Кабели самонесущие в пластмассовой изоляции
Кабели самонесущие в пластмассовой изоляции: конструкция, стандарты, применение и монтаж
Кабели самонесущие изолированные (СИП) в пластмассовой изоляции представляют собой современную кабельную систему для воздушных линий электропередачи (ВЛ) и ответвлений к вводам. Они полностью вытесняют традиционные неизолированные воздушные линии (ВЛЭ) в сетях 0,4/0,22 кВ и активно применяются в сетях 6-35 кВ благодаря повышенной безопасности, надежности и технологичности монтажа. Основной принцип СИП заключается в объединении изолированных фазных жил и несущего элемента (нейтрали) в единую механическую конструкцию, предназначенную для крепления на опорах.
Классификация и основные типы СИП
Классификация СИП регламентирована национальными (ГОСТ Р 52373-2005, ГОСТ 31946-2012) и международными (стандарты МЭК, HD 626) стандартами. Основные типы различаются конструкцией несущего элемента и изоляцией.
- СИП-1: Фазные жилы изолированы светостабилизированным термопластичным полиэтиленом (ПЭ). Несущая нулевая жила может быть неизолированной (СИП-1) или изолированной (СИП-1А). Несущая жила выполняется из алюминиевого сплава, сталеалюминия или композитного материала (сталь-алюминий).
- СИП-2: Конструкция аналогична СИП-1, но изоляция фазных жил и нулевой (если изолирована) выполняется из сшитого полиэтилена (СПЭ). Это повышает допустимую температуру длительной эксплуатации до +90°C против +70°C у ПЭ. Обозначается как СИП-2 (с неизолированной нейтралью) и СИП-2А (с изолированной).
- СИП-3: Одножильный самонесущий кабель для ВЛ 6-35 кВ. Изоляция – сшитый полиэтилен. Несущий элемент – сердечник из стальных оцинкованных проволок, вокруг которого наложены повивы алюминиевых проволок. Обладает высокой механической прочностью.
- СИП-4 (СИП-5): Кабели без отдельной несущей жилы. Все жилы (2, 3 или 4) являются изолированными и равноправными. Несущая функция распределена между всеми жилами. Изоляция – ПЭ (СИП-4) или СПЭ (СИП-5). Применяются преимущественно для ответвлений к вводам и в сетях освещения.
- Светостабилизированный термопластичный полиэтилен (ПЭ): Содержит сажу (2-3%) для защиты от ультрафиолетового излучения. Температура длительной эксплуатации: +70°C. Стоимость ниже, чем у СПЭ.
- Сшитый полиэтилен (СПЭ, XLPE): Получается в процессе вулканизации, образуя пространственную сетчатую структуру. Обладает повышенной термостойкостью (+90°C), стойкостью к растрескиванию и деформации под нагревом. Является предпочтительным материалом для ответственных линий.
- Из алюминиевого сплава (Al-Mg-Si) – высокая механическая прочность, но меньшая электропроводность.
- Сталеалюминиевая – комбинация стального сердечника и алюминиевых проволок.
- Композитная – центральный сердечник из стальных оцинкованных проволок, окруженный повивом из проволок алюминиевого сплава.
- Преимущества:
- Безопасность: Снижение риска поражения током при касании веток, падении проводов; минимизация коротких замыканий из-за схлестывания.
- Надежность: Снижение количества отключений из-за атмосферных воздействий (снег, гололед, ветер с ветками) на 60-80%.
- Эксплуатация: Возможность прокладки по стенам зданий, в стесненных условиях, по общей опоре с линиями связи. Снижение эксплуатационных затрат.
- Технологичность монтажа: Применение специальной арматуры позволяет вести монтаж под напряжением, использовать методы натяжения без динамометров (визуальный контроль стрелы провеса).
- Экономические: Уменьшение ширины просеки, возможность использования более легких и дешевых опор.
- Недостатки:
- Более высокая первоначальная стоимость кабеля и специализированной арматуры.
- Требует обученного персонала и специфического инструмента для монтажа.
- Ограниченная стойкость изоляции к механическим повреждениям острыми предметами по сравнению с голым проводом.
- Анкерные зажимы: Для крепления и натяжения кабеля на опорах. Бывают прокалывающего и непрокалывающего типа.
- Поддерживающие зажимы (гильзы): Для промежуточной подвески на траверсах.
- Прокалывающие зажимы (соединительные и ответвительные): Позволяют выполнять соединения без снятия изоляции, обеспечивая герметичность контакта.
- Головки концевые: Для перехода с СИП на кабель в металлической оболочке или шины в РУ.
- Бандажная лента: Для крепления кабеля к стенам, кронштейнам.
- Запрещено наступать на кабель, бросать его на землю, допускать контакт с острыми кромками.
- Минимальный радиус изгиба при монтаже – 10 наружных диаметров кабеля.
- Натяжение осуществляется с помощью динамометрических устройств или методом наблюдения за стрелой провеса. Нельзя превышать допустимое тяжение, указанное в паспорте.
- При хранении барабаны должны располагаться горизонтально.
- При эксплуатации необходимо периодически визуально контролировать состояние арматуры и отсутствие повреждений изоляции.
- Магистральные воздушные линии 0,4 кВ и 10 кВ в населенных пунктах.
