Прокладка силового кабеля в воде
Подписка на рассылку
Что делать в том случае, если силовой кабель необходимо проложить через воду? К примеру, для того, чтобы электричество с одного берега реки передать на второй, или же подать напряжение на мост? Решение просто – провести прокладку кабеля через воду. Как выполняется эта процедура? И какие дает преимущества прокладка силового кабеля в воде?
Сразу же стоит отметить, что используется в этом случае не обыкновенный кабель, а с гидрозащитой. Он имеет оболочку выполненную из ПВХ или полиэтилена, что предотвращает попадание влаги вовнутрь кабеля. В некоторых моделях применяется специальный синтетический каучук, который способен выдержать даже попадание влаги под один слой изоляции.
Как производится прокладка? По дну, других вариантов просто нет. Никаких дополнительных траншей не требуется. Главное – не проводить прокладку через камни, ветки и мусор. А ещё сам кабель могут укрывать армировочной сеткой, которая обеспечит дополнительную защиту кабелю.
Если силовой кабель для прокладки в воде является несколько жильным (с двумя покрытиями или больше), то его частично закапывают в ил. На данный момент такая работа выполняется специальными суднами, на которых монтируется прокладочный механизм.
В том случае, если кабель необходимо лишь частично прокладывать через воду, то проще всего установить гидроизоляционную трубу, в которой и будет прокладываться сам кабель. Отдельное внимание при этом уделяется соединениям труб. Вообще, желательно чтобы их совсем не было, но это не означает, что «на поворотах» следует просто сгибать трубу.
Если кабель планируется проложить через озеро, в котором очень высокая глубина, то работа выполняется несколько иначе. Особенности конструкции силового кабеля для прокладки в воде отличаются от обыкновенного тем, что изоляция не имеет дополнительных соединений или даже следов плавления. Плюс, через каждый слой проводника делается изолирующая прокладка. Она необходима для того, чтобы обеспечить защиту внутренних слоев кабеля в случае его частичного повреждения или нарушения целостности изоляции.
В том месте, где был проложен кабель, обязательно ставятся сигнальные буйки. На карте делается отметка о том, что в этом месте проходит кабель. Стоит также отметить, что в каждом из случаев власти самостоятельно решают, какое максимальное напряжение тока может быть в силовом кабеле, какой силы, сопротивления и так далее. Это необходимо для того, чтобы обеспечить необходимый уровень безопасности других граждан в случае повреждения кабеля. Такие вопросы «организационного» характера подробно выясняются ещё до того, как проводится укладка.
Подводный кабель: прокладка, требования, особенности
Подписка на рассылку
.jpg)
В настоящей статье будут рассмотрены требования и процесс подводной прокладки кабеля и кабельных линий напряжением до 220 кВ.
Общие требования к прокладке кабеля через водные преграды
Требования к укладке подводного кабеля предъявляются в зависимости от особенностей водной преграды (глубина, скорость течения воды, особенности дна, химический состав воды и т. д.) и характеристик прокладываемой кабельной продукции. Условия следующие:
• Подводный кабель укладывается на дно водоема таким образом, чтобы на неровных участках трассы он не оказался на весу. Любые возвышенности на дне (гряды камней, отмели и т. д.) устраняются. Если по каким-то причинам сделать этого невозможно, кабель пропускают в обход преградам, либо в них предусматриваются траншеи.
• На мелководных и прибрежных участках, сплавных и судоходных путях кабельной линии на дне водоема проделывается траншея глубиной не менее 1 метра (для маслонаполненных кабелей — 2 метра).
• .jpg)
Расстояние между прокладываемыми кабелями должно составлять не менее 25 см при ширине водной преграды до 100 м. Расстояние между действующими и вновь прокладываемыми кабельными линиями должно составлять 1,25 глубины водоема. При прокладке кабеля параллельно трубопроводу (нефть, газ и т. д.) между кабельной линией и трубами должно быть расстояние в 50 метров.
