Самонесущие изолированные провода 0,4-1 кВ. Плюсы и минусы

Сейчас наблюдается активное строительство новых и замена старых линий электропередач в распределительных сетях 0,4-1 кВ и 6-20 кВ. Все чаще на этих линиях применяются самонесущие изолированные провода (СИП). Кабельная продукция, применявшаяся при монтаже новых сетей , до последнего времени была сравнительно дешевой, но ненадежной в эксплуатации. Стоимость ремонта порой на порядок превышала первоначальные затраты. Многолетний опыт эксплуатации воздушных линий электропередачи традиционного исполнения, то есть выполненных голыми проводами, показал ряд их существенных недостатков:

повышенную опасность для населения из-за большого числа случаев обрывов проводов;
возможность прикосновения людей к неизолированным проводам и случайных прикосновений негабаритных предметов;
частые отключения ВЛ из-за механических набросов на провода, схлеста проводов при ветре и перекрытии ветвями деревьев;
подверженность гололедно-ветровым воздействиям, приводящим зачастую к авариям и длительным отключениям потребителей;
необходимость регулярного проведения обрезки ветвей деревьев и нанесение вреда деревьям ценных пород.

Средняя повреждаемость линий традиционной конструкции на железобетонных опорах колеблется от 19 до 38 повреждений на 100 км линий в год. В Краснодаре на протяжении последних 4 лет эта аварийность практически стабильна, а причины повреждений следующие:

отсутствие контакта на вводе и на линии – 29%;
перегорание предохранителей – 32%;
обрыв вводов – 32%.

Немного истории … На российском рынке СИП появились как импортная разработка в конце 80-х годов, причем одновременно двумя путями — из Финляндии (фирма Nokia Cables) и из Франции (компания Alkatel). Трудно определить сейчас, кто из этих производителей первым обратил внимание на Россию, да это и не так важно. Главное, что системы СИП у них были разные. И в тех регионах, где эти фирмы вели себя наиболее активно, продвигались соответствующие системы. Чуть позже начало развиваться производство СИП и в России. Пионером стал «Иркутсккабель», но в те годы завод выпускал не до конца отработанный продукт. Лишь с 1997 года «Севкабель», «Иркутсккабель», а чуть позже и «Москабельмет» начали выпускать качественные СИП. Сейчас к установленному этими предприятиями уровню подтягиваются и другие кабельные заводы.В связи с общими положительными потребительскими свойствами СИП наблюдается большая заинтересованность в таких проводах. При относительно небольшом повышении затрат (примерно процентов на 20) по сравнению с неизолированными «голыми» проводами надежность и безопасность линии, оснащенной СИП, повышается до уровня надежности кабельных линий. В рамках реализации перспективной технической политики РАО «ЕЭС России» осуществляется переход предприятий РАО на систему электроснабжения по воздушным линиям с СИП.

Что в плюсе? Надежность самонесущих изолированных проводов складывается из следующих критериев:

провода защищены от схлестывания;
на проводах практически не образуется гололед;
существенно ограничен несанкционированный отбор электроэнергии;
исключено воровство проводов, так как они не подлежат вторичной переработке;
возможно подключение абонентов и новые ответвления под напряжением !;
нет необходимости в вырубке просеки перед прокладкой и в процессе эксплуатации;
простота монтажных работ и соответственно уменьшение сроков их проведения;
высокая механическая прочность проводов и соответственно невозможность их обрыва;
пожаробезопасность, основанная на исключении короткого замыкания при схлестывании;
снижение энергопотерь в ЛЭП за счет уменьшения реактивного сопротивления изолированного провода по сравнению с «голым»;
возможность прокладки СИП по фасадам зданий, а также совместной подвески с проводами низкого, высокого напряжения, линиями связи, что дает существенную экономию на опорах.

Список можно продолжать, но и этого уже достаточно для того, чтобы обосновать безоговорочную необходимость использования СИП. Но здесь-то и возникает сложность, обоснованная тем, что существует слишком широкий выбор систем СИП. Какая из них необходима в каждом конкретном случае?СИП — это скрученные в жгут изолированные провода. При этом изоляция выполнена из светостабилизированного полиэтилена. Понятие общее и охватывает одновременно все системы.

Наибольшее распространение в России сейчас получили две системы СИП: финская АМКА с «голым» несущим нулевым проводом и французская «Торсада» с изолированным несущим нулевым проводом, вокруг которых скручены изолированные фазные провода.Однако в середине 70-х годов прошлого века появилась еще одна, более современная система, разработанная в Германии, в которой отсутствует отдельный несущий элемент, т.е. все фазные и нулевой провод выполняют несущие функции. Нечто подобное такой системе имеется и в «Торсаде», но так выполнены лишь провода абонентского ответвления сечением не более 25 мм 2 . В новой системе подобную конструкцию имеет сам магистральный провод. Парадоксально, но эта система почему-то известна в России как «шведская», еще имеет наименования АLUS, или ЕХ, или Four Core. В качестве основной она используется в Германии, Швеции, Норвегии, Великобритании, Польше, Чехии, Словакии, в Украине. В России наибольшим опытом эксплуатации четырехпроводных систем обладают энергетики Калининградской области, куда провод поступает из Польши с маркировкой AsXn и AsXsn.В Финляндии подобный провод выпускается под маркой АМК-Т. По российской терминологии четырехпроводная система обозначается как СИП-4, СИПс-4, СИПн-4, СИП-2АF или четырехпроводная система.

