СИП, неизолированные провода А, АС и кабели из сшитого полиэтилена для воздушных линий и высоковольтных сетей

Привет всем! Меня зовут Игорь, я занимаюсь промышленными кабелями, щитовым оборудованием, прокладкой линий электропередачи и всем, что связано с обеспечением надежности энергосистем. В этой статье я расскажу о том, как выбирать провода и кабели для воздушных линий, какие нюансы существуют при работе с самонесущими изолированными проводами, классическими неизолированными марками А и АС, а также современными решениями на основе сшитого полиэтилена для высоковольтных сетей.

Неизолированные провода А и АС: классика воздушных линий

На первом этапе нужно разобраться с тем, что представляют собой провода марок А и АС. Здесь такой момент: эти изделия используются в энергетике десятилетиями и остаются востребованными для магистральных и распределительных линий напряжением до 35 кВ, а иногда и выше. Провод марки А — это алюминиевая токопроводящая жила без дополнительного усиления. Соответственно, его применяют там, где пролеты небольшие, нагрузка от гололеда и ветра умеренная, а стоимость конструкции критична.

Провод АС, напротив, имеет стальной сердечник, который берет на себя механическую нагрузку. То есть алюминиевые проволоки скручены вокруг стального каната, что позволяет значительно увеличить прочность на разрыв. На практике АС ставят на протяженных участках, где расстояния между опорами доходят до нескольких сотен метров, где зимой образуется плотная ледяная муфта, а ветровая нагрузка заставляет провод вибрировать. Дело в том, что без стального сердечника алюминий просто не выдержит таких условий.

Лично я всегда обращаю внимание на соотношение сечений алюминия и стали. Например, для линий 6–10 кВ часто используют АС-50, АС-70, АС-95. Цифра здесь обозначает суммарное сечение алюминиевой части в квадратных миллиметрах. Стальной сердечник может составлять от одной седьмой до трети общего сечения провода. Суть здесь в чем: чем выше доля стали, тем прочнее конструкция, но тем ниже удельная токопроводность всего провода, так как сталь проводит ток гораздо хуже алюминия.

Самонесущие изолированные провода СИП

Сегодня затронем тему СИП — самонесущих изолированных проводов, которые произвели настоящую революцию в распределительных сетях напряжением 0,4–35 кВ. В большинстве случаев СИП применяют для ввода в частные дома, прокладки линий по территориям коттеджных поселков, реконструкции старых сетей в городах. Опять же, конструкция СИП предполагает наличие несущей нулевой жилы со стальным сердечником или без него, вокруг которой группируются фазные жилы, изолированные светостабилизированным полиэтиленом.

Как это работает? Изоляция из сшитого или термопластичного полиэтилена защищает токопроводящую часть от атмосферных воздействий, предотвращает короткие замыкания при схлестывании проводов ветром, снижает риск поражения людей и животных при случайном контакте. По сути, СИП — это один из самых эффективных способов повысить безопасность и надежность воздушных линий в условиях плотной застройки.

Существует несколько типов СИП. Допустим, СИП-1 и СИП-2 различаются типом изоляции: у первого термопластичный полиэтилен, у второго — сшитый. Сшитый полиэтилен обладает повышенной стойкостью к температурным деформациям, ультрафиолету, механическим нагрузкам. Вот потому что в условиях Сибири, где температурные перепады могут достигать 70–80 градусов в течение года, сшитый полиэтилен показывает себя значительно лучше. СИП-3 используется для высоковольтных линий 20–35 кВ, имеет одну изолированную жилу со стальным сердечником. СИП-4 и СИП-5 не имеют несущей нулевой жилы, все проводники равнозначны и изолированы.

Кабели из сшитого полиэтилена для высоковольтных сетей

Стоит заранее разобрать, что представляют собой высоковольтные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена. Это отличные параметры для линий напряжением 6, 10, 20, 35 кВ и даже выше — до 110, 220 кВ. Сшитый полиэтилен получают путем химической или физической обработки обычного полиэтилена, в результате чего образуются поперечные связи между молекулами полимера. Так вот, такая структура придает материалу термостабильность, устойчивость к деформациям под нагрузкой, высокую электрическую прочность.

На данный момент кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена вытесняют традиционные маслонаполненные и бумажно-масляные конструкции. По моему мнению, это закономерный процесс: сшитый полиэтилен не требует постоянного контроля давления масла, не боится утечек, проще в монтаже, легче по весу, не подвержен старению при высоких рабочих температурах. Как правило, такие кабели выдерживают длительный нагрев жилы до 90 градусов Цельсия, а в аварийном режиме кратковременно до 130 градусов.

В принципе, конструкция высоковольтного кабеля из сшитого полиэтилена включает токопроводящую жилу из меди или алюминия, проводящий экран по жиле для выравнивания электрического поля, слой изоляции из сшитого полиэтилена, проводящий экран по изоляции, который служит для отвода емкостных токов и заземления, затем металлический экран или броня и внешнюю защитную оболочку. Значит, каждый элемент играет свою роль в обеспечении надежности и долговечности кабельной линии.

Выбор между СИП, неизолированными проводами и кабелями для конкретных условий

Разберём самые актуальные ситуации, с которыми приходится сталкиваться при проектировании воздушных линий. Если речь идет о магистральной ЛЭП напряжением 110 кВ и выше, проходящей через малонаселенную местность, то использование неизолированных проводов АС или усиленных модификаций вроде АСКС остается оправданным. Скорее всего, здесь играют роль экономические факторы: стоимость изоляции для таких сечений и напряжений была бы колоссальной, а риски короткого замыкания от схлестывания проводов минимальны из-за больших расстояний между фазами.

Когда линия проходит через лесной массив, жилую застройку, вдоль автомобильных дорог, могу рекомендовать применение СИП. Это работает за счет снижения аварийности при падении веток, уменьшения расстояния между проводами на опоре, возможности крепления к стенам зданий без дополнительных изоляторов. Вот и получается, что СИП экономит место, повышает безопасность, упрощает эксплуатацию.

Для подземной или надземной прокладки в лотках, тоннелях, по эстакадам однозначно нужны кабели. Ну вот, здесь выбор между бумажно-масляной изоляцией и сшитым полиэтиленом. Сейчас это самый передовой материал — сшитый полиэтилен, потому что он не требует сложного обслуживания, имеет меньший вес, проще в монтаже, надежнее при перегрузках. Общие рекомендации таковы: для новых проектов стоит отдавать предпочтение кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена, а старые маслонаполненные линии по мере износа заменять на современные.

Ответы на вопросы

В чем главное отличие провода А от провода АС?

Провод А состоит только из алюминиевых проволок, провод АС имеет стальной сердечник для увеличения механической прочности.

Можно ли использовать СИП для линий напряжением 10 кВ?

Да, существуют модификации СИП, предназначенные для напряжений до 35 кВ, в том числе СИП-3 для 10–35 кВ.

Что такое сшитый полиэтилен и чем он лучше обычного?

Сшитый полиэтилен получается путем образования поперечных связей между молекулами, что повышает термостабильность, стойкость к деформациям и электрическую прочность.

Какие преимущества дает изоляция СИП по сравнению с неизолированными проводами?

Изоляция снижает риск коротких замыканий при схлестывании, повышает безопасность, позволяет уменьшить расстояния между проводами на опоре.

Требуется ли специальное оборудование для монтажа кабелей из сшитого полиэтилена?

Да, нужны инструменты для снятия изоляции и экранов, установки муфт, стресс-конусов, а также мегаомметр для контроля изоляции.