• На берегах водоема предусматривается резерв кабеля длиной: 10 метров при проходе через реки, 30 метров — при проходе по дну моря. Резервный кабель помещается в береговой кабельный колодец и укладывается восьмеркой (или другим, отличным от кольцеобразного, способом).
• В местах выхода кабельной линии на берег кабель прокладывается в трубе. Причем труба должна заходить в воду на глубину минимум в 1 метр от наименьшего уровня воды.
• При прокладке линии в руслах и берегах водоема, подверженных размыву, кабель должен быть защищен от обнажения путем использования отбойных дамб, плит, шпунтовых свай или других защитных сооружений.
• При наличии риска возникновения механических повреждений кабельная линия должна быть защищена путем устройства на дне траншеи 15–20-сантиметровой песчаной подушки и укладки поверх кабеля мешков с песком и бетонных плит или каменной наброски.
• Подводная прокладка кабеля и кабельных линий также требует использования на берегах водоема знаков, сигнализирующих о наличии кабеля на дне водоема.
Основные моменты укладки подводного кабеля
.jpg)
Укладка подводного кабеля может осуществляться ручным (через мелководные неширокие несудоходные водоемы) и механизированным (во всех остальных случаях) способом. При механизированном способе могут применяться плавучие понтоны, перемещаемые по водоему вдоль стального троса, натянутого на противоположенных берегах. Если использование троса невозможно в данной ситуации, используются буксируемые/самоходные баржи либо самоходные суда.
Вначале процесса прокладки до судна протягивается трос, к которому крепится один конец кабеля. Береговая техника (например, лебедка) тянет кабель в сторону берега. При этом кабель остается всегда на плаву, для чего могут использоваться несколько небольших понтонов или других плавучих средств, располагаемых по всей длине (от судна до берега) кабельной линии. После того как кабель был дотянут до берега, поддерживающие его на плаву средства убираются один за другим.
Далее подводный кабель укладывается на дно водоема при использовании специальной кабелеукладочной техники. Существует 3 основных вида таких машин — ножевые, гидравлические и роторные. Подводные кабелеукладчики также делятся на самоходные и буксируемые типы. В задачу кабелеукладчика входит рытье траншеи на дне водоема и укладка кабеля в нее (оба процесса выполняются одновременно). Кабель в машину подается с понтона или судна. Скорость укладки кабельной линии в среднем составляет около 3 км/ч (скорость зависит от множества факторов — свойства дна, физико-механические характеристики кабеля, технические возможности кабелеукладчика и т. д.).
.jpg)
Укладка по дну мелких водоемов может осуществляться вручную. При глубине до 0,8 м к помощи спецтехники не прибегают вообще, а на глубине от 0,8 до 6 м технику обычно задействуют только для рытья траншеи. Сам процесс укладки кабеля в таких случаях производится бригадой водолазов.
К помощи водолазов также прибегают на начальной и финишной стадии прокладки кабельной линии, когда возникает необходимость в протаскивании кабеля через трубу и его дальнейшей укладке в кабельном прибрежном колодце.
Подводная прокладка кабеля и кабельных линий может осуществляться в зимнее время через обледенелые водоемы. Для этого во льду вдоль трассы проделывают неширокую (порядка 30 см) полынью, в которую затем укладывается кабель. Кабельная траншея, как правило, подготавливается заранее.
Обзорная статья: Подводные кабели для фонтанов и бассейнов
Правильно выбрать питающий кабель — одно из условий долгой и безотказной работы как погружного насоса, так и подводных светильников. Если коммутация погружного насоса или светильника осуществляется в непосредственной близости к месту монтажа, то кабеля, идущего в комплекте с оборудованием (см. тех. характеристики) может хватить, но зачастую расстояние до точки подключения превышает эту длину…
В таком случае можно:
— купить подводный кабель у производителя (это достаточно дорого);
— обратиться к другому поставщику.
При наращивании подводного кабеля, крайне важна герметизация узла коммутации. Для этого используют или термоусадочные муфты с внутренним силиконовым слоем, который при нагреве расплавляется и обеспечивает герметичность соединения, заливные муфты, или разъемные клеммные коробки.
