Воздушные линии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Самонесущие изолированные провода (СИП)

электропередача изолированный провод самонесущий

Применение самонесущего изолированного провода СИП на ВЛ коренным образом меняет практику проектирования, строительства и обслуживания воздушных линий с СИП (ВЛИ). Применение арматуры для СИП позволило значительно повысить уровень механизации работ, резко сократить затраты на обслуживание и увеличить нормативный срок службы линий до 30-40 лет, повысить надежность электроснабжения.

На сегодняшний день в мире существуют три основные конструкции ВЛИ с СИП. Наиболее распространенная конструкция выполнена с нулевой несущей жилой из термоупрочненного сплава (СИП-2А). Провод-скрутка СИП-2А включает три основных токопроводящих жилы различного сечения из специально обработанного алюминия и нулевой несущей жилы из алюминиевого термоупрочненного сплава, свитых в один жгут. СИП 2А содержит нулевую жилу следующих сечений: 25, 35, 50, 54,6, 70 и 95 ммІ. Нулевая жила выполняет функцию несущего провода.

В России более 9 лет успешно применяется арматура для СИП, в эксплуатации находится ~1,0 млн. км воздушных электрических линий (ВЛИ) напряжением от 0,4 до 1 кВ. Арматура для СИП представляет собой совокупность приспособлений, предназначенных для крепления провода СИП на опорах и фасадах зданий, для подключения потребителя (абонента), при вводе в ТП и соединения с силовым подземным кабелем, а также с голым проводом при переходе с высоковольтной линии (ВЛ) на линию СИП (ВЛИ). Арматура для СИП разработана под все существующие конструкции СИП. Срок службы арматуры для СИП не менее 40 лет. Арматура для СИП рассчитана на монтаж и эксплуатацию при низких температурах, однако ее монтаж при температуре ниже 20° С не допускается.

СИП-2А отличают от других конструкций СИП следующие параметры:

меньший риск короткого замыкания,

возможность прокладки по стенам зданий,

выполнения ответвлений без отключения линии, а также применение универсальной подвесной и натяжной арматуры.

ВЛ 0,4 кВ построены, в основном, с использованием алюминиевых проводов малых сечений, которые не выдерживают гололедных и ветровых нагрузок. В новых и реконструируемых ВЛ 0,38 кВ предусматривается применение в основном самонесущих изолированных проводов (СИП) различных конструкций повышенного сечения.

В соответствии с новыми требованиями, предъявляемыми к развитию линий электропередач, разработан национальный стандарт России ГОСТ Р 52373-2005, на самонесущие изолированные и защищенные провода, напряжением 0,4 и 6-35 кВ, который вступил в действие с 01.07.2006 г.

Стандартом определены основные типы и конструктивное исполнение СИП для сооружения магистральных линий электропередачи:

СИП-1 -- вокруг неизолированной несущей нулевой жилы скручены изолированные основные токопроводящие жилы. Несущая нулевая жила выполнена из алюминиевого сплава АВЕ высокой прочности. Изоляция выполнена из светостабилизированного сшитого полиэтилена.

СИП-2 -- вокруг изолированной нулевой несущей жилы скручены изолированные основные токопроводящие жилы. Несущая нулевая жила выполнена из алюминиевого сплава АВЕ высокой прочности. Изоляция выполнена из светостабилизированного сшитого полиэтилена.

СИП-3- одножильный провод, в котором уплотненная жила из алюминиевого сплава имеет изоляционный покров из сшитого светостабилизированного полиэтилена. Токопроводящая жила скручена из круглых проволок из алюминиевого сплава или сталеалюминевая, имеет изоляционный слой, который исполняет роль защитной изоляции. Благодаря такой изоляции можно уменьшить расстояние между проводами на опорах воздушной линии защищенной и снизить вероятность короткого замыкания на землю. Провода и кабели самонесущие защищенные для воздушных линий электропередачи с токопроводящей жилой из алюминиевого сплава, на номинальное напряжение до 20 кВ (для сетей на напряжение 10, 15 и 20 кВ) и 35 кВ (для сетей на напряжение 35 кВ) номинальной частотой 50 Гц.

СИП-4 -- без несущей жилы представляет собой скрученные в жгут основные токопроводящие и нулевая жилы, покрытые изоляцией из светостабилизированного сшитого полиэтилена.

ГОСТ Р 52373-2005 допускает применение СИП-4 только на ввода в дом или прокладку по фасадам зданий (сечением: 2х16, 2х25, 4х16, 4х25). На магистральном участке ВЛ 0,4 кВ необходимо использовать только СИП с изолированной (СИП-2) или с неизолированной (СИП-1) несущей нулевой жилой из алюминиевого сплава. Применение нулевой несущей жилы со стальным сердечником, также не допускается.

