Самонесущие изолированные провода для распределительных сетей низкого и среднего напряжений. Эксплуатационные характеристики проводов отечественного производства
 
Кабельно-проводниковая продукция и аксессуары

Самонесущие изолированные провода для распределительных сетей низкого и среднего напряжений. Эксплуатационные характеристики проводов отечественного производства

Воздушные линии электропередачи, выполненные с применением изолированных и защищенных проводов, обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с традиционными линиями из неизолированных проводов. Эти преимущества проявляются, прежде всего, в повышении качества энергоснабжения. Обеспечивается высокая электробезопасность, высокая эксплуатационная надежность, а также снижение трудоемкости монтажа линий и снижение эксплуатационных затрат.

Преимущества новых линий электропередачи обеспечили быстрое развитие производства изолированных и защищенных проводов на предприятиях кабельной промышленности России и СНГ и устойчивый в течение 10 лет спрос на этот вид продукции. В настоящее время промышленное производство СИП освоено на 20 кабельных заводах, в том числе на 12 заводах России.

Среди лидеров производства, осуществляющих основной объем выпуска проводов, следует указать предприятия фирмы «УНКОМТЕХ» — «Иркутсккабель» и «Кирскабель», предприятия «Севкабель-Холдинг», заводы «Людиновокабель», «Электрокабель», «Камский кабель» и «Самарская кабельная компания», на долю которых приходится около 79% общего объема производства. На долю предприятий СНГ приходится 20.8 % объема выпуска СИП. Это предприятия Украины, Беларуси и Казахстана (рис. 1).

Объемы производства и реализации на рынке изолированных и защищенных проводов в 2008 году по данным Ассоциации «Электрокабель» составили 74000 км, в том числе в России выпуск СИП составил 59000 км. В течение последних 6 лет это наиболее динамично развивающееся производство, темп роста выпуска продукции составляет 145-200% и даже при общем спаде объемов выпуска кабельной продукции, производство СИП сохранило прирост объемов в 2008 году по сравнению с 2007 г. Устойчивый спрос на этот вид продукции сохраняется и в 2009 году (рис. 2).

В 2005 году была сформирована национальная нормативная база для производства изолированных и защищенных проводов. Был разработан национальный стандарт ГОСТ Р «Провода изолированные и защищенные для воздушных линий электропередачи» (ГОСТ Р 52373-2005). Наличие нормативной документации на выпуск проводов с учетом требований ПУЭ (главы 2.4 и 2.5, 7-го издания) и руководящих документов ОАО «РОСЭП» по проектированию ВЛИ определило основные типы проводов для распределительных сетей низкого и среднего напряжения (табл. 1).

В соответствии с действующим ГОСТ Р 52373-2005 предусмотрено производство 3-х типов проводов для воздушных изолированных линий  электропередачи:
1. Это самонесущие изолированные провода, содержащие изолированные жилы и несущий элемент, предназначенный для крепления или подвески провода: провода марок СИП 1 и СИП 2 на напряжение 0,6/1 кВ (для ВЛЭП на 0,4 кВ).
2. Провод без несущего элемента марки СИП 4 на напряжение 0,6/1 кВ, в котором роль несущего элемента выполняет сам пучок из скрученных изолированных жил, за который осуществляется подвеска или крепление провода.
3. Провод защищенный для ВЛЭП на напряжение 10-35 кВ марки СИП 3, у которого поверх токопроводящей жилы наложена защитная полимерная изоляция, исключающая короткое замыкание между проводами при схлестывании и снижающая вероятность короткого замыкания на землю при соприкосновении с заземляющим элементом.

Введение в 2006 году в действие ГОСТ Р 52373-2005 сыграло положительную роль в ограничении типов проводов для ВЛЭП из всего многообразия конструктивных исполнений, имеющихся в мировой практике и предусмотренных гармонизированным документом CENELEC HD 626 S1.

Наибольшее распространение для линий электропередачи на напряжение 0,4 кВ получили провода типа СИП 1 и СИП 2, представленные на рис. 3. Основные жилы СИП выполнены из алюминиевых проводов, уплотнены и содержат рабочую изоляцию из светостабилизированного, атмосферостойкого сшитого полиэтилена (СПЭ). Нулевая несущая жила выполнена из алюминиевого сплава, при этом у СИП 1 она изготавливается без изоляции, а у проводов марки СИП 2 — с изоляцией из того же СПЭ, что и у основных жил.

Провода СИП 1 и СИП 2 могут содержать дополнительно вспомогательные жилы для цепей наружного освещения и контрольные жилы из медных проводов сечением 1,5-4,0 мм2 для цепей контроля и дистанционного управления. Основные жилы изготавливаются с сечением от 16 до 240 мм2. Нулевая несущая жила с сечением от 25 до 95 мм2. Токопроводящие жилы выполнены многопроволочными и уплотнены. Основные жилы и вспомогательные скручены вокруг нулевой несущей жилы с заданным шагом скрутки. Для СИП 4 шаг скрутки изолированных жил должен быть не более 45 мм.

Нулевая несущая жила СИП и токопроводящая жила защищенных проводов изготовлена (из проволок сплава AlMgSi) с числом проволок 7 и 19. Основные характеристики проволоки из алюминиевого сплава приведены в табл. 2.

