Файл: Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий учебник.pdf

ния соединительных муфт только в колодцах; 3) значитель­ ное снижение токовой нагрузки кабелей вследствие ухуд­ шения охлаждения кабелей; 4) возможность попадания грунтовых и ливневых вод в колодцы, что требует хоро­ шей гидроизоляции и герметизации.

337

При значительных количествах кабелей на выходах с ТЭЦ, мощных ГПП й т. д. (до 60—90 кабелей в потоке) применяется прокладка в туннелях шириной 1 500 или 1 800 мм и высотой 2 100 мм, что обеспечивает свободный проход для персонала (рис. 9-18) или в полупроходных туннелях высотой 1 500 мм. Конструкция туннеля типовая из сборного железобетона; кабели укладываются на кон­ струкциях по стенкам туннеля.

Особое внимание должно быть уделено предотвраще­ нию пожаров, так как на практике были случаи одновре-

Рис. 9-18. Прокладка кабелей в тун­ неле.

менного выхода из строя десятков кабелей, что приводило к значительным ущербам. Основная причина пожаров — короткие замыкания в соединительных муфтах, сопрово­ ждающиеся взрывом и дугой, зажигающие хорошо горя­ щую бумажно-масляную изоляцию кабелей марок АСБГ и ААБГ. Мерами предотвращения пожаров в кабельных туннелях являются: 1) применение кабелей марки ААШв в полихлорвиниловой оболочке; 2) защита муфт стальной трубой; 3) устройство отсеков с огнестойкими дверями, длиной не более 200 м; 4) установка пожарной сигнализа­ ции; 5) прокладка асбоцементных или шиферных плит на конструкциях под кабелями для предотвращения пере­

338

броса огня с одной полки на другую; 6) устройство засло­ нок для прекращения вентиляции при пожаре.

Достоинствами туннельной прокладки являются:

1)экономия территории при больших потоках кабелей;

2)возможность прокладки кабелей по очередям и в любое время года и 3) легкий ремонт независимо от погоды и времени года. Недостатки туннельной прокладки связаны с: 1) высокой стоимостью строительной, части; 2) возмож­ ностью крупных аварий при пожарах кабелей; 3) сниже­

нием пропускной способности кабелей при прокладке в воздухе; 4) необходимостью мощной вентиляции, так как температура воздуха при отсутствии вентиляции до­ стигает недопустимой величины (свыше 50° С) и 5) необ­ ходимостью устройства дренажа для отвода попадающей в туннель воды.

Наиболее современным и совершенным способом про­ кладки большого потока кабелей по трассе в последние годы стало применение кабельных эстакад, по которым кабели прокладываются на открытом воздухе, но под наве­ сом для защиты от солнечной радиации, вызывающей ста­ рение кабелей. Сооружение эстакады, поднятой над терри­ торией, частично освобождает последнюю для других под­ земных сооружений и обходится значительно дешевле туннелей. Эстакады сооружаются специально для кабелей или выполняются совмещенными с технологическими ком­ муникациями, а в некоторых случаях используют стены корпусов. Они имеют преимущество перед прокладкой в земле в химических, нефтехимических и других пред­ приятиях, где почва пропитывается агрессивными жидко­ стями. Высота эстакады над уровнем земли зависит от необходимых габаритов при пересечении дорог, железно­ дорожных путей и т. д., и может иметь разную величину по трассе с подъемами на пересечениях дорог. По эстака­ дам, так же как в кабельных каналах и туннелях, прокла­ дываются кабели марки ААШв с полихлорвиниловой обо­ лочкой, не поддерживающей горение. Количество прокла­ дываемых кабелей может быть такое же, как и в туннелях (проходные эстакады), или менее (эстакады, обслуживае­ мые с передвижных вышек или лестниц (рис. 9-19).

Достоинства прокладки по эстакадам: 1) экономия ме­ ста под землей для размещения других подземных комму­ никаций; 2) удешевление строительной части почти в 2 раза по сравнению с туннельной прокладкой; 3) возможность прокладки кабелей по очередям; 4) легкий ремонт при

339

проходных эстакадах. Недостатки эстакадной прокладки кабелей состоят в: 1) снижении пропускной способности кабелей при прокладке в воздухе; 2) сложности монтажа при непроходных эстакадах.

