Kabelių pasirinkimas, jų standartų ir konstrukcijų parinkimas yra esminis aspektas bet kuriame elektros energijos perdavimo ir instaliacijos projekte. Dėl šių priežasčių svarbu pateikti rekomendacijas projektavimo ir rangovinėms organizacijoms, parenkant kabelius, jų standartus bei konstrukcijas. Tinkamas kabelio parinkimas yra investicija į elektros sistemos patikimumą ir saugumą. Neužtenka tik iškasti duobę ir joje pakloti elektros kabelį - būtina laikytis reikalavimų dėl slėgio, gylio, tinkamai paruošti žemę ir užpildyti dokumentus.
Reglamentavimas ir standartai
Kabelių tiesimo darbus mūsų šalyje reglamentuoja keli svarbūs teisės aktai ir techniniai reikalavimai. Statybos produktų reglamentas (CPR - Construction Products Regulation) - tai Europos Sąjungoje išleistas įstatymų rinkinys, kuriame nustatyti statybos produktų rinkodaros Europos Sąjungoje suderinti įstatymai yra pagrindinis atspirties taškas pasirenkant statybos produktus, tarp jų ir kabelius. Reglamentas yra taikomas visiems statybos produktams, skirtiems nuolatiniam montavimui pastatuose ir bendriesiems statybos darbams. Kalbant apie kabelius, šie teisės aktai yra taikomi visiems elektros ir montavimo kabeliams, valdymo, telekomunikacijų ir duomenų perdavimo kabeliams. Elektros linijų ir instaliacijos įrengimo taisyklės (Nr. 1-309) nustato konkrečios instaliacijos, kabelių klojimo atstumus, medžiagas ir eksploatacinius reikalavimus.
Žemiau nurodyta ištrauka iš LR Energetikos ministro 2017 m. gegužės 22 d. Nr. Elektros kabeliai, vadovaujantis Lietuvos standartu LST EN 13501-6:2014 „Statybos gaminių ir statinio elementų klasifikavimas pagal atsparumą ugniai. 6 dalis. Taip pat svarbus standartas yra LST EN 50575 „Galios, valdymo ir ryšių kabeliai“, susijęs su reakcija į ugnį. Rinkdamiesi kabelį, projektuotojai ne tik laikosi normatyvų, bet ir vertina ilgalaikės eksploatacijos perspektyvas - energijos nuostolius, ilgaamžiškumą, galimą ateities plėtrą.
Kabelių degumo klasės (Euroklasės)
Statybos produktų reglamentas apima septynias saugos klases nuo A iki F, kur A reiškia nedegų produktą, o F - produktą, kurio reakcijos į ugnį savybės yra nenurodytos. Remiantis šia klasifikacija, kabeliai dažniausiai yra skirstomi į B, C, D ir E degumo klases. Kabelių degumo klasės (Euroklasės) parenkamos atsižvelgiant į statinio rizikos lygį. Pavyzdžiui, evakuacijos keliams nurodoma ne žemesnė nei Cca klasė.
Papildomuose kriterijuose nustatomi reikalavimai:
- išmetamų dūmų kiekiui (anglų kalba - „smoke“, vertės s1, s2, s3);
- degimo metu susidariusiems liepsnojantiems lašeliams (anglų kalba - „droplets“, vertės d1, d2, d3);
- degimo metu išmetamų dūmų rūgštingumui bei elektrolitiniam laidumui (anglų kalba - „acidity“, vertės a1, a2, a3).
Kuo didesnė vertė (s3, d3, a3), tuo blogesnis rezultatas.
Ugniai atsparūs kabeliai ir jų paskirtis
Gaisrinės saugos inžinerinių sistemų maitinimui turi būti naudojami ugniai atsparūs kabeliai pagal LST EN 50200 arba LST EN 50362 standartą, kurie užtikrintų tokių sistemų darbą ne trumpiau kaip 60 min. Pasirenkant kabelius kartais klaidingai manoma, kad ugniai atsparius kabelius galima tiesti ypač karštose vietose. Tai netiesa, nes ir tokiems kabeliams yra nustatyta maksimali darbinė temperatūra, kuri dažniausiai panašėja į paprastų kabelių temperatūrą. Ugniai atsparaus kabelio užduotis yra užtikrinti, kad gaisro metu tam tikrą laiką nenutruktų elektros grandinės veikla.
