Самонесущие изолированные провода для воздушных линий электропередачи - Статьи :: Международный Электротехнический Журнал Электрик
Рубрика

Техника и технологии

14730
Самонесущие изолированные провода для воздушных линий электропередачи

Самонесущие изолированные провода (СИП) представляют собой многожильные провода для ВЛ, содержащие изолированные жилы и несущий элемент, предназначенный для крепления или подвески провода. Токоведущие жилы таких проводов выполняют из круглой медной или алюминиевой проволоки, а изолирующую оболочку – из резины или полихлорвинилового (ПВХ) пластиката – бесцветной, прозрачной пластмассы или термопластичного полимера винилхлорида. ПВХ-пластикат отличается химической стойкостью к щелочам, минеральным маслам, многим кислотам и растворителям. Он не горит на воздухе, обладает достаточно высокой (плюс 65°C) нагревостойкостью.

В настоящее время повсеместно в России и на Украине наблюдается активное строительство новых и замена в старых ВЛ напряжением 0,4...1,0 кВ и 6...20 кВ неизолированных оголенных проводов на СИП. Такие линии принято называть ВЛИ (ВЛ с изолированными, а точнее, с самонесущими изолированными проводами) в отличие от традиционных ВЛ с неизолированными проводами.

Характерные примеры ВЛИ показаны: на помещенном в начале этой статьи фото, на котором монтер, находящийся на такой линии, производит замену оголенных проводов на СИП. На рис.1 показан монтаж на линии как оголенного алюминиевого провода марки АС, так и провода СИП-3 на железобетонных опорах марки СВ-110. На рис.2 показан монтаж на ответвительной анкерной опоре ВЛИ 10 кВ, установка концевых траверсов ТМ-6 и подвесных стеклянных изоляторов ПС-70, а также натяжка проводов СИП-3.

В Советском Союзе СИП впервые появились в конце 1980-х годов как две независимые, конструктивно отличающиеся между собой импортные разработки: одна финская (фирма Nokia Cables), а другая французская (компания Alkatel). Несколько позже производство СИП начало также развиваться и в России: сначала на «Иркутсккабеле», а затем, начиная с 1997 г., на «Севкабеле», еще позднее на «Москабельмете», освоившем выпуск высококачественных СИП. Приблизительно в это же время происходило освоение выпуска СИП и на кабельных заводах Украины.

В связи с общими положительными потребительскими свойствами СИП, которые подробно будут охарактеризованы далее, в настоящее время наблюдается большой интерес в оснащении этими проводами ранее построенных ВЛ с неизолированными проводами, в особенности ВЛ 0,4...1 кВ. Многолетний опыт строительства и эксплуатации таких ВЛ с неизолированными проводами наглядно продемонстрировал их недостаточную надежность, для повышения которой требуется постоянно разрабатывать дорогостоящие меры по сокращению количества аварийных отключений таких линий, а также нести высокие эксплуатационные расходы. В то же время при сравнительно небольшом (примерно на 20...30%) повышении затрат по сравнению с традиционными ВЛ с неизолированными проводами надежность ВЛИ удается повысить практически до уровня надежности подземных кабельных линий (КЛ) [1].

 

Краткая характеристика основных типов СИП

СИП, предназначенные для применения на ВЛИ с подвеской на опорах или фасадах зданий и сооружений, имеют климатическое исполнение УХЛ, категории размещения 1, 2 и 3, в атмосфере II и III типа по ГОСТ 15150-69. Конструктивное исполнение основных типов таких проводов схематически показано на рис.3, где обозначено:

а – СИП-1 и СИП-2;

б – СИП-1А и СИП-2А;

в – СИП-3;

г – СИП-4 и СИП-5;

1 – фазная алюминиевая токопроводящая жила, многопроволочная, уплотненная;

2 – нулевая несущая жила из алюминиевого сплава ABE или сталеалюминиевая, многопроволочная, уплотненная (СИП, изготовленный с изолированной несущей (удерживающей) нулевой жилой, маркируется буквой «А»);

3 – изоляция, выполненная либо из светостабилизированного термопластичного полиэтилена (LDPE) – для проводов СИП-1, СИП-1А, СИП-4; либо из светостабилизированного сшитого полиэтилена (XLPE) – для проводов СИП-2, СИП-2А, СИП-3, СИП-5.

Таким образом, наиболее распространенными типами СИП являются:

• СИП-1, СИП-1А – провода самонесущие с алюминиевыми фазными токопроводящими жилами, изолированные светостабилизированным термопластичным полиэтиленом, с нулевой удерживающей жилой, изготовленной из сталеалюминиевого или алюминиевого сплава высокой прочности.

Благодаря применению несущего троса, изготовленного из высокопрочного алюминиевого сплава, прочность ВЛИ, оснащенной СИП-1, настолько высока, что абонент всегда получает электроэнергию, а провода всегда остаются наверху, вплоть до крайне редкого (менее 1,5% случаев повреждения проводов) слома опоры.

