Elektroenergetyczne i sygnalizacyjne linie kablowe. Projektowanie i budowa

W niniejszej normie w stosunku do uprzedniej i do obowiązujących wymagań w zakresie projektowania i budowy elektroenergetycznych i sygnalizacyjnych linii kablowych wprowadzono następujące uzupełnienia dotyczące:

• nowych konstrukcji kabli,
• zasad mechanicznego układania linii kablowych metodą płużenia,
• wymagań dla kabli układanych mechanicznie,
• wymagań i zasad oznakowania tras linii kablowych za pomocą perforowanych taśm ostrzegawczych,
• wymagań w zakresie stosowania perforowanych płyt z tworzyw sztucznych do ochrony linii kablowej w ziemi,
• koloru rur przepustowych w zależności od napięcia linii kablowej

oraz

• omówiono i wprowadzono wymagania dotyczące materiałów powłok i osłon kabli, w zależności od miejsca i warunków układania kabli,
• wprowadzono możliwość stosowania ciągłego monitoringu cieplnego i ostrzegawczego dla optymalizacji przesyłowej i ochrony linii kablowych,
• wprowadzono nowe odległości i warunki przy układaniu kabli w ziemi,
• uwzględniono uwagi dotyczące stosowania znormalizowanej terminologii,
• uaktualniono i rozszerzono wykaz norm i wytycznych korespondujących.

Norma nie ma odpowiednika w normach międzynarodowych.

1. Wstęp

1.1 Zakres normy

Przedmiotem normy są podstawowe zasady projektowania i budowy elektroenergetycznych i sygnalizacyjnych linii kablowych prądu stałego i przemiennego na napięcie znamionowe ≤ 110 kV oraz wprowadzenie do stosowania nowych rozwiązań i technik w tym zakresie.

Niniejszą normę należy stosować przy projektowaniu, budowie i przebudowie linii kablowych wykonanych kablami elektroenergetycznymi i sygnalizacyjnymi. Norma wyszczególnia podstawowe wymagania dotyczące warunków projektowania i budowy linii kablowych w szerokim zakresie stosowania, a w szczególności w odniesieniu do urządzeń, kabli, osprzętu, materiałów, tras i miejsc układania linii kablowych, oznaczania kabli i tras linii kablowych, a także wielu warunków odległościowych, wymiarowych i technologii budowy. Warunki te służą ustaleniu wspólnych zasad w zakresie instalacji kablowych. Norma nie zawiera wymagań dotyczących projektowania i budowy linii kablowych w podziemiach kopalń, w morzach, na obiektach pływających, na taborze trakcji szynowej i bezszynowej. Normy nie stosuje się w doświadczalnych liniach kablowych.

Stosowanie normy oraz projektowanie i budowa linii kablowych powinny być prowadzone zgodnie z wymaganiami przedstawionymi w ustawach: Prawo budowlane, Prawo ochrony środowiska, ochrony przyrody, Prawo energetyczne oraz zgodnie ze stosownymi rozporządzeniami wykonawczymi, w tym m.in. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, oraz w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy. Norma jest przywołana w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (tekst jednolity aktu ogłoszony w Obwieszczeniu Ministra Inwestycji i Rozwoju z dnia 8 kwietnia 2019 r. Dz.U. 2019 r. poz. 1065).

1.2 Bibliografia (tab. 1.)

1.3 Określenia, definicje

Podane w Normie określenia oraz treści są powiązane z definicjami oraz opisami podanymi poniżej. Inne, niewymienione w punkcie 1.3, są dostępne w bibliografii korespondującej, a przede wszystkim w PN-E-01002 Słowniku terminologicznym elektryki – kable i przewody oraz IEC Publication 50/461 „International Electrotechnical Vocabulery”.

1.3.1 Kabel

Przewód izolowany materiałem stałym, jedno- lub wielożyłowy, w szczelnej powłoce, przystosowany do przesyłania energii elektrycznej lub sygnałów oraz do instalowania w dowolnym środowisku (w powietrzu, w wodzie, w ziemi itd.), zgodnie ze swoim przeznaczeniem i budową. Kabel sygnalizacyjny przeznaczony jest do pracy w elektroenergetycznych urządzeniach kontrolnych, bezpieczeństwa, łączności i sterowania.

1.3.2 Napięcie znamionowe kabla U_n

Napięcie znamionowe kabla określa napięcie nominalne linii, w której może on pracować i dla której został on zaprojektowany, wykonany, przebadany i oznaczony. Napięcie znamionowe kabli jednożyłowych jest określone przez podanie parametrów linii kablowej, w której może on pracować. Kabel najczęściej jest oznakowany przez podanie napięcia fazowego (U₀), międzyprzewodowego (U) i maksymalnego linii (U_m), np. dla linii 110 kV: 64/110(123) kV.

1.3.3 Linia kablowa

Linię kablową tworzy kabel wielożyłowy, kabel jednożyłowy lub kable jednożyłowe w układzie jednofazowym (jednobiegunowym) lub wielofazowym albo kilka jedno- lub wielożyłowych kabli połączonych równolegle łącznie z osprzętem, ułożonych na wspólnej trasie i łączących urządzenia elektryczne jedno- lub wielofazowe albo jedno- lub wielobiegunowe. Długość linii kablowej odpowiada długości najdłuższego kabla linii łączącego punkt zasilania z punktem odbioru (rozdziału) energii lub sygnału.

1.3.4 Napięcie znamionowe linii kablowej

Napięcie znamionowe linii kablowej (Un) oznacza napięcie nominalne sieci elektroenergetycznej lub sygnalizacyjnej (napięcia międzyprzewodowe w przypadku prądu przemiennego lub międzybiegunowego w przypadku prądu stałego), w której zbudowana i zainstalowana linia kablowa może pracować. Napięcia znamionowe kabli i osprzętu powinny być równe lub większe odpowiadającym napięciom linii kablowej.

1.3.5 Trasa linii kablowej

Pas terenu lub przestrzeń, gdzie jest ułożona i przebiega jedna lub więcej linii kablowych.

1.3.6 Osprzęt elektroenergetycznej linii kablowej

Zbiór urządzeń i elementów przeznaczonych do mocowania, łączenia, rozgałęzienia lub zakończenia kabli, np. mufy, głowice, złączki, końcówki, uchwyty, opaski. Głowice i mufy kablowe są integralnymi elementami linii kablowej o parametrach zdefiniowanych w specyfikacjach technicznych osprzętu i linii.

1.3.7 Odległość, odstęp

Odległość jest to długość odcinka łączącego wybrane punkty w przestrzeni. Odstęp to najmniejsza odległość między dwoma przedmiotami, obiektami lub np. dwoma kablami (odległość w świetle).

1.3.8 Odległość pozioma

Odstęp między dwoma rzutami przedmiotów lub innych obiektów na płaszczyznę poziomą.

1.3.9 Odległość pionowa

Odstęp między dwoma rzutami przedmiotów lub innych obiektów na płaszczyznę pionową.

1.3.10 Skrzyżowanie

Miejsce na trasie linii kablowej, w którym jakakolwiek część rzutu linii kablowej na płaszczyznę odniesienia (najczęściej poziomą) przecina lub pokrywa jakąkolwiek część rzutu innej linii kablowej lub innego obiektu podziemnego albo naziemnego lub przeszkód naturalnych na tę samą płaszczyznę. Skrzyżowanie jest to miejsce, gdzie trasa przedmiotowej linii kablowej krzyżuje (przecina) się z trasą innej linii kablowej lub innego obiektu liniowego.

1.3.11 Zbliżenie

Miejsce na trasie linii kablowej, w którym odległość pozioma między linią kablową a inną linią kablową, urządzeniem podziemnym lub drogą komunikacyjną itp. jest mniejsza niż odległość nominalna lub dopuszczalna dla danych warunków ułożenia, bez stosowania przegród lub osłon zabezpieczających i w którym nie występuje skrzyżowanie. Zbliżenie występuje wtedy, gdy odstęp między przedmiotową linią kablową a innym obiektem lub linią jest mniejszy od wartości dopuszczonej przez normę lub określonej w projekcie dla konkretnych wymagań oddziaływania, np. pola magnetycznego.