Коротко об этих способах:
— Термоусадочные муфты. Каждая жила обжимается гильзой, места соединений скрываются в небольших термоусадочных трубках (ТУТ). Затем все жилы помещаются в одну большую ТУТ и запаиваются феном;
— Заливные муфты. Для работы с заливными муфтами необходимо быть предельно внимательным к технологии, так как герметизирующий состав может застыть неравномерно и никакой герметичности уже не будет обеспечено;
— Разъемные клеммные коробки. Позволяют коммутировать группы потребителей. Например, если к одному питающему кабелю нужно подключить несколько светильников. Но и эти устройства при сборке необходимо дополнительно заливать специальным герметизирующим составом на силиконовой основе. Ни в коем случае нельзя применять эпоксидные смолы, так, как в процессе застывания они выделяют огромное количества тепла, а также после отвердения узлы коммутации не подлежат ремонту.
Кабель, используемый для питания погружного насоса или подводного светильника, должен обладать следующими характеристиками:
— соответствие ГОСТ Р51777-2001;
— соответствие сечения предполагаемым нагрузкам;
— устойчивость к существующему давлению воды;
— соответствие СанПин при использовании с питьевой водой;
— водонепроницаемость (смотрим сертификат).
3. КВВ-П. Кабель с медными жилами, плоский с разделительным основанием. Изоляция и оболочка — поливинилхлоридный пластикат.
5. КПБК-90. Кабель имеет промышленное назначение (чаще всего — нефтяные скважины). Изоляция и оболочка — полиэтилен, внешняя оболочка — стальная ленточная броня. Устойчив к сильным механическим нагрузкам. Напряжение электросети — до 3,3 кВ. Температура эксплуатации — до +90С. Монтаж — фиксированный.
По воспламеняемости, озоностойкости и маслостойкости соответствует:
Конструктивно кабель H07RNF содержит:
— жилы (DIN VDE 0295 кл. 5, BS 6360 кл. 5, IEC 60228 кл. 5), их маркировка соответствует DIN VDE 0293-308;
— резиновая изоляция жил EI4 (DIN VDE 0207-363-1 / DIN EN 50363-1);
— резиновая внешняя оболочка черного цвета EM 2 (DIN VDE 0207-363-2-1 / DIN EN 50363-2-1);
Технические характеристики кабеля H07RNF:
— соответствует DIN EN 50525-2-21, VDE 0285-525-2-21, BS 7919 IEC 60245-4;
— рабочая температура проводника (допустимое значение): +60 °C;
— номинальное напряжение: U0/U 450/750 В (защищённая прокладка), U0/U 600/1000 В (фиксированная прокладка);
— напряжение при испытаниях: 2500 В;
— предельно допустимые рабочие напряжения (электрические сети трёхфазного и однофазного тока) U0/U 476/825 В, в электрических сетях постоянного тока U0/U 619/1238 В;
— минимальный радиус изгиба: при фиксированной прокладке 4х Ø кабеля, при прокладке через направляющие ролики 7,5x Ø кабеля, при намотке на барабаны 5х Ø кабеля;
— продолжительная нагрузка на растяжение: max 15 Н/мм².
Применение кабелей с ПВХ-оболочкой нежелательно, так как она подвержена быстрому износу от воздействия УФ излучения. Эффективнее и правильнее использование кабеля H07RNF – с прочной резиновой оболочкой.
Подводная укладка кабелей. Как это делается
В начале июля я подготовил интересную для сообщества публикацию о глубоководных кабелях связи, в которой основной упор был сделан на особенности конструкции глубоководного кабеля по сравнению с привычной нам оптикой. К сожалению, очень мало внимания было уделено самому процессу и способам укладки кабеля по дну рек, морей и океанов. Сейчас я хочу исправить эту ситуацию и познакомить вас с краткой информацией о том, как же прокладываются линии связи, в том числе в таких непростых как водная среда условиях.
Но сначала о главном. Об оборудовании
В комментариях к предыдущему материалу возник резонный вопрос, что за черное устройство схематически изображено на гифке, показывающей процесс укладки кабеля? 
