufę, dla umożliwienia ewentualnych napraw, należy

zostawić zapas, który po obu stronach powinien wynosić łącznie nie mniej niż:

− 5 m - dla kabli olejowych na napięcie 110 kV,

− 4 m - dla kabli o izolacji papierowej lub z tworzyw sztucznych, na napięcie 15 do 30 kV,

− 3 m - dla kabli o izolacji papierowej lub z tworzyw sztucznych, na napięcie 1 do 10 kV,

− 1 m - dla kabli o izolacji z tworzyw sztucznych na napięcie do 1 kV.

Przy wprowadzaniu kabli do tuneli lub kanałów oraz przy głowicach zapas ten powinien

wynosić połowę wartości podanej wyżej z dodaniem 2 m.

W tym samym wykopie można ułożyć kilka kabli. Można również zbliżać się do innych

linii kablowych (obiektów podziemnych) lub krzyżować z nimi. Minimalne odległości

między kablami w ziemi przy skrzyżowaniach i zbliżeniach podaje tabela 1.

Trasa linii kablowej powinna być odpowiednio oznakowana. Kable ułożone w ziemi

powinny być zaopatrzone w trwałe oznaczniki, rozmieszczone w odstępach nie większych niż

10 m oraz przy mufach i w miejscach charakterystycznych, np. przy skrzyżowaniach,

wejściach do kanałów, rur. Oznacznikami są trwałe napisy określające symbol i numer

ewidencyjny linii, symbol kabla, znak użytkownika kabla, znak fazy (przy kablach

jednożyłowych), rok ułożenia kabla.

Na terenach zabudowanych kable układa się wzdłuż dróg i ulic. Unika się prowadzenia

kabli przez tereny często zalewane przez wodę lub podmywane.

Na terenach niezabudowanych trasę należy oznaczyć widocznymi oznacznikami

w postaci słupków betonowych z trwałymi napisami symbolu kabla (K - kabel, M - mufa).

Oznaczniki kablowe należy umieszczać w odstępach nie mniejszych niż 100 m (jeśli

trasa jest prosta). Przy skrzyżowaniu kabli z rzekami trasę należy oznaczyć na obu brzegach

trwałymi tablicami ostrzegawczymi.

4.5. Układanie kabli w blokach, rurach, kanałach, tunelach

i budynkach

4.5.1. Materiał nauczania

Zgodnie z przepisami, w miejscach skrzyżowania kabli z różnymi przeszkodami

terenowymi (drogami, torami kolejowymi itp.) chroni się je poprzez ułożenie w betonowych

blokach albo rurach.

Bloki kablowe są to betonowe prostopadłościenne płyty z otworami na całej długości.

Układa się je jeden za drugim na betonowym podkładzie, a następnie wciąga do nich kable.

W jednym otworze może być ułożony tylko jeden kabel, a średnica otworu powinna być

co najmniej o 50% większa od średnicy kabla.

Bloki kablowe zakopuje się (niezależnie od wartości napięcia znamionowego kabla) na

głębokościach wynoszących co najmniej

- 0,5 m dla linii układanych pod chodnikami,

- 0,7 m dla linii w terenie bez nawierzchni,

- 1,0 m dla linii pod drogami kołowymi.

Połączenia i odgałęzienia kabli układanych w blokach wykonuje się w studzienkach

kablowych, bo tylko tam mieszczą się mufy kablowe.

Do wnętrza bloków ułożonych w ziemi może przedostawać się woda. Aby temu zapobiec

układa się je ze spadkiem wynoszącym co najmniej 0,1% w kierunku studzienek kablowych

(10 cm na odcinku 100 m). Dodatkowo bloki łączy się między sobą zaprawą cementową..

Podobne zasady, jak przy układaniu kabli w blokach, obowiązują przy ich układaniu

w betonowych albo ceramicznych rurach.

Łatwiejszy dostęp do kabli i muf kablowych umożliwiają kanały i tunele kablowe.

Kanał kablowy jest to kanał w ziemi, ścianie, podłodze lub stropie przykryty

zdejmowanymi płytami, przeznaczony do układania kabli, ale nie przystosowany do poruszania

się w nim ludzi.

Tunel kablowy jest to pomieszczenie przeznaczone do układania kabli i jednocześnie

przystosowane do poruszania się w nim obsługi.

Przy układaniu kabli w kanałach i tunelach obowiązują zasady:

2. Kable można układać w różny sposób: na dnie, na ścianach albo na konstrukcjach

wsporczych.