Kabelio nedegumas pasiekiamas taikant skirtingas medžiagas bei konstrukcijas, ir visi kabelyje esantys plastikai gaisro metu gali sudegti. Naudojant ugniai atsparų kabelį būtina pritaikyti ir atitinkamus kabelių raiščius - netgi paprastos metalinės kabelių kopėčios gaisro metu gali neatlaikyti kabelių apkrovos, nekalbant apie plastikinius jų raiščius.
Svarbiausi kabelio pasirinkimo kriterijai
Pasirenkant kabelį, pirmiausiai reikia žinoti, kam jis skirtas ir ko tikimasi pasiekti naudojant tą kabelį. Paskui būtina įvertinti aplinką, kurioje bus tiesiamas kabelis. Labai svarbu tiek parinkti tinkamą kabelio tipą, tiek laikytis jo tiesimo reikalavimų. Esminiai kriterijai yra šie:
- Medžiaga: Vario laidininkas vis dar yra populiariausias pasirinkimas dėl gerų pralaidumo savybių. Aliuminis - pigesnė alternatyva, mėgstama didelės galios sistemose. Vartotojams ir užsakovams žinotina, jog aliuminio laidininkų amžius dėl žemesnės lydimosi temperatūros arba įkaitimo ir trapumo yra trumpesnis, aliuminis mažiau atsparus vibracijai, įtrūkimams ir lūžiams. Varinių gyslų laidumas didesnis, tokiam pat laidumui užtikrinti reikalingas mažesnis laidų skerspjūvis nei aliuminio, variniai laidininkai ilgaamžiškesni ir elastingesni, lankstesni. Pasirinkimas tarp aliuminio ir vario laidininkų dažniausiai priklauso nuo kabelio ilgio; aliuminio kabeliai yra pigesni.
- Kabelio skerspjūvis: Būtinas apskaičiavimas atsižvelgiant į apkrovą, atstumą, montavimo būdą. Minimalus leistinas skerspjūvis negarantuoja ilgaamžiškumo - rekomenduojama imti didesnį skerspjūvį atsargai. Požeminį įvadinį kabelį praktiškai rekomenduojama kloti šiek tiek didesnio skersmens nei reikia, nes ateityje gali prireikti didesnės galios.
- Degumo klasė (Euroklasė): Tai ypač svarbu viešos paskirties objektams bei evakuaciniams išėjimams.
- Montavimo aplinka: Aplinkos įvertinimas lemia kabelio tipo pasirinkimą.
Kabelio struktūra ir izoliacijos tipai
Kabelio izoliacija - tai medžiaga, kuria dengiami kabelio laidininkai arba gyslos. Išorinis apvalkalas - danga, esanti virš kitų kabelio dangų, sauganti kabelį nuo drėgmės ir mechaninių pažeidimų. Išorinės kabelių dangos gali būti guminės, polivinilchloridinės (PVC), polietileninės (PE), behalogeniai mišiniai (HF) arba kitų plastiko rūšių. Statybinių instaliacinių kabelių išorinė PE dangos izoliacija yra pritaikyta standartinėms situacijoms.
Kabelio struktūra apima:
- Kabelio apsauginė danga arba išorinis apvalkalas;
- Vielinių laidų ekranas - elektros lauko kontrolei;
- Izoliacinis sluoksnis - izoliuoja laidininką.
Kabeliais, izoliuotais XLPE medžiaga, gali tekėti didesnė srovė, nes XLPE kabelių leistina laidininkų įšilimo temperatūra yra +90 °C, o PVC izoliuotų kabelių ši temperatūra yra iki +65-+70°C. Eksploatacijos metu svarbu, kad kabelio gyslų ar laidininkų darbinė temperatūra neviršytų šių ribų, antraip tai gali būti kabelio suirimo priežastimi. Darbinė temperatūra viršijama, kai laidais perduodama elektros srovė viršija leistinąją, tai didina įšilimo temperatūrą. Kuo didesnė elektros srovė, tuo daugiau išsiskiria šilumos ir atitinkamai kyla laidininkų ir kabelio temperatūra.
