Linii electrice in cablu (LEC)

Argument

Pentru dezvoltarea retelelor electrice in ultimii ani este caracteristicacresterii ponderii liniilor electrice in cablu (LEC), in special in zonele urbane densn populate.

Avantajele LEC : siguranta in functionare, lipsa influentei factorilor atmosferici, spatiuocupat mai redus, evitarea pericolului de atingere directa, aspectul estetic, au determinat cresterea numarului de LEC.

Dezavantajul principal al LEC : costul ridicat in comparatie cu cel al LEA tinde sa se micsoreze prin dezvoltarea tehnologiei de fabricatie si a capacitatii de transport a acestora.

Pozarea cablurilor, executarea lucrarilor de innadire sunt lucrari ce trebuiesc executate cu multa constiinciozitate, deoarece este dificila verificareacalitatii executiei si practic imposibil de descoperit defectele de montare.

1.Probleme generale

Pentru dezvoltarea retelelor electrice in ultimii ani este caracteristicacresterii

ponderii liniilor electrice in cablu (LEC), in special in zonele urbane densn populate.

Avantajele LEC : siguranta in functionare, lipsa influentei factorilor atmosferici, spatiuocupat mai redus, evitarea pericolului de atingere directa, aspectul estetic, au determinat cresterea numarului de LEC.

Dezavantajul principal al LEC : costul ridicat in comparatie cu cel al LEA tinde sa se micsoreze prin dezvoltarea tehnologiei de fabricatie si a capacitatii de transport a acestora.

Pozarea cablurilor, executarea lucrarilor de innadire sunt lucrari ce trebuiesc

executate cu multa constiinciozitate, deoarece este dificila verificareacalitatii executiei si practic imposibil de descoperit defectele de montare.

2. Elementele constructive ale LEC.

Principalele elemente constructive ale LEC sunt: conductoarele, izolatia,

ecranarea, mantaua de protectie.

-Conductoarele sunt din cupru sau aluminiu infuniate in mai multe straturi. Dupa forma lor se deosebesc conductoare cu sectiunea circulara, ovala, sub forma de sectorsau tubulara. Conductoarele cablurilor cu sectiuni mari sunt multifilare rasucite, dand cablului flexibilitatea necesara

-Izolatia de baza se realizeaza cu : hartie impregnata, cauciuc natural sau sintetic,materiale plastice, etc.

-Ecranarea se utilizeaza in general la cabluri pentru tensiuni peste 6 kV pentru a limita solicitarile electrice determinate de neuniformitatea campului electric. Are de asemenea avantajul imbunatatirii racirii cablului si a micsorarii grosimii izolatiei.

-Mantaua de protectie se executa din plumb, aluminiu sau mase plastice pentru protectia izolatiei cablului impotriva actiunii umezelii, diferitilor acizi si a deteriorarilor mecanice. La exterior cablul are invelisul de protectie din benzi sau sarme de otel si infasurari din iuta impregnata

2.1. Clasificarea si simbolizarea cablurilor

Dupa numarul de conductoare aflate in aceeasi manta pot fi cabluri cu unu, doua, trei sau patru conductoare. Cele mai utilizate sunt cablurile trifazate cu trei conductoare,

Dupa izolatia de baza, pot fi cabluri cu izolatie de hartie, cauciuc sau maseplastice. Diversele tipuri de cabluri se deosebesc dupa un sistem de simbolizare in care literele au urmatoarea semnificatie:

Sectiunea printr-un cablu:1-izolatia de faza; 2-iuta gudronata;3-iuta impregnata; 4-benzi de otel;

5-hartie impregnata; 6-camasa de plumb; 7-conductor.

H - izolatie de hartie

Y - izolatie de material plastic

P - manta de plumb

B - blindat cu armatura din benzi de otel

E - ecranat

F - rezistenta marita la propagarea flacarii

Prima litera C - indica conductor de cupru, iar AC - conductor de aluminiu.

