Menu

Montaż kabli elektrycznych po stronie DC i AC

    Wstęp

 

W instalacji fotowoltaicznej występują różne typy kabli elektrycznych, z uwagi na odmienne wymagania dotyczące poszczególnych fragmentów instalacji. Po stronie DC kable musza pracować w znacznie wyższych temperaturach, narażone są na wpływ warunków atmosferycznych, w tym długotrwałe działanie promieniowania UV.  Po stronie AC kable mogą być zamocowanie wewnętrznie w budynku lub poza budynkiem w wykopie. W artykule zostaną omówione wszystkie powyższe przypadki. Budowa i rodzaje kabli PV zostały omówione w osobnym artykule (zob. kable w instalacjach PV).

 

Montaż kabli po stronie DC

Kable fotowoltaiczne łączące poszczególne moduły między sobą powinny być tak prowadzone, aby unikać tworzenia pętli przewodów, w których mogłoby się indukować napięcie. Dlatego przewód dodatni (plusowy) należy prowadzić blisko ujemnego (minusowego), nawet kosztem większego zużycia kabli.

PV67.h17.jpgRys. Nieprawidłowe (po lewej) i prawidłowe podłączenie modułów

Przewody (kable), powinny zostać zabezpieczone przed drganiami, przesunięciami i tarciem o inne elementy konstrukcji. Inaczej, w czasie wietrznej pogody może dojść do uszkodzenia izolacji, a nawet do przerwania przewodu.

Złączki elektryczne nie powinny leżeć na dachu ani luźno zwisać. Powinny zostać przymocowane do konstrukcji montażowej modułów, np. za pomocą dwóch opasek zaciskowych: odpornych na promieniowanie UV i skrajny zakres temperatur od -35 do +90°C.

Przewody fotowoltaiczne są odporne na warunki atmosferyczne i można prowadzić je pod modułami bez dodatkowych osłon. Jednak nawet kable fotowoltaiczne nie mogą być w sposób ciągły wystawione na działanie warunków atmosferycznych – promieniowanie UV. Dlatego przy wykonaniu przejść między rzędami modułów, kable należy dodatkowo zabezpieczyć, np. przez prowadzenie ich w peszlach ochronnych również odpornych na warunki atmosferyczne.
PV67.h15.jpgPV67.h16.jpg

Fot. Nieprawidłowo (po lewej) i prawidłowo zabezpieczone kable PV w miejscach pokonywania przeszkód na dachu.
 

Połączenia między kablami przy użyciu złącz konektorowych MC-4 należy wykonywać tylko przy użyciu przeznaczonych do tego celu narzędzi. Poniżej przedstawiam typowe narzędzia na budowie i film instruktażowy z montażu złącza. Prawidłowo wykonane połączenie powinno wytrzymać ekstremalne warunki pracy. Należy jednak pamiętać, że elastyczność kabli elektrycznych jest ograniczona, dlatego za konektorami, z obu stron należy zachować minimalny odcinek prosty rzędu 20mm aby nie doprowadzić do uszkodzenia kabla w przyszłości.

PV67.h1.jpg

 

Szczypce do zagniatania końcówek mają na rynku wiele rozwiązań. Przy małej ilości prac możemy korzystać z modeli służących tylko do zagniatania złączy MC, wykonanych w wersji ręcznej. W takim wypadku szczypce od razu wyposażone są w pozycjoner do zapewnienia odpowiedniej głębokości położenia końcówki drutu. W dużych inwestycjach lepsze są szczypce z wymiennymi matrycami do różnych wielkości i rodzajów złączy.  Narzędzia takie sprzedawane są w kompletach (osobno szczypce, matryce i pozycjonery). Dostępne są tez szczypce akumulatorowe.

PV67.h2.jpg

Fot. Szczypce Knipex bez matrycy do zagniatania koncówek.

PV67.h18.jpgPV67.h19.jpg

Fot. Matryce, po lewej - tylko do zagniatania złącz dla trzech średnic MC2,5, MC4 i MC6, po prawej do cięcia, odizolowywania i zagniatania złącz MC4.

PV67.h20.jpgPV67.h22.jpg

Fot. Pozycjoner. Po prawej szczypce akumulatorowe bez matrycy.

 

PV67.h21.jpg

Rys. Klucze do złącz MC4 do dokręcenia dławnicy.
 

Montaż kabli po stronie AC

 

Poniższe dane podaję na podstawie wytycznych firmy BEZEL (dane z dnia 10 maja 2017).

 

Wymagania ogólne

   Zasady projektowania i budowy elektroenergetycznych i sygnalizacyjnych linii kablowych prądu stałego i przemiennego na napięcie znamionowe nie przekraczające 110 kV oraz sygnalizacyjnych linii kablowych, zostały podane w normie N-SEP-E-004 Elektroenergetyczne i sygnalizacyjne linie kablowe. Projektowanie i budowa. Aktualizacja 2014.
Kabel zbudowany jest z jednej lub więcej żył izolowanych, zaopatrzonych w powłokę wykonaną z metalu lub niemetalową oraz ewentualnie, w zależności od wymaganych warunków eksploatacji, zaopatrzony w osłonę ochronną i pancerz. Zasadniczymi elementami kabla są żyły przewodzące robocze, powrotna i neutralna; izolacja żył; ekrany, wkładki wypełniające; powłoki i osłony ochronne. Powszechnie stosowane są kable z żyłami aluminiowymi. W liniach kablowych o specjalnym przeznaczeniu oraz w liniach kablowych o napięciu znamionowym 110 kV i wyższym są stosowane kable z żyłami miedzianymi.
   Kabel może być ułożony w ziemi lub w kanałach kablowych, na ścianie, na konstrukcjach, w rurkach, zawieszać na linkach nośnych itd. Żyły kabli są wykonywane jako jednolite druty okrągłe lub sektorowe oraz jako linki o kształtach okrągłych sektorowych lub owalnych.
   Kabel może być układany pod wodą i w pomieszczeniach: kanałach i tunelach kablowych lub zawieszany. Sposób ułożenia kabla ma zasadniczy wpływ na jego dopuszczalną obciążalność prądową. Te same kable ułożone w ziemi mają o 20÷30% obciążalność większą (dobre odprowadzenie ciepła), niż gdy są prowadzone w powietrzu.

