Самонесущие изолированные провода
В качестве факторов, резко снижающих надежность линии с неизолированной нейтралью можно выделить следующие:
Возможные контакты людей и техники с фазными проводами при обрывах или увеличенном провисании;
Возникновение аварийных коротких замыканий при схлестывании фазных проводов или их контактировании с заземленными элементами ЛЭП;
Возникновение аварийных перенапряжений в сети, при образовании электрических контактов между проводами близкорасположенных ЛЭП с разными уровнями номинального напряжения;
Интенсивное гололедное образование на неизолированных проводах при отрицательных температурах воздуха.
Сильные ветровые нагрузки, которые могут вызывать как вибрацию проводов с образованием микротрещин, так и их пляску с большой амплитудой колебаний доходящей до величины стрелы провеса провода.
Появление электрической короны вокруг неизолированных проводов при повышении электропроводности воздуха, что приводит к дополнительным потерям электроэнергии и увеличению электроэрозии проводов.
Окисление и дополнительная эрозия поверхности неизолированных проводов, в результате химических и электрохимического воздействия влаги и примесей в воздухе.
Мировой опыт показывает, что современные подходы решения указанных проблем основываются на возможности применения самонесущих изолированных проводов (СИП) на напряжение до 1 кВ и защищенных проводов (ЗП) на напряжение 6, 35 кВ и более.
Лекция №3 30.01.12
СИП – это скрученный жгут, контактирующий между собой провода с полимерной изоляцией, которые предназначены для использования в воздушных ЛЭП напряжением до 1 кВ. Изоляция таких проводов должна выдерживать напряжение до 1 кВ в течение всего срока эксплуатации, т.к. применение дополнительной изоляции, например, воздушной, между проводами не предусматривается.
Защищенный провод – это провод с защитной полимерной изоляцией для воздушных ЛЭП напряжением 6, 35 кВ и более. Непрерывная эксплуатация ЛЭП осуществляется при наличии между такими проводами воздушного промежутка, но расстояние между защищенными проводами допускается в 4-6 раз меньше, чем при использовании неизолированных проводов.
В тоже время изоляция защищенных проводов должна выдерживать линейное напряжение ЛЭП, при схлестывании фазных проводов, или фазное напряжение при контактировании фазных проводов с заземленными элементами в течении времени необходимого для устранения нережимной ситуации.
Применение СИП и ЗП на воздушных линиях низкого и среднего напряжения повышает их надежность и безопасность поскольку:
Поверхность изоляции из шитого полиэтилена СПЭ является гидрофобной, поэтому гололедообразование – отсутствует;
Токопроводящие жили СИП и ЗП выполнены из упрочненных материалов (на основе сплавов алюминия) более устойчивых к внешним воздействиям;
Схлестывание СИП нескольких ЛЭП напряжением до 1 кВ, схлестывание ЗП до 35 кВ не приводит к аварийным режимам;
Изоляция СПЭ обеспечивает безопасность при случайных его прикосновений с СИП и ЗП;
Применение СИП уменьшает реактивное сопротивление линии и, соответственно, падение напряжением в нем, более чем в три раза (от 0,35 Ом/км для ЛЭП с неизолированными проводами, до 0.1 Ом/км со жгутироваными СИПами);
При выходе линии 0.4 кВ из подстанции возможны на одних опорах безопасно подвесить более двух цепей;
При применении СИП 1 и СИП 2 сроки строительства ВЛ напряжением до 1 кВ сокращаются на 30-40%, а эксплуатационные расходы уменьшаются на 80%.
Наибольшее распространение получили три системы СИПов:
Система СИП |
АМКА (финская система) |
TORSADA (французская система) |
EX FOUR CORE ALUS (шведская система) |
Марка СИП |
СИП-1 (СИП-2) |
СИП-1А (СИП-2А) |
СИП-4 (СИП-5) |
|
|
|
|
СИП-1 (СИП-2)
Система СИП известная как «финская система» или СИП-1, СИП-2 характеризуется тем, что вокруг неизолированного несущего нейтрального провода скручены изолированные фазные провода.
Несущий трос, он же нулевой провод, выполняется многожильным из алюминиевого сплава высокой прочности и сечением, больше чем сечение других проводов. Многожильные фазные провода выполнены из пластичного алюминия. Прочность линии в целом очень высокая за счет использование надежного контакта линейной сцепной арматуры с голым несущим тросом. Это дает увеличить анкерные и промежуточные пролеты и уменьшить количество арматуры.
В СИП-1 изоляция проводов выполнена из термопластичного полиэтилена, а в СИП-2 из сшитого. Температурные характеристики для изоляции из термопластичного полиэтилена 70 в долговременном режиме работы, 90 градусов в режиме длительной перегрузки (до 8 часов в сутки) и 130 градусов в режиме короткого замыкания. Температурные характеристики изоляция из сшитого полиэтилена: 90 градусов в долговременном режиме, 130 градусов – в режиме длительной перегрузки, и 250 градусов в режиме короткого замыкания.
СИП-1А, СИП-2А
Система известная как французская или система TORSADA (по европейскому стандарту) или по украинской терминологии СИП-1А, СИП-2А, с несущим проводом изолированным влиянием внешней среды. В Украине применение такой системы целесообразно применение на побережье Черного и Азовского морей.
Защита несущего провода от влияние внешней атмосферы достигается за счет нанесения той же изоляции, что и на фазные проводах. В системе СИП-1А – термопластичный полиэтилен, в СИП-2А – сшитый полиэтилен.
Для систем СИП-1А и систем СИП-2А существует проблема обеспечения прочной подвески проводов на опорах, т.к. механическая нагрузка на линию ложиться на изоляционный слой проводов.
СИП-4, СИП-5
Известны системы, в которых провода выполняются из упрочненного алюминиевого сплава, покрыты изоляцией и подвеска осуществляется за все проводники одновременно. Устойчивость линии к механическим воздействиям определяется сложением прочности всех проводов с соответствующими уменьшающими коэффициентами. В СИП-4 выполнена из термопластичного полиэтилен, в СИП-5 – из сшитого. Нулевая несущая жила и основные жилы СИП изготавливаются многопроволочными, перевитыми и уплотненными, таким образом, чтобы коэффициент заполнения сечения жилы составлял 0,92-0,94.