Aceste litere se aseaza la inceputul simbolizarii , dupa care urmeaza litera care indica

izolatia, urmata de cea care indica felul mantalei ( P -plumb, Y -material plastic, A -

aluminiu), apoi litera care indica existenta armaturii metalice si la urma felul invelisului protector.

Exemplu : ACHPBI - cablu cu conductoare din aluminiu (AC), cu izolatie de hartie (H), cu manta de plumb (P), cu armatura metalica de otel (B) si cu invelis de protectie din iuta (I)

2.2.Mansoane si cutii terminale

Mansoanele sunt cutii metalice (in ultimul timp se fac si din cauciuc), inchise ermetic, cu rol de a proteja de a proteja cablurile impotriva umezelii in punctele de innadire, de derivare si de capat.

Ele trebuie sa aiba aceeasi rigiditate dielectrica ca si cablurile si sa fie instalate incat sa elimine orice posibilitate de patrundere a umezelii in cablu.

2.2.1. Mansoanele de legatura

Se construiesc din fonta si sunt constituite din doua piese care se asambleaza cu suruburi, fig.14.2.

Mansonul din fonta protejeaza innadirea din punct de vedere mecanic si

anticoroziv. Capetele cablului se introduc prin partile laterale si masa izolanta se toarna prin deschiderea situata la partea superioara

   

Fig. 14.2 Mansoane de legatura

b1-manson de plumb; b2-sectiune manson de legatura;

1 - manson de fontal 2 - cablu trifazic fara banda de otel;

3 - manson de plumb; 4 - masa galbena; 5 - masa neagra;

6 - izolatie din benzi de hartie; 7 - conductor monofazic izolat

2.2.2. Mansoanele de derivatie,

se utilizeaza numai la cablurile de joasa tensiune.

Acesta se deosebeste de mansonul de legatura prin aceea ca, intr-o parte laterala are o prelungire prin care iese cablul de derivatie ,fig.14.3

Fig. 14.3. Manson de derivatie

1 - partea inferioara; 2 - partea superioara;

3 - capacul; 4 - bratari pentru prinderea cablului

5 - suruburi de legare la pamant.

2.2.3. Cutiile terminale

se prevad la capetele cablurilor, permitand conectarea

acestora la aparate, masini, tablouri de distributie. Se confectioneaza din fonta, tabla sau plumb si sunt pentru interior sau exterior, fig.14.4.

Fig 14.4. Cutie terminala

a - din plumb, de interior pentru cabluri de 6 si 15 kV;

1 - banda de otel; 2 - bandaje de sarma; 3 - priza de legare la pamant;

4 - manta de plumb; 5 - izolatie de centura; 6 - legatura de sfoara;

7 - banda lacuita;8 - banda izolata ; 9 - sfoara impregnata;

b - din fonta cenusie, trifazata de exterior pentru cabluri de 6-20 kV;

1 - corpul din fonta; 2 - palnie de etansare; 3 - flansa pentru fixarea izolatoarelorl;4 - izolatoare de portelan; 5 - capacul izolatorului;

6 - surub de legare la pamant

3.Pozarea cablurilor.

Din punct de vedere al locului de instalare, retelele in cablu se clasifica in :

a Retele exterioare (pozate in afara cladirilor) :

-subterane : ingropate in sant pe pat de nisip, in blocuri de cabluri sau tuburi de protectie, in canale sau tuneluri;

-aeriene : pe estacade sau poduri suspendate, pe constructii suspendate pe

cabluri de otel;

-cazuri speciale : traversari de ape, galerii inundate, terenuri sau zone corozive sau cu pericol de incendiu sau explozie

b) Retele interioare (pozate in cladiri)

-in situatii normale : pe pereti, pe grinzi, sub plansee, in subsoluri tehnologice, in canale si tunele, in poduri de cable, in tuburi de

protectie.

