Провода неизолированные

Неизолированные провода представляют собой класс проводниковой продукции, состоящих из одной или нескольких токопроводящих жил без какой-либо электрической изоляции. Их ключевая особенность — открытая конструкция, требующая обязательного соблюдения норм безопасности при монтаже и эксплуатации. Эти провода образуют основу магистральных и распределительных воздушных линий электропередачи (ВЛЭП).

1. Назначение и область применения

Основные сферы использования:

• Воздушные линии электропередачи (ВЛЭП) напряжением от 0.4 кВ до 1150 кВ
• Контактная сеть железнодорожного транспорта
• Линии электропередачи на промышленных предприятиях
• Ответвления от ВЛ к вводам в здания
• Заземляющие устройства и грозозащитные тросы

Преимущества неизолированных проводов:

• Отличный теплоотвод: Открытая поверхность позволяет эффективно охлаждаться под нагрузкой и при коротком замыкании.
• Простота конструкции: Отсутствие изоляции снижает стоимость и упрощает производство.
• Легкость монтажа и обслуживания: Визуальный контроль состояния, простота подключения.
• Высокая механическая прочность: Особенно у многопроволочных и армированных конструкций.

Недостатки:

• Требуют большой зоны отчуждения из-за необходимости соблюдения расстояний до земли, зданий и других объектов.
• Высокая опасность при касании посторонними предметами.
• Уязвимость к атмосферным воздействиям (гололед, ветер, птицы).
• Коронирование (частичный разряд) на линиях высокого напряжения, приводящее к потерям энергии и радиопомехам.

2. Классификация и маркировка

Классификация проводится по материалу, строению и назначению.

2.1. По материалу токопроводящей жилы

• Алюминиевые (марка «А»): Наиболее распространены для ВЛ напряжением до 35 кВ благодаря легкости и низкой стоимости.
• Сталеалюминиевые (марка «АС»): Состоят из стального сердечника (для прочности) и алюминиевых проволок (для проводимости). Используются на ВЛ высокого и сверхвысокого напряжения, где важна механическая прочность.
• Стальные (марка «ПС»): Обладают высоким сопротивлением, но большой прочностью. Применяются для малонагруженных ВЛ короткой длины, в контактных сетях, а также в качестве грозозащитных тросов.
• Медные (марка «ПМ»): Имеют высокую проводимость и стойкость к коррозии, но большую стоимость и массу. Используются реже, в основном на специальных объектах.

2.2. По строению жилы

• Однопроволочные (монолитные): Обозначаются добавлением индекса «О» (например, АО). Жесткие, применяются для сечений до 16 мм².
• Многопроволочные: Гибкие, состоят из нескольких скрученных проволок. Используются для большинства ВЛ. Обозначаются без индекса или с индексом «М» (например, А, АС).

3. Конструкция и основные марки

3.1. Алюминиевые провода (А)

• Конструкция: Многопроволочные, скрученные из нескольких алюминиевых проволок.
• Сечения: 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 мм² и т.д.
• Применение: ВЛ 0.4-10 кВ.

3.2. Сталеалюминиевые провода (АС)

• Конструкция: В центре — сердечник из оцинкованных стальных проволок (обеспечивает прочность на разрыв). Поверх него наложены повивы из алюминиевых проволок (обеспечивают проводимость).
• Маркировка: АС 120/19 – сталеалюминиевый провод с номинальным сечением алюминиевой части 120 мм² и стального сердечника 19 мм².
• Сечения: Стандартизированный ряд (АС 50/8, АС 70/11, АС 95/16, АС 120/19, АС 150/24 и т.д.).
• Применение: Магистральные ВЛ 35 кВ, 110 кВ, 220 кВ, 500 кВ и выше.

3.3. Провода из алюминиевых сплавов (АЖ, АН)

• Особенности: Имеют повышенную прочность по сравнению с чистым алюминием, но немного меньшую проводимость.
• Применение: Для ВЛ в районах с тяжелыми климатическими условиями (гололед, сильный ветер).

3.4. Самонесущий изолированный провод (СИП) – особая роль
Хотя СИП является изолированным, он логически и функционально относится к сфере воздушных линий. Это современная и безопасная альтернатива голым проводам для ВЛ 0.4/1 кВ.

• Конструкция:
  • СИП-1: Три изолированные фазные жилы, вокруг которых навита неизолированная несущая нулевая жила.
  • СИП-2: Все жилы (и фазные, и несущая нулевая) изолированы.
  • СИП-3: Одиночный провод с изоляцией, для ВЛ 10-35 кВ.
  • СИП-4: Все жилы изолированы, но несущей отдельной жилы нет (равнопрочные).
• Преимущества перед голыми проводами для ВЛ 0.4 кВ:
  • Безопасность: Снижение риска поражения током, коротких замыканий.
  • Надежность: Меньше схлестывание и обрыв проводов.
  • Эстетика и компактность: Можно прокладывать по фасадам зданий.

4. Технические характеристики и выбор

• Сечение: Выбирается по допустимому току нагрузки (по таблицам ПУЭ) и условиям механической прочности.
• Допустимый длительный ток: Зависит от сечения, материала и условий прокладки. Например, провод А 50 мм² допускает ток ~165 А, а АС 120/19 — ~390 А.
• Механическая прочность: Определяется расчетом на прочность при гололеде, ветре и температуре.
• Марка и сечение провода для ВЛ указываются в проекте и должны строго соблюдаться.

5. Монтаж и эксплуатация

5.1. Арматура для ВЛ
Для крепления, соединения и ответвления неизолированных проводов используется специальная арматура:

• Поддерживающие гирлянды: Подвески из изоляторов, на которых крепится провод.
• Натяжные гирлянды: Для крепления и натяжения провода на анкерных опорах.
• Соединительные зажимы: Опрессовочные (гильзы) или болтовые для соединения отрезков провода.
• Ответвительные зажимы: («орехи») для подключения ответвлений к магистрали.

5.2. Требования ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок)

• Габариты: Минимальное расстояние от провода до земли, зданий, деревьев строго регламентировано в зависимости от напряжения ВЛ.
• Расстояния между фазами: Зависят от напряжения, типа опор и климатических условий.
• Защита от перенапряжений: Использование грозозащитных тросов и разрядников.

5.3. Эксплуатационные проблемы

• Вибрация и пляска проводов: Возникают под действием ветра и могут приводить к усталостному разрушению провода в местах крепления. Для гашения используются виброгасители.
• Гололед: Образование льда на проводах увеличивает механическую нагрузку.
• Коррозия: Особенно актуальна для стальных и сталеалюминиевых проводов в агрессивных средах (побережье, промышленные зоны).

Заключение

Неизолированные провода, несмотря на простоту конструкции, остаются критически важным элементом глобальной энергетической инфраструктуры. Они обеспечивают передачу огромных мощностей на большие расстояния по воздушным линиям высокого напряжения.

Их эволюция не остановилась: совершенствуются сплавы, повышается чистота металлов, оптимизируется конструкция многопроволочных жил для снижения потерь на вихревые токи. Однако в распределительных сетях 0.4-10 кВ наблюдается активный и оправданный переход на самонесущие изолированные провода (СИП), которые обеспечивают новый уровень безопасности и надежности.

Таким образом, выбор между неизолированным проводом и СИП — это технико-экономическая задача, решаемая на этапе проектирования, где учитываются напряжение, важность объекта, климатические условия и, что немаловажно, требования к безопасности персонала и населения.