«КАБЕЛЬ-news», декабрь-январь 2009/2010
50
Тема номера
ÄÎÊËÀÄ ÍÀ ÊÎÍÔÅÐÅÍÖÈÈ
Самонесущие изолированные
провода для распределительных
сетей низкого и среднего
напряжений
Эксплуатационные характеристики проводов
отечественного производства
Воздушные линии электропере-
дачи, выполненные с применением
изолированных и защищенных про-
водов, обладают рядом существен-
ных преимуществ по сравнению с
традиционными линиями из неизо-
лированных проводов. Эти преиму-
щества проявляются, прежде всего,
в повышении качества энергоснаб-
жения. Обеспечивается высокая
электробезопасность, высокая экс-
плуатационная надежность, а также
снижение трудоемкости монтажа
линий и снижение эксплуатацион-
ных затрат.
Преимущества новых линий
электропередачи обеспечили бы-
строе развитие производства изо-
лированных и защищенных про-
водов на предприятиях кабельной
промышленности России и СНГ и
устойчивый в течение 10 лет спрос
на этот вид продукции. В настоящее
Каменский Михаил Кузьмич,
кандидат технических наук,
заместитель заведующего отделением кабелей
энергетического назначения ОАО «ВНИИКП» (Москва)
Михаил Кузьмич Каменский
«КАБЕЛЬ-news», декабрь-январь 2009/2010
51
Тема номера
ÄÎÊËÀÄ ÍÀ ÊÎÍÔÅÐÅÍÖÈÈ
время промышленное производство
СИП освоено на 20 кабельных заво-
дах, в том числе на 12 заводах Рос-
сии.
Среди лидеров производства,
осуществляющих основной объ-
ем выпуска проводов, следу-
ет указать предприятия фирмы
«УНКОМТЕХ» — «Иркутсккабель»
и «Кирскабель», предприятия
«Севкабель-Холдинг», заводы «Лю-
диновокабель», «Электрокабель»,
«Камский кабель» и «Самарская
кабельная компания», на долю ко-
торых приходится около 79% обще-
го объема производства. На долю
предприятий СНГ приходится 20.8 %
объема выпуска СИП. Это предпри-
ятия Украины, Беларуси и Казахста-
на (рис. 1).
Объемы производства и реали-
зации на рынке изолированных и
защищенных проводов в 2008 году
по данным Ассоциации «Электро-
кабель» составили 74000 км, в том
числе в России выпуск СИП соста-
вил 59000 км. В течение последних 6
лет это наиболее динамично разви-
вающееся производство, темп рос-
та выпуска продукции составляет
145-200% и даже при общем спаде
объемов выпуска кабельной про-
дукции, производство СИП сохра-
нило прирост объемов в 2008 году
по сравнению с 2007 г. Устойчивый
спрос на этот вид продукции сохра-
няется и в 2009 году (рис. 2).
В 2005 году была сформирова-
на национальная нормативная база
для производства изолированных
и защищенных проводов. Был раз-
работан национальный стандарт
ГОСТ Р «Провода изолированные
и защищенные для воздушных ли-
ний электропередачи» (ГОСТ Р
52373-2005). Наличие нормативной
документации на выпуск проводов
с учетом требований ПУЭ (главы
2.4 и 2.5, 7-го издания) и руководя-
щих документов ОАО «РОСЭП» по
проектированию ВЛИ определило
основные типы проводов для рас-
пределительных сетей низкого и
среднего напряжения (табл. 1).
В соответствии с действующим
ГОСТ Р 52373-2005 предусмотрено
производство 3-х типов проводов
для воздушных изолированных ли-
ний электропередачи:
1. Это самонесущие изолирован-
ные провода, содержащие изолиро-
ванные жилы и несущий элемент,
предназначенный для крепления
или подвески провода: провода ма-
рок СИП 1 и СИП 2 на напряжение
0,6/1 кВ (для ВЛЭП на 0,4 кВ).
2. Провод без несущего эле-
мента марки СИП 4 на напряжение
0,6/1 кВ, в котором роль несущего
элемента выполняет сам пучок из
скрученных изолированных жил, за
который осуществляется подвеска
или крепление провода.