Dėl to kabeliu su XLPE izoliacijos laidais galima perduoti daugiau elektros energijos lyginant su tokio pat skerspjūvio PVC kabelio laidais. XLPE izoliacija pasižymi geresnėmis mechaninėmis bei temperatūrinėmis charakteristikomis: didesniu tąsumu, didesniu pailgėjimu ir atsparumu smūgiams, todėl esant aukštai temperatūrai (iki +90 °C) ji neištirpsta ir neskilinėja. Be to, trumpojo jungimo sąlygomis XLPE izoliacija vieną sekundę gali atlaikyti iki +250 ºC laidininko temperatūrą, o didžiausia PVC kabelių laidininko temperatūra vieną sekundę gali būti iki +160 ºC, ir tai turi didesnį pranašumą avarinėmis sąlygomis.
Atsparumas šalčiui
Kita vertus, patartina atkreipti dėmesį į kabelio atsparumą šalčiui, kadangi kabelio naudojimo temperatūra yra susijusi ne tik su jo tiesimu, bet ir su transportavimu. Užtenka kelias valandas kabelį palaikyti speige, ir kabelio plastikai gali virsti labai trapiais. Jeigu šaltyje paliktą kabelio ritinį nerūpestingai įmesite į automobilio bagažinę arba ant kabelio ritinio netyčia nukris net nesunkus daiktas, gali nutikti taip, kad ir nepastebėjus kabelio pažeidimo, jis bus pažeistas. Taip pat vertėtų atkreipti dėmesį į kabelius, kurių šalis gamintoja yra ne Šiaurės Europoje, nes Centrinėje bei Pietų Europoje dažnai naudojamos kitos medžiagos, kurių atsparumas šalčiui nėra toks didelis.
Kabelių tiesimo ypatumai ir saugumo reikalavimai
Prieš tiesiant kabelį, būtina turėti aiškų statinio ir tinklo projektą, suderintus leidimus, suprasti trasos išplanavimą ir atitikti visus būtinus reikalavimus. Požeminis elektros energijos kabelis yra saugesnis ir patikimesnis energijos perdavimo būdas nei oro linijos, kurias dažnai pažeidžia gamtos stichijos. Be to, urbanizuotoje teritorijoje požeminiai kabeliai netrukdo kelių tiesimui, statybai, vizualiai nematomi ir negadina kraštovaizdžio. Pagal instaliacijos vietą visi kabeliai skirstomi į oro linijų, požeminius, povandeninius, potinkinius; dalis kabelių yra universalūs, pritaikyti naudojimui lauke, viduje, po žeme. Požeminiams kabeliams naudojami žemos įtampos kabeliai (0,6-1 kV), vidutinės (iki 42 kV) ir aukštos įtampos kabeliai (nuo 52 kV).
Tranšėjos kasimas ir kabelių klojimas
Numatoma požeminio kabelio tiesimo linija pažymima žemės paviršiuje ir pagal ją kasama tranšėja. Kabelio gylis po žeme priklauso nuo kabelio įtampos ir jo tiesimo vietos. 6-10 kV įtampos kabelio įvadui į pastatą iki 5 m ilgio atstumu tranšėjos gylis privalo būti ne mažesnis kaip 0,5 m. Po gatve ar keliu iki 35 kV įtampos kabeliai turi būti tiesiami ne mažesniame gylyje nei reglamentuoja kelių techniniai reglamentai (dažniausiai tai 1,5 m). 110-400 kV įtampos kabeliams turi būti ne mažesnis kaip 1,5 m. Ariamoje žemėje 0,4-35 kV kabeliai turi būti tiesiami ne mažesniame kaip 1 m gylyje. Žemės darbai atliekami vadovaujantis statybos techniniu reglamentu STR 1.07.02:2005 "Žemės darbai".
Iškasus numatyto gylio tranšėją, jos dugne supilamas smėlio sluoksnis, kuris apsaugo kabelį nuo įmirkimo, jei gruntas drėgnas. Paklotas kabelis užpilamas maždaug 10 cm storio smėlio sluoksniu. Jeigu į tą pačią tranšėją reikia pakloti kelias kabelių linijas, siekiant sumažinti įkaitimo poveikį, tarp jų paliekamas apie 30 cm tarpas. Atstumas tarp kabelių užtikrina, kad gedimas, įvykęs viename kabelyje, nepažeistų gretimo kabelio. Klojant kabelius dar reikia paruošti kilpas, vengti daryti aštrius kampus ir laikytis instrukcijų, kaip kloti po gruntu ar vamzdynais, nes jos šiek tiek skiriasi.