-in cazuri speciale : pe utilaje, in medii cu temperaturi ridicate, in medii cu pericol de incendiu sau explozie

3.1. Pozarea cablurilor direct in pamant

Este o solutie simpla, cu cheltuieli de investitii mici, dar comporta importante lucrari de pamant si desfacere repetata a pavajelor. Procesul tehnologic cuprinde urmatoarele operatii : recunoasterea traseului, executarea traversarilor, executarea santurilor, desfacerea si asezarea cablurilor, tragerea cablurilor in traversari, executarea profilului, astuparea santului si refacerea pavajului.

3.1.1.Recunoasterea traseului.

Traseele sunt situate, de regula, in orase, de-a lungul strazilor, pe trotuare, parcuri, piete, in incinta intreprinderilor industriale, in cartiere noi de locuinte, de-a lungul soselelor si cailor ferate.

Inaintea operatiilor urmatoare se procedeaza de catre constructor, la cererea

proiectantului, recunoasterea traseului, executandu-se in acest scop sondaje si precizandu-se masurile necesare pentru protejarea cablului sau a celorlalte instalatii existente in timpul pozarii.

3.1.2. Executarea traversarilor.

Acesta operatie este necesara cand traseul intersecteaza strazi si piete din orase sau drumuri, sosele si cai ferate in afara localitatilor. In acest caz cablurile, se monteaza in tuburi de beton, bazalt, otel sau PVC, fig.14.5

Fig. 14.5. Sectiune transversala printr-o traversare

1 - placa de beton; 2 - tuburi; 3 - beton pentru fixarea tuburilor

In cazul executarii de traversari de drumuri, cai ferate si sosele din afara localitatilor si chiar orase, insa aflate in zone fara instalatii subterane se foloseste metoda forajului. In acest caz se utilizeaza fie o foreza -burghiu manuala, fie un dispozitiv de forare pneumatic.

.1.3. Executarea santurilor cuprinde urmatoarele etape :

-trasarea santului, desfacerea pavajului, executarea santului.

Trasarea santului consta in stabilirea axei santului si marcarea marginilor sapaturii cu tarusi, intre care se intinde o sfoara care delimiteaza conturul santului. Desfacerea pavajului se executa in masura posibilitatilor, cu ajutorul motocompresoarelor si a ciocanelor pneumatice. Desfacerea se face exact in lungul liniilor care marcheaza laturile santurilor.Saparea santurilor. Dimensiunile si forma santurilor corespund profilurilor date in proiectul lucrarii. Saparea se face manual sau mecanizat. Pamantul scos din sapatura se depune spre strada la cel putin 0,5 m de marginea santului. Pentru ca pamantul sa nu se imprastie se folosesc pe toata lungimea santului sprijiniri speciale din panouri din otel -cornier si elemente metalice, fig.14.6.

Fig.14.6. Depozitarea pamantului din sapatura

1 - pamant din sapatura; 2 - gard de sprijinire.

Santurile cu adancimi mai mari de 1 m sau in terenuri slabe se sprijina cu dulapi metalici prefabricati refolosibili, scanduri groase din lemn de brad. Iarna, cand pamantul este inghetat se iau masuri de dezghetare cu gratare de carbuni incinsi (cocsiere), conducte cu apa calda, radianti alimentati cu gaz metan, etc.

3.1.4.Desfasurarea si pozarea cablurilor

Aceste operatii se executa concomitent, necesitand unele verificari prealabile. Se

inspecteaza traseul de pozare, acordand o atentie deosebita verificarii traversarilor.Tamburele cu cabluri care urmeaza sa fie desfasurate si pozate trebuie sa se afle in punctele de unde incepe desfasurarea.

Inainte de pozare se verifica izolatia folosind inductorul.

3.1.5.Tragerea cablurilor la traversari

. Pentru a realiza aceasta operatie sunt necesari ciorapi de cablu, fig.14.7, care se monteaza in capatul cablului ce trebuie tras prin traversare. Se leaga apoi o franghie de canepa sau un cablu de otel care se trece prin tubul prin care urmeaza sa se traga cablul. Se trage pana capatul iese din tub, dupa care se demonteaza ciorapul de cablu.

