Самонесущие изолированные провода (СИП) в Новосибирске

Самонесущие изолированные провода (СИП)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:
1.1. 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.
1.2. 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.
1.3. 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.Наиболее распространенные сечения СИП и сравнение их параметров приведены в таблице.Конструкция СИПСтруктура СИП4 изолированных алюминиевых жилы без нулевой несущей жилы из сплава
(СИП-4)3 изолированных термопластичным
сшитым полиэтиленом
Изолированные основные токопроводящие жилы + 1 неизолированная несущая нулевая жила из алюминиевого сплава (СИП-1)3 изолированных термопластичным
сшитым полиэтиленом
изолированные основные токопроводящие жилы + 1 изолированная несущая нулевая жила из алюминиевого сплава (СИП-2)Сечения СИП2х16
2х25
4х16
4х253х50+70
3х70+95
3х95+95
3х120+95
3х150+953х50+54,6
3х70+54,6
3х95+70
3х120+70
3х150+951234Распределение механических нагрузок между нулевой и токопроводящими жиламиНе симметричное распределение механических нагрузок между нулевой и токопроводящими жилами. Высокая механическая нагрузка на изоляцию всех жил.Отсутствует механическая нагрузка
на токопроводящие жилыОтсутствует механическая нагрузка
на токопроводящие жилыТок короткого замыкания (односекундный), кА, для СИП 70мм23,85,94,5Длительно допустимая температура нагрева, оC для СИП 70мм28070/9090Максимально допустимая температура нагрева при к.з. оC130135 (160)/250250Риск короткого замыкания между нулевой и токопроводящими жиламиМалыйСреднийМалыйУстойчивость к атмосферным перенапряжениямВысокаяСредняяВысокаяТрудоемкость выполнения ответвленийСредняяМалаяМалаяВозможность прокладки по стенам зданийЕстьНетЕстьАнтикоррозионные свойстваВысокиеСредниеВысокиеВозможность соединения СИП в пролетеНет, соединение СИП
осуществляется в шлейфах на опорах.Есть, надежное герметичное соединение выполняется при помощи соединительных зажимов
типа MJPT.Есть, надежное герметичное соединение выполняется при помощи соединительных зажимов типа MJPT.Стоимость линейной арматуры выполненной по Европейскому стандарту CENELECСтоимость выше на 30-40% по сравнению с арматурой для СИП–1
и СИП–2. Также требуется больше арматуры из-за невозможности
Соединения СИП–4 в пролете.Стоимость ниже чем для СИП–4, но немного выше, чем для СИП–2.Стоимость ниже, чем для СИП–4 и СИП–1. Арматура для СИП–2
Наиболее технологичная
и не требует применения специального инструмента для монтажа.Трудоемкость монтажаСложнее, чем для СИП–1 и СИП–2. Труднее определить нулевую жилу. Требуется динамометрический ключЛегко и просто монтировать, так как вся анкерная и подвесная арматура крепит одну несущую жилу. Требуется динамометрический ключ.Легко и просто монтировать, так как
вся анкерная и подвесная арматура крепит одну несущую жилу.Глава 2. Отличия в монтаже разных конструкций СИПМонтаж 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.СИП–1 — так как на нулевой жиле возможно возникновение потенциала, монтаж по фасадам зданий СИП с неизолированной нулевой жилой не допускается.Глава 3. Надежность конструкцииДля эксплуатирующей организации очень важно сохранение магистральной линии, т.е. СИП, опор, арматуры. При значительной механической перегрузке магистрали СИП в первую очередь должны разрушаться отдельные элементы в анкерной и подвесной арматуре, защищая от разрушения провода и опоры. Проще заменить отдельные элементы в арматуре, чем восстановить СИП и опоры.Многообразие конструкций СИП приводит к увеличению перечня необходимого инструмента, анкерной и подвесной арматуры, что усложняет проектирование, строительство и эксплуатацию электрических сетей.
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.Глава 4. Область применения СИП4.1. СИП предназначен для сооружения ВЛИ до 1 кВ с подвеской проводов на опорах ВЛ, фасадах зданий и сооружениях.
4.2. СИП рекомендуется к использованию во всех климатических районах по ветровой и гололедной нагрузке при температуре окружающей среды в диапазоне температур окружающего воздуха -60...+60оС.
4.3. СИП используется также при сооружении ВЛ с совместной подвеской проводов ВЛ 6—20 кВ, освещения и линий проводной связи.Глава 5. Конструктивное исполнение СИП-25.1. СИП–2 независимо от назначения, количества и сечения токопроводящих жил изготавливается с несущей нулевой изолированной жилой из алюминиевого сплава.
5.2. СИП–2 состоит из изолированной несущей нулевой жилы, вокруг которой скручены три основные токопроводящие жилы и при необходимости, вспомогательные токопроводящие жилы, а также контрольные провода.
5.3. Изолирующая оболочка жил устойчива к воздействиям окружающей среды и выполнена из сшитого полиэтилена (СПЭ) и содержащего в своей структуре газовую сажу для обеспечения длительного срока эксплуатации.
5.4. Токопроводящие жилы СИП–2 выполнены из алюминия прошедшего специальную обработку, а нулевая несущая жила — из алюминиевого сплава.
5.5. Маркировка проводов СИП–2 произведена путем нанесения на изоляцию жил по всей длине соответствующих знаков.
5.6. СИП–2 характеризуется следующими основными свойствами:

• стойкость к ультрафиолетовому излучению, воздействию озона и влаги;
• устойчивость к воздействию внешних атмосферных условий (образованию гололеда, различным осадкам, атмосферному электричеству и т.п.);
• сохранение механической прочности и электрических параметров в температурном интервале -60...+85оС.
• Разрушающее механическое напряжение алюминиевой токопроводящей жилы составляет 120 Н/мм2, а несущей нулевой жилы, выполненной из термоупрочненного сплава АВЕ — 295 Н/мм2.

5.7. Ниже приведены конструктивные параметры СИП, выполненного по ГОСТ Р 52373-2005.Магистральные СИП. ХарактеристикаМагистральные СИП состоят из четырех скрученных при изготовлении изолированных жил, трех токопроводящих и одной несущей. Скрутка жил имеет правое направление. Нередко в жгут добавляется одна, две или три вспомогательных токопроводящих жилы (сечением: 16, 25 или 35 мм2) для цепей наружного освещения.Несущая нулевая жила:
жила — круглая, многопроволочная, уплотненная, скрученная из проволок алюминиевого сплава АВЕ, сечением 25, 35, 50, 54.6, 70, 95мм2;
изоляция — светостабилизированный сшитый полиэтилен черного цвета.Конструкция, механическая прочность и электрическое сопротивление токопроводящих жил и нулевой несущей жилы. Нулевая несущая жилаСечение жилы, мм2Номинальный диаметр неизолированной жилы, ммНоминальный диаметр жилы по изоляции, ммПрочность при растяжении жилы кН, не менееЭлектрическое сопротивление жилы, Ом/км255,98,57,41,380356,99,510,30,986508,111,114,20,72054,69,412,616,60,630709,712,720,60,4939511,414,827,90,363 Токопроводящая жилаСечение жилы, мм2Номинальный диаметр неизолированной токопроводящей жилы, ммНоминальный диаметр токопроводящей жилы по изоляции, ммЭлектрическое сопротивление жилы, Ом/км164,97,451,910255,98,51,200356,99,50,868508,111,10,641709,712,70,4439511,414,80,32012012,816,20,253150*14,217,80,206 Токовые нагрузки, диаметр по скрутке, радиус изгиба и масса проводов.Маркоразмер проводаДопустимый ток нагрузки, АТок короткого замыкания, кАНоминальный диаметр по скрутке, ммДопустимый радиус изгиба, мМасса провода, кг/км СИП-1СИП-2СИП-1СИП-2СИП-1СИП-21х16+1х251051,513,216,00,240,291361642х161051,5-14,9-0,27-1352х251352,3-17,0-0,31-1913х16+1х251001,519,820,60,360,382712993х25+1х351302,322,723,50,410,433824143х25+1х54,61302,3-24,1-0,44-5053х35+1х501603,225,526,40,460,485135573х35+1х54,61603,2-26,7-0,48-5953х50+1х54,61954,6-30,7-0,56-7503х50+1х701954,629,930,70,540,567237743х70+1х54,62406,5-34,7-0,63-9343х70+1х702406,5-34,7-0,63-9573х70+1х952406,534,335,20,620,6497610433х95+1х703008,838,439,70,70,72116012113х95+1х953008,839,240,40,710,73122912963х120+1х703407,2-43,0-0,78-14433х120+1х953407,242,443,80,770,79146115283х150+1х7038013,9-46,7-0,85-16913х150+1х9538013,946047,60,830,86171017764х161001,5-18,0-0,33-2694х16+1х251001,519,820,60,360,383383664х251302,3-20,5-0,37-3824х25+1х351303,222,723,50,410,434785103х25+1х35+1х161302,3-23,5-0,43-4813х25+1х54,6+1х161302,3-24,1-0,44-5723х35+1х50+1х161603,225,526,40,460,485806243х35+1х54,6+1х161603,2-26,7-0,48-6623х50+1х54,6+1х161954,6-30,7-0,56-8183х50+1х70+1х161954,629,930,70,540,567918413х70+1х54,6+1х162406,5-34,7-0,63-10013х70+1х70+1х162406,5-34,7-0,63-10253х70