3. Провод защищенный для
ВЛЭП на напряжение 10-35 кВ
марки СИП 3, у которого поверх
токопроводящей жилы наложена
Табл. 1. Основные типы изолированных
и защищенных проводов
Тип провода
Обозначение
марки СИП по
ГОСТ Р 52373-2005
Изолированные
провода на 0,6/1 кВ
с неизолированной
нулевой несущей жилой
СИП-1
Изолированные
провода на 0,6/1 кВ с
изолированной нулевой
несущей жилой
СИП-2
Изолированные
провода на 0,6/1 кВ без
несущего элемента
СИП-4
Защищенные провода
для линий электро-
передачи на 10-35 кВ
СИП-3
Рис. 1. Основные предприятия изготовители СИП
Предприятия СНГ:
1. Южкабель
2. Одескабель 3. Катех-Электро
4. Крок ГТ
5. Автопровод 6. Белтелекабель
7. Казэнергокабель
Рис. 2. Динамика производства проводов СИП в России и СНГ (по данным Ассоциации
«Электрокабель»)
«КАБЕЛЬ-news», декабрь-январь 2009/2010
52
Тема номера
ÄÎÊËÀÄ ÍÀ ÊÎÍÔÅÐÅÍÖÈÈ
защитная полимерная изоляция,
исключающая короткое замыкание
между проводами при схлестыва-
нии и снижающая вероятность ко-
роткого замыкания на землю при
соприкосновении с заземляющим
элементом.
Введение в 2006 году в действие
ГОСТ Р 52373-2005 сыграло по-
ложительную роль в ограничении
типов проводов для ВЛЭП из все-
го многообразия конструктивных
исполнений, имеющихся в миро-
вой практике и предусмотренных
гармонизированным документом
CENELEC HD 626 S1.
Наибольшее распространение
для линий электропередачи на на-
пряжение 0,4 кВ получили прово-
да типа СИП 1 и СИП 2, представ-
ленные на рис. 3. Основные жилы
СИП выполнены из алюминиевых
проводов, уплотнены и содержат
рабочую изоляцию из светостаби-
лизированного, атмосферостойко-
го сшитого полиэтилена (СПЭ). Ну-
левая несущая жила выполнена из
алюминиевого сплава, при этом у
СИП 1 она изготавливается без изо-
ляции, а у проводов марки СИП 2 —
с изоляцией из того же СПЭ, что и у
основных жил.
Провода СИП 1 и СИП 2 могут со-
держать дополнительно вспомога-
тельные жилы для цепей наружного
освещения и контрольные жилы из
медных проводов сечением 1,5-4,0
мм
2
для цепей контроля и дистан-
ционного управления. Основные
жилы изготавливаются с сечением
от 16 до 240 мм
2
. Нулевая несущая
жила с сечением от 25 до 95 мм
2
.
Токопроводящие жилы выполнены
многопроволочными и уплотнены.
Основные жилы и вспомогательные
скручены вокруг нулевой несущей
жилы с заданным шагом скрутки.
Для СИП 4 шаг скрутки изолиро-
ванных жил должен быть не более
45 мм.
Нулевая несущая жила СИП и
токопроводящая жила защищенных
проводов изготовлена (из проволок
сплава AlMgSi) с числом проволок
7 и 19. Основные характеристики
проволоки из алюминиевого сплава
приведены в табл. 2.
Для нулевой несущей жилы жест-
ко нормируются разрывные усилия,
максимальные и минимальные зна-
чения диаметров жил, эксцентриси-
тет, как это показано в табл. 3.
Ранее в конструкции СИП допу-
скалась нулевая несущая жила из
алюминиевых проволок, упрочнен-
ная стальным сердечником, однако,
по требованию потребителей это
исполнение жилы в ГОСТ не вклю-
чено.
Рабочая и защитная изоляции
изготавливают из светостабилизи-
рованной композиции силанольно-
сшиваемого полиэтилена. Электри-
ческие характеристики изоляции
представлены в табл. 4.
Испытанию напряжением под-
вергают каждую строительную дли-
ну проводов, при этом испытания
проводят при погружении кабеля в
воду. Испытания, проводимые на об-
разцах длиной 10 м после выдержки
в воде, позволяют оценить уровень
электрической прочности как рабо-
чей, так и защитной изоляции в ис-
ходном состоянии.
С учетом условий эксплуатации
изоляция проводов СИП при оценке
качества подвергается трем специ-
фическим видам испытаний. Прежде
всего, это испытания на плотность
прилегания изоляции к нулевой
Рис. 3. Конструкции базовых самонесущих изолированных проводов
1 — токопроводящая жила из алюминиевой проволоки
2 — изоляция из светостабилизированного сшитого полиэтилена
3 — провод освещения
4 — нулевая несущая жила из сплава алюминия
Табл. 2. Основные характеристики
проволоки из сплава алюминия
Наименование
характеристики
Норми-
рованная
величина
Удельное электрическое
сопротивление постоянному
току при 20 °С, Ом·мм
2
/м,
не более
32,84
Прочность при растяжении,
Н/мм
2
, не менее
295
Относительное удлинение
при разрыве, %, не менее
4
Модуль упругости, Н/мм
2
,
не менее
62·10
3
Коэффициент линейного
расширения, °С
-1
, не более
23·10
-6
«КАБЕЛЬ-news», декабрь-январь 2009/2010
53
Тема номера
ÄÎÊËÀÄ ÍÀ ÊÎÍÔÅÐÅÍÖÈÈ
несущей жиле. Косвенно плотность
прилегания изоляции проверяют
путем определения усилия сдвига
изоляции. Усилия сдвига нормиру-
ются в зависимости от сечения то-
копроводящей жилы и должны быть
не менее 180 Н для жил сечением
до 54,6 мм
2
, 240 Н для жил сечением
95 мм
2
.
Разработан специальный метод
проверки усилий сдвига, установка
для испытания показана на рис. 4.
Образцы выдерживаются при 120 °С
в течение 1 часа и охлаждаются до
комнатной температуры в течение
16 часов. Образец, помещенный в
рамку, закрепляют в зажимах раз-
рывной машины и разводят зажимы
со скоростью (2±1) см/мин. Фикси-
руют усилие, при котором наблю-
дается смещение изоляции относи-
тельно токопроводящей жилы.
Наиболее жесткие требования
установлены для нулевой несущей
жилы, которая кроме допустимых
усилий сдвига должна удовлетво-
рять требованиям по устойчивости
при термомеханических нагрузках.
Во ВНИИКП создан специаль-
ный стенд для проверки изоляции
нулевой несущей жилы к этим воз-
действиям (табл. на рис. 4).
Как правило, испытания прово-
дят на нулевой несущей жиле сече-
нием 54,6 или 95 мм
2
, на образцах
длиной 5-10 м. Установка приве-
денная на рис. 5 позволяет осуще-
ствить нормированную нагрузку,
типовой график которых приведен
на рис. 6.
Образец подвергают воздей-
ствию 500 циклов термомеханиче-
ских нагрузок, после чего опреде-
ляют параметры характеризующие
целостность изоляции. Критерии
оценки годности изоляции по стой-
кости к термомеханическим нагруз-
кам приведены ниже. Эти испыта-
ния являются проверкой не только
правильности выбранного матери-
ала для изоляции, но и соблюдения
технологических режимов наложе-
ния изоляции.
Рис. 4. Устройство для проверки
усилия сдвига изоляции нулевой не-
сущей жилы
1 — стержень для захвата в зажиме раз-
рывной машины; 2 — упорный подшипник;
3 — корпус устройства; 4 — изоляция;
5 — токопроводящая жила
Табл. 3. Основные параметры нулевой несущей жилы
Номинальное
сечение,
мм
2
Число
проволок
Наружный
диаметр,
мм
Электрическое
сопротивление
постоянному току
при 20°С,
Ом
·
мм
2
/м
Разр.
прочность,
кН
мин.
макс.
25
7
5,70
6,10
1,38
7,4
35
7
6,70
7,10
0,986
10,3
50
7
7,85
8,35
0,720
14,2
(54,6)
7
9,20
9,60
0,630
16,6
70
7
9,45
9,95
0,493
20,6
95
7
11,10
11,70
0,363
27,9
95
19
11,00
12,00
0,363
27,9
КЗ = 0,90 — 0,94
Табл. 4. Электрические характеристики изоляции СИП
Наименование характеристики
Значения
СИП 1, СИП 2,
СИП 4
СИП 3
20 кВ
35 кВ
1. Удельное объемное сопротивление
изоляции при 90 °С, Ом·см
1·10
12
1·10
12
1·10
12
2. Испытательное напряжение строитель-
ных длин (в воде), кВ/мин
4/5
6/5
10/5
3. Испытательное напряжение после вы-
держки в воде не менее 24 ч, кВ/мин
10/30
—
—
4. Пробивное напряжение после выдержки
в воде не менее 1 ч, кВ. Скорость подъема
напряжения не менее 0,5 кВ/с
—
24
40
5. Испытательное напряжение на образце
500 мм, на воздухе, кВ/мин
—
24/5
40/5
Минимальной значение усилия сдвига, Н
Сечение жилы, мм
2
Усилие сдвига
25-54,6
180
70
200
95
240
«КАБЕЛЬ-news», декабрь-январь 2009/2010
54
Тема номера
ÄÎÊËÀÄ ÍÀ ÊÎÍÔÅÐÅÍÖÈÈ
Как показали результаты ис-
пытаний нулевых несущих жил,
изготовленных с изоляцией из
термопластичного полиэтилена, си-
ланольносшитого полиэтилена низ-
кой плотности производства фирмы
«Borealis» и силанольносшитого ли-
нейного полиэтилена, требованиям
по стойкости термомеханическим
нагрузкам удовлетворяют лишь
жилы, изолированные сшитым по-
лиэтиленом производства фирмы
«Borealis». Поэтому производство
проводов марки СИП 2 осуществля-
ют только с применением этого ма-
териала. Аналогичные требования
установлены для проводов СИП 4,
если их полагают применить на ма-
гистральных линиях электропереда-
чи. При этом как показали результа-
ты стендовых испытаний во ВНИИКП
