Логотип компании

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

ТЕМА НА СЕГОДНЯ- СИП!

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

СИП 2 и СИП 4.

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 мм². 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.

СИП-2А

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 мм² 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

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:

№ п/п	Режим эксплуатации	Допустимая температура нагрева токопроводящих жил, °С
		СИП-4; СИПн-4	СИПс-4
1.	Нормальный режим	70	90
2.	Режим перегрузки продолжительностью до 8 ч. в сутки, но не более 1000 ч. за весь срок службы	80	130
3.	Короткое замыкание с протеканием тока к.з. в течение до 5с	135	250

   Сшитый полиэтилен обладает стойкостью к продавливанию и сохранению формы изоляции даже при температуре 130°С, а изоляция из термопластичного полиэтилена при сдавливании начинает терять форму и свои электрические и механические параметры при температуре выше 85°С.

  При преимуществах технических параметров провод СИПс-4 обладает ориентировочно на 20-25% большей стоимостью. Поэтому выбор остается за потребителем.

  Провод СИПн-4 применяется в условиях с повышенными требованиями по пожарной безопасности:

-         для вводов в жилье дома и промышленные постройки;

-         при прокладке по стенам домов и зданий;

-         в зонах с повышенной пожарной опасностью.

  Технические параметры провода СИПн-4  соответствуют параметрам провода СИП-4.

Если выбор провода СИПн-4 определяется исходя из требований пожарной безопасности, то выбор между проводами марки СИП-4 и СИПс-4 – только исходя из экономических соображений.

  Мировая практика подтверждает равное право на жизнь проводов как с изоляцией из термопластичного полиэтилена (провода СИП-4), так и проводов с изоляцией из сшитого полиэтилена (провода марки СИПс-4).

Прочность
Как уже было сказано, в рассматриваемой системе отсутствует несущий провод, а подвеска СИП на ВЛ осуществляется за все проводники одновременно, что повышает прочность всей линии. Напомню, что прочность СИП определяется сложением прочности всех его проводов. И СИП-4х50 имеет прочность около 28 кН, что почти в полтора раза выше, чем у СИП 3х50+70 с несущим проводом сечением 70 мм². Это связано с тем, что все проводники четырехпроводной системы выполнены из алюминия, в то время как в системах с несущим нулевым проводом несущая способность провода определяется использованием алюминиевого сплава.
Допустимая нагрузка для проводов типа СИП-4х50 составляет 6 кН против 3,15 кН для СИП 3х50+70, то есть больше практически в два раза, что позволяет существенно увеличить длину пролетов.

Электрические параметры
По электрическим параметрам различные системы практически ничем не отличаются друг от друга, за исключением сечений фазных и нулевого проводников. В системе с несущим проводом нулевой проводник у некоторых производителей может быть меньшего сечения, чем фазные провода. Этим нарушаются правила эксплуатации российских электрических сетей, в которых сказано, что нулевой проводник должен быть либо такого же сечения, как и фазные провода, либо больше. В четырехпроводной системе сечение всех проводников всегда одинаково.

Надежность
За весь период эксплуатации СИП в России, по нашим данным, подобного не происходило, но зарубежный опыт показывает, что в системах с несущим нулевым проводом при определенных ситуациях возможна потеря нулевого провода, так как на него приходится вся механическая нагрузка. А потеря «нуля» в сети может привести к абсолютно непредсказуемым последствиям, особенно плачевным для дорогостоящего оборудования потребителя. Именно поэтому для повышения надежности линии некоторые предприятия, имеющие подобное оборудование, например, операторы сотовой связи, применяют СИП с повторным «нулем».
Такими же механическими нагрузками в четырехпроводной системе провод разрушить невозможно в связи с его высокой прочностью. Кроме того, особенности крепежа провода на ВЛ не позволяют разрушиться только одному из проводников. Может произойти обрыв только всего жгута. Тем самым исключается возможность потери отдельно нулевого провода.

Экономические характеристики
Четырехпроводная система экономически выгоднее в эксплуатации и дешевле в производстве. При изготовлении провода не требуется специальное достаточно дорогостоящее оборудование для процесса переработки сплава, у него значительно меньше материалоемкость по алюминиевому сплаву и полиэтилену. При этом не требуется перенастройка оборудования для разных типов материалов и сечений, как это происходит с алюминиевым сплавом.
В результате цена на такие провода процентов на 30 ниже аналогичных по сечению с несущим нулевым проводом.

Арматура
Современные системы подвески проводов на ВЛ достаточно широко предлагаются на российском рынке практически всеми известными иностранными производителями линейно-сцепной арматуры. Однако полный необходимый перечень линейной арматуры и приспособлений для монтажа СИП производит и продает в России только наша компания.

Монтаж
В процессе монтажа четырехпроводной системы на ВЛ нет необходимости выделять на весу несущий нулевой провод для последующего закрепления в арматуре – весь жгут просто закрепляется в зажимах. Исключена возможность довольно распространенного брака при монтаже, когда монтер, по ошибке не отличив несущий провод от фазных, подвешивает жгут за один алюминиевый фазный провод, тем самым значительно ухудшая механическую прочность провода.
Также при использовании четырехпроводной системы облегчается монтаж, поскольку возможна раскатка жгута без монтажных роликов, что неприменимо в системе с несущим проводом.
Осложнения при применении четырехпроводной системы могут возникнуть только при монтаже угловой промежуточной анкерной опоры, на которой традиционно монтируются два анкерных зажима. Монтаж такой конструкции, к сожалению, затруднен без разрезания провода, но сейчас эта проблема разрешима использованием поддерживающего зажима, допускающего угол поворота линии на 90°.

В результате вышесказанного можно сделать вывод, что линии с применением СИП-4 наиболее прочны, надежны в эксплуатации и монтаже, наиболее выгодны чем широко применяемый СИП-2А!

Кому не выгоден СИП-4?

-только тем , кто производит и продвигает более дорогостоящие, но менее надежные марки СИП, для потребителя же это существенная разница!

© «Битрикс», 2001-2005