Atliekant žemės darbus, būtina užtikrinti, kad kasimo metu bus žinoma, kur yra jau įrengtos požeminės kabelių linijos. Jeigu darbai vykdomi už sklypo ribų, leidimus žemės darbams vykdyti išduoda miesto, rajono savivaldybės. Taip pat reikalinga signalinė juosta ir kitos apsaugos. Po kabelio klojimo (tiesimo) atliekami izoliacijos matavimai bei parengiama papildoma dokumentacija. Tik patvirtinus šiuos dalykus kabelis įteisinamas ir pripažįstamas tinkamu naudoti.
Kabelių žymėjimas ir apsauginiai vamzdžiai
Vienfazių kabelių fazinio laidininko izoliacija žymima ruda, raudona arba juoda spalva, nulinis laidininkas - mėlyna spalva. Trifazio kabelio laidininkai žymimi: 1 fazė (L1) - ruda spalva, 2 (L2) - juoda, 3 (L3) - pilka, nulinis - mėlyna, įžeminimas - geltonai žalia arba žaliai geltona.
Požeminiam kabeliui pravesti apsauginis vamzdis arba gofra yra būtini elektros kabelių ir laidų apsaugai nuo mechaninių pažeidimų, suspaudimo ir aplinkos poveikio. Gofruoti vamzdžiai, vadinamosios gofros, ir lygiasieniai vamzdžiai parenkami pagal LST EN 61386-24 standartą, jie būna įvairių spalvų ir skersmens. Tiesa, lauko apsauginių vamzdžių spalva gali būti ir kitokia, standarto nėra, būtina pasitikrinti instaliacinio vamzdžio paskirtį, mechaninį atsparumą, taip pat atsparumą smūgiams, drėgmei. Reiktų atkreipti dėmesį, kokio mechaninio stiprio arba atsparumo yra gofruotas arba lygus kabelio vamzdis. Lauko sąlygomis reikėtų, kad šis rodiklis būtų ne mažesnis nei 450 N/5 cm, bet tai priklauso nuo kabelio vietos ir galimų apkrovų - gali reikėti ir didesnio atsparumo. Po važiuojamąja dalimi naudojamas 750 N/5 cm vamzdis. Vamzdžių atsparumo smūgiams klasė turėtų būti ne žemesnė kaip N, nerekomenduojama L (Light) klasė, nes užkasant tokį vamzdį jį gali pažeisti didesnis akmuo. Lauko instaliacijos kabelių vamzdžiai gaminami iš polipropileno, sutankinto polietileno; dirbant šaltuoju metų laiku reiktų vengti PVC vamzdžių, nes šaltyje jie tampa trapūs.
Standartų svarba ir saugus kabelių pasirinkimas
Tiek PVC, tiek XLPE kabeliai turi atitikti LST HD 603 arba LST HD 604 standartus. Tuo svarbu įsitikinti, nes dažnai kabelio pasirinkimą lemia kaina. Paprastai pigesni kabeliai atkeliauja ne iš ES šalių, kur gamintojams neprivalu laikytis standartų. Palyginę tokio pat tipo skirtingų gamintojų kabelius ir pamatę, jog skiriasi kabelių srovės apkrovos bei kaina, daugelis linkę pirkti pigesnius ir didesnių srovės apkrovų kabelius. Rinkoje būna tokio paties tipo ir skerspjūvio kitų gamintojų kabelių, kurių srovės apkrova nurodoma net 490 A. Tačiau retai kas atkreipia dėmesį, kad nenurodomas kabelio standartas. Tokie gamintojai naudoja kitas kabelio srovės apkrovos sąlygas, pavyzdžiui, didesnę laidininko gyslos temperatūrą grunte. Lyg ir nemeluoja, bet europinis standartas didinti kabelio temperatūros daugiau nei +65°С neleidžia. Ar toks pigesnis ir didesnės apkrovos kabelis bus patikimas? Kol naujas, jis kurį laiką veiks, tačiau, susidarius ekstremalesnėms sąlygoms, gali įvykti gedimas.
Patarimas paprastas - viso kabelio technologinis gamybos standartas turi būti nurodytas kiekvieno kabelio techniniame aprašyme ir/arba atitikties deklaracijoje, priimtoje ES šalyse. Neretai pateikiami trečiųjų šalių standartai ir deklaracijos. Atitiktis normatyvams yra svarbiausias dalykas, nes užtikrina kabelių saugumą. Tad kabelių tiesimo darbus tinkamai gali atlikti tik kvalifikaciją turintys specialistai. Prieš gaunant patvirtinimus, rangovas privalo turėti ir pateikti tokius dokumentus kaip: medžiagų sertifikatai, kabelių testai, montavimo aktai. Jeigu būtų nukrypimų - juos reikia ištaisyti, nes vėliau dėl jų atsiranda gedimų rizika arba problemų su draudimu, gali kilti ir teisinių konfliktų.
Modernūs sprendimai kabelių pasirinkimui: CableApp
Siekdama palengvinti tinkamo kabelio pasirinkimą, „Prysmian Group“ savo rinkai pateikė ir nemokamą įrankį - programėlę CableApp. Programėlė atsižvelgia į keletą skirtingų veiksnių ir, be minimalaus techninio sprendimo, pateikia naudingų patarimų, kaip sutaupyti pinigų ir sumažinti išmetamą CO2 kiekį, panaudojus didesnį kabelio skerspjūvį.
Norint rasti tinkamą kabelio skerspjūvį, programėlėje reikia įvesti kabelio srovę (A) arba galią (kW). Pagal įtampos tipą apskaičiuojama srovės galia ir atvirkščiai, todėl programėlę galima naudoti srovei arba galiai įvertinti. Kabelio ilgio reikia norint įvertinti įtampos nuostolius. Apskaičiavus nuostolius, galima sužinoti, kiek energijos galima sutaupyti naudojant didesnio skerspjūvio kabelį ir kiek sumažėja CO2 emisija. „CableApp“ - profesionalus ir lengvai naudojamas įrankis, kuris padeda pasirinkti tinkamiausius kabelių sprendimus, priklausomai nuo projekto ir įrengimo tipo. Programėlė apskaičiuoja optimalų variantą ir pateikia naudingų patarimų, kaip sutaupyti pinigų ir sumažinti išmetamą CO2 kiekį. Programėlėje patalpintos kabelių nuotraukos ir techniniai dokumentai. Taip pat galite naudotis ir papildomomis funkcijomis, pavyzdžiui: tiesiogine sąsaja su produktų katalogu, spausdinimu arba dalijimusi skaičiavimo rezultatais.
Atliekant metinių santaupų skaičiavimus atsižvelgiama į šių parametrų prielaidas: energijos sąnaudos, vidutinė naudojimo procentinė dalis ir išmetamo CO2 kiekis. Juos galite keisti nuostatose. „CableApp“ siūlo skerspjūvį pagal kabelių grupę. Jei skerspjūvis turi būti didesnis nei maksimalus šiai kabelių grupei nustatytas skerspjūvis, programėlė pataria lygiagrečiai naudoti daugiau nei vieną kabelį.
Dažniausios klaidos kabelių instaliacijos procese
Nors kabelių tiesimas atrodo paprastas procesas, jame galima padaryti daug klaidų, kurios vėliau gali sukelti rimtų problemų:
- Neturimas esamų tinklų planas arba nepakankamai tikslus jų žymėjimas: Netinkamai parengtas arba nuodugniai neišnagrinėtas sklypo planas gali privesti prie kabelio pažeidimų kasimo metu. Tada, dėl savavališkų veiksmų teks kompensuoti ESO ir kitų vartotojų patirtus nuostolius.
- Nepakankamas kabelio skerspjūvio pasirinkimas: Jei pasirinktas per mažas skerspjūvis - atsiranda didesnė įtampa, generuojama daugiau šilumos ir sutrumpėja tinklo tarnavimo laikas.
- Netinkamai parenkama kabelio vieta: Kabelis gali būti nutiestas per arti konstrukcijų, be apsaugos, be kilpos.
- Netinkami laidininko sujungimai: Tai gali sukelti koroziją ir perkrovas.
- Nepakankama dokumentacija ir bandymai: Po montavimo neparengti testavimo aktai ar geodezinės nuotraukos vėliau gali komplikuoti kabelių eksploataciją ar draudimo išmokas.
Naiviausia būtų galvoti, kad turėdami daug laiko, noro ir jėgų bei šiek tiek žinių, kabelius galite tiesti patys. Tačiau profesionalai už darbų kokybę atsako ir neatitiktis privalo ištaisyti, o štai jūs turėtumėte viską dengti iš savo kišenės.
tags: #kabeliu #techniniai #duomenys