1.3.12 Osłona linii kablowej

Konstrukcja przeznaczona do ochrony kabli/linii kablowych przed uszkodzeniem spowodowanym działaniem czynników zewnętrznych, w tym środowiskowych. Rozróżnia się następujące rodzaje osłon:

1. przykrycie – osłona ułożona nad kablem;
2. przegroda – osłona ułożona wzdłuż kabla, oddzielająca go od sąsiedniego kabla lub innych urządzeń;
3. osłona otaczająca – osłona wokół kabla, dzielona lub niedzielona, np. rura przepustowa, rura ochronna, kanalizacja kablowa;
4. osłona otwarta – osłona kabla z jednej, dwóch lub trzech stron.

Osłony mogą być wykonane z różnych materiałów stałych (metal, beton, tworzywa sztuczne). Kształt osłon i zastosowane materiały powinny zapewnić odpowiednią ochronę mechaniczną i środowiskową. Obecność osłon może wpływać na obciążalność prądową długotrwałą linii kablowych i powinna być brana pod uwagę w obliczeniach projektowych.

1.3.13 Pomieszczenie kablowe

Przestrzeń w obiekcie budowlanym przeznaczona do ułożenia kabli w celu ich rozprowadzenia do urządzeń elektrycznych.

1.3.14 Kanał kablowy

Kanał w obiekcie budowlanym może być wykonany w stropie, podłodze, przykrywany płytami zdejmowalnymi, przeznaczony do układania w nim kabli, nieprzystosowany do przemieszczania się obsługi w jego wnętrzu. Kanał kablowy to obudowane wgłębienie w ziemi, przykryte osadzanymi na obramowaniu zbrojonymi płytami, przystosowanymi do utrzymania dużych ciężarów, np. pojazdów mechanicznych.

1.3.15 Kanalizacja kablowa

Ułożony w ziemi zestaw zintegrowanych przepustów (rur), najczęściej w postaci bloku, np. betonowego, umożliwiający ułożenie w nich kabli oraz wielokrotną wymianę czy naprawę, bez potrzeby naruszania zewnętrznej powierzchni użytkowej, np. drogi. Stosowane są kanalizacje kablowe o różnych sposobach scalania w określone bloki, np. z wykorzystaniem tworzyw sztucznych. Liczba rur (przepustów) w kanalizacji kablowej powinna przekraczać liczbę aktualnie instalowanych kabli o co najmniej 1 przepust. W miejscach rozgałęzień, zmiany poziomu lub kierunku trasy kanalizacji kablowej umieszcza się studnie kablowe. Wykorzystanie kanalizacji kablowej wymaga przeliczenia obciążalności prądowej linii kablowej.

1.3.16 Tunel kablowy

Tunel przeznaczony do układania w nim kabli i przystosowany do przemieszczania się obsługi w jego wnętrzu.

1.3.17 Szyb kablowy

Obudowane przejście łączące więcej niż dwie kondygnacje obiektu budowlanego, przeznaczone do ułożenia w nim kabli.

1.3.18 Estakada kablowa

Konstrukcja nadziemna przeznaczona do układania kabli oraz instalacji i urządzeń technologicznych.

1.3.19 Drabinka kablowa

Konstrukcja wsporcza w formie drabinki, przeznaczona do układania kabli.

1.3.20 Korytko kablowe (osłona otwarta lub otaczająca)

Konstrukcja nośna typu półka w postaci elementu o co najmniej trzech ścianach pełnych lub ażurowych, przeznaczona do układania kabli. Korytko kablowe może być wykonane z metalu lub tworzywa sztucznego. Zaleca się, aby co najmniej dno i pokrywa korytka były ażurowe lub perforowane.

1.3.21 Studnia kablowa

Pomieszczenie podziemne dla elementów linii kablowych, ułatwiające ich montaż i nadzór nad eksploatacją.

1.3.22 Ściana oddzielenia przeciwpożarowego

Przegroda typu ściana, z drzwiami przeciwpożarowymi, służąca do podziału tunelu lub pomieszczenia kablowego na strefy pożarowe, wykonana z materiałów gwarantujących szczelność oraz izolacyjność ogniową przez określony czas.