Прокладка кабелей по эстакадам являетея наиболее прогрессивной и широко применяется на новых предприя­ тиях. При большом количестве кабели 110 кВ по террито­ рии предприятий прокладываются в туннеле по одной и двум фазам на полках по вершинам треугольника. На­ пример, на ВАЗ в г. Тольятти в кабельном туннеле про­ ложено 18 фаз шести линий (рис. 9-20). Вдоль трассы соору­ жаются камеры для соединительных и стопорных муфт. В камерах устанавливаются также баки давления для подпитки маслонаполненных кабелей.

340

Рис. 9-19. Прокладка кабелей, по кабельным эстакадам.

а — одноцепная эстакада; б, в — двухцепные эстакады; г —проход­ ная эстакада.

341

Если обычные кабельные туннели требуют хорошей вентиляции и не нуждаются в подогреве в зимнее время, то туннели маслонаполненных кабелей напряжением 110 кВ необходимо подогревать, не допуская снижения температуры воздуха в них ниже —5° С.

Внутри производственных помещений при подводке питания к отдельным токоприемникам кабели 6—10 кВ прокладываются в трубах. При прокладке более значи­ тельного количества кабелей применяются кабельные каналы и туннели. Кабельные конструкции могут быть

укреплены на стенах зданий и сооружений, но при этом должна быть исключена возможность механических по­ вреждений. Рекомендуемый тип кабеля для внутренней прокладки марки ААШв при большом количестве кабелей. Для отдельных линий и при прокладке в трубах могут применяться кабели марки ААБГ и др.

Для питания передвижных электроприемников при напряжении 6 кВ применяются гибкие кабели с медными жилами, с резиновой изоляцией в резиновой оболочке. Кабель марки КІПВГ с четвертой заземляющей жилой при­

ных выработках для питания передвижных трансформатор­

342

ных подстанций применяется кабель марки КШПН с тремя основными, одной заземляющей и двумя вспомогатель­ ными медными жилами.

9-6. ТОКОПРОВОДЫ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 000 В

Первый в СССР токопровод 6 кВ был сооружен на Куз­ нецком металлургическом заводе в 1933 г. и располагался в подземном туннеле длиной более 1 км, по двум сторонам которого на стальных конструкциях с опорными изоля­ торами проложены две нитки токопровода, каждая из четырех алюминиевых шин сечением 100 х 10 мм. Токо­ провод питал ряд подстанций отпайками из кабелей и показал высокую надежность в работе. Однако он был вы­ полнен без надлежащего учета поверхностного эффекта и эффекта близости. Для устранения искажения напряжений и эффекта переноса мощности применялась транспозиция фаз. Величина коэффициента добавочных потерь за счет нерационального расположения прямоугольных шин в па­ кете и больших потерь в стальных конструкциях (между фазами, расположенными вертикально, расстояние было 700 мм) достигала Кл = 3. Потери мощности достигали 500 кВт/км при передаваемой мощности 500 МВ • А и токе 4 700 А.

Еще в довоенные годы токопроводы начали применять для передачи электроэнергии на предприятиях цветной металлургии, в частности на обогатительных фабриках [Л. 8-1].

Вначале фазы токопровода 6 кВ располагалась верти­ кально. В дальнейшем были разработаны более рацио­ нальные конструкции токопроводов напряжением 6—10— 35 кВ. В этих конструкциях фазы расположены по вер­ шинам треугольника, что устраняет эффект переноса мощ­ ности и искажение напряжений фаз.

Существуют два основных типа магистральных токо­ проводов напряжением выше 1 000 В: жесткие с токоведу­ щей частью в виде шин рационального профиля дубль-Т и гибкие — из нескольких голых проводов большого се­ чения на фазу, расположенных по окружности [Л. 9-1L

Токопроводы с жесткими шинами (рис. 9-21) с крепле­ нием шин на опорных изоляторах для внутренней уста­ новки типа ОМД-10 или ОМЕ-20 рассчитаны на ударный ток 60—200 кА. Для наружной установки при нормаль­ ной среде применяются изоляторы типа ИІПД-10 и при

343

загрязненной ИПІД-35. Сечения тин применяются от 2 (100 X 45 X 6) до 2 (175 х 80 х 8) и допускают по на­ греву токи соответственно 3 500 и 6 430 А. Такие токи до­ пускаются только в аварийных режимах: в нормальных условиях токопровода в целях снижения потерь энергии работают при экономической плотности тока 0,5—0,6 А/мм2. Коэффициент добавочных потерь составляет 1,5—1,7.