3.1.6.Executarea profilului

Dupa asezarea cablului in pozitia indicata in proiect se marcheaza cu etichete de indentificare la capete si din 10 in 10 m. Executarea profilului se face astfel :

- se aseaza peste cablu un strat de 10 cm de nisip cernut;

- se ridica cablul deasupra acestui strat;

- se aseaza deasupra cablului un nou strat de nisip de protectie de 10 cm, pentru mentinerea cablului in echilibru elastic;

- se aseaza un strat de caramizi de protectie. Pentru o protectie suplimentara se vor folosi placi de beton armat, calote ceramice, placi de PVC, etc.

Fig. 14.7 Introducerea cablurilor in cladiri si in tuburi

1 - cabluri; 2 - tub de protectie; 3 - iuta imbibata cu masa neagra;

4 - caseta din caramida; 5 - masa neagra; 6 - cablu de otel;

7 - ciorap de tragere; 8 - palnie (folosita numai pe timpul tragerii).

3.1.7.Astuparea santurilor si refacerea pavajelor

Astuparea se face cu straturi succesive de cate 20 cm, udate si batute cu maiul, pentru a evita tasari ulterioare ce duc la repetate refaceri ale pavajelor. Operatia se poate face si mecanizat cu tractoare cu lama buldozer, pe trasee libere. Dupa terminarea completa a lucrarilor de pozare si astupare se refac pavajele

3.2.Pozarea cablurilor pe timp friguros.

Pozarea cablurilor nu este permisa daca temperatura mediului si a cablului a scazut in ultimile 24 ore dinaintea pozarii cu urmatoarele limite :

00C - pentru cabluri cu izolatia de hartie pentru tensiuni pana la 10 kV;

40C - pentru cabluri cu izolatie si manta din PVC;

-70C - pentru cabluri armate cu izolatie de cauciuc;

-200C - pentru cabluri cu manta de plumb fara invelis de protectie.

Cand este necesara pozarea la temperaturi mai scazute cablurile se incalzesc.Durata incalzirii depinde de temperatura incaperii si se indica in tab.1.

4.Tehnologia executarii mansoanelor si a cutiilor

termale

4.1Mansoanele

se executa in urmatoarea succesiune a operatiilor tehnologice : pregatirea locului de montaj, desfacerea capetelor cablului, imbinarea conductoarelor,refacerea izolatiei, montarea mansonului interior, montarea mansonului exterior de protectie.

a)Pregatirea locului de montaj. Daca mansoanele se executa in groapa se verifica pozitia si dimensiunile gropii. Ea trebuie sa permita asezarea corecta a mansonului fata de traseul cablului, fig.14.8 si sa asigure mansonului spatiul necesar miscarii libere pentru executarea operatiilor de izolare a imbinarii. Daca lucrarea se executa in exterior pe timp de ploaie sau locuri cu praf se lucreaza in cort, incalzit la nevoie pana latemperaturi de + 150C.

Fig. 14.8.

Dimensiunile si forma gropii pentru manson si pozitia capetelor de cablu

A- portiunea de suprapunere depinzand de tensiune si tipul cablului(la1kv 0,5m)

B- portiunea dreapta necesara executiei mansonuluiC- deplasarea fata de ax pentru a evita solicitarea mansonului la eventualele eforturi de tractiune in cablu si pentru rezerva necesara refacerii mansonului la o eventuala defectare

b)Desfacerea capetelor cablurilor.

Operatiile care se executa la desfacerea capetelor de cablu depinde de tipul si constructia acestuia si constau in indepartarea succesiva a strsturilor exterioare de protectie, taierea si indepartarea camasii de plumb a izolatiei de centura si a celei de faza

In fig.14.9 - este prezentata desfacerea tip a capetelor de cablu cu trei faze, cu o manta de plumb si izolatie de centura

Lungimea desfacerii capetelor se determina cu relatia : l = k+a+i+c, unde :

1 -este lungimea pe care se desfac capetele de cablu (jumatate din lungimea interioara a mansonului);

k -este lungimea pe care se pastreaza benzile metalice de protectie;

a - lungimea mantalei de plumb sau aluminiu care se pastreaza pe capetele de cablu desfacute;

i - lungimea izolatiei de faza pastrata pe conductoare;

c- lungimea pe care se inlatura izolatia de faza in vederea innadirii conductoarelor.