- Ответвления от ВЛ к вводам в здания (СИП-4, СИП-5).
- Внутриквартальные распределительные сети.
- Линии уличного освещения.
- Вводы в здания по фасадам (в соответствии с ПУЭ, глава 2.4).
Конструктивные элементы и материалы
Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия или алюминиевого сплава (например, Al-Mg-Si). Для СИП-1,2,4,5 используется многопроволочная круглая жила по ГОСТ 22483. Для СИП-3 – комбинированная жила со стальным сердечником.
Изоляция
Несущий элемент
Определяет механическую прочность кабеля. В СИП-1,2 это отдельная нулевая жила, которая может быть:
В СИП-3 несущий элемент интегрирован в конструкцию жилы. В СИП-4/5 несущая функция распределена.
Технические характеристики и выбор сечения
Основные параметры выбора: номинальное напряжение, количество и сечение жил, механическая нагрузка. Сечение выбирается по допустимому току нагрузки и потерям напряжения.
| Сечение фазных жил, мм² | Сечение несущей жилы, мм² | Допустимый ток, А (ПЭ изоляция, +70°C) | Допустимый ток, А (СПЭ изоляция, +90°C) |
|---|---|---|---|
| 16 | 25 | 75 | 100 |
| 25 | 35 | 100 | 130 |
| 35 | 50 | 125 | 160 |
| 50 | 50 | 155 | 195 |
| 70 | 70 | 195 | 240 |
| 95 | 95 | 240 | 290 |
| 120 | 95 | 275 | 330 |
Примечание: Фактические значения зависят от конкретного производителя, условий прокладки (температура окружающей среды, скорость ветра, солнечная радиация) и должны браться из технических каталогов.
Преимущества и недостатки по сравнению с неизолированными ВЛ
Арматура для монтажа СИП
Монтаж осуществляется с помощью комплектной арматуры, которая обеспечивает надежное крепление, соединение и ответвление.
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж СИП требует соблюдения ряда правил:
Области применения
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается СИП-1 от СИП-2?
Основное отличие – материал изоляции. СИП-1 имеет изоляцию из светостабилизированного термопластичного полиэтилена (ПЭ) с максимальной рабочей температурой +70°C. СИП-2 – из сшитого полиэтилена (СПЭ) с рабочей температурой +90°C, что обеспечивает большую пропускную способность и стойкость к тепловым деформациям.
Можно ли прокладывать СИП под землей?
Нет. Кабели СИП предназначены исключительно для воздушной прокладки. Для подземной прокладки необходимо использовать бронированные кабели (например, АВБбШв) с соответствующей защитой от механических повреждений и влаги.
Как соединять жилы СИП между собой?
Соединение должно быть герметичным и механически прочным. Рекомендуется использовать специальные прокалывающие соединительные зажимы, которые протыкают изоляцию и создают контакт, не требуя ее зачистки. Также допускается применение обжимных гильз с последующей изоляцией термоусаживаемыми трубками, но это менее технологичный метод.
Какой срок службы у СИП?
Заявленный срок службы кабелей СИП при соблюдении условий эксплуатации и монтажа составляет не менее 40 лет. На практике этот срок может быть больше и определяется в первую очередь сохранностью изоляции от УФ-излучения и механических воздействий.
Почему на некоторых линиях СИП «спутан» или скручен?
Это явление – скручивание (ротация) пучка жил – может происходить из-за неравномерного натяжения жил при монтаже, температурных деформаций или при использовании некачественной/неправильно подобранной арматуры. Для предотвращения необходимо использовать правильные поддерживающие зажимы, которые фиксируют положение всех жил, и соблюдать регламент натяжения.
Каковы требования к опорам для СИП?
Опора должна выдерживать механическую нагрузку от веса и натяжения кабеля, а также ветровую и гололедную нагрузку. Для СИП часто используются более легкие и дешевые опоры (деревянные, железобетонные) по сравнению с ВЛЭ, так как изолированные провода создают меньшую ветровую нагрузку и не требуют больших межфазных расстояний. Расстояние между опорами (пролет) может достигать 50-70 метров для СИП-1/2, в зависимости от сечения и местных условий.
Можно ли использовать СИП для реконструкции старых ВЛЭ без замены опор?
Да, это одно из ключевых преимуществ. Часто при реконструкции «голых» линий на СИП существующие опоры остаются, так как нагрузки на них снижаются. Необходимо лишь заменить арматуру и, возможно, траверсы. Это значительно удешевляет модернизацию сети.
Заключение
Кабели самонесущие изолированные в пластмассовой изоляции представляют собой технологически зрелое и экономически обоснованное решение для строительства и модернизации распределительных сетей 0,4-35 кВ. Их повсеместное внедрение обусловлено существенным повышением безопасности, надежности и качества электроснабжения. Успешная эксплуатация СИП напрямую зависит от правильного выбора типа кабеля, использования качественной комплектной арматуры и строгого соблюдения технологий монтажа, что требует соответствующей подготовки персонала. Дальнейшее развитие направлено на увеличение номинального напряжения (до 110 кВ), повышение стойкости изоляции к дуговым разрядам и оптимизацию конструкций для снижения материалоемкости.