• СИП-2, СИП-2А – провода самонесущие с алюминиевыми фазными токопроводящими жилами, изолированные светостабилизированным сшитым (а не термопластичным, как СИП-1 и СИП-1А) полиэтиленом, с нулевой удерживающей жилой, изготовленной из сталеалюминия или из алюминиевого сплава высокой прочности.

Система СИП-2А – это, по существу, известная в РФ и на Украине французская система Torsada (производитель NEXANS) или АМКА-Т, которая возникла тогда, когда появилась необходимость защитить несущий оголенный провод от влияния коррозионных элементов в воздухе, что особенно актуально на побережье соленых морей или на территориях с тропическим климатом (для РФ и Украины – на побережье Черного моря). Требуемая защита несущего провода в этой системе достигается применением того же изоляционного слоя, что и на фазных проводах.

• СИП-3 – провод самонесущий с алюминиевой токопроводящей жилой и стальным сердечником, изолированный светостабилизированным сшитым полиэтиленом (для ВЛ 10–35 кВ).

• СИП-4 – провод самонесущий с алюминиевыми токопроводящими жилами, изолированный светостабилизированным термопластичным полиэтиленом, с фазными и нулевой удерживающей жилами.

• СИП-5 – провод самонесущий с алюминиевыми токопроводящими жилами, изолированный светостабилизированным сшитым полиэтиленом, с фазными и нулевой удерживающей жилами.

Провода типов СИП-1, СИП-1А, СИП-2, СИП-2А сечением от 16 до 120 мм2 предназначены для электросетей напряжением до 1 кВ частотой 50 Гц. Районы по гололеду и ветровым нагрузкам – с I по YII и особый.

Провода типа СИП-3 – высоковольтные СИП сечением от 50 до 120 мм2, рассчитанные на рабочее напряжение до 20 кВ частотой 50 Гц, предназначены для ВЛИ, строящихся в лесных массивах, находящихся в районах по гололеду и ветровым нагрузкам с I класса по IY класс. Оснащение этими проводами ВЛИ позволяет уменьшить ширину просеки при прохождении линии по лесным массивам, поскольку конструкция таких проводов обеспечивает бесперебойную эксплуатацию высоковольтной линии даже в случае падения деревьев на провода или их схлестывания, что совершенно невозможно для аналогичных линий с неизолированными проводами марок А и АС.

Значения основных технических характеристик вышеуказанных типов СИП приведены втабл.1 и табл.2 соответственно.

Следует отметить, что различия между проводами СИП-4 и СИП-5 такие же, как и между проводами СИП-1(1А) и СИП-2(2А), то есть в изоляции СИП-4 применяется термопластичный светостабилизированный полиэтилен, а в СИП-5 – силанольно-сшитый светостабилизированный полиэтилен с соответствующими термическими характеристиками. Кроме того, провода СИП-4 и СИП-5, отличающиеся повышенной надежностью, на 30% дешевле, чем аналогично выбранные по сечению провода с несущим нулевым проводом.

 

Основные преимущества ВЛИ по сравнению с ВЛ, оснащенными неизолированными проводами

К числу таких преимуществ, существенно повышающих надежность электроснабжения потребителей и удешевляющих строительство ВЛИ, можно отнести следующие:

• Высокая надежность ВЛИ в обеспечении потребителей электроэнергией.

• Резкое (до 80%) снижение эксплуатационных затрат, вызванное высокой надежностью и бесперебойностью энергообеспечения потребителей, а также отсутствием необходимости в широких просеках для прокладки ВЛ в лесных массивах и расчистки просек в процессе эксплуатации линии.

• Возможность осуществления на ВЛИ совместной подвески на опорах проводов с разным уровнем напряжения и проводов телефонных линий, что дает существенную экономию на опорах.

• Исключение случаев возникновения на ВЛИ КЗ между проводами фаз или на землю, а также опасности возникновения пожаров в случае падения проводов на землю благодаря тому, что поверх токопроводящих жил СИП наложена полимерная защитная изоляция, исключающая КЗ между проводами при схлестывании и снижающая вероятность замыкания на землю.

• Высокая безопасность обслуживания ВЛИ, достигаемая вследствие отсутствия риска поражения электрическим током в случае прикосновения к фазным проводам, находящимся под напряжением, а также высокая безопасность выполнения различных работ вблизи таких линий.

• Отсутствие или незначительное обрастание гололедом и мокрым снегом изолированной поверхности проводов СИП, вызванное тем, что полимерная изоляция является не полярным диэлектриком, и он не образует ни электрических, ни химических связей с контактирующими с ним веществом в отличие, например, от ПВХ.