Система, известная у нас как французская система Torsada (производитель NEXANS), или АМКА-Т, по европейскому гармонизированному стандарту HD 626, или как СИП-2А по российской терминологии, возникла, когда появилась необходимость защитить «голый» несущий провод от влияния корродирующих элементов в воздухе. Это актуально на побережье соленых морей, на территориях с тропическим или близким к нему климатом. В России применение этой системы необходимо лишь на побережье Черного моря.Защита несущего провода в этой системе достигнута тем же изоляционным слоем, что и на фазных проводах. СИП-2А характеризуется тем, что вокруг изолированного несущего нулевого провода скручены изолированные фазные провода. Несущий трос выполнен из алюминиевого сплава высокой прочности. Изоляция выполнена из силанольно-сшитого полиэтилена. Ее температурные характеристики: 90о С в долговременном режиме, 130о С в режиме длительной перегрузки (до 8 часов в сутки) и 250о С в режиме токов КЗ. Высокие температурные параметры изоляции действительно говорят в пользу этого провода. Нагрузить линию в номинальном режиме сложно даже до температуры в 70о С, но высокий уровень токов КЗ действительно важен при перегрузках. Поэтому обязательно нужно выяснить необходимость высокого уровня изоляции для конкретной линии и соотнести с ценовой характеристикой системы. Но для несущего изолированного провода существует наиболее важная и очень сложная проблема – подвеска такого провода на опорах. Дело в том, что вся механическая нагрузка линии ложится на этот самый изоляционный слой. К примеру, несущий провод 70 мм 2 в СИП 3х50+70 имеет разрывную прочность около 20 кН. Соответственно, если нагрузить линию так же, как нагружают «голый» несущий провод, изоляция может разорваться, особенно при монтаже прокалывающих герметичных зажимов с режущими ножевыми зубьями. Понимая это, разработчики проектов вынуждены предусматривать достаточно короткие анкерные пролеты в линиях, причем сами подвесные элементы выполнять значительно меньшей, но нормированной разрывной прочности. При этом, во-первых, линия оказывается перенасыщенной достаточно дорогими анкерными зажимами, а во-вторых, даже при незначительной механической перегрузке или воздействии на провод арматура разрушается, причем на нескольких опорах разом.

СИП-4 - провод без несущего троса, в котором 4 проводника из уплотненных алюминиевых жил равного сечения. Изоляцией в этих проводах является термопластичный атмосферостойкий полиэтилен высокого давления (ПЭВД). Все изолированные проводники скручены между собой, в отличие от СИП-1 и СИП-2, в которых фазные провода скручены вокруг несущего троса. Крепление такого провода осуществляется как в анкерных, так и в поддерживающих зажимах сразу за все 4 провода, поэтому и суммарная разрывная прочность и суммарная допустимая нагрузка в этом проводе больше, чем в несущем тросе проводов СИП -1А и СИП-2А равного сечения. Цена на этот провод меньше, чем на аналогичный провод СИП-1А и СИП-2А за счет того, что цена на алюминий ниже цены на алюминиевый сплав. Упрощается и процесс изготовления провода, т.к. отпадает потребность длительной термической обработке проволок из алюминиевого сплава. Очевидно, что от внедрения провода СИП-4 выиграет как производитель, так и потребитель.

Следует отметить, что при скрутке проводов СИП-4 используется новая технология, обеспечивающая самосброс налипшего мокрого снега и гололеда. Принцип сбрасывания снега основан на нарушении состояния неустойчивого равновесия под действием дополнительной нагрузки от мокрого снега.

Кроме СИП-4 выпускаются совершенно новые марки:

СИПс-4 с изоляцией из сшитого полиэтилена

СИПн-4 с изоляцией из полимерной композиции не распространяющей горение.

Применяемый материал изоляции определяет и свойства проводов и область их применения. Так провода с изоляцией из сшитого полиэтилена марки СИПс-4 обладают большей допустимой температурой на жиле, по отношению к проводам СИП-4 и СИПн-4, что позволяет передавать по ним и большую мощность (примерно на 30%). Более высокая допустимая температура на жиле при коротком замыкании обеспечивают и большую устойчивость проводов СИПс-4 при режиме короткого замыкания. Допустимые температуры проводов сравниваемых марок приведены в таблице:

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