 

2.1. Zasady doboru materiałów i wykonania urządzeń do budowy linii kablowych
Zasady doboru materiałów i budowy urządzeń wymaganych do budowy elektroenergetycznych i sygnalizacyjnych linii kablowych są następujące:
1) Kable, osprzęt i materiały pomocnicze stosowane do budowy linii kablowych - powinny być zgodne z wymaganiami Polskich Norm;
2) Osłony linii kablowych - ich konstrukcja i materiał powinny być tak dobrane, aby chroniły kabel przed zagrożeniami wywołanymi czynnikami zewnętrznymi;
3) Tunele i pomieszczenia kablowe powinny być wykonane z materiałów niepalnych w sposób uniemożliwiający przenikanie do ich wnętrza wody i zanieczyszczeń. Powinny posiadać przejścia komunikacyjne o wysokości w świetle co najmniej 200 cm i szerokości co najmniej 80 cm zapewniające skuteczną ewakuację ludzi. Powinny mieć odpowiednie odwodnienie i przewietrzanie naturalne lub sztuczne z możliwością jego przerywania, Tunele o długości ponad 20 m powinny być wyposażone w oświetlenie elektryczne. Wymaga się, aby tunele o długości przekraczającej 100 m były podzielone
przegrodami, o odporności ogniowej nie mniejszej niż 60 min. na strefy pożarowe o długości nieprzekraczającej 100 m. Poszczególne strefy pożarowe powinny być podzielone przegrodami przeciwpożarowymi o odporności ogniowej 30 min. na odcinki po około 50 m.
4) Kanały kablowe - powinny być wykonane z materiałów niepalnych, przykryte płytami zdejmowalnymi na całej długości kanału. Dopuszcza się wykonanie kanałów bez możliwości dostępu z góry, na długości nie większej niż 200 cm. Jeżeli kanały kablowe nie są zasypywane piaskiem na całej długości, to powinny być podzielone na strefy pożarowe  odpowiednimi ścianami oddzielenia pożarowego nie utrudniającymi odwodnienia kanałów. Długość strefy pożarowej nie powinna przekraczać 100 m. W uzasadnionych przypadkach zamiast ściany oddzielenia pożarowego dopuszcza się stosowane osłony otaczającej w postaci warstwy (powłoki) ognioochronnej naniesionej na izolacyjna powłokę lub osłonę
kabla na długości co najmniej 150 cm. Dotyczy to kabli w powłokach lub osłonach izolacyjnych wykonanych z materiałów termoplastycznych;
5) Estakady kablowe - powinny być wykonana z materiałów o odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej, skutecznie uziemione, wyposażone w odpowiednie półki, drabinki kablowe lub korytka kablowe. Kable układane na estakadach nie wymagają tworzenia stref pożarowych. Jeżeli dla układanych kabli istnieje zagrożenie pożarowe od zewnątrz, to kable te powinny być prowadzone w ogniochronnych kanałach kablowych lub powinny być pokryte powłoką ognioochronną na długości zagrożenia;
6) Szyby kablowe - powinny być wykonane z materiałów niepalnych, podzielone na strefy pożarowe grodziami przeciwpożarowymi. Do każdej strefy pożarowej należy zapewnić dostęp umożliwiający wykonywanie prac eksploatacyjnych. Oddzielenia przeciwpożarowe należy wykonać z materiałów gwarantujących szczelność oraz izolacyjność ogniową nie mniejszą niż 90 min. Dopuszcza się stosowanie osłon ogniochronnych o długościach nie krótszych niż 4 m;
7) Osłony otaczające - powinny być wykonane z materiałów odpornych na działanie czynników zewnętrznych, ułożone w sposób uniemożliwiający zbieranie się w nich wody i zamulanie. Wnętrza osłon otaczających nie powinny powodować uszkodzeń zewnętrznej warstwy chronionego kabla. Wymaga się, aby osłony otaczające po ułożeniu kabli powinny, w miejscu wyprowadzenia kabli, być uszczelnione materiałem niepalnym. Zaleca się wypełnienie bentonitem kablowym wszystkich osłon otaczających (rur) kable o napięciu znamionowym UN 64/110kV i długości większej od 6 m. Kable ułożone w przepustach rurowych wykonanych metodą przewiertu sterowanego powinny być wypełnione bentonitem kablowym;
8) Studnie kablowe powinny być wykonane z materiałów niepalnych, przykryte zdejmowalnymi płytami lub mieć zamykany właz. Istotna jest wielkość studni kablowych, która powinna umożliwić przeciąganie, zmianę kierunku ułożenia oraz wykonanie połączeń kabli. Uchwyty kablowe powinny być umieszczone w odległości 30 cm od zakończenia muf.

 

Zasady doboru kabli
Przy doborze kabli należy uwzględnić przede wszystkim ich parametry elektryczne, budowę, przeznaczenie i obciążalność prądową długotrwałą. Istotną informacją w tym przypadku jest również uwzględnienie warunków w jakich kable będą eksploatowane, czyli potencjalne zagrożenie zewnętrzne, na które mogą być narażone podczas eksploatacji. W zależności od warunków zewnętrznych i sposobu układania dobiera się kable, które mają izolację wykonaną z odpowiedniego materiału. Właściwy dobór kabli powoduje, iż są one bardziej trwałe i dostosowane do warunków otoczenia, nie stanowią zagrożenia, a izolacja nie ulega szybkiemu uszkodzeniu.
Przykłady doboru przewodów i kabli do warunków otoczenia przedstawiono w tablicy 1.