Se mai poate scrie I = x + m , unde x - lungimea partii incovoiate a conductoarelor de faza ;m- lungimea pe care izolatia de adaos se suprapune peste izolatia de faza pastrata

Fig. 14.9 Desfacerea invelisului cablului si conductoarelor

A-desfacerea capetelor de cabli B- desfacerea mantalei de plumb;

C- fasonarea fazelor

c) Imbinarea conductoarelor

se poate grupa in trei categori:

- mecanice (cu suruburi sau prin presare la rece);

- termice (lipire sau sudare);

- mixte.

Cel mai frecvent se utilizeata imbinarea termica.

Dintre procedeele aplicate la noi, mai avantajoase din punct de vedere al tehnologiei, al posibilitatilor de realizare pe santier si a calitati imbinari este innadita conductoarelor (de aluminiu)prin lipir si metalizare,fig.14.10

d)Refacerea izolatiei se executa numai la cabluri cu tensiuni mai mari de 1 kv. Intara la noi la cablurile din PVC de 10-15 kv se folosesc pentru refacerea izolatiei benziizolante adezive din folii subtiri si elastice de poliestirena tip Jl peste care se infasoara

un strat de banda adeziva de cauciuc ADEBAND-TC. In ultimul timp au capatat o largaraspandire mansoanele cu rasini epoxidice. Acestea se realizeaza fie prin turnarearasinii in jurul imbinarii intr-o forma prin injectare sub presiune sau prin realizarea unei

izolatii stratificate din rasina si tesatura.

e)Montarea mansonului interior . Acest manson se monteaza intre extremitatilemae la cele doua capete ce s-au imbinat. Se lipesc cu aliaj Lp 37 intai in lung,apoi capetele cu camasile de plumb ale cablurilor. Apoi se umple cu masa izolanta

galbena.

f)Legarea la pamant a ecranelor si benzilor metalice. Invelisurile metalice ale cablurilor, partile metalice ale mansoanelor de innadire, precum si corpurile metalice ale cutiilor terminale se leaga la pamant pentru a asigura protectia personalului si a-10-mantalei in cazul strapungerii izolatiei cablurilor aflate la pamant. Legaturile la pamant se realizeaza cu conductoare flexibile de cupru cositorite.

Fig. 14.10. Imbinarea conductelor de aluminiu prin lipire cu metalizare

A- taierea conductelor in trepte; B - metalizarea prin metoda fir cu fir;

C - protejarea izolatiei pentru metalizare

1 - strat de metalizare; 2 - conductor neizolat; 3 - snur de azbest;

4 - banda lacuita;5 - conductor neizolat; 6 - vergea de Zm+Sm;

d - protectia izolatiei la turnarea aliajului;

1 - conductor izolat; 2 - banda uleiata; 3 - snur de azbest;

4 - forma de turnare (clema); 5 - inel de etansare.

G)Montarea mansonului

Exterior de protectie.

- se aseaza partea inferioara de fonta a mansonului pe un pat de caramizi;

- se monteaza partea superioara, aplicand intre cele doua parti o garnitura din

sfera impregnata, dupa care se strang suruburile de innadire;

- se toarna masa izolanta neagra bituminoasa, topita la 1150C;

- inainte de racirea completa se strang din nou toate suruburile, se aseaza

garnitura de iuta impregnata a capacului si se monteaza capacul;

- mansonul se acopera cu un strat de nisip de 10-15 cm si peste acesta un rand de caramizi pentru protectie;

4.2.Tehnologia de montaj a cutiilor terminale.

Elementele constructive ale cutiilor terminale de cablu sunt :

- un izolator prefabricat cu armaturile sale si un element de repartizare a

potentialului si pentru etansarea cablului.