• Существенное уменьшение затрат на монтаж ВЛИ, связанное с возможностью прокладки СИП по фасадам зданий в условиях городской застройки, применением более коротких по высоте (не выше 4 м) опор по сравнению с высокими (6 м) опорами традиционных ВЛ, отсутствием изоляторов и дорогостоящих траверс (для ВЛИ-0,4 кВ). Кроме того, простота выполнения монтажных работ на ВЛИ значительно сокращает сроки ввода таких линий в эксплуатацию.

• Снижение потерь в проводах ВЛИ из-за уменьшения более чем в три раза реактивного сопротивления изолированных проводов по сравнению с неизолированными.

• Сокращение объемов аварийно-восстановительных работ на ВЛИ по сравнению с аналогичными по классу напряжения ВЛ с неизолированными проводами.

• Значительное снижение несанкционированного отбора электроэнергии на ВЛИ, а также случаев воровства на таких линиях проводов, так как они не подлежат вторичной переработке.

Этот список основных преимуществ ВЛИ далеко не полный. Его можно еще продолжить, однако указанных в нем преимуществ, безусловно, уже достаточно для обоснования безоговорочной необходимости оснащения ВЛ проводами СИП, следует лишь грамотно применять наиболее подходящие их типы в каждом конкретном случае.

Отметим также, что среди множества безусловных преимуществ СИП для ВЛИ по сравнению с традиционными ВЛ с изолированными проводами можно выделить для объективности и некоторые недостатки:

• незначительное (примерно на 20...30%) увеличение стоимости прокладки ЛЭП с использованием СИП по сравнению с использованием традиционных неизолированных проводов марок А и АС;

• пока еще недостаточная готовность отечественных энергосистем к переходу на ВЛИ, связанная с отсутствием информации, нормативной документации, инструментов, а также персонала, подготовленного к выполнению работ на ВЛИ.

 

Технологические особенности ВЛИ, оснащенных СИП

ВЛИ напряжением до 1 кВ представляют собой ВЛ, выполненные на опорах с применением железобетонных, деревянных или металлических стоек. С помощью специальной арматуры, отдельные детали которой показаны на рис.4, к таким опорам подвешиваются СИП, крепление которых к опорам осуществляется в основном с помощью крюков, бандажных лент и других металлоконструкций, а также поддерживающих и натяжных зажимов, а их соединения и ответвления – с помощью соединительных и ответвительных зажимов.

Кроме линейной арматуры, на ВЛИ могут также устанавливаться сопутствующие элементы: устройства для подключения переносных заземлений, мачтовые рубильники с предохранителями, ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН), патроны для плавких предохранителей и др.

Разработаны, прошли успешные испытания и в настоящее время широко применяются системы герметичных соединителей с прокалыванием изоляции СИП. Применение технологии прокола изоляции существенно повысило безопасность работы под напряжением, исключив при этом необходимость снятия изоляции с провода, что позволило упростить и ускорить монтаж соединителей. Одним из главных преимуществ такой технологии является то, что при ее применении алюминий проводов жилы не подвергается окислению перед монтажом контакта, и, кроме того, соприкасающаяся с соединителем поверхность не нуждается в предварительной зачистке. Благодаря большому контактному давлению и отличному внедрению в контактной точке технология прокола оказалась инновационным решением [3 ссылка на Нов эл-ки].

С целью существенного повышения надежности ВЛИ в условиях эксплуатации при различных погодных условиях работоспособность герметичных соединителей перед их применением на линии испытывается в самых тяжелых условиях окружающей среды:

• монтаж и эксплуатация – при низких температурах;

• гарантированная герметичность – испытанием соединителя напряжением 6 кВ в течение 30 мин при его погружении в воду на глубину 30 см;

• испытания на климатическое старение – воздействием на соединитель в течение 6 недель влаги, колебаний температур, ультрафиолетового облучения и др.

 

Технико-экономическое сравнение показателей ВЛ с неизолированными проводами и ВЛИ с СИП

Учитывая тот факт, что воздушные линии с СИП получают все большее распространение на территории России и Украины, в табл.3 на основе данных, приведенных на сайте www.eti.su/articles/kabel-i-provod/kabel-i-provod_583.html, дано сравнение некоторых технико-экономических показателей ВЛ с неизолированными проводами и ВЛИ с СИП.

Сопоставление приведенных в табл.3 технико-экономических показателей ВЛ с неизолированными проводами и ВЛИ с СИП показывает неоспоримые преимущества ВЛИ с СИП.

 

Литература

1. Шаманов Д. Самонесущие изолированные провода 0,4–10 кВ. Плюсы и минусы различных систем // Новости электротехники. – 2002. – №2 (14).

2. Поршерей Ж., Маркелов И. Эволюция технологии соединителей, прокалывающих изоляцию // Новости электротехники. – 2002. – №2 (14).

Понравилась статья? Расскажите друзьям!
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ
comments powered by Disqus