Кроме провода СИП-4, в котором все жилы имеют изоляцию из термопластичного светостабилизированного полиэтилена, выпускаются другие марки: СИПс-4 с изоляцией из сшитого светостабилизированного полиэтилена и 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%).

Отличия в монтаже разных конструкций СИП

Монтаж различных конструкций СИП отличается в части выбора анкерных и поддерживающих зажимов, т.е. тех изделий, которые несут на себе механическую нагрузку. Ниже приведены особенности монтажа разных систем:

СИП-4 - невозможность соединения СИП-4 в пролетах. Соединение осуществляется в шлейфах на опорах, после чего остаются лишние куски СИП, которым в дальнейшем трудно найти применение. Сложность разведения жил в напряженном состоянии. Усложняет монтаж анкерных, ответвительных и соединительных зажимов. Максимальные пролеты для 2х16, 4х16, 2х25 4х25 до 40 м, что накладывает ограничение на их использование. Возникают сложности в определении нулевой несущей и токопроводящих жил, т.к. все жилы имеют одинаковые сечения и выполнены из алюминия. В арматуре для СИП-4 не предусмотрены элементы, которые служат для механической защиты магистральной линии от обрывов. Для монтажа анкерной и подвесной арматуры требуется динамометрический ключ и специальный монтажный зажим для натяжения СИП. Поскольку распределение электрических нагрузок на жилы не симметрично и меняется во времени, одна жила нагревается больше, чем другая, большая механическая нагрузка переходит на менее нагретую жилу, что может привести к вытягиванию жилы.

СИП-2 -- монтаж провода СИП с изолированной несущей нулевой жилой значительно проще, чем СИП 4, так как вся анкерная и подвесная арматура крепит одну несущую жилу. Легко определяется нулевая жила. Не требуется применение динамометрического ключа.

Конструкция СИП-2 надежнее в эксплуатации чем СИП-1 и СИП-4, так как всю механическую нагрузку несет на себе изолированная несущая нулевая жила из сплава АВЕ высокой прочности, алюминиевые токопроводящие жилы не подвергаются механическим нагрузкам.

СИП-1 -- так как на нулевой жиле возможно возникновение потенциала, монтаж по фасадам зданий СИП с неизолированной нулевой жилой не допускается.

По данным организации RUSCABLE в 2003 г отечественными кабельными заводами, из общего объема произведенных конструкций СИП, более 80% было изготовлено с изолированной нулевой несущей жилой. Большинство коммунальных предприятий электрических сетей, а также энергосистем России применяют конструкцию с изолированной несущей нулевой жилой, так как значительно повышается надёжность, безопасность, удобство при монтаже и эксплуатации СИП, по сравнению с другими конструкциями СИП.

Преимущества ВЛИ с СИП

По сравнению с традиционными ВЛ с неизолированными проводами (ВЛН) ВЛИ до 1 кВ имеет ряд преимуществ:

· строительство ВЛИ возможно без специальной подготовки территории (трассы), отсутствие необходимости в вырубке просеки перед монтажом;

· простота конструктивного исполнения опор (отсутствие траверс и изоляторов);

· применение для ВЛИ серийно выпускаемых стоек, отвечающих требованиям по механической прочности для соответствующих климатических условий;

· применение на ВЛИ стоек меньшей высоты, а также уменьшения безопасных расстояний до зданий и других инженерных сооружений;

· увеличение длины пролета до 60м.;

· малый риск коротких замыканий (КЗ) между нулевой несущей и токопроводящими жилами;

· повышение надежности в зонах интенсивного образования гололеда и налипания мокрого снега;

· безопасная работа вблизи ВЛИ до 1 кВ;

· возможность проводить техническое обслуживание и ремонт ВЛИ под напряжением, без отключения потребителей;

· возможность прокладки СИП по фасадам зданий, что может исключить установку части опор; простота монтажных работ и, соответственно, уменьшение сроков строительства;

· сокращение объемов и времени аварийно-восстановительных работ;

· резкое снижение (более 80%) эксплуатационных затрат. Это обуславливается высокой надежностью и бесперебойностью электроснабжения потребителей;

· высокая механическая прочность жил и, соответственно, меньшая вероятность их обрыва; снижение потерь напряжения вследствие малого реактивного сопротивления СИП (0,1 Ом/км по сравнению с 0,35 Ом/км для неизолированных проводов);

· использование СИП на ВЛИ снижает вероятность хищения электроэнергии, так как изолированные, скрученные между собой жилы исключают самовольное подключение к линии путем выполнения наброса на провода;

· значительное снижение числа случаев вандализма и воровства.