Как это ни удивительно, данное устройство называется подводный кабелеукладчик. Исходя из конструкции кабелеукладчики разделяют на несколько типов:
Также существуют и самодостаточные модели на собственном ходу, не требующие буксировки.
Отдельным подтипом является подводный ножевой кабелеукладчик. Закапывать кабель в грунт в прибрежных зонах необходимо для того, чтобы уберечь его от якорей, траллов и прочей человеческой и животной деятельности. Используется данный метод в прибрежных зонах на небольших глубинах. Само устройство двигается по дну на специальных полозьях. Обычный подводный кабелеукладчик прорывает не очень широкую, 0.1 — 0.2 м, и неглубокую,
0.7 м, траншею, в которую закладывается кабель. Само оборудование буксируется судном со скоростью примерно 3 км/ч и связано с ним отдельным кабелем для контроля состояния самого устройства и проводимых им работ.
Роторный кабелеукладчик — это самоходный роторный экскаватор с прицепной тележкой, оборудованной устройствами для погрузки, транспортировки и укладки кабеля. Такой кабелеукладчик используется для прокладки кабеля и в талых, и в мерзлых грунтах. Основное рабочее устройство роторного кабелеукладчика — диск с режущими зубьями. Производительность роторного кабелеукладчика — до 1 км траншеи в день.
Принципиальное отличие конструкции по сравнению с ножевым кабелеукладчиком заключается механизме копания траншеи:
Устоявшееся название такого устройства КВГ — Кабелеукладчик Вибрационный Гидравлический, хотя на самом деле он представляет из себя устройство ножевого типа.
ПГКУ или Подводные Гидравлические Кабелеукладчики используются при прокладке кабелей через реки и другие водные преграды с использованием судов. К, фактически, гидравлическому буру, который представляет собой основную рабочую часть механизма, подключен шланг/труба идущий к насосу, размещенному на судне. На бур подается струя воды под давлением, которая разрыхляет породу и пробивает в грунте траншею для последующей укладки в нее кабеля.
Стоит помнить, что укладка кабеля в грунт под водой необходима только при небольших глубинах. При прокладке кабелей в открытом океане он просто укладывается на дно (глубина до 8 км!), где ничего, кроме морской воды и давления ему не грозит (кроме форс-мажоров в виде сейсмической активности).
Если с закапыванием в землю все понятно, то как протянуть кабель через воду может вызвать ряд вопросов.
Мелкие водные преграды
Под мелкими водными преградами подразумеваются ручьи, небольшие озера, неширокие болота и реки, в том числе горные.
При глубине менее 0.8м к спец. оборудованию не прибегают и производят укладку как и по всей протяженности трассы. При глубине рек от 0.8 до 6.0м используют подводный кабелеукладчик.
Перед прокладкой кабеля производится огромное количество подготовительных работ. Я опущу момент о необходимости подготовки инфраструктуры и получения разрешений, и перейду непосредственно к подготовке перед стартом работы кабелеукладчика. Из проводимых мероприятий можно выделить следующие:
Прогон кабелеукладчика через неширокие (менее 300 м) реки производится при помощи тяги тракторной колонны.
Немалую роль в ходе работ имеет и местность, в которой они проводятся. Например, замерзание водной поверхности и образование толстого слоя льда, способного выдержать людей и колесно-гусеничное оборудование, как это ни удивительно, значительно облегчает процесс, если на данном отрезке необходимо было использовать кабелеукладочные суда (дистанция 400 и более метров). Рабочими делается майна (прорезь во льду), через которую и опускается на подготовленное дно кабель.
Укладка кабеля на дно при использовании судна
Если через неширокие реки протянуть кабель можно используя механизированную технику, расположенную на другом берегу, то для проведения мероприятий по кабелеукладке на широких реках, а так же в прибрежных зонах и открытом море приходится использовать специально оснащенные баржи или суда.
Как говорилось выше, для работ под водой популярностью пользуются гидравлические кабелеукладчики. Это вполне резонно: речное или морское дно более податливо, чем мерзлый грунт или горная порода, и усилия поданной под давлением струи воды будет достаточно для того, чтобы «прорубить» щель в грунте для дальнейшей укладки кабеля.