+1х95+1х162406,534,335,20,620,64104311103х95+1х70+1х163008,838,439,70,70,72122712783х95+1х95+1х163008,839,240,40,710,73129613633х120+1х70+1х163407,2-43,0-0,78-15103х120+1х95+1х163407,242,443,80,770,79152815953х150+1х70+1х1638013,9-46,7-0,85-17583х150+1х95+1х1638013,946,047,60,830,86178018433х35+1х50+1х251603,225,526,40,460,486096523х35+1х54,6+1х251603,2-26,7-0,48-6903х50+1х54,6+1х251954,6-30,7-0,56-8463х50+1х70+1х251954,629,930,70,540,568198693х70+1х54,6+1х252406,5-34,7-0,63-10293х70+1х70+1х252406,5-34,7-0,63-10533х70+1х95+1х252406,534,335,20,620,64107111383х95+1х70+1х253008,838,439,70,70,72125513063х95+1х95+1х253008,839,240,40,710,73132413913х120+1х70+1х253407,2-43,0-0,78-15383х120+1х95+1х253407,242,443,80,770,79155616233х150+1х70+1х2538013,9-46,7-0,85-17863х150+1х95+1х2538013,946,047,60,830,8618051871 СИП−4 для ответвления от магистрали к вводам. Характеристика.Состоят из 2-х или 4-х скрученных при изготовлении изолированных алюминиевых токопроводящих жил сечением 16 или 25 мм2. Ответвительные провода не содержат отдельной несущей жилы. Они могут использоваться на коротких участках в качестве магистрали для освещения общественных мест.
Указанные провода относятся к самонесущему типу.Токопроводящая жила:
жила — алюминиевая, круглая, многопроволочная уплотненная;
изоляция — светостабилизированный сшитый полиэтилен черного цвета;
маркировка — цифры или цветные полосы или продольно выпрессованные риски. Технические характеристики СИП−4 для ответвления от магистрали к вводам.Площадь сечения жилы, мм2Диаметр, ммМасса жгута, кг/кмЛинейное сопротивление при 20°С, Ом/кмСила тока при 20°С, АПадение напряжения, В/кмПрочность жилы на разрыв, кНжилыЖилы с изоляциейжгутаминмакс2х164,97,27,714,01371,91933,981,902х255,98,53,917,22101,201222,543,004х164,97,27,717,82741,91833,281,904х255,98,58,920,24201,201112,183,00Глава 6. Преимущества ВЛИ с СИППо 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.

Глава 7. Экономические показатели ВЛИ до 1 кВВЛН 0,4 кВ.ВЛН 0,4 кВ при сложившейся технологии строительства обуславливают значительные затраты на стадии строительства и в процессе их эксплуатации. Гололедные и ветровые нагрузки, действие низких температур и другие внешние воздействия приводят к разрушению линий, пережогу проводов при взаимном касании. При эксплуатации ВЛН требуется систематическая расчистка трасс ВЛН от деревьев и кустарников, что связано с дополнительными эксплуатационными расходами, которых при использовании ВЛН напряжением 0,4 кВ избежать невозможно.ВЛИ 0,4 кВ.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 (примерная структура стоимости ВЛН и ВЛИ, а также затрат на строительные и другие работы приведена в таблице).Тип ВЛВсегоСтоимостьЗатраты на выполнениеопорпроводаарматурыстроительных работмонтажных работпрочие затратыВЛН10034,421,913,710,45,314,3ВЛИ10020,949,813,55,13,07,7ВЛИ 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. Технико-экономический анализ проектов-аналогов, разработанных ОАО <РОСЭП> в 1997-2000 годы, показывает целесообразность применения ВЛИ до 1 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.

Эффективность ВЛИ.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 ВЛН.