Кабель СИП

Кабель СИП – это самонесущий изолированный провод для передачи (обычно трёхфазного) низкого напряжения до 600 В (фазное напряжение)/1 кВ (линейное напряжение) на дальние расстояния и в целях местного распределения. Вошёл в обиход взамен оголённого по ряду причин. В РФ использование производится по ГОСТ 52373. В рамках документа аналогичная аббревиатура применяется и для маркировки защищённых кабелей высоких напряжений до 35 кВ (линейное), посему изделия также относят к СИП.

История изобретения кабелей СИП

Первым патентом на рассматриваемую тему считают заявленный 1 декабря 1908 года US960291 A. Это очевидно по простой причине: по тексту прямо говорится, что ранее для поддержки воздушные кабели снаружи привязывались к верёвке, служащей опорой. Таким образом удавалось избежать обрыва. Шведские инженеры Рейнольд Фритьоф Рейнольдсон и Карл Эмиль Эгнер придумали, как упростить производство кабеля и прокладку линий.

Предлагалось в единый свинцовый экран заключить изолированные друг от друга при помощи бумаги либо прочих средств жилы, прочную верёвку. О материале суппорта умалчивается, но предполагается прочность. Обращает внимание факт, что к тому времени уже существовали полимеры, толком не изученные. Оболочку предложили свинцовую.

Линии электропередач

Линии электропередач

С 1868 года нитрат целлюлозы использовался в качестве материала для изготовления бильярдных шаров. Джон Уэсли Хьят искал… изолятор для электрических приборов, а помог игрокам. В 1862 году догадался смешать хлопковый пироксин с азотной кислотой и камфорой. Результатом стал целлулоид, который сегодня используется для изготовления шариков, используемых в настольном теннисе. Первую фенолформальдегидную пластмассу в 1909 году получил Лео Хендрик Баэкленд, материал явно не годился для использования в качестве кабельной изоляции по объективным причинам. Если затрагивать вопрос химии обширно, сегодня не в силах побороть в кабелях СИП процесс фотодеполимеризации изолятора.

Чуть расскажем о начальных шагах по использованию изобретений. Считается, что первые серьёзные сети на низковольтных кабелях СИП стали использовать во Франции, это случилось в 50-х годах XX века. С 1966 года Electricite’ de France использует алюминиевую жилу, с 1977 – изоляцию из сшитого полиэтилена. В 10-е годы XXI века во Франции проложено 140 тыс. км трасс СИП кабеля, цифра постоянно увеличивается.

Что касается Скандинавии, родины изобретения, больше всего новинка нашла применения в Финляндии, где методику изолированных воздушных сетей осваивают с 60-х годов XX века. По некоторым данным на кабель СИП приходится до 75% общей протяжённости трасс. В Швеции сроки освоения схожи, но доля чуть ниже – 40 процентов (на 1984 год). Прочие страны не спешат переходить на СИП-кабели.

Электрическая энергия и СИП

В обозримом будущем электрическая энергия станет несменяемым источником для работы предприятий, фабрик, организации человеческого досуга.

Самонесущие изолированные провода

Самонесущие изолированные провода

Согласно ГОСТ 52373 самонесущие изолированные провода (СИП) предназначены для передачи фазных напряжений до 600 В. Все прочие в рамках документа называют защищёнными. Деление производится по размеру сечения жил, номинальному напряжению и типу изоляции. У СИП называется рабочей, у прочих — защитной. Государственный стандарт провода классифицирует так:

  • Согласно конструкции выделяют типы: с изолированной (2), неизолированной (1) нейтралью либо без указанной жилы (4), герметизированные (г) и с защитной изоляцией (3).
  • Число жил: 1, 2, 3 или 4. Сечение фазных выбирается из ряда: 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185 или 240 квадратных миллиметров, а нулевой (служащей прочим опорой) – 25, 35, 50, 54.6, 70, 95. При отсутствии нейтрали возможны для прочих линий лишь первые две цифры из представленных. В проводах с нулевой жилой возможно наличие вспомогательных (цепь освещения или контроля) числом от 1 до 3 и сечением из ряда: осветительных – 16, 25, 35; контрольных – 1.5, 2.5, 4 квадратных миллиметра.

Аббревиатура СИП входит в маркировку провода, в народе кабель так и называют без привычного в подобного рода случаях сленга. Через тире добавляется тип (см. выше), после указываются число, сечение фазных, нулевых и (через знак плюса) вспомогательных жил (по наличию таковых). Маркировка довершается рабочим напряжением (в кВ: фазное/линейное – см. выше) и в отдельных случаях номером технических условий на изделие, содержащие таблицы с расшифровкой параметров по типам. Включая: удельную массу, прочность на обрыв и др.

Большинство параметров, указанных в ГОСТ, интересны лишь производителям — число проволок в жиле или шаг скрутки. Однако часть учитывают и электрики — усилие на разрыв и сдвига изоляции. Таблицы на рисунке приведены для справки. При осуществлении конкретных манипуляций с прокладкой сетей следует руководствоваться государственным стандартом, текст которого периодически обновляется.

Информационная таблица

Информационная таблица

Электрическое сопротивление даётся в пересчёте на 1 км для нормальных условий (комнатная температура), а усилия на разрыв помогут правильно определить способы прокладки линии. По международным соглашениям фазы и нейтраль маркируются определённым образом:

  1. Полимерный изолятор I фазы красный, с одной продольной выступающей полосой.
  2. Полимерный изолятор II фазы белый и имеет два продольных выступа.
  3. III фаза – голубая, три выступа.
  4. Нейтраль имеет изолятор без красителя с множественными выступами.