Симметричные жесткие токопроводы прокладываются в туннелях, на эстакадах, на опорах и по стенам зданий (рис. 9-22). Эстакады могут быть совмещены с технологи­ ческими, но при этом осложняется эксплуатация.

Гибкие токопроводы из проводов больших сечений впервые были применены на электростанциях для связей между генераторами и трансформаторами вместо кабель­ ных перемычек и хорошо себя зарекомендовали.

Гибкие токопроводы для промышленного электроснаб­ жения состоят из шести и восьми проводов А-600. Провода расположены по кругу на конструкциях, подвешенных на подвесных изоляторах. Исследования первых токопроводов сечением 6 х (А-600) на фазу с Кл — 1,17 и X — 0,19 Ом/км показали, что вследствие эффекта близо­ сти нагрев ближе расположенных к другим фазам проводов получается выше (рис. 9-23) и распределение токов по проводам несимметрично. При выполнении токопровода

344

витым, чтобы получить внутрифазовую транспозицию проводов, токи по проводам распределяются равномерно, и коэффициент добавочных потерь снижается до 1,025 (рис. 9-24).

На практике применяются жесткие и гибкие токопро­ воды. Достоинства жестких токопроводов — в меньших габаритах по сравнению с гибкими. Их недостаток — меньшая надежность опорных изоляторов, особенно в на­ ружных установках. При резких изменениях температуры происходит поломка изоляторов вследствие деформации шин, в то время как в гибких токопроводах подвесная арматура не подвержена таким нагрузкам. Имеются опыт­ ные конструкции жестких токопроводов, собранных на подвесных изоляторах, в частности с трубчатым сечением проводника. Однако распределение тока по сечению жест­ ких токопроводов даже трубчатого сечения будет не таким равномерным, как при гибком токопроводе с внутрифазо­ вой транспозицией. Последний имеет еще преимущество в низком реактивном сопротивлении: 0,121 Ом/км по сравнению с 0,146—0,178 Ом/км для жестких токопрово­ дов наружной установки.

Открыто проложенные токопроводы должны снаб­ жаться надежной молниезащитой, особенно при выдаче мощности генераторов. Такая 'защита выполняется от­ дельностоящими молниеотводами и разрядниками на от­ пайках в РП и на питающем конце токопровода.

Область применения жестких и гибких токопроводов — электроснабжение по магистральным схемам при токах нагрузки выше 1,5—2 кА; они дают экономию на распреде­ лительном устройстве источника питания за счет сокраще­ ния числа ячеек, требующихся при радиальной схеме с кабёлями. Низкая плотность тока дает снижение потерь электроэнергии. По капитальным затратам токопроводы при токах выше 2 кА дают экономию на изоляции кабеля и его оболочках; затраты получаются ниже, чем при боль­ ших потоках кабелей. Они имеют более высокую надеж­ ность, так как отсутствуют кабельные муфты, являющиеся слабым местом кабельных сетей.

К недостаткам магистральных токопроводов сле­ дует отнести высокое индуктивное сопротивление, ко­ торое вызывает значительные отклонения и колебания напряжения при длинных линиях. Вместе с тем повы­ шенное индуктивное сопротивление дает снижение токов к. з.

345

Рис. 9-22. Монтаж жестких токопроводов.

В установках мощных генераторов и трансформаторов на электростанциях и подстанциях применяются комплект­ ные однофазные экранированные токопроводы типа КЭТ на токи 9—23 кА (рис. 9-25).

Токопровод состоит из токоведущей шины в виде трубы или двух швеллеров, установленных на изоляторах внутри алюминиевого кожуха. Основная задача таких токопро­ водов — предотвращать междуфазные к. з., при которых в мощных генераторах повреждаются обмотки. При по­

347