Прокладка кабельной линии 110 кВ⁠⁠

Предыдущий пост про завод по производству высоковольтного кабеля был принят с интересом, некоторым коллегам (а может и не только коллегам - энергетикам) стало интересно, как же прокладывается высоковольтный кабель. Высоковольтным в этом посте я буду называть кабель напряжением 110 кВ, бывает и меньше и больше - например, известный "крымский энергомост" частично состоит из кабелей напряжением 220 кВ, но ниже речь пойдет именно про 110 кВ

Дискламер: я не проектировщик, не монтажник, не писатель. Фактически, я лишь пару раз участвовал в надзоре за строительством таких линий. Посему сразу прошу понять и простить, если что ;)

Сначала повторю свою же картинку с пояснением, зачем нужен кабель 110 кВ:

Дело в так называемой "охранной зоне" ЛЭП (линии электропередачи). Для воздушной ЛЭП это участок по 20 метров влево и вправо от проекции крайних проводов на землю. То есть, для ВЛ 110 кВ нужен "коридор" шириной около 50 метров. В то же время для подземных кабельных линий (КЛ) охранная зона - один метр влево и вправо от крайнего кабеля. То есть, зачастую достаточно пятиметрового "коридора" (иногда и меньше, иногда - больше). Кабельная линия стоит намного дороже, чем воздушная, но найти в городах 50-метровый "коридор" для новой ЛЭП мягко говоря, сложно (чаще невозможно), а вот 5-метровый всё же проще.

Другая причина - снова земля. Некоторые богатые собственники земли покупают у собственника существующей воздушной линии услугу "выноса" воздушной линии в кабель (была ВЛ, становится КЛ) ради получения территории в городе.

Теперь к теме. Конечно, первое и главное, с чего начинают создание новой линии (не считая заключения договоров, формирования задания и т.п.) - это разработка проекта. Эта часть работы очень важна, очень ответственна, наверное, далеко не всем интересна, да и я, повторюсь, не так близок к теме проектирования, чтобы подробно описать этот процесс. Если писать коротко, то при проектировании кабеля проектировщик решает несколько задач - выбирает сам кабель (в том числе и производителя), кабельную арматуру (кабельные муфты), определяет условия прокладки кабеля (важны даже такие детали, как будут проложены фазы - в линию или собраны в "треугольник"), согласовывает будущую трассу кабеля, в том числе, с другими собственниками подземных коммуникаций, рядом с которыми будет проходить КЛ или которые она будет пересекать. Сразу могут решаться вопросы с собственниками земельных участков, под которыми будет проходить КЛ (далеко не каждый согласиться, чтобы на его участке был закопан высоковольтный кабель). Проектировщик же готовит сметы, то есть, определяет стоимость работ.

Проект согласовывается со всеми, кого касается, в том числе, с заказчиком процесса и эксплуатирующей организацией, после этого утверждается и отдается в работу.

Далее выбирается генподрядчик и начинается строительство.

Сначала готовится трасса. Очень грубо говоря - копается траншея. В местах пересечений оживленных дорог, как правило, делают "прокол" или ГНБ (производят "горизонтальное направленное бурение")

Суть ГНБ (картинка из и-нета, как выяснилось, есть где-то на Пикабу):

Буровая машина (слева на картинке) начинает бурение вправо. При первом проходе идет бурение (бур на буровой штанге), его направлением и глубиной управляет специалист. Управление необходимо для того, чтобы сделать "прокол" заданного профиля и не попасть в другую коммуникацию - бур просверлит её на "раз-два", так, например, при одном бурении подрядчики "пробили" трубу водоотвода диаметром 800 мм. Им точно не указали, на какой глубине проходит труба, указав только что "где-то тут, внизу", подрядчик начал бурение, ну и попал точно в цель ("попал" можно указать и в кавычках, так как ущерб был семизначный).

Если объяснять очень просто и сжато, то процесс ГНБ идет так: пройдя по заданной траектории, бур выходит наружу, где к нему (со второй стороны "прокола") прикрепляют трубы, используемые в данном переходе. Буровая головка возвращается обратно к бурильной машине, затягивая за собой трубы (если переход длинный, трубы стыкуются или свариваются прямо перед затяжкой в "прокол"). Иногда для заполнения пустот (между внешней стенкой трубы и землей) используют бентонит (глина такая), кто-то, говорят, использует полимеры (я таких бурильщиков не встречал). Иногда вообще ничем не заполняют пустоты (в итоге возможны обвалы разной степени серьезности) - всё зависит от проектировщика и серьезности или жадности бурильщиков.

Технология ГНБ затратная, поэтому везде где возможно стараются выкопать трассу стандартным способом - с помощью экскаватора (лопатами сейчас почти не копают). Но и здесь бывают сложности. Пара реальных примеров, с которыми столкнулись наши подрядчики:

1. Трасса кабеля должна была пройти по городской территории, но на этой территории находилась автостоянка. Несанкционированная. С "крышей". И когда возникла необходимость начать работы, "братва" пригнала на "стрелку". "Полиция? Администрация? Кто такие? Идите лесом." Короче, подрядчик решили вопрос сам, как именно - не знаю (могу только предположить, что пришлось заплатить за временное сокращение площади стоянки). Но решили.

2. По проекту одна из существующих опор ВЛ 110 кВ должна была реконструироваться. Но находилась она в месте очень плотной (нежилой) застройки, поставить рядом новую опору было просто нереально. Было принято решение - поставить чуть дальше новую опору ВЛ, перевести провода ВЛ на неё, затем демонтировать старую опору и на её месте поставить новую. Да, это всё было предусмотрено в проекте, но не решен вопрос согласования с собственником территории, на которой надо было ставить эту временную опору. Согласовывали и договаривались долго - точно больше месяца. Но всё же решили, снова подрядчик.

После того, как подготовлена траншея, готовят "подушку" (т.е. то, на что кладут кабель). Для низковольтных кабелей и кабелей среднего напряжения обычно используют простой слой песка (как правило, высотой 150 миллиметров). Но кабели 110 кВ обычно хотят обезопасить от "случайного дебила", который может их повредить при несогласованных земляных работах, для этого такие кабели кладут в железобетонные коробы (как на самом первом фото). Но справедливости ради скажу, что от ГНБ такой короб не защитит (слышал уже о таком случае). А вот экскаваторщика, скорее всего, он остановит (точнее, даст ему понять, что дальше копать не нужно). В такие короба также подсыпают "подушку", но, опять же, для кабелей 110 кВ это не всегда песок, у нас для этого использовали песчанно-гравийную смесь из-за того, что у неё более эффективное охлаждение кабеля и, соответственно, большая пропускная способность кабеля, он лучше переносит перегруз, а сигнальную функцию защиты вместо ярко желтого песка будет выполнять верхняя бетонная крышка лотка.

Когда трасса кабеля готова, начинают раскладку жил (или фаз). Серьезные производители кабеля присылают на этот процесс своего шеф-инженера, который контролирует процесс прокладки кабеля (в первую очередь для того, чтобы снизить риск повреждения кабеля или зафиксировать, что дефект произошел не по вине производителя, а из-за подрядчика. Я уже писал, что цена ошибки (ремонта поврежденного кабеля 110 кВ) исчисляется миллионами рублей, так что все командировочные расходы шеф-инженера со стороны производителя себя окупают. Собственно, вся работа шеф-инженера состоит в том, чтобы следить за подрядчиками и тем, чтобы они не "накосячили" (намеренно или по ошибке).

Поскольку сеть у нас трехфазная, а кабель 110 кВ выпускается только в однофазном исполнении (про трехфазный кабель на 110 кВ я не слышал ни разу), нужно проложить минимум три кабеля (у нас всегда было 6 кабелей - для двух цепей ЛЭП). Вот по одной "нитке" (фазе) трассу и раскладывают. Сначала в нужном месте (обычно определенном проектом) ставят на домкраты кабельный барабан (домкраты нужны, чтобы поднять барабан и вытягивать с него кабель, медленно раскручивая). Вот фотка кабельного барабана на домкрате из и-нета:

По трассе расставляют ролики (для того, чтобы кабель не терся, не деформировался и не повреждалась его оболочка, они ставятся и по трассе и на поворотах трассы). Протягивают трос по всей длине кабеля (обычно на барабане намотано 700 +/- метров кабеля). Дальний от барабана конец троса присоединяют к лебедке (достаточно автомобильной), причем присоединяют его через динамометр (иногда даже записывающий показания для фиксации соответствия требованиям). Затем на кабель надевают чулок (на фото выше - сетка на конце кабеля справа-снизу), цепляют второй конец троса и начинается растяжка кабеля. Вот, кстати, фото процесса (снова из и-нета):

На фото видна пара роликов (по которым идет кабеля, чулок и кабельщики как раз сейчас аккуратно (как мне кажется) заводят конец кабеля в трубу (скорее всего, выполненную ГНБ).

Да, ребята на фото выглядят не суперски, грязь - неизбежная особенность их профессии. [Тут было что-то, что некоторыми людьми воспринималось как провокация, хотя такой цели у меня не было]. К лову, на сколько мне известно, кабельщики, работающие с кабелем 110 кВ зарабатывают очень неплохо).

Весь процесс прокладки производится с использованием радиостанции. Пара монтажников находится у барабана и контролирует его размотку (притормаживая вращение барабана при необходимости), кто-то контролирует лебедку (обычно по показаниям динамометра) и ещё кто-то контролирует ход кабеля по трассе, идя по мере движения вместе с чулком для того, чтобы убедиться, что он идет как надо, не слетел с направляющих роликов (или, например, вручную завести кабель в трубу как на фото выше). Иногда ещё ставят наблюдателей на особых участках трассы (например, на каком-то повороте). У всех участников и наблюдателей есть рация, как только что-то пошло не так - сразу идет сообщение, лебедку останавливают и разбираются с причиной остановки.

Таким образом разматывают барабан за барабаном, пока не проложат все запланированные проектом отрезки. Затем кабель аккуратно укладывается на трассе (в лотках) и если по проекту он должен лежать треугольников - его скрепляют обычными пластиковыми стяжками (как на самом первом фото).

Ещё один важный момент - после прокладки проверяют длины остатков кабеля. Дело в том, что на концах кабельной трассы будут ставится концевые заделки (муфты), причем иногда эти муфты поднимаются на самый верх опоры ВЛ 110 кВ, так что нужен запас. Ошибка здесь - это снова миллионные потери.

Если материал интересен, продолжение (про муфты и окончание монтажа) следует.

Баянометр ругался на пару картинок - мою из прошлого поста и на картинку ГНБ.