Cutiile terminale se executa dupa urmatoarea succesiune a operatiilor

tehnologice: desfacerea capetelor de cablu, montarea conductoarelor de legare la-11-pamant, etansarea punctului de ramificatie, montarea papucilor, protejarea izolatiei conductoarelor.

Executarea acestor operatii difera dupa tipul cutiei terminale.

Cele mai uzuale cutii terminale pentru cabluri de forta sunt :

- cutia cilindrica din fonta de 1 kv;

- cutia tronconica din tabla de plumb de 1 kv;

-cutia tronconica din tabla de plumb pentru 6-20kv;

- cutia monofazata de interior pentru cabluri de 20-35 kv

Pentru conductoarelor la bornele aparatelor se folosesc papuci de cablu, fig.14.10'

Fig. 14.10' Papuci de cablu

A- din alama sau cupru turnati pentru conductoare din cupru;

B- din alama sau cupru presati pentru conductoare din cupru;

C- din aluminiu pentru conductoare din aluminiu

4.2.1.Montarea cutiilor terminale de interior.

In functie de instalatia ce urmeaza a o deservi, se alege locul de fixare a cutieiterminale, astfel incat sa ofere conditii convenabile de montare si raze de curbura cat mai mari. La cablurile cu izolatie de hartie, dupa pregatirea capetelor de cablu, se indeparteaza invelisurile protectoare si izolante, se verifica izolatia cablului cu inductorul si se monteaza cutia terminala, fixandu-se si etansandu-se la baza

Se fasoneaza conductoarele astfel incat acestea sa se situeze pe axele bornelor la care se vor racorda. Se monteaza papucii de cablu prin una din metodele cunoscute : lipiri cu metalizare in trepte sau fir cu fir, sudare sau presare hidraulica. Se aplica pe conductoare straturile de protectie si etansare prevazute de instructiuni, se fixeaza cutia si se toarna masa izolanta

Se leaga la pamant carcasa metalica

Pentru cablurile cu izolatie si manta din PVC, executia este simplificata. Camasa exterioara de protectie anticoroziva (fig.14.11) din PVC se pastreaza pe toata lungimea traseului din interior pana la intrarea in cutia terminala. Pentru montarea cutiei se taie si se inlatura camasa exterioara de protectie 1, benzile metalice de protectie 2 si camasa exterioara din PVC 3.

Dupa fasonarea conductoarelor si montarea papucilor, izolatia conductoarelor se intareste cu un strat de banda adeziva izolanta pe toata lungimea.

Fig. 14.11. Desfacerea cablului pentru executarea cutiei terminale

1 - camasa exterioara din PVC; 2 - benzi metalice de protectie;

3 - camasa interioara din PVC; 4 - legarea la pamant a ecranelor;

5 - benzi de ecranare din cupru

4.2.2.Montarea cutiilor terminale de exterior.

Cutiile terminale de exterior de 1,6,20 kv se monteaza pe stalpul LEA,

fig.14.12.Montarea cutiilor terminale de exterior de 1 kv necesita urmatoarele operatii :

-se stabileste lungimea capatului de cablu in asa fel incat acesta sa poata fi

racordat la LEA;

-pe o portiune a capatului de cablu se desface stratul de iuta exterior si se

vopseste cablul cu un strat anticoroziv.

-se matiseaza cablul in locul de patrundere in cutia terminala

-se inlatura toate invelisurile pana la mantaua de plumb;

-portiunea de cablu incepand de la baza stalpului si pana la inaltimea de cca 3 m se protejeaza cu o teava de otel;

-de mantaua de plumb se lipeste conductorul de legare la pamant;

-se controleaza curbura conductorului, se monteaza capacul;

-cutia se umple cu masa izolanta, turnata prin orificiul de la partea superioara

Fig. 14.12. Cutie terminala de exterior de 1 kV, montata pe stalp

5. In laborator se vor indentifica elementele constructive ale LEC

Si vor executa operatii de mansonare si montare a cutiilor terminale

BIBLIOGRAFIE

Editor Pantelimon Lucia / Decusara Nicolae

Vedeta Subiect Tehnica energiei electrice

Editura Didactica si Pedagogica