PV67.h3.jpg

 

 Przy doborze kabli należy w szczególności uwzględnić:
1) Napięcie znamionowe kabli
Przewody i kable elektroenergetyczne budowane są obecnie na napięcia znamionowe Uo / U, np.: 300/300, 300/500, 450/750 oraz 600/1000, przy których mogą trwale opracować bez uszkodzeń izolacji:
gdzie:
Uo- dopuszczalna wartość skuteczna napięcia pomiędzy żyłą a ziemią lub ekranem,
U - dopuszczalna wartość skuteczna napięcia między poszczególnymi żyłami.
Przewody i kable o specjalnym przeznaczeniu mogą być wykonywane na inne napięcia znamionowe.
Napięcie znamionowe kabla powinno być nie mniejsze niż napięcie znamionowe sieci, do której linia wykonana tym kablem ma być przyłączona.

2) Przekrój żył kabla
Normy polskie i międzynarodowe określają następujące znormalizowane przekroje znamionowe żył przewodów i kabli: 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 625; 800 i 1000 mm2. W liniach kablowych wysokich napięć stosuje się kable o przekrojach 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000 mm².
Poszczególne rodzaje przewodów i kabli oznacza się literami i cyframi w zależności od materiału żył, rodzaju izolacji, powłok, opancerzenia, osłon ochronnych, budowy, przeznaczenia, liczby żył, napięcia znamionowego izolacji itp. Przekrój żył kabla powinny być tak dobrany, aby dla danych warunków eksploatacji linii kablowej wartość prądu obciążenia kabla była nie większa od dopuszczalnej wartości obciążalności prądowej długotrwałej, a wartość prądu zwarciowego nie przekraczała dopuszczalnych wartości temperatur żył roboczych i powrotnych kabla podanych przez producenta. Przekrój żył kabli o napięciu znamionowym nie wyższym niż 1 kV powinien być dobrany również w zależności od dopuszczalnego spadku napięcia oraz wymagań dotyczących ochrony przeciwporażeniowej. Dla odmiennych warunków odprowadzania ciepła z kabla na różnych odcinkach trasy linii kablowej przekrój żył roboczych należy dobrać do najbardziej niesprzyjających warunków chłodzenia, mogących wystąpić w określonych warunkach eksploatacji. Dopuszcza się dobór przekroju żył kabli bez uwzględniania temperatury dopuszczalnej przy zwarciach w przypadkach linii kablowej zasilającej pojedynczy odbiornik, jeżeli:
a) linia kablowa jest ułożona w taki sposób, że skutki jej uszkodzenia nie przenoszą się na inne linie kablowe,
b) jest to uzasadnione technicznie i ekonomicznie,
c) trasa linii kablowej nie przebiega przez pomieszczenia zagrożone pożarem lub wybuchem. Nie dopuszcza się układania takich linii we wspólnych kanałach, tunelach, na drabinkach kablowych itp. z innymi kablami.
Wymaga się, aby przekrój żył roboczych i żyły neutralnej powinien być jednakowy. W przypadku zasilania jednego odbiornika dopuszcza się stosowanie kabli czterożyłowych z żyłą neutralną o mniejszym
przekroju. Zaleca się, aby instalowane kable miały wbudowanie w żyłę powrotną co najmniej 2 tuby światłowodowe m.in. do wzdłużnego pomiary temperatury kabla.

3) Izolację żył
Dostępne obecnie kable elektroenergetyczne niskiego i średniego napięcia mają izolację i powłokę z tworzyw sztucznych
Izolacja żył w tych kablach może być wykonana z następujących materiałów:
a) polwinit (Y), oznaczony PCV, PVC, PCW,
b) polietylen sieciowany (XS), termoplastyczny (X), oznaczony PRC lub XLPE,
c) guma etylenowo-propylenowa (EPR).

W zależności od warunków otoczenia należy stosować:
a) w nowych instalacjach prowadzonych w instalacjach o dużych narażeniach mechanicznych należy przewidywać kable z izolacją polwinitową,
b) w nowych instalacjach prowadzonych w instalacjach o niekorzystnych warunkach dla układu elektroizolacyjnego sieci jak np. podwyższona temperatura, duża wilgotność, należy przewidywać kable z izolacją z polietylenu sieciowanego (XS),
c) izolacja polietylenowa wykonana tak z polietylenu termoplastycznego (X) jak i z polietylenu
usieciowanego (XS) może być stosowana wyłącznie w kablach z ekranami indywidualnymi (H),
d) w nowych instalacjach, ze względu na wyższą obciążalność prądową długotrwałą korzystnym jest stosowanie kabli z izolacją z polietylenu sieciowanego.

4) Powłoki, pancerze i osłony kabli
Powłoki, pancerze i osłony kabli powinny chronić izolację kabla przed szkodliwym oddziaływaniem środowiska na trasie linii kablowej. Powłoka uszczelnia izolację kabla i zapobiega wpływom wilgoci na izolację. Jeżeli powłoka jest metalowa to wyrównuje natężenie pola elektrycznego w izolacji i chroni izolację przed uszkodzeniami mechanicznymi. Pancerz kabla służy do ochrony przed uszkodzeniami mechanicznymi. Tworzą go najczęściej druty lub taśmy stalowe owinięte wokół kabla.
Osłonę powłoki oraz osłonę zewnętrzną kabla wykonuje się z polwinitu lub polietylenu. Osłona powłoki chroni ją przed bezpośrednim nawinięciem pancerza, natomiast osłona zewnętrzna izoluje stalowy pancerz od wpływu wilgoci. Zgodnie z normą N-SEP-E-004 przy doborze kabli należy przestrzegać następujących zasad:
a) jeżeli przewiduje się występowanie w kablach naprężeń rozciągających, to należy stosować kable opancerzone drutami;
b) w miejscach narażonych na przemieszczenie gruntu oraz w strefach działania prądów błądzących należy stosować kable w osłonach otaczających z tworzyw sztucznych;
c) żyły kabli, np. sygnalizacyjnych, powinny być chronione przed oddziaływaniem pól  elektromagnetycznych, jeżeli takie polamogłyby zakłócić działanie obwodów, które kabel zasila;

5) Kable układane w wodzie lub pod dnem rzek, kanałów, zbiorników wodnych itp.
Kable elektroenergetyczne przeznaczone do układania bezpośrednio w wodzie i pod dnem rzek, kanałów i zbiorników wodnych powinny być opancerzone o osłonie antykorozyjnej wytłoczonej z tworzywa sztucznego. Inne kable układanie w ww. warunkach powinny być umieszczone w osłonach otaczających wypełnionych bentonitem kablowym.