Опыт проектирования, строительства и эксплуатации ВЛИ 0,4 кВ показывает высокую эффективность их применения. ВЛИ 0,4 кВ требует примерно таких же затрат при строительстве, как и ВЛН (расхождения не превышают 25%). При этом существенно различается структура затрат.

ВЛИ практически не требуют затрат на обслуживание. При эксплуатации ВЛИ резко сокращается число аварийных отключений (в зарубежных странах такие линии получили название необслуживаемых линий). Относительно невысокая стоимость, снижение затрат на выполнение монтажных работ, высокие показатели механической и электрической надежности при эксплуатации ВЛИ привели к тому, что ВЛН напряжением 0,4 кВ в настоящее время в зарубежных странах не строятся. Экономические показатели ВЛИ 0,4 кВ.

При проектировании ВЛИ следует иметь в виду:

· при одинаковых значениях пролета с ВЛН с соблюдением габаритных параметров рекомендуется использовать укороченные стойки;

· применение СИП и линейной арматуры для строительства ВЛИ направлено на снижение затрат при эксплуатации линии;

· высокая технологичность работ при строительстве ВЛИ значительно сокращает сроки строительных и объемы монтажных работ;

· снижение расходов при строительстве ВЛИ связано с экономией транспортных расходов (вследствие уменьшения массы перевозимых железобетонных стоек, металлоконструкций, изоляторов и других элементов линии), а также затрат на оплату труда и плановых накоплений.

Сравнение расчетных показателей ВЛИ и ВЛН указывает на конкурентоспособность строительства ВЛИ в населенных пунктах с традиционными электрическими нагрузками. При оптимизации затрат в процессе проектирования ВЛИ 0,4 кВ можно эффективно использовать конструктивные особенности данного типа линий:

· применять традиционные стойки под опоры ВЛИ, которые позволят увеличить длину пролетов и отказаться от строительства ВЛИ по двум сторонам улицы (строительство ВЛИ только по одной стороне улицы);

· на стесненных участках местности (особенно при выходе ВЛИ 0,4 кВ с подстанции 10/0,4 кВ) на одних опорах возможна подвеска более 2-х цепей;

· в населенных пунктах, расположенных на разных берегах реки, водоема, оврага, ущелья или других преград протяженностью до 500 м, возможны переходы с использованием СИП;

· технология строительства ВЛИ напряжением 0,4 кВ сокращает сроки строительства на 30-40%; при этом требуется менее квалифицированный персонал, чем при строительстве ВЛН.

На практике эксплуатационные затраты ВЛН в 3--4 раза превышают соответствующие затраты для ВЛИ. При этом ВЛИ безопасны для окружающих. Впервые возникает возможность, в случае необходимости, производить работы на ВЛИ под напряжением с минимальным риском для персонала. При эксплуатации ВЛИ напряжением 0,4 кВ имеет место экономия финансовых средств. ВЛИ 0,4 кВ более адаптирована к местным условиям в сравнении с ВЛН, т. к. при увеличении нагрузок или появлении новых потребителей возможна подвеска дополнительных цепей на действующих линиях (на ВЛН эта реконструкция практически не реальна). Возможен также вариант подвески второй цепи с использованием СИП на опорах линий с голыми проводами при наличии запаса механической прочности опор ВЛ.

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).

3. Н.И.Белоруссов, А.Е.Саакян, А.И.Яковлева. Электрические кабели, провода и шнуры. Справочник. 5-е издание, переработанное и дополненное. Под редакцией Н.И.Белоруссова. (М.: Энергоатомиздат, 1987, 1988)

4. Ларин Ю. Т, Ильин А. А, Нестерко В. А. «Кабели оптические. Заводы-изготовители. Общие сведения. Конструкции, оборудование, техническая документация, сертификаты. (ООО «Престиж», 2007).

5. Справочник «Кабели, провода и шнуры». Издательство ВНИИКП в семи томах 2002 год.

6. Кузенев В.Ю., Крехова О.В. Кабели, провода и материалы для кабельной индустрии: (М.: Издательство "Нефть и газ", 1999)

7. А.Д. Смирнова, Б.А. Соколова, А.Н. Трифонова. Монтаж и ремонт кабельных линий. Справочник электромонтажника 2-е издание, переработанное и дополненное. (Москва, Энергоатомиздат, 1990)

Размещено на Allbest.ru