Развитие сетей Калачинского РЭС: реконструкция ВЛ 0,4 кВ

В настоящее время системой АМКА оборудовано более 170 тыс.км ВЛ-0,4кВ в Финляндии (около 80%). Система АМКА применена также более чем в 30 странах таких частей света, как Южная Америка, Африка, Азия, Ближний и Дальний Восток: в Перу - в 1981 году, в Саудовской Аравии - с 1984 года, в Непале - с 1986 года, в горных районах Гималаев - 1989 год. Применение изолированных проводов в южных и горных районах не представляло проблемы, т.к. изоляция ВЛИ стойка к воздействию ультрафиолета и озона.

Потребность в изолированных проводах среднего класса напряжения была реализована разработкой проводов SAX. Первая прокладка изолированных проводов ВЛ-20 кВ осуществлена в 1976 году - это так называемая система ПАС - усиленные алюминиевые провода в пластмассовой изоляции. Позднее, в 1981 году в Финляндии была построена первая линия системы SAX, где изоляция проводов была выполнена из полиэтилена. В 1984 году в эксплуатацию принята вибростойкая система SAX, оборудованная также устройствами защиты от электрической дуги.

В настоящее время система SAX подразумевает и включает в себя защищённые провода с изоляцией из силаносшиваемого полиэтилена, оборудованные соответствующей линейно-сцепной арматурой, устройствами грозозащиты, виброзащиты и монтажные принадлежности, относящиеся к ним. В Швеции первые ВЛЗ появились в 1985 году - 3000 км, в Норвегии первые ВЛЗ - в 1986 году построено 2000 км.

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.

Разработка и проектирование отечественных СИП были начаты в 1987 году на Иркутском кабельном заводе. В 1991 году по ТУ 16.К71-120-91 были запущены в опытное производство провода марок САПт, САСПт, САПсш и САСПсш. Первая ВЛИ с применением этих проводов в России была смонтирована в Краснодарском крае в 1994 году в станице Васюринской Динского района. Её протяжённость составляла 3,5 км.

На сегодняшний день в России около 36 крупных кабельных заводов. Кроме того, имеется ряд небольших изготовителей. Наиболее известные на кабельном рынке следующие изготовители:

 – «Камкабель» (г. Пермь на Урале) – самый крупный производитель кабеля в России, основная специализация – силовые кабели среднего напряжения;

– «Москабельмет» (Москва) - производит широкий диапазон изделий.                  Имеет совместное предприятие с концерном «AББ» под названием «AББ Москабель», которое первым в России начало производство силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением 10–35 кВ. В 1999 г. было создано совместное предприятие с фирмой «Fujikura» для производства волоконно-оптических кабелей. Компания также имеет долю в фирме Elkat, производящей медную катанку;

– «Электрокабель» (г. Кольчугино) - выпускает широкий ассортимент низковольтных кабелей, в 2005 году освоил производство силовых кабелей низкого и среднего напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена, ранее начато производство аналогичных кабелей низкого напряжения;

– «Самаракабель» (Самара) – одна из ведущих компаний – производителей кабелей связи в России, благодаря своему совместному предприятию с компанией

 

Corning является также ведущим производителем волоконно-оптических кабелей;

– «Севкабель» (Санкт-Петербург) - производит низковольтные кабели и кабели связи широкого диапазона. Имеет несколько дочерних фирм. Недавно на заводе начато производство силовых кабелей марки NYY, был освоен выпуск силовых кабелей низкого, среднего и высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена, был расширен ассортимент пожаробезопасных кабелей с улучшенными характеристиками.

 

      

 

 

 

 

 

 

      

    

 

4 Общая конструкция и виды самонесущего изолированного провода

Самонесущий изолированный провод – это конструкция изолированных самонесущих проводов из трёх изолированных жил, представляющих пучок, скрученный вокруг несущего троса таким образом, чтобы механическая нагрузка смонтированного провода воспринималась только несущим тросом.

Жилы выполнены из одной или нескольких скрученных алюминиевых проволок круглого сечения. В качестве изоляции применяются традиционный светостабилизированный полиэтилен высокой плотности или сшитый полиэтилен черного цвета, который обладает более высокой нагревостойкостью и поэтому более перспективен.

Несущий трос круглого сечения скручен из семи проволок, изготовленных из алюминиевого сплава, и может использоваться как нулевой провод. Для монтажа изолированных проводов разработаны различного типа зажимы простой конструкции. Освоено производство ответвительных зажимов для выполнения вводов в жилые дома. Монтаж этих зажимов возможен без удаления изоляции с магистрального и ответвительного проводов.

Итак, в настоящее время, существуют системы СИП обладающие определенными преимуществами и недостатками.

Рассмотрим данные системы :

• Система СИП AMKA ("финская" система),
• Torsada ("французская" система),
• EX Four Core ALUS ("шведская" система)
• Марка СИП в России СИП-1, СИП-2А, СИП-4

       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 «Торсада», 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.

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: 90 оС в долговременном режиме, 130 оС в режиме длительной перегрузки (до 8 часов в сутки) и 250 оС в режиме токов КЗ. Высокие температурные параметры изоляции действительно говорят в пользу этого провода. Нагрузить линию в номинальном режиме сложно даже до температуры в 70 оС, 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 - 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.