Стоит заметить, что в траншеи кабель укладывается на глубинах до 1500-2000 м из-за рыболовецкой деятельности и прочих факторов. В подобных ситуациях приходится использовать ножевой принцип укладки или по-простому опускать на дно морское гигантских размеров плуг, который его вспашет и позволит обезопасить кабель от снастей и прочих неприятностей. На больших глубинах по понятным причинам используются мощные, армированные кабели которые просто укладываются на грунт.
Фото плуга, с расчетной рабочей глубиной в 2000 метров
Если в случае малых дистанций используется цельный кусок кабеля, то при прокладке в море расстояния увеличиваются в разы, а погонная длина бухты кабеля ограничена. Плюс ко всему, при передаче сигнала на большие расстояния происходит его искажение и затухание. Для компенсации этих потерь, учитывая конструкцию кабеля описанную в предыдущей статье, в местах сращивания или на других необходимых участках используют усилители сигнала и ретрансляторы. Проблем с питанием не возникает, конструкция оптоволоконного кабеля подразумевает возможность передачи тока от которого и запитывается оборудование размещаемое на дистанции до 150 км друг от друга.
Вот так выглядит усилитель сигнала до установки монтажа, в частичном разборе:
А так он выглядит уже готовый к укладке на дне океана:
Но что делать, если ретранслятор ставить рано, а бухта кабеля закончилась?
Как говорилось выше, ретрансляторы в зависимости от свойств кабеля и обстоятельств укладки могут монтироваться с частотой до 150 км. Современная промышленность позволяет изготавливать и доставлять кабели длинной в среднем 5, а иногда и 25 км, что значительно меньше, чем дистанция расстановки ретрансляторов. В этих случаях конец одной бухты сращивают с новой, а место соединения защищают так называемой стыковочной коробкой (см. пример такой конструкции ниже):
В свою очередь ремонт, например обрыва, уже уложенного кабеля дело не простое, хотя сама процедура схематически весьма банальна. При помощи судна поднимают на поверхность и закрепляют на буй один оборванный конец, потом так же затралливают и поднимают второй конец кабеля. Та часть, в которую проникла под давлением вода отрезают, а для соединения концов используют ремонтный «обрезок» кабеля, специально для этого припасенный. В целом, все выглядит просто и логично: обрезал, зачистил, скрутил, работает. Но масштабы такой «скрутки» поражают, да и к самой укладке она имеет слабое отношение. Если повезет, смогу рассказать об этой процедуре отдельно.
Какие кабели можно прокладывать в воде
Прокладка силового кабеля в воде и сам кабель для воды используются в крайних случаях, когда при пресечении широкого водоема отсутствуют мосты, а прокладка кабельной линии в обход оказывается дороже.
Если водоем несудоходный, то вполне подойдут ПвП (рис.1), ПвП2г, ПвПг, ПвПу, АПвП и другие марки кабеля из сшитого полиэтилена.
Случается, что необходимо проложить кабель в земле с высоким уровнем грунтовых вод, для этого желательно использовать также предназначенный для этих целей кабель для воды марок:СБШв, СБлШв, АСБШв. Кабель укладывается в траншею с песчаной подушкой. Для исключения механических повреждений траншея с кабелем укрывается доской или обозначается сигнальной лентой.
Как осуществляется прокладка кабеля в воде?
Прокладка кабеля может проводится в ручную (в случае, если водное препятствие мелкое) или с помощью плавучего понтона (судоходные реки, моря, океаны). Процесс подводной прокладки кабель достаточно трудоемкий. Вкратце его можно описать так: Плавучий понтон отплывает от берега на расстояние длины кабеля. Баржа транспортирует конец кабеля на берег. С берега кабель, облаченный в металлическую трубу укладывается по дну водного объекта с помощью водолазов или специальной техники. (рис.5) Прокладка кабеля в воде допустима со льда в зимнее время.
Небольшое видео по прокладке кабеля под водой высокотехнологичным современным кабелеукладчиком