6) Kabli przeznaczone do układania w tunelach kablowych, kanałach i w pomieszczeniach
Kable elektroenergetyczne przeznaczone do układania w tunelach kablowych, kanałach i pomieszczeniach powinny mieć zwiększoną odporność na rozprzestrzenianie się płomienia. Izolacyjne powłoki kabli na napięcie znamionowe UN 64/110 kV układane w ww. warunkach powinny być pokryte wytłoczoną lub nałożoną warstwa przewodzącą. Jeżeli kabel stosowany jest w układzie z krzyżowaniem żył powrotnych, to izolacyjne powłoki tych kabli powinny być pokryte wytłoczoną warstwą przewodzącą.

 Rodzaje i budowa kabli
Kabel elektroenergetyczny składa się z następujących elementów:
a) żyła – służąca do przewodzenia prądu elektrycznego,
b) izolacja – zapobiegająca przepływowi ładunków elektrycznych,
c) pancerz – chroniący przed wpływem czynników mechanicznych,
d) powłoka – zapobiegająca przenikaniu wilgoci lub innych szkodliwych czynników do wnętrza
kabla.
Żyły kabli mogą być okrągłe lub sektorowe (w kształcie wycinka koła). Zastosowanie żył sektorowych zamiast okrągłych pozwala zmniejszyć średnicę kabla i zużycie materiałów na powłokę. Nie stosuje się jednak żył sektorowych w przypadku kabli jednożyłowych, kabli o przekroju żył nie przekraczającym 10 mm2 oraz kabli o napięciu przekraczającym 6 kV. Kable elektroenergetyczne oznacza się symbolami literowymi dokładnie określającymi ich budowę. Oznaczenie zawiera literę K (kabel) i może zawierać inne symbole w kolejności podanej w tablicy 5. Informacją o budowie kabla może być także brak pewnych symboli (-). Oznaczenia krajowe najczęściej spotykanych kabli elektroenergetycznych niskiego napięcia przestawiono w tablicy 2.

PV67.h4.jpg

 

 Kabel zbudowany jest z jednej lub więcej żył izolowanych, zaopatrzonych w powłokę wykonaną z metalu lub niemetalową oraz ewentualnie, w zależności od wymaganych warunków eksploatacji, zaopatrzony w osłonę ochronną i pancerz. Kabel może być układany pod wodą i w pomieszczeniach: kanałach i tunelach kablowych lub zawieszany. Sposób ułożenia kabla ma zasadniczy wpływ na jego dopuszczalną obciążalność prądową. Te same kable ułożone w ziemi mają o 20÷30% obciążalność większą, niż gdy są prowadzone w powietrzu. Zasadniczymi elementami kabla są: żyły przewodzące robocze, powrotna i neutralna; izolacja żył; ekrany, wkładki wypełniające; powłoki i osłony ochronne.
Powszechnie stosowane są żyły robocze w aluminium. W liniach kablowych o specjalnym przeznaczeniu oraz w liniach kablowych o napięciu znamionowym 110 kV i wyższym są stosowane kable z żyłami miedzianymi.

 W sieciach elektroenergetycznych 110 kV są stosowane kable z polietylenu sieciowanego zastępujące kable olejowe. Przekrój żył roboczych w kablach dobierany jest na dopuszczalne obciążenie prądowe. W warunkach krajowych kable 110 kV są wykonywane jako jednożyłowe o izolacji:
- papierowej, nasyconej olejem izolacyjnym, z wewnętrznym przepływem oleju przy niewielkim ciśnieniu
(starsze inwestycje) oraz,
- z polietyleniu sieciowanego (kable krajowe i importowane).

W kablach 110 KV i SN, izolowanych polietylenem, stosuje się żyłę powrotną miedzianą, chroniącą kabel przed zniszczeniem przy zwarciach doziemnych. Przekrój żyły powrotnej wymiarowany jest na około 80% wytrzymałości zwarciowej żyły roboczej. W kablach o izolacji papierowo-olejowej funkcję te pełni powłoka ołowiana.

W sieciach SN stosuje się najczęściej;
1) kable trójfazowe o izolacji papierowo-olejowej, głównie typu HAKnFtA lub HAKnFty lub
2) kable jednożyłowe o izolacji z tworzyw sztucznych (tzw. kable suche), np. z polwinitu o napięciu znamionowym do 10 kV lub z polietylenu sieciowanego o napięciu znamionowym do 10 kV. Powłoka kabli suchych może być wykonana z polwinitu lub z polietylenu, o czym informuje pierwsza litera oznaczenia X lub Y. Stosowane kable o napięciu znamionowym 8,7/15 i 12/20 kV mają następujące oznaczenia:
- HAKFtA - kabel o polu promieniowym (H), z żyłami aluminiowymi (A), w powłoce ołowianej (bez oznaczenia literowego), opancerzony taśmą stalową (Ft), w osłonie ochronnej włóknistej (A);
- HAKnFty - jak wyżej, lecz z syciwem nieściekającym i powłoką zewnętrzną polwinitową;
- XHAKXS - kabel o polu promieniowym, z żyłą roboczą aluminiową, izolowany polietylenem sieciowanym (XS), powłoce z polietylenu termoplastycznego (X);
- XUHAKXS - jak wyżej, lecz z uszczelnieniem przeciwwilgociowym wzdłużnym (pęczniejąca pod wpływem wody taśma lub proszek);
- XRUHAKXS - jak wyżej, lecz poza uszczelnieniem wzdłużnym również uszczelnienie promieniowe taśmą.