Достоинства кабелей СИП

ЛЭП с неизолированным проводом

Чтобы понять прелести использования кабелей СИП, поговорим о прочих способах передачи энергии на расстояние. В целях экономии каждая фаза идёт по оголённому проводу. Удаётся снизить цену на оплётке. Приходится ставить фарфоровые линейные изоляторы, это все равно менее затратно. Частота 50 Гц слабо излучается в пространство, а ощутимые помехи прокладке подобных сетей встречаются нечасто.

Фазные провода идут в пролётах сверху, прямо под молниезащитным тросом (на линиях свыше 35 кВ), под ними (при необходимости) – нейтраль. Подвески бывают вертикальными поддерживающими (по 1 шт на столб), либо натяжными (сдвоенными, с проложенным между ними шлейфом провода). Опоры с первым родом изоляторов называют промежуточными, со вторым – анкерными. Поддерживающие подвески при обрыве или смещении нагрузок чуть отклоняются в сторону, пружиня и уберегая столбы от падения. Анкерные опоры блокируют распространение деформирующих усилий далее по сети, по определению мощнее (снабжаются ригелями). Применяются на поворотах линии с углом свыше 10 градусов.

Заземление опор ЛЭП

Заземление опор ЛЭП

Каждая опора заземлена: кусок рельса или металлический штырь вкопан у основания. На эту цепь возможно завести корпус распределительного щитка, предварительно измерив сопротивление. Заземление требуется для правильной работы систем релейной защиты. В качестве материала жил используются медь и алюминий, как недорогие из имеющихся в распоряжении электротехники металлов. Авиационный металл ввиду дешевизны берётся сечением вполовину больше для обеспечения должной прочности, но весит на 60% меньше. Используется чистый алюминий с долей чистого вещества от 99,5 до 99,85%.

Для обеспечения механической прочности высоковольтных линий (АЖС) в центр вставляется сердечник из стали. Примеры исполнения проводов присутствуют в ГОСТ 839. Недостатком алюминиевых сплавов считается сравнительно сильная коррозия, составляющая, в зависимости от местности, 0,02 — 0,8 мкм/год. Для устранения дефекта идут на различные меры:

  1. В проводах АСКС межпроволочное пространство заполняется нейтральной смазкой.
  2. В проводах АКП, АСКП – аналогично, но смазка повышенной термостойкости.
  3. В проводах АСК сердечник из стали дополнительно изолирован двумя лентами полиэтилентерефталанта.

В СИП иначе. Там жилы переплетены и заключены в общую полимерную изоляцию. Нейтраль чаще идёт посередине. У оголённых проводов имеется перед СИП ряд недостатков:

  1. Шаговое напряжение способно убить мелких пичужек, избирающих линию передач излюбленным местом посиделок. Вольтаж столь высок, что гипотетически возможно возникновение ситуации, когда убивать станет разность даже между точками, находящимися на расстоянии считаных сантиметров.
  2. При обрыве нейтрали сложно выявить поломку. Подобные ситуации гипотетически опасны, оборудование начинает работать в неправильном режиме. Изменяется направление движения тока на определённые доли периода частоты.
  3. Прокладка линий электропередач с оголёнными проводами требует обязательной зачистки местности: каждый видел просеки, вырубаемые под высоковольтные ЛЭП, чтобы в мокрую погоду разряд не достиг посредством влажных веток и ствола земли. Естественные помехи становятся причиной обрыва нейтрали, о чем уже сказано выше.
  4. Сильный ветер способен перехлестнуть провода. Даже если длится недолго, проскочит дуга, образуются искры. В сухое и жаркое время года это с большой степенью вероятности станет причиной пожара.

Все перечисленное приводит к тому, что приходится ставить линейные изоляторы, а фазные провода и нейтраль разносить на возможно большее расстояние. Что закономерно приводит к необходимости использования ригелей (в фундаменте) с целью увеличения площади опоры.

Отличия СИП

Исходя из сказанного выше, обычных здравых соображений, выделяют ключевые преимущества кабеля СИП:

  1. Отсутствие необходимости в мощных линейных изоляторах.
  2. Сравнительная безопасность для обслуживающего персонала.
  3. Уменьшение ширины трассы за счёт сочетания всех жил в одной изоляции.
  4. Некритичность к погодным условиям, отсутствие коррозии, искрения.
  5. Отсутствие необходимости в тщательной очистке местности.
  6. Кража электричества (накидкой проводников) становится затруднительной, а для инспекции – визуально легко различимой.
  7. Безвредность для животных и птиц, прочих представителей фауны.
  8. Резистентность к природным катаклизмам, в первую очередь перехлёсту воздушным потоком.
  9. Простота укладки трассы и экономия материалов при производстве. Процесс настолько прост, что обычным является такой случай: в стену ввинчивается крюк, за который цепляется кабель. Иногда изоляция обжимается хомутом.

Имеются и недостатки, большинство которых относится к линиям значительной протяжённости. В первую очередь — сравнительно большой погонный вес, за счёт чего опоры приходится ставить чаще. Если это деревянные столбы, процесс сравнительно прост, но бетонные конструкции стоят дорого, возводятся дороже. Стоимость кабеля СИП сравнительно высока, но у частника нет иного выбора при местной разводки электросети.

Никто не может отменить процесс деполимеризации, очевидно, что сегодня кабели СИП остаются единственным решением для частных домовладельцев. Что касается промышленных масштабов, здесь требуется усиленная изоляция. Впрочем, химия полимеров не стоит на месте.