3. Kable układane na ścianach nie powinny bezpośrednio do nich przylegać (odległość kabli

od ściany powinna wynosić minimum 1 cm).

4. Nie należy układać kabli na dnie tuneli w przejściach przeznaczonych do poruszania się

obsługi.

5. Przejścia kabli przez przegrody w tunelach powinny być uszczelnione materiałem

ognioodpornym.

6. Dopuszcza się zasypywanie kanałów piaskiem, zwłaszcza w przypadkach zagrożenia

pożarem lub wybuchem.

7. Przy układaniu kabli na konstrukcjach wsporczych, kable o napięciu powyżej 1 kV

powinny być ułożone nad kablami o napięciach poniżej 1 kV.

8. Odległość między kablami o różnych napięciach lub między warstwami kabli nie powinna

być mniejsza niż 15 cm.

9. Dopuszcza się stykanie kabli sygnalizacyjnych lub jednożyłowych tworzących ten sam

obwód.

W budynkach kable można układać w następujący sposób:

- bezpośrednio przy ścianach i pod sufitami na odpowiednio przygotowanych

konstrukcjach nośnych,

- w ścianie, stropach, posadzkach w osłonach lub bez osłon w sposób umożliwiający

demontaż kabli,

- w kanałach kablowych.

Kable wprowadza się do wnętrza budynku z ziemi na głębokości co najmniej 0,4 m.

Przy wprowadzaniu do budynku, kabel powinien być zabezpieczony przed

uszkodzeniami osłoną otaczającą w postaci rury betonowej, kamionkowej lub stalowej.

Osłona w postaci rury powinna mieć wewnętrzną średnicę równą co najmniej 1,5-krotnej

średnicy zewnętrznej kabla i powinna być ułożona ze spadkiem za zewnątrz budynku. Po

wciągnięciu kabla oba końce rury należy obustronnie uszczelnić (rys. 6.).

Przejścia kabli przez ściany wewnętrzne i stropy budynków należy uszczelnić materiałem

niepalnym. Jeżeli trasa kabla przechodzi przez ściany lub stropy oddzielające pomieszczenia

niebezpieczne pod względem wybuchowym, w których gromadzą się pary i gazy żrące,

to przejścia kabli uszczelnia się materiałem odpornym na te czynniki.

4.6. Eksploatacja linii kablowych. Lokalizacja i usuwanie

uszkodzeń w liniach kablowych

4.6.1. Materiał nauczania

Zgodnie z przepisami linia kablowa może być oddana do eksploatacji pod warunkiem:

1) stwierdzenia zgodności z wymaganiami odpowiednich norm, dokumentów, według

których wykonano linię,

2) skontrolowania linii kablowej po jej ułożeniu - czy jej budowa odpowiada wymaganiom

normy,

3) sprawdzenia ciągłości żył oraz zgodności oznaczenia faz przy użyciu przyrządów

o napięciu nie przekraczającym 24 V,

4) pomiaru rezystancji izolacji megaomomierzem o napięciu nie niższym niż 2,5 kV.

Próby, pomiary i badania należy wykonywać przez co najmniej dwie wykwalifikowane

osoby, posiadające świadectwo kwalifikacyjne typu E z uprawnieniami na pomiary oraz

pisemne polecenie osoby upoważnionej do wydawania poleceń.

Oględziny linii kablowych o napięciu znamionowym 110 kV i wyższym należy

przeprowadzać nie rzadziej niż raz w roku, a linii o napięciu znamionowym niższym niż

110 kV - nie rzadziej niż co 5 lat. Podczas oględzin sprawdza się między innymi:

- stan oznaczników linii kablowych i tablic ostrzegawczych,

- stan wejść do tuneli, kanałów i studzienek kablowych,

- stan osłon przeciwkorozyjnych kabli, konstrukcji wsporczych i osłon,

- stan głowic kablowych,

- stan połączeń przewodów uziemiających i zacisków,

- stan łączników i urządzeń,

- stan instalacji przeciwporażeniowych oraz sprzętu pożarniczego.

Wyniki oględzin rejestruje się w książce obchodów.

Przeglądy linii kablowych obejmują następujące czynności:

- oględziny,

- pomiary i próby eksploatacyjne (ich zakres oraz terminy są określone w instrukcjach

eksploatacyjnych),

- sprawdzenie stanu instalacji sygnalizacyjnej linii, w której zainstalowano kable olejowe,

- konserwacje i naprawy.

Przed przystąpieniem do lokalizacji uszkodzenia w kablu należy najpierw określić rodzaj

tego uszkodzenia. W tym celu należy wykonać pomiary rezystancji izolacji oraz dokonać

sprawdzenia ciągłości żył. Pomiary te wykonuje się po wyłączeniu linii spod napięcia i po jej

rozładowaniu.

Sprawdzenie ciągłości żył wykonuje się przy użyciu omomierza. Na jednym końcu kabla

zwiera się wszystkie żyły, a do drugiego końca przyłącza kolejno każde dwie żyły poprzez

miernik. Wynik sprawdzenia ciągłości żył uznaje się za pozytywny jeżeli nie stwierdza się

występowania przerw.

Po określeniu rodzaju uszkodzenia w kablu, należy przystąpić do zlokalizowania miejsca

awarii.

Rozróżnia się pośrednie i bezpośrednie metody lokalizacji uszkodzenia w linii kablowej.

Metody pośrednie polegają na wykonywaniu pomiarów z końcowych punktów kabla i na

podstawie uzyskanych wyników obliczeniu odległości od punktu pomiaru do miejsca

uszkodzenia.

Do metod pośrednich zaliczamy:

− metodę mostkową,

- metodę pojemnościową,

- metodę indukcyjną.

Metody bezpośrednie polegają na szukaniu uszkodzenia bezpośrednio nad kablem, na trasie

linii.

Do metod bezpośrednich zaliczamy:

- metodę spadków napięć,

- metodę akustyczną,

- metodę indukcyjną,

- nowoczesne wykrywacze elektroniczne.

4.7. Zasady bezpiecznej pracy przy budowie i eksploatacji linii

kablowych

4.7.1. Materiał nauczania

Przed przystąpieniem do robót ziemnych przy budowie linii kablowej należy zapoznać się

z projektem technicznym i projektem organizacji prac. Dokumenty te powinny precyzować

między innymi:

- sposób prowadzenia robót (ręczny lub mechaniczny),

- kategorie gruntu, poziom wód gruntowych, sposób odwodnienia wykopów,

- trasy urządzeń podziemnych (rurociągów gazowych, cieplnych, wodnokanalizacyjnych,

innych linii kablowych itp.),

- sposób zabezpieczenia skarp wykopów.

Jeżeli brak jest informacji odnośnie uzbrojenia terenu, wówczas wykopy o głębokości

większej niż 0,4 m należy wykonywać ręcznie, bez używania kilofów i sprzętu

mechanicznego.

Podczas budowy linii kablowej należy przestrzegać następujących zasad:

1. Wykopy powinny być zabezpieczone rozporami lub mieć boczne ściany pochyłe

w kierunku normalnego zsypu ziemi.

2. Wykopy w miejscach dostępnych dla osób niezatrudnionych należy zabezpieczyć przed

wpadnięciem osób postronnych.

3. Do wykopów nie wolno wchodzić i wychodzić z nich po rozporach, lecz po drabinie.

4. W wykopie nie wolno spożywać posiłków.

5. Zabrania się wyładowywania bębnów z kablem przez zrzucanie ich z samochodu lub

ramp.

6. Układanie kabla powinno być wykonywane w sposób wykluczający jego uszkodzenie

przez zginanie lub skręcanie.

7. Niedopuszczalne jest, aby kabel w czasie układania ocierał się o podłoże.

8. Przy przenoszeniu ręcznym masa odcinka kabla przypadająca na jednego pracownika nie

powinna być większa niż 30 kg.

9. Podczas przechowywania, układania i montażu końce kabla należy zabezpieczyć przed

wilgocią oraz wpływami chemicznymi i atmosferycznymi.

10. Osłoniętego kabla pod napięciem nie należy przenosić ani przesuwać, ani też

przystępować do pracy przy nim.

11. Przy pracach w tunelach i studzienkach kablowych należy przed wejściem pracowników

upewnić się, czy nie znajdują się w nich gazy szkodliwe dla zdrowia.

Uwaga:

1. Kabel elektroenergetyczny będący pod napięciem zachowuje się podobnie jak

kondensator (ma dużą pojemność) i nawet po wyłączeniu linii zachowuje napięcie.

Dlatego, aby uniknąć porażenia, należy przed przystąpieniem do jakichkolwiek prac przy

kablu wyłączonym spod napięcia odpowiednio go rozładować i uziemić.

2. Przy przecinaniu kabla (po wyłączeniu linii spod napięcia) oraz przy otwieraniu mufy

kablowej należy stosować następujący sprzęt ochronny:

− okulary ochronne,

− dywanik lub podest izolacyjny,

− rękawice i buty dielektryczne

Piłka, którą przecina się kabel powinna mieć izolowany uchwyt i być uziemiona.

---