W liniach niskiego napięcia stosuje się najczęściej kable czterożyłowe aluminiowe typu YAKY, YAKXS, AKFtA, z izolacją i powłoką zewnętrzną z polwinitu lub polietylenu sieciowanego. Charakteryzują sie większą obciążalnością prądową w związku z wyższą dopuszczalną temperaturą pracy. W razie potrzeby, głównie dla uzyskania większej obciążalności prądowej, stosuje się również kable z żyłami miedzianymi.

 Wybór trasy linii kablowej
Przy wyborze trasy linii kablowej należy uwzględniać ograniczenie do niezbędnego minimum liczby skrzyżowań i zbliżeń z innymi urządzeniami, przejść przez ściany i stropy oraz przez obszary narażające kabel na wibracje. Warunki ułożenia nie powinny utrudniać odprowadzenia ciepła do otoczenia lub narażać kabel na ogrzanie z zewnątrz. Jednocześnie trasa powinna zapewniać łatwy i przejrzysty dostęp zarówno przy budowie, jak i eksploatacji linii. Temperatura kabla przy układaniu nie powinna być mniejsza od wielkości podanej przez producenta kabla. Wybór trasy linii kablowej należy ustalić z uwzględnieniem następujących zasad:
1) kable nie powinny być narażone na uszkodzenia mechaniczne i szkodliwe wpływy czynników zewnętrznych, w szczególności układanych:
a) na mostach, wiaduktach i przyczółkach,
b) na wysokości przekraczającej 200 cm w miejscach dostępnych dla osób nienależących do obsługi urządzeń,
c) w ziemi, pod torami, drogami itp.;
2) prowadzenie kabli przez pomieszczenia i strefy zagrożone wybuchem lub pożarowe należy ograniczyć do kabli zasilających urządzenia w tych pomieszczeniach lub strefach, po spełnieniu wymagań określonych w odrębnych przepisach i normach;
3) trasa kabli ułożonych w ziemi powinna być wyznaczona wzdłuż dróg, ulic lub przez trawniki w pasach do tego przeznaczonych;
4) trasa kabli ułożonych wzdłuż rzek i brzegów jezior powinna być wyznaczona poza miejscami narażonymi na podmywanie przez wodę;
5) liczba skrzyżowań i zbliżeń kabli z innymi urządzeniami na trasie oraz liczbę przejść przez ściany, stropy, obszary narażające kabel na wibracje i inne przeszkody powinna być ograniczona do niezbędnego minimum i wynikać z uwarunkowań wyznaczonej trasy i technologii wykonania linii kablowej;
6) linie kablowe prowadzone na terenach rolniczych mogą być prowadzone pod dnem rowów melioracyjnych,
7) linie kablowe prowadzone na terenach rolniczych powinny być prowadzone w osłonach otaczających lub na zwiększonej głębokości układania do:
- 1 m - dla kabli o napięciu znamionowym nie wyższym niż 30 kV,
- 1,2 m - dla kabli o napięciu znamionowym wyższym niż 30 kV;
8) linie kablowe zasilania rezerwowego należy prowadzić inną trasa niż linie zasilania podstawowego.

 
Ogólne zasady układania kabli
Podczas układania kabli elektroenergetycznych należy uwzględnić następujące wymagania techniczne i organizacyjne:
1) Przestrzegać przepisy i zasady bezpieczeństwa i higieny pracy oraz wymagania zawarte w instrukcji organizacji bezpiecznej pracy przy układaniu kabli;
2) Kable należy układać w sposób uniemożliwiający mechaniczne ich uszkodzenie, przy zachowaniu środków ostrożności uniemożliwiających uszkodzenie innych kabli i urządzeń znajdujących się na trasie budowanej linii kablowej oraz przestrzeganie zasady ochrony środowiska;
3) Zastosowana technologia układania kabli powinna uniemożliwiać:
- tarcie zewnętrznej strony kabla o ściany lub dno wykopu, kanału albo tunelu oraz
- przekroczenie dopuszczalnej siły naciągu kabla;
4) Temperatura kabli przy układaniu nie powinna być niższa od wartości podanej przez producenta kabli;
5) Według normy N-SEP-E-004 przy mechanicznym układaniu kabla siła ciągnąca była przyłożona tylko do żył roboczych kabla. Stosowanie innego sposobu przyłożenia siły ciągnącej jest niedopuszczalne. Maszyna ciągnąca (ciągarka) powinna być wyposażona w sprzęgło ograniczające dopuszczalna sile ciągnięcia oraz dynamometr i urządzenie rejestrujące wartość siły ciągnięcia. Podczas układania kabla dopuszczalna siła ciągnąca F nie powinna być większa od wartości:

 

PV67.h5.jpg

 

 gdzie:
s - suma przekrojów ciągnionych żył roboczych kabla,
k - współczynnik dla Cu = 50 N/mm2;
6) W czasie wykonywania prac związanych z układaniem kabla należy bezwzględnie wykluczyć możliwość uszkodzenia powłoki lub układu izolacyjnego kabla. W przypadku uszkodzenia, uszkodzony odcinek należy wymienić na nowy;
7) Przy układaniu kabel można zginać tylko w przypadkach koniecznych, przy czym promień gięcia powinien być nie mniejszy od podanego przez producenta lub jeżeli brak danych, to promień gięcia kabla powinien być nie mniejszy niż:
- 25-krotna zewnętrzna średnica kabla w przypadku kabli olejowych i kabli o izolacji polietylenowej o napięciu znamionowym wyższym niż 30 kV,
- 20-krotna zewnętrzna średnica kabla w przypadku kabli jednożyłowych,
- 15-krotna zewnętrzna średnica kabla w przypadku kabli wielożyłowych,
- 10-krotna zewnętrzna średnica kabla w przypadku kabli sygnalizacyjnych;