Для нулевой несущей жилы жестко нормируются разрывные усилия, максимальные и минимальные значения диаметров жил, эксцентриситет, как это показано в табл. 3. Ранее в конструкции СИП допускалась нулевая несущая жила из алюминиевых проволок, упрочненная стальным сердечником, однако, по требованию потребителей это исполнение жилы в ГОСТ не включено.

Рабочая и защитная изоляции изготавливают из светостабилизированной композиции силанольно-сшиваемого полиэтилена. Электрические характеристики изоляции представлены в табл. 4.

Испытанию напряжением подвергают каждую строительную длину проводов, при этом испытания проводят при погружении кабеля в воду. Испытания, проводимые на образцах длиной 10 м после выдержки в воде, позволяют оценить уровень электрической прочности как рабочей, так и защитной изоляции в исходном состоянии.

С учетом условий эксплуатации изоляция проводов СИП при оценке качества подвергается трем специфическим видам испытаний. Прежде всего, это испытания на плотность прилегания изоляции к нулевой несущей жиле. Косвенно плотность прилегания изоляции проверяют путем определения усилия сдвига изоляции. Усилия сдвига нормируются в зависимости от сечения токопроводящей жилы и должны быть не менее 180 Н для жил сечением до 54,6 мм2, 240 Н для жил сечением 95 мм2.

Разработан специальный метод проверки усилий сдвига, установка для испытания показана на рис. 4. Образцы выдерживаются при 120°С в течение 1 часа и охлаждаются до комнатной температуры в течение 16 часов. Образец, помещенный в рамку, закрепляют в зажимах разрывной машины и разводят зажимы со скоростью (2±1) см/мин. Фиксируют усилие, при котором наблюдается смещение изоляции относительно токопроводящей жилы.

Наиболее жесткие требования установлены для нулевой несущей жилы, которая кроме допустимых усилий сдвига должна удовлетворять требованиям по устойчивости при термомеханических нагрузках.

Во ВНИИКП создан специальный стенд для проверки изоляции нулевой несущей жилы к этим воздействиям (табл. на рис. 4).

Как правило, испытания проводят на нулевой несущей жиле сечением 54,6 или 95 мм2, на образцах длиной 5-10 м. Установка приведенная на рис. 5 позволяет осуществить нормированную нагрузку, типовой график которых приведен на рис. 6.

Образец подвергают воздействию 500 циклов термомеханических нагрузок, после чего определяют параметры характеризующие целостность изоляции. Критерии оценки годности изоляции по стойкости к термомеханическим нагрузкам приведены ниже. Эти испытания являются проверкой не только правильности выбранного материала для изоляции, но и соблюдения технологических режимов наложения изоляции.

Как показали результаты испытаний нулевых несущих жил, изготовленных с изоляцией из термопластичного полиэтилена, силанольносшитого полиэтилена низкой плотности производства фирмы «Borealis» и силанольносшитого линейного полиэтилена, требованиям по стойкости термомеханическим нагрузкам удовлетворяют лишь жилы, изолированные сшитым полиэтиленом производства фирмы «Borealis». Поэтому производство проводов марки СИП 2 осуществляют только с применением этого материала. Аналогичные требования установлены для проводов СИП 4, если их полагают применить на магистральных линиях электропередачи. При этом как показали результаты стендовых испытаний во ВНИИКП для осуществления испытаний проводов марки СИП 4 необходимо применение специальных анкерных зажимов, так как стандартная арматура для крепления СИП 4 не отвечает условиям испытаний.

Ко всем проводам изолированным и защищенным предъявляются требования по стойкости к комплексу погодных факторов, представленных в табл. 5. По существу это важнейший комплекс требований, характеризующий устойчивость изоляции при эксплуатации.

Испытания проводят на 3-х партиях образцов по 6 шт. в каждой, помещенных в климатическую камеру. Образцы подвергают воздействию комплексу климатических факторов в течение трех недель по графику, представленному на рис. 7.

Критерии годности изоляции СИП после испытаний в течение 3-х и 6 недель представлены ниже.

Информация о выполненных в Испытательном центре ОАО «ВНИИКП» испытаниях серийно-выпускаемых проводов по ТУ 16-705.500-2006 приведена в табл. 6. Знак «—» означает, что испытания во ВНИИКП не проводились, знак «+» означает, что результаты испытаний положительные.

Несколько слов о дальнейшем развитии проводов для ВЛЭП среднего напряжения. На смену проводам СИП 3 приходят универсальные кабели с несущим тросом. Это кабели по типу известных кабелей «Мульти Виски» представлены на рис. 8. Кабели изготавливает завод «Иркутсккабель» по ТУ 16.К22-027- 2006. Они разработаны на основе норм МЭК 60502-2 и HD 620 S1/A2- 2003 части 5F 4 и 5F 6. Кабели изготавливают трех типов:
1. Кабель марки АПвАП-1Т с несущим стальным тросом, изолированным атмосферостойким полиэтиленом.
2. Кабель марки АПвАП-2Т — без изоляции стального троса.
3. Кабель марки АПвП-1Т — то же, что и АПвАп-1Т, но с экраном из медных проволок.

Кабели с изолированным тросом могут прокладываться на воздухе, в земле и через водоемы. Подключение их к воздушным линиям передачи осуществляется при помощи специальной концевой арматуры. В настоящее время в России появился спрос на этот тип кабелей, которые позволят повысить надежность энергоснабжения, осуществить сооружение экономичных линий электропередачи в стесненных условиях городской застройки, лесных массивах и осуществить электроснабжение строительных площадок.

Обсудить на форуме

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно