Общие сведения о ВЛИ
Общие сведения о воздушных линиях электропередачи напряжением до 1 кВ с самонесущими изолированными проводами
Настоящий раздел посвящен вопросам проектирования воздушных линий электропередачи напряжением до 20 кВ с самонесушими изолированными и защищенными проводами. Применение самонесущих изолированных и защищенных проводов является на сегодняшний день наиболее прогрессивным и перспективным путём развития электрических распределительных сетей.
По сравнению с традиционными воздушными линиями электропередачи (ВЛ) линии с применением самонесуших изолированных проводов (ВЛИ) имеют ряд конструктивных особенностей — наличие изоляционного покрова на токоведуших проводниках, повышенная механическая прочность, прогрессивная сцепная и ответвительная арматура и др. Эти особенности обусловливают значительное повышение надёжности электроснабжения потребителей и резкое снижение эксплуатационных затрат. Что в свою очередь, и определяет высокую экономическую эффективность использования изолированных проводов в распределительных электрических сетях.
В разделе приведены материалы для использования при электрических и механических расчётах элементов линий электропередачи, монтажные схемы опор, рекомендации по применению линейной арматуры компании ENSTO для системы самонесуших изолированных проводов с изолированным нулевым несушим проводником, добавлены таблицы расчетных пролетов и стрел провеса, а также чертежи отдельных элементов.
Общие сведения о воздушных линиях электропередачи напряжением до 1 кВ с самонесущими изолированными проводами
Устройство
Воздушные линии электропередачи напряжением до 1 кВ с самонесущими изолированными проводами (ВЛИ) представляют собой воздушные линии электропередачи, выполненные на опорах с применением железобетонных, деревянных или металлических стоек. К опорам посредством специальной арматуры подвешены самонесушие изолированные провода (СИП). Крепление СИП к опорам осуществляется в основном с помощью металлоконструкций (крюков, бандажных лент и др.)-поддерживающих и натяжных зажимов. Соединения и ответвления проводов осуществляются с помощью соединительных и ответвительных зажимов. Помимо линейной арматуры на ВЛИ могут устанавливаться сопутствующие элементы -устройства для подключения переносных заземлений, мачтовые рубильники с предохранителями, ограничители перенапряжения, патроны для плавких предохранителей зашиты светильников уличного освещения и др.
Системы самонесущих изолированных проводов
Конструкция СИП состоит из нулевого проводника, который может быть как изолированным, так и неизолированным и фазных проводников, покрытых изоляционной оболочкой и скрученных в один жгут. Изоляционная оболочка должна быть выполнена из светостабилизированного сшитого полиэтилена. Дополнительно к фазным проводникам в жгут могут быть включены 1-2 изолированных проводника для уличного освешения или контрольные кабели. В мире распространены три основные системы СИП. Первая система представляет собой изолированные фазные проводники, скрученные вокруг неизолированного нулевого проводника, который является несушим элементом конструкции. Подвеска всего жгута осушествляется за нулевой проводник. Нулевой проводник изготавливается из термоупрочнённого алюминиевого сплава, фазные проводники - из алюминия. Сечение нулевого несушего проводника, как правило, на одну ступень больше сечения фазных проводников. Распространённые марки проводов этой системы - АМКА производства Финляндии и СИП-1 по ГОСТ Р 52373-2005 (СИП-1, СИП-2 до выхода ГОСТ) производства российских кабельных заводов. Вторая система отличается от первой наличием изоляционного покрова на нулевом несушем проводнике. Распространённые марки проводов этой системы - АМКА производства Финляндии. ТОРСАДА производства Франции и, СИП-2 по ГОСТ Р 52373-2005 (СИП-1 А, СИП-2А до выхода ГОСТ) производства российских кабельных заводов. Третья система состоит из проводников одинакового сечения, покрытых изоляционной оболочкой и скрученных между собой. Все проводники, в том числе и нулевой изготавливаются из алюминия. Подвеска жгута на промежуточных опорах и закрепление на анкерных осушествляется за все проводники одновременно. Распространённые марки проводов этой системы - ALUS в Швеции. ЕХ в Норвегии. AsXS. AsXSn в Польше и СИП-4 по ГОСТ Р 52373-2005 (СИПн-4, СИПс-4, СИП-2АF до выхода ГОСТ) производства российских кабельных заводов.
Классификация, основные параметры и размеры по ГОСТ Р 52373—2005
1 Провода подразделяют:
а) по назначению:
- самонесущие изолированные провода — для воздушных линий электропередачи на напряжение до 0,6/1 кВ включительно;
- защищенные провода —для воздушных линий электропередачи на напряжение 10—20 и 35 кВ;
б) по конструктивному исполнению:
- с неизолированной нулевом несущей жилой (1);
- с изолированной нулевой несущей жилой (2);
- с защитной изоляцией (3);
- без нулевой несущей жилы (4).
- герметизированные (г).
2 Число основных токопроводящих жил устанавливают из ряда: 1, 2, 3, 4.
3 Номинальное сечение основных токопроводящих жил устанавливают из ряда: 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240 мм2.
Номинальное сечение токопроводящих жил проводов без нулевой несущей жилы — 16 или 25 мм*.
4 Номинальное сечение нулевой несущей жилы устанавливают из ряда: 25, 35, 50, (54,6)*, 70, 95 мм2.
5 Число вспомогательных токопроводящих жил в проводах с нулевой несущей жилой номинальным сечением 50 мм2 и более устанавливают из ряда: 1, 2, 3.
Номинальное сечение вспомогательных токопроводящих жил для цепей наружного освещения — 16, 25 или 35 мм2, для цепей контроля —1,5; 2,5 или 4 мм2.