8) Kable należy układać w taki sposób, aby w normalnych warunkach pracy nie wywoływały niepożądanych zjawisk w innych liniach kablowych. Kable ułożone obok siebie nie powinny się stykać.
Dopuszcza się stykanie ze sobą na całej długości kabli:
- sygnalizacyjnych z sygnalizacyjnymi,
- sygnalizacyjnych z kablami elektroenergetycznymi do 1 kV przyłączonymi do tego samego odbiornika,
- elektroenergetycznych jednożyłowych stanowiących jednotorową linię kablową,
- elektroenergetycznych przeznaczonych do zasilania urządzeń oświetleniowych,
- elektroenergetycznych o napięciu znamionowym do 1 kV, jeżeli kable te nie rezerwują się wzajemnie;
9) Wymaga się, aby kable jednożyłowe, obciążone prądem przemiennym o powłokach metalowych lub kable jednożyłowe opancerzone lub kable jednożyłowe z żyłą powrotną były układane tak, aby nagrzewanie kabli przez indukowane prądy było jak najmniejsze;
10) Osłony otaczające oraz zamocowania kabli jednożyłowych powinny być wykonane z materiału niemagnetycznego oraz powinny być dostosowane do sił dynamicznych występujących przy zwarciach w danej linii. Dopuszcza się stosowanie osłon otaczających i zamocowań wykonanych z materiału magnetycznego, jeżeli nie tworzą zamkniętych obwodów magnetycznych. W osłonie otaczającej z materiału magnetycznego dopuszcza się ułożenie kabli jednożyłowych tworzących trójfazową linię kablową;

11) Jeżeli kable układa się pionowo lub pochyło, to powinny być one tak zamocowane, aby siła naciągu nie wywoływała nadmiernych naprężeń w kablu, nie powodowała osiowego przesunięcia kabla i jego elementów budowy i aby miejsca połączeń, tj. mufy i głowice nie były narażone na naprężenia wzdłużne.
Jeżeli nie można uniknąć siły naciągu w miejscu łączenia kabli opancerzonych drutami, to do łączenia tych kabli należy stosować mufy przystosowane do przenoszenia naciągu, uniemożliwiające połączenie pancerzy obu odcinków kabli. W przypadku łączenia innych kabli należy przy mufie zostawić zapas wystarczający do skompensowania możliwych przesunięć kabla.

 Oznaczanie kabli i linii kablowych
  Oznaczanie kabla
Przy oznaczaniu kabla powinny być spełnione następujące wymagania:
1) Kable ułożone w ziemi należy zaopatrzyć na całej długości trasy kablowej w trwałe oznaczniki (opaski kablowe) rozmieszczone w odstępach nie większych niż 10 m oraz przy mufach i w miejscach charakterystycznych, np. przy skrzyżowaniu, wejściach do kanałów i osłon otaczających;
2) Kable ułożone w powietrzu powinny być zaopatrzone w trwałe oznaczniki (opaski kablowe) przy głowicach i odbiornikach oraz w takich miejscach i odstępach, aby identyfikacja kabla była jednoznaczna.
3) Kable ułożone w tunelach i kanałach powinny mieć oznaczniki (opaski kablowe) umieszczone w odstępach nie większych niż 20 m.
Na oznacznikach (opaskach kablowych) należy umieścić trwałe napisy zawierające:
- numer ewidencyjny linii,
- typ kabla,
- znak użytkownika kabla,
- rok ułożenia kabla,
- symbol wykonawcy,
- długość kabla.

PV67.h6.jpg
Fot. Opaska kablowa z tabliczką opisową

 

Przy oznaczaniu kabli sygnalizacyjnych dopuszcza się nieumieszczanie na oznacznikach typu kabla.

Oznaczanie trasy kablowej
Przy oznaczaniu trasy kablowej powinny być spełnione następujące wymagania:
1) Trasa linii kablowych ułożonych w ziemi powinna być na całej długości trasy, na określonej głębokości
względem powierzchni zewnętrznej kabli lub osłon otaczających, oznaczona za pomocą folii perforowanej
lub siatki z tworzywa sztucznego (do szerokości 15 cm folia może być nieperforowana) o trwałym kolorze:
a) niebieskim - kabli o napięciu znamionowym do 1 kV ( UN ≤ 1 kV),
b) czerwonym - kabli o napięciu znamionowym wyższym niż 1 kV (UN >1 kV);
2) Folia lub siatka powinna znajdować się w wykopie nad ułożonym kablem (rurą) w odległości nie mniejszej niż 25 cm i nie większej niż 35 cm (Rys. 1);

PV67.h7.jpgPV67.h8.jpg
3) Grubość folii powinna być nie mniejsza niż 0,3 mm, a siatki - 1,5 mm;
4) Folie i siatki powinny być wykonane z tworzywa sztucznego, które w temperaturze 20o C ma wydłużenie przy zerwaniu co najmniej 200 %;
5) Krawędzie folii lub siatki powinny wystawać co najmniej 50 mm poza zewnętrzną krawędź ułożonych kabli;
6) Trasa kabli ułożonych w ziemi na terenach niezabudowanych powinna być dodatkowo oznaczona ponad powierzchnią ziemi, trwałymi i widocznymi oznacznikami osadzonymi w gruncie:
a) na prostym odcinku w odstępach nie większych niż 100 m,
b) w miejscu zmiany kierunku ułożenia kabla oraz w miejscach skrzyżowań i zbliżeń,
c) przy skrzyżowaniach z rzekami spławnymi i żeglugowymi położenie kabla należy dodatkowo oznaczyć
na obu brzegach tablicami ostrzegawczymi dobrze widocznymi ze środka rzeki.
Oznaczniki powinny być wykonane jako betonowe bloczki zakotwione co najmniej 30 cm w gruncie i wystające ponad poziom gruntu na wysokość 20 cm. Na czołowej powierzchni nad gruntem oznacznik powinien zawierać wygrawerowany symbol: K - kabel, M - mufa.