1.3.23 Przegroda przeciwpożarowa

Przegroda typu ściana z otworem (np. przełazowym), bez drzwi, wykonana w strefie pożarowej tunelu lub kanału kablowego, służąca do ograniczenia rozprzestrzeniania się pożaru w obrębie jednej strefy, wykonana z materiałów niepalnych.

1.3.24 Ognioodporny zespół kablowy

Kabel posiadający cechę ognioodporności wraz z jego konstrukcją nośną i osprzętem, posiadający atest wydany przez certyfikowaną jednostkę badawczą, gwarantującą podtrzymanie funkcji, którą ma pełnić zespół kablowy przez wymagany czas w czasie pożaru.

1.3.25 Osłona trudno zapalna

Osłona niepodtrzymująca płomienia w temperaturze pożaru, tzn. gasnąca z chwilą odsunięcia płomienia.

1.3.26 Wykopowe i bezwykopowe metody układania kabli w ziemi

Tradycyjną i powszechnie stosowaną metodą budowy linii kablowych w ziemi jest ułożenie kabli w uprzednio wykopanym rowie kablowym o określonych wymiarach, a następnie zasypanie rowu wraz z infrastrukturą kablową ziemią rodzimą lub innym wypełnieniem o ustalonych właściwościach fizycznych. Układanie linii w rowie kablowym wymaga, aby powierzchnia dna i odkryta przestrzeń były wystarczające dla wykonania prac instalacyjnych przez pracowników budowy. Prace związane z układaniem kabli w rowach kablowych mogą być w dużej części zmechanizowane. Dla rozszerzenia możliwości budowy linii kablowych w ziemi stosowane są również tzw. bezwykopowe metody układania i budowy linii kablowych. Metody te zasadniczo wykorzystują oprzyrządowanie i urządzenia pozwalające na mechaniczne przygotowanie i ułożenie linii kablowej na całej lub części trasy linii, bez potrzeby wykonywania rowu kablowego czyli wykopu. Do metod tych możemy zaliczyć wykonanie przecisków, przewiertów sterowanych, przewiertów poziomych i mikrotunelowania, nie stawiając praktycznie ograniczeń co do długości i głębokości ich wykonania oraz ułożenia linii (pkt 1.2 Bibliografia).

Do układania bezwykopowego należy również metoda płużenia, czyli czasowego wykonania szczeliny (bruzdy) w ziemi, w celu ciągłego układania linii kablowej na dnie szczeliny, z postępującym zasypywaniem. Metoda płużenia pozwala na znaczne ograniczenie – w porównaniu do tradycyjnej metody układania linii w rowie kablowym – liczby pracowników zaangażowanych przy budowie i znaczne skrócenie czasu budowy linii kablowej. Ma szczególne zastosowanie: umożliwia budowę linii na terenach rolniczych i leśnych na głębokościach do ok. 2 m i o długościach przekraczających 1 km. Płużenie i układanie kabli, taśm ostrzegawczych i osłon wykonuje się za pomocą tzw. pługo-układaczy.

1.3.27 Wypełnienie kontrolowane rowu kablowego

Termin dotyczy wypełnienia rowu kablowego podczas i po zainstalowaniu linii kablowej. Rów kablowy można wypełnić ziemią rodzimą lub innym materiałem zasypowym, pod warunkiem że rezystywność cieplna tych materiałów będzie odpowiednio mała i jej skład nie będzie powodował uszkodzenia kabli podczas eksploatacji. Najczęściej są to mieszanki składników ziemi, mułu, piasku i żwiru o różnych wymiarach i zawartości. Ważną rolę odgrywa obecność wapienia i gęstość ubicia. Stosuje się mieszanki piasku z cementem do kontrolowanego wypełnienia rowu obejmującego warstwę wokół ułożonej linii kablowej, np. betonitu. Rezystywność cieplna wypełnienia kontrolowanego bardzo zależy od zawartości wody.

Ogólnie parametry wypełnienia kontrolowanego powinny być zbliżone do parametrów ziemi rodzimej i są stosowane w szczególnie niekorzystnych w przypadkach, np. obecności gruzu lub w razie potrzeby poprawy odprowadzania ciepła w otoczeniu zakopanej linii kablowej.