6 Обозначение марки проводов должно состоять из последовательно расположенных букв СИП и через дефис цифр, указывающих конструктивное исполнение в соответствии с п.1 (перечисление б).
7 В условное обозначение проводов должны входить:
- марка провода с добавлением через интервал группы цифр (через знак умножения), последовательно указывающих число и номинальное сечение основных, нулевой несущей и вспомогательных жил, разделенных между собой знаком плюс:
- номинальное напряжение провода (через тире):
- обозначение технических условий на провод конкретной марки (через интервал).
Примеры условных обозначений:
Провод самоносущий изолированный для воздушных линии электропередачи, с тремя основными жилами номинальным сечением 70 мм2, с изолированной нулевой несущей жилой номинальным сечением 95 мм2;. с двумя вспомогательными токопроводящими жилами номинальным сечением 25 мм2 на номинальное напряжение 0,6/1 кВ:
Провод СИП-2 3 x 70+1 х 95 + 2 х 25 - 0.6/1 ТУ**
Провод защищенный для воздушных пиний электропередачи с водоблокирующим элементом, с жилой номинальным сечением 120 мм2 на номинальное напряжение 35 кВ:
Провод СИПг-3 1 х 120 - 35 ТУ**
* До 1 января 2008 г.
** Обозначение технических условий на провод конкретной марки.
Конструктивные особенности ВЛИ
Основными конструктивными особенностями ВЛИ по сравнению с традиционными воздушными линиями электропередачи с применением неизолированных проводов (ВЛ) являются следующие:
1. Наличие изоляции на токоведуших жилах.
2. Отсутствие траверс и изоляторов.
3. Малое реактивное сопротивление ВЛИ обусловленное минимальным расстоянием между проводниками, которое ограничивается только толщиной их изоляции:
Конструктивные особенности ВЛИ обусловливают ряд преимуществ таких линий по сравнению с традиционными ВЛ с неизолированными проводами.
Преимущества ВЛИ
Основными преимуществами ВЛИ являются значительное повышение уровня надёжности распределительных электрических сетей и как следствие этого, снижение эксплуатационных затрат. Все преимушества ВЛИ можно объединить в три группы.
Первая группа — преимушества, которые сказываются при проектировании и монтаже ВЛИ.
1 Простота конструктивного исполнения линии (отсутствие траверс и изоляторов).
2 Простота исполнения нескольких ответвлений от одной опоры.
3 Простота исполнения многоцепных линий электропередачи, возможность исполнения четырех- и более цепных линий.
4 Простота совместной подвески линий уличного освещения.
5 Возможность совместной подвески нескольких цепей ВЛИ с В Л 6-10 кВ и линиями связи.
6 Уменьшение безопасных расстояний от зданий и инженерных сооружений.
7 Возможность применения для опор ВЛИ стоек меньшей длины.
8 Увеличение длины пролётов до 60 м (это преимущество не распространяется на систему СИП с изолированным нулевым несушим проводником).
9. Возможность прокладки СИП по стенам зданий и сооружениями.
10. Эстетичность конструктивного исполнения ВЛИ в условиях жилой застройки при отказе от опор на тротуарах и монтаже линии по фасадам зданий.
11. Эстетичность исполнения воздушных линий уличного освешения.
12. Отсутствие необходимости в вырубке просеки перед монтажом.
13. Простота монтажных работ и. соответственно, уменьшение сроков строительства.
Вторая группа - преимушества эксплуатации и безопасность.
1. Высокая надежность в обеспечении электрической энергией в связи с низкой удельной повреждаемостью.
2. Отсутствие многочисленных замен повреждённых изоляторов, дефектного провода, выправки или замены дефектных траверс.
3. Сокращение объемов и времени аварийно-восстановительных работ.
4. Резкое снижение (более 80%) эксплуатационных затрат по сравнению с традиционными ВЛ. Это обусловливается высокой надёжностью и бесперебойностью электроснабжения потребителей, а также отсутствием необходимости в расчистке просек в процессе эксплуатации линии.
5. Практическое исключение коротких междуфазных замыканий и замыканий на землю.
6. На проводах практически не образуется гололед и налипание мокрого снега. Полиэтилен изоляционной оболочки жил является неполярным диэлектриком и не образует ни электрических, ни химических связей с контактирующим с ним веществом.
7. Высокая механическая прочность проводов и. соответственно, меньшая вероятность их обрыва.
8. Пожаробезопасность. обусловленная исключением коротких замыканий при схлестывании проводов или перекрытии их посторонними предметами.
9. Адаптация к изменению режима и развитию сети.
10. Уменьшение безопасных расстояний до зданий и инженерных сооружений.
11. Возможность выполнения работ на ВЛИ под напряжением без отключения потребителей (подключение абонентов, присоединение новых ответвлений).
12. Значительное уменьшение случаев электротравматизма при эксплуатации линии.
13. Обеспечение безопасности работ вблизи ВЛИ.
Третья группа - преимушества. влияющие на качество электрической энергии, снижение технических и коммерческих потерь в воздушных распределительных сетях напряжением до 1 кВ.
1. Снижение потерь напряжения как основного показателя качества электрической энергии вследствие малого реактивного сопротивления СИП по сравнению с традиционными ВЛ.
2. Снижение технических потерь электрической энергии так же вследствие малого реактивного сопротивления СИП.
3. Снижение коммерческих потерь электрической энергии. Существенно ограничен несанкционированный отбор электроэнергии, так как изолированные, скрученные между собой жилы исключают самовольное подключение к ВЛИ путём выполнения наброса на провода.
4. Значительное снижение случаев вандализма и воровства. Температура плавления изоляции жил близка к температуре плавления алюминия. СИП не пригодны для вторичной переработки с целью получения цветного металла.