Ochrona kabli
Kable układane miejscach, w których w zwykłych warunkach użytkowania przewiduje się występowanie naprężeń mechanicznych mogących spowodować uszkodzenie kabla,
kabel należy układać w osłonach.
W szczególności należy chronić kable:
a) ułożone na mostach, wiaduktach i przyczółkach;
b) ułożone w ziemi pod drogami, torami, itp.
c) ułożone na wysokości nie przekraczającej 250 cm w miejscach dostępnych dla osób
nienależących do obsługi urządzeń elektrycznych;
Kable o napięciu znamionowym nie większym niż 30 kV mogą być układane bez osłon otaczających:
- pod drogami z nawierzchnią rozbieralną,
- pod drogami zbiorczymi, lokalnymi, dojazdowymi z nawierzchnią nierozbieralną i szerokości nie większej niż 3 m,
pod warunkiem ułożenia równolegle do trasy kablowej wolnej osłony otaczającej.
W miejscach wyjścia kabli z osłon powinny być one tak ułożone i zabezpieczone, aby nie były narażone na uszkodzenie, np. ścinanie i zgniatanie. W środowisku o wysokim stopniu korozyjności należy stosować kable o powłokach zewnętrznych odpornych na korozję. Wszystkie połączenia elektryczne wykonane na zewnątrz linii kablowej powinny być zabezpieczone antykorozyjnie. W strefach działania prądów błądzących należy stosować kable o powłokach lub osłonach odpornych na ich działanie.
Odcinki linii kablowej narażone na działanie promieni UV powinny być osłonięte lub wykonane kablami o powłokach lub osłonach odpornymi na ich działanie.

Osprzęt elektroenergetycznych linii kablowych -
Osprzęt elektroenergetycznych linii kablowych składa się z elementów przeznaczonych do łączenia, rozgałęzienia lub zakończenia kabli, np.:
- mufy kablowe - muszą zapewnić właściwości elektryczne i mechaniczne połączenia nie gorsze od właściwości
kabla. Konstrukcja mufy zależy od napięcia znamionowego, rodzaju kabla, liczby i przekroju żył oraz technologii
wykonania. W sieciach SN stosuje się mufy przelotowe, łączące odcinki tego samego rodzaju kabla i przejściowe,
łączące różne rodzaje kabli, jakimi są trójfazowe kable w izolacji papierowo - olejowej i jednofazowe kable w izolacji
z tworzywa sztucznego. W sieci nn stosuje się mufy przelotowe i rozgałęźne;
- złączki kablowe - do łączenia lub zakończenia żył roboczych i powrotnych;
- głowice kablowe - muszą zapewniać właściwą wytrzymałość elektryczną i mechaniczną zakończenia kabla oraz uszczelnienie przed wilgocią i wyciekiem syciwa. Ich konstrukcja zależy od napięcia znamionowego, przeznaczenia, liczby i przekroju żył, rodzaju izolacji i technologii wykonania.

 

Układanie kabli w ziemi

 Układanie kabli bezpośrednio w ziemi
Zgodnie z normą N-SEP-E-004:
1) Kable należy układać na dnie wykopu, jeżeli grunt jest piaszczysty, a w innych przypadkach kable należy układać na warstwie piasku o grubości nie mniejszej niż 10 cm (Rys. 1). Po ułożeniu kable należy zasypać warstwą ubitego piasku o grubości co najmniej 10 - 15 cm, powyżej ich górnej powierzchni, a następnie warstwą piasku lub rodzimego gruntu;
2) Kable można również układać na warstwie lub w warstwie wypełnienia kontrolowanego o określonej rezystywności cieplnej np. w betonicie;
3) Dopuszcza się stosowanie zamiast piasku innych mieszanin wypełniających pod warunkiem, że rezystywność cieplna piasku i mieszanin w stanie wysuszenia nie będzie większa od 2,5 K∙m/W. Zaleca się jednak stosowanie mieszanin otaczających kable linii o rezystywności cieplnej w stanie wysuszenia nie większej od 2 K∙m/W. Wymaga sie, aby zastosowane mieszaniny posiadały świadectwo producenta potwierdzające ich własności elektryczne i cieplne w stanie wysuszenia i były ubite po zasypaniu do gęstości nie mniejszej niż ok.1,6 t/m2;
4) W przypadku skrzyżowań oznaczenia linii krzyżujących się powinny znajdować się na tej samej wysokości;.
5) Przy układaniu bednarki uziemiającej w tym samym wykopie, w którym ułożono kabel, bednarkę należy zakopać w dnie rowu kablowego na głębokości co najmniej 10 cm;
6) Do obliczeń obciążalności prądowej linii kablowej należy wziąć pod uwagę rodzaj i parametry cieplne warstw piaski i wypełnienia rowu kablowego.

 Głębokość ułożenia kabli w ziemi
Głębokość ułożenia kabli w ziemi (Rys. 1), mierzona prostopadle od powierzchni ziemi do górnej powierzchni kabla, powinna wynosić:
50 cm - kabli o napięciu znamionowym do 1 kV, ułożonych pod chodnikiem, drogą rowerową i przeznaczonych do oświetlenia ulicznego, do oświetlenia znaków drogowych i sygnalizacji ruchu ulicznego oraz reklam itp;
70 cm - kabli o napięciu znamionowym do 1 kV, ułożonych poza użytkami rolnymi;
80 cm - kabli o napięciu znamionowym wyższym niż 1 kV lecz nie wyższym niż 30 kV, ułożonych poza użytkami rolnymi;
90 cm - kabli o napięciu znamionowym do 30 kV, ułożonych na użytkach rolnych;
100 cm - kabli o napięciu znamionowym wyższym niż 30 kV.

W przypadku, gdy głębokości te nie mogą być zachowane, np. przy wprowadzaniu kabli do budynku, przy skrzyżowaniu lub obejściu urządzeń podziemnych, to dopuszczalne jest ułożenie kabla na mniejszej głębokości, pod warunkiem zapewnienia na tym odcinku kabla, odpowiedniej osłony otaczającej. Ułożenie kabla na mniejszej odległości może mieć wpływ na obciążalność prądową linii i musi być uwzględnione w obliczeniach obciążalności prądowej linii.
 

