Подземные кабельные тоннели и линии: промышленные технологии прокладки
В статье рассмотрим, какие существуют способы прокладки подземных кабельных линий, чем отличаются кабельные сооружения и где применяются такие решения на промышленных объектах.
Виды подземных кабельных сооружений
Монтаж кабеля под землей выполняется разными способами. В ряде случаев кабель укладывают непосредственно в грунт, однако на промышленных объектах чаще применяют специальные кабельные сооружения.
Канал
Непроходное заглубленное сооружение лоткового типа, перекрытое плитами. Для обслуживания перекрытие вскрывают, при этом кабели остаются доступны без повторных земляных работ. Используется на территории предприятий, внутри производственных зданий.
Блок
Система защитных труб (железобетонных, асбестоцементных или полимерных), соединенных кабельными колодцами. Обеспечивает повышенную механическую защиту и позволяет протягивать или заменять электрокабель под землей без вскрытия грунта. Применяется при пересечении дорог, ж/д путей, фундаментов зданий и на участках с повышенными механическими нагрузками.
Коллектор
Проходное подземное сооружение для совместного размещения нескольких инженерных сетей: электрических кабелей, теплотрасс, водопровода, связи и других коммуникаций. Главное его назначение — обеспечить доступ для эксплуатации и ремонта без вскрытия поверхности.
Тоннель
Специализированное проходное сооружение коридорного типа, предназначенное в первую очередь для размещения кабельных линий. В нем предусматриваются системы вентиляции, освещения, пожарной сигнализации, дренажа и постоянного доступа персонала.
Каким требованиям должен отвечать кабель
У кабеля для подземной прокладки должна быть следующая конструкция:
- Один из самых важных элементов — броня. Ленточная стальная броня защищает кабель от давления грунта и внешних механических воздействий и применяется в большинстве стандартных условий. Проволочная броня используется там, где возможны растягивающие усилия, например, на откосах, при вертикальной прокладке, в шахтах и на переходах через сооружения.
- Защиту от влаги обеспечивает герметичная оболочка. В особо коррозионных грунтах могут применяться металлические оболочки. Однако в современных кабелях чаще используются полимерные оболочки в сочетании с продольной герметизацией — водоблокирующими лентами или нитями.
- В качестве наружного защитного слоя применяют оболочки из ПВХ или полиэтилена. ПВХ устойчив к воздействию масел и химически активных веществ, полиэтилен обладает повышенной влагостойкостью и коррозионной стойкостью. В проходных сооружениях используются исполнения нг-LS — не распространяющие горение и выделяющие минимальное количество дыма.
- Для кабелей среднего и высокого напряжения стандартом де-факто стала изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE). В отличие от бумажно-масляной изоляции она не требует соблюдения уклонов при прокладке, допускает более высокую рабочую температуру жилы и обеспечивает передачу большей мощности при том же сечении.
Какой конкретно кабель нужен для прокладки под землей? Типовые марки: ВБШв и АВБбШв, ПвБбШв и АПвБбШв, ПвКШп и АПвКШп.
Технологии прокладки
После выбора типа сооружения и марки кабеля определяют, как укладывать кабель в землю.
Траншейная прокладка. Применяется на свободных участках территории. Кабель укладывают в подготовленное основание с компенсационным запасом длины, защищают плитами или кирпичом и обозначают сигнальной лентой.
Протяжка в кабельных блоках. Используется на участках с повышенной механической нагрузкой — при пересечении дорог, фундаментов и коммуникаций. Кабель протягивают в защитных трубах между кабельными колодцами.
Монтаж в каналах и тоннелях. Выполняют на кабельных конструкциях внутри сооружения. Основной плюс такого решения — возможность осмотра, обслуживания и замены линий без земляных работ.
Горизонтально-направленное бурение (ГНБ). Применяется там, где вскрытие поверхности невозможно или недопустимо. Сначала выполняют пилотное бурение, затем скважину расширяют и протягивают защитную трубу, в которую помещается кабель.
Глубина заложения и защита от повреждений
Минимальные значения глубины прокладки кабеля под землей устанавливаются правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и уточняются проектом. Основная задача — защитить кабель от механических повреждений и воздействия транспортных нагрузок, при этом чрезмерное заглубление увеличивает стоимость строительства и усложняет ремонт.
Минимальные глубины прокладки:
Условия прокладки
| Напряжение | Минимальная глубина
|
|---|---|---|
Обычные грунтовые условия
| до 35 кВ
| 0,7 м |
Обычные грунтовые условия
| 35 кВ | около 1,0 м |
Линии 110 кВ и выше
| — | около 1,5 м |
Пахотные земли, городские улицы и площади | любое | около 1,5 м |
Пересечение автодорог
| до 35 кВ | около 1,0 м (в защитных трубах) |
Ввод в здание, короткие участки
| до 35 кВ | около 0,5 м (в трубах) |
Пересечение железнодорожных путей
| до 35 кВ | не менее 1,0 м от подошвы шпалы |
Для защиты кабеля от повреждений при прокладке подземным способом над ним укладывают ряд кирпича либо железобетонные или полимерные защитные плиты, а выше размещают сигнальную ленту, предупреждающую о наличии линии при раскопках. Вид защиты определяется условиями площадки, глубиной прокладки и напряжением линии.
В районах с глубоким сезонным промерзанием учитывают подвижки грунта. При морозном пучении грунт может смещаться и создавать давление на кабель, поэтому выбирают глубину и конструкцию основания так, чтобы линия находилась в стабильном слое или была защищена от деформаций.
Особенности монтажа на промышленном объекте
Укладка кабеля под землей на территории промышленного предприятия часто связана с работой там, где уже есть или параллельно возводится сложная система инженерных коммуникаций. При этом каждый раз, когда кабель пересекается с другими подземными сетями или проходит рядом с ними, специалистам приходится разрабатывать особое техническое решение.
Пересечения с трубопроводами
При параллельной прокладке кабельных линий и трубопроводов соблюдают нормативные расстояния, обеспечивающие безопасную эксплуатацию и возможность ремонта коммуникаций. Обычно расстояние до водопровода и канализации принимают порядка 1 м, при пересечении — не менее нескольких десятков сантиметров с обязательной защитой кабеля. Для газопроводов требования строже и зависят от давления в трубе. В местах пересечения кабель прокладывают в защитных трубах или кабельных блоках с выходом защитного участка за пределы зоны пересечения.
Размещение силовых и слаботочных линий
Кабели КИПиА, связи и ВОЛС чувствительны к электромагнитным воздействиям. Силовые кабели создают переменное электромагнитное поле, которое может индуцировать помехи в цепях измерения и управления. Поэтому линии разделяют: используют разные траншеи или каналы, увеличивают расстояние между ними либо применяют экранированные кабели и металлические перегородки.
Электромагнитная совместимость
На промышленном объекте корректная работа автоматики и систем управления напрямую зависит от ЭМС. При подземной укладке рядом с силовыми линиями используют кабели управления в экранированном исполнении, а в кабельных сооружениях силовые и контрольные линии размещают по разным сторонам или на отдельных кабельных конструкциях.
Прокладка кабелей разных напряжений
Размещение линий разных классов напряжения в одной траншее допускается, но только при соблюдении установленных расстояний и применении разделяющих конструкций или защитных труб.
Инженерные системы кабельных тоннелей
Кабельный тоннель должен оснащаться вспомогательными системами. Отсутствие или ненадлежащее состояние этих систем делает его небезопасным для эксплуатации.
- Вентиляция. Необходима для отвода тепла, выделяемого кабелями при нагрузке, и поддержания допустимой температуры воздуха. Перегрев снижает пропускную способность кабелей и ускоряет деградацию изоляции.
- Освещение. Обязательно для обслуживаемых тоннелей. Рабочее освещение обеспечивает безопасность персонала при проведении работ и передвижении. Аварийное — активируется автоматически при отключении основного.
- Дренаж. Грунтовые воды и конденсат — постоянные спутники подземных кабельных линий. Пол тоннеля выполняется с уклоном 1% в сторону водосборников. В сборных колодцах устанавливаются дренажные насосы с автоматическим управлением по уровню воды.
- Пожарная сигнализация. Даже в исполнении нг-LS кабели при длительном горении выделяют тепло и продукты разложения. Поэтому протяженные тоннели разделяют огнестойкими перегородками на отсеки с самозакрывающимися противопожарными дверями. В каждом отсеке устанавливают тепловые и дымовые извещатели.
- Пожаротушение. В зависимости от класса объекта применяется автоматическое газовое (CO₂, хладоны) или порошковое тушение, а также водяные системы. Ручные огнетушители устанавливают в каждом отсеке у дверей.
Один из масштабных примеров прокладки кабельных линий в тоннелях — проект энергетической инфраструктуры Сингапура. Высоковольтные линии 230–400 кВ перенесли в подземные тоннели на глубину, равную высоте 20-этажного дома. Зачем городу понадобилась такая инфраструктура и как она устроена, можно прочитать здесь.
Вывод
Надежность кабельной линии определяется не отдельными решениями, а соблюдением технологических требований на всех этапах проекта. При этом на крупных промышленных объектах кабельные линии — часть единой системы, в которую интегрированы энергетика, автоматика, вентиляция, водоотведение и так далее.
Именно такой комплексный подход реализует ГК ТЭСС. Мы занимаемся созданием инженерной инфраструктуры предприятия под ключ. Оставьте заявку — обсудим вашу задачу: https://gktess.ru/services/kompleksnyye-industrialnyye-resheniya/