                

 

 

5 Основные электротехнические параметры СИП (на примере СИП «Торсада»)

Эти провода изготавливаются французской фирмой «Cableris de lens» и совместным российско-французским предприятием «Элсика».

В электросетевом строительстве применяются 2 вида проводов «Торсада»: один – для магистральных участков линий электропередач, проложенный в сельской местности или в районах с малой плотностью потребления электроэнергии, другой - для ответвлений, отходящих от магистральных участков  и подключаемых к абонентам электросети.

Провод «Торсада», используемый для магистральных участков электросети, состоит из несущего нулевого провода, вокруг которого скручен в жгут три фазных алюминиевых провода и (при необходимости) контрольные провода и провода наружного освещения. Провод «Торсада», применяемый для ответвлений и прокладки по фасадам зданий, состоит их фазных проводов и (при необходимости) проводов управления, скрученных в жгут. Каждый из проводов, включая несущий, защищен изоляционной оболочкой сшитого экструзиционного полиэтилена черного цвета.

Изоляция проводов «Торсада» устойчива к воздействию ультрафиолетового излучения и озона в течение всего срока службы, составляющего не менее 25 лет, а также в различных климатических условиях. Провода обладают механической и электрической стойкостью в диапазоне температур от -45оС до +85оС, влагонепроницаемостью, не поддерживают горение.

Провода «Торсада» подвешиваются на опорах воздушных линий электропередачи и прокладываются по фасадам зданий.

Фазные провода «Торсада» изготавливаются из алюминиевых жил; несущий нулевой провод из сплава «альмелек», по прочности не уступающего стали (разрывное усилие 324 Н/мм2). В целях оптимизации количество соединительной арматуры сечение нулевого провода принято 54,6 мм2 для фазных проводов всех сечений.

 

В последние годы начали выпускать фазные алюминиевые провода сечением 150 мм2. Кроме того, разработана конструкция несущего провода сечением 70 мм2 для подвески фазных проводов сечением 150 мм2, а также однофазных ответвлений на токи до 90А (с учетом их развития).

Основные технические параметры проводов «Торсада», прокладываемых на магистральных участках трассы (три фазных провода, несущий нулевой провод, провода наружного освещения), приведены в таблице 1.

Для проводов «Торсада» испытательное напряжение переменного тока составляет 4 кВ, испытательное напряжение ударной волны 1,2/50 мкс положительной и отрицательной полярности – 20 кВ.

Маркировка проводов «Торсада» выполняется следующим образом: на изоляции фазных проводов по всей их длине с интервалом в 1 метр выдавливаются и заливаются белой краской цифры 1,2 или 3; на проводе наружного освещения выдавливается «Ер1» или «Ер2», на нулевом проводе – RITILENS 286 и номер французского стандарта NEC 33-209, в соответствии с которым изготовлен провод.

Провода «Торсада» комплектуются арматурой. Комплект включает анкерную и поддерживающую арматуру, соединительную арматуру для магистральных проводов, зажимы для проводов ответвлений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1 - Технические характеристики изолированных проводов 0,4 кВ «Торсада»

Сечение  жилы	Диаметр, мм					Общая масса СИП, кг/км	Макс. Линейное сопротив. жилы 20С/Ом/км		Сила тока в пост. Режиме, А		Масса проводников, кг/км
	мин. Жилы		проводника		"Торсада"		Фаза	НО	Фаза	НО	Фаза	НО
	Фаза	НО	Фаза	НО
3*25+54,6	5,8	*	8,6	*	24	531	1200	*	97	*	104	218
3*25+54,6+16	5,8	4,6	8,6	7,1	25	600	1200	1,910	97	74	104	218
3*25+54,6+2*16	5,8	4,6	8,6	7,1	26,5	670	1200	1,910	97	74	104	218
3*35+54,6	6,8	*	10,2	*	24,6	644	0,868	*	118	*	142	218
3*35+54,6+16	6,8	4,6	10,2	7,1	25,5	713	0,868	1,910	118	74	142	218
3*35+54,6+2*16	6,8	4,6	10,2	7,1	25,5	781	0,868	1,910	118	74	142	218
3*50+54,6	7,9	*	11,2	*	27	773	0,641	*	141	*	185	218
3*50+54,6+16	7,9	4,6	11,2	7,1	28,5	841	0,641	1,910	141	74	185	218
3*50+54,6+2*16	7,9	4,6	11,2	7,1	30	990	0,641	1,910	141	74	185	218
3*70+54,6	9,7	*	13,3	*	30	994	0,443	*	180	*	259	218
3*70+54,6+16	9,7	4,6	13,3	7,1	32,2	1063	0,443	1,910	180	74	259	218
3*70+54,6+2*16	9,7	4,6	13,3	7,1	33	11431	0,443	1,910	180	74	259	218
3*70+70	9,7	*	13,3	*	32	1034	0,443	*	213	*	259	260
3*70*70+16	9,7	4,6	13,3	7,1	33	1103	0,443	1,910	213	74	259	260
3*70*70+2*16	9,7	4,6	13,3	7,1	34	1172	0,443	1,910	213	74	259	260
3*150+70	13,9	*	17,3	*	40	1684	0,206	*	335	*	489	260
3*150*70+16	13,9	4,6	17,3	7,1	41	1753	0,206	1,910	335	74	489	260
3*150*70+2*16	13,9	4,6	17,3	7,1	42	1822	0,206	1,910	335	74	489	260