1.3.28 Betonit

Betonit należy do materiałów stosowanych jako wypełnienie kontrolowane rowów kablowych. Betonit to zestalona mieszanina piasku i cementu, otaczająca bezpośrednio kable elektroenergetyczne linii kablowej i stanowiąca częściowe wypełnienie rowu kablowego o ustabilizowanych właściwościach cieplnych i mechanicznych. Materiałem wyjściowym betonitu jest mieszanina piasku o różnym granulacie i cementu w proporcji 14:1 (objętościowo) lub 18–20:1 (wagowo). Mieszanina ta dostarczana jest na plac budowy w stanie mokrym. Odpowiednio ubita (około 1,6–1,7 t/m3), po czasie tworzy zestaloną warstwę betonitu. Rezystywność cieplna betonitu w stanie wysuszenia powinna być mniejsza od 1 K∙m/W. Zestalony betonit można rozkruszyć, aby odsłonić kable linii kablowej w celu ich przemieszczenia lub naprawy. Rezystywność cieplna betonitu podczas eksploatacji, w stanie wysuszenia, często zawiera się między 0,6–0,8 K∙m/W i jest korzystna dla zwiększenia obciążalności prądowej długotrwałej.

1.3.29 Bentonit kablowy

Bentonit kablowy jest mieszaniną naturalnych i neutralnych dla środowiska surowców o kontrolowanym przemiale. Materiał ten służy do wypełnienia rur, osłon otaczających kable – w celu zwiększenia obciążalności prądowej kabli umieszczonych w rurach oraz ustabilizowania ułożenia kabli. Materiał wyjściowy jest dostarczany na plac budowy w stanie wysuszonej mieszaniny, a po upłynnieniu wodą – wpompowany do rur otaczających, wypełnia wszystkie wolne przestrzenie wewnątrz rury z kablem podczas budowy linii. Bentonit kablowy zestala się podczas eksploatacji linii. W razie konieczności, np. podczas usuwania awarii, materiał ten można wypłukać strumieniem wody, umożliwiając wyciągnięcie kabla z rury. Rezystywność cieplna zestalonego bentonitu kablowego w stanie wysuszenia nie powinna być większa od 1,5 K∙m/W. Płuczka bentonitowa budowlana nie jest bentonitem kablowym.

1.3.30 Badania odbiorcze linii kablowej

Zestaw prób i pomiarów, dla których określone są jednoznaczne kryteria ich oceny, pozwalające na stwierdzenie, czy wybudowana lub przebudowana/remontowana linia kablowa spełnia ustalone wymagania i może być oddana do eksploatacji. Badania odbiorcze napięciowe, badania odporności na działanie napięcia, są przeznaczone głównie do wyeliminowania wad grożących przedwczesnym przebiciem linii kablowej w okresie pierwszych 5 lat eksploatacji. Wady te najczęściej mają charakter wad mechanicznych powstałych podczas transportu oraz budowy i instalacji linii kablowej (np. uszkodzenie żyły roboczej i izolacji na skutek nadmiernego, gwałtownego zgięcia kabla).

1.3.31 Badania diagnostyczne i eksploatacyjne

Zestaw prób i pomiarów wykonywanych doraźnie lub okresowo (zgodnie z przyjętą przez właściciela linii instrukcją odbioru i eksploatacji). Badania diagnostyczne wykonuje się w celu określenia stanu technicznego linii oraz wykrycia wad linii powstałych w trakcie jej eksploatacji lub naprawy. Wybór metody i prowadzenie badań diagnostycznych muszą brać pod uwagę stopień ich zagrożenia dla żywotności badanej linii kablowej. Po badaniach diagnostycznych, w razie wątpliwości co do warunków wykonania i wyników tych badań, powinny być wykonane badania odbiorcze linii kablowej w zakresie prób napięciowych izolacji kabli. Wyniki badań diagnostycznych powinny pozwolić na ocenę stanu technicznego danej linii i umożliwić porównanie ze stanem innych linii kablowych.

1.3.32 Pozostałe określenia

Pozostałe określenia podano w literaturowych materiałach korespondujących (pkt 1.2. Bibliografia) i w literaturze przedmiotowej.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!