Kable o napięciu znamionowym do 30 kV mogą być układane w ziemi, w dwóch lub więcej warstwach, na podanych powyzej głębokościach. Pionowa odległość między warstwami kabli powinna wynosić co najmniej 15 cm. Nie dopuszcza się warstwowego układania kabli o napięciu znamionowym wyższym niż 30 kV, jeżeli odległość pionowa między warstwami jest mniejsza niż 70 cm i jeżeli linie należą do różnych właścicieli. Zaleca się możliwie szerokie przesunięcie osiowe warstw.

 Układanie kabli wzdłuż dróg i ulic
Trasa kablowa powinna przebiegać poza częściami dróg i ulic przeznaczonych do ruchu kołowego, w odległości co najmniej 50 cm od jezdni. Odległość kabli od pni istniejących drzew lub projektowanego zadrzewienia należy uzgodnić z odpowiednimi władzami terenowymi. Dopuszcza się układanie kabli w częściach ulic i dróg przeznaczonych do ruchu kołowego w osłonach otaczających na głębokości co najmniej:
80 cm - kabli o napięciu znamionowym do 30 kV,
100 cm - kabli o napięciu znamionowym wyższym niż 30 kV.
Zastosowane osłony otaczające kabli ułożonych pod drogami i ulicami nie mogą utrudniać dokonywania napraw lub wymiany osłoniętego kabla.

 Odległości między kablami nie należącymi do tej samej linii kablowej
Najmniejsze dopuszczalne odległości pionowe na skrzyżowaniu i poziome przy zbliżeniu kabli ułożonych bezpośrednio w ziemi podano w tablicy 3.

PV67.h9.jpg

Odległości kabli od innych urządzeń podziemnych
Najmniejsze dopuszczalne odległości kabli elektroenergetycznych i sygnalizacyjnych ułożonych bezpośrednio w ziemi od innych urządzeń podziemnych podano w tablicy 4.

PV67.h10.jpg

 

Układanie kabli w budynkach

W budynkach należy układać kable o zwiększonej odporności na rozprzestrzenianie się płomienia. Przy przejściu przez ściany, stropy i inne przegrody należy stosować osłony z materiałów trudnopalnych.
Kable w budynkach należy układać:
a) bezpośrednio przy ścianach i pod sufitami na odpowiednio przygotowanych konstrukcjach nośnych,
b) w kanałach kablowych, w ścianach, stropach, lub pod posadzkami, w osłonach lub bez osłon, w sposób umożliwiający demontaż kabli.
Trwale wmurowanie kabli w ściany, posadzki lub stropy jest zabronione.
PV67.h11.jpg
Przy wprowadzeniu do budynku kabel powinien być zabezpieczony przed uszkodzeniami mechanicznymi osłoną otaczającą (zob. rys. 6.41) o średnicy wewnętrznej większej o co najmniej 50% od średnicy zewnętrznej kabla. Osłony otaczające powinny przechodzić przez całą grubość fundamentu lub ściany budynku ze spadem w kierunku zewnętrznym. Miejsce wprowadzenia kabla do budynku należy zabezpieczyć przed przedostawaniem się wody do wnętrza budynku.
Przejścia kabli przez ściany wewnętrzne i stropy budynków należy uszczelnić materiałem trudnopalnym o odporności ogniowej nie mniejszej niż odporność ogniowa ścian i stropów dzielących pomieszczenia, w którym zostało zastosowane. W przypadku przejścia kabli przez ściany lub stropy oddzielające pomieszczenia wilgotne, niezabezpieczone pod względem wybuchowym lub w których istnieją pary i gazy źrące, otwory przepustowe należy wypełnić materiałem odpornym na te czynniki. W pomieszczeniach zagrożonych wybuchem lub pożarem należy wykonać przepusty oddzielne dla każdego kabla.
W przypadku, gdy trasa kabla przechodzi przez ściany lub stropy ognioodporne, to konstrukcje wsporcze należy zakończyć z każdej strony w odległości co najmniej 10 cm od ściany lub stropu.

Odległość między krzyżującymi się kablami i przewodami izolowanymi powinna wynosić co najmniej:
5 cm - dla kabli o napięciu znamionowym do 1 kV,
15 cm - dla kabli o napięciu znamionowym 1 kV > UN ≤ 30 kV.
Kable o napięciu znamionowym UN > 30 kV powinny być oddzielone od innych kabli przegrodą.

PV67.h13.jpg

Odległości kabli elektroenergetycznych i sygnalizacyjnych od rurociągów w budynkach
Najmniejsze dopuszczalne odległości kabli elektroenergetycznych i sygnalizacyjnych od rurociągów w budynkach przedstawiono w tablicy 6.
Jeżeli zachowanie tych odległości z uzasadnionych przyczyn jest niemożliwe, to kable należy chronić przed uszkodzeniami mechanicznymi osłonami otaczającymi na całej długości skrzyżowania lub zbliżenia dodając, co najmniej po 50 cm z każdej strony, a w przypadku rurociągów z płynami palnymi co najmniej po 100 cm.
W szybach kablowych kable należy układać na konstrukcjach wsporczych lub bezpośrednio na ścianie. Kable do konstrukcji, jak również do ściany, należy mocować za pomocą uchwytów.
Kable powinny być mocowane pojedynczo.
Dopuszcza się mocowanie wiązek kabli w pojedynczym uchwycie kablowym. Dopuszczenie to nie dotyczy kabli ognioodpornych.
Mocowania kabli powinny zapewnić trwałość mechaniczną i nie powodować deformacji kabla.

Najmniejsze dopuszczalne odległości kabli elektroenergetycznych i sygnalizacyjnych od rurociągów w budynkach podano w tablicy 6.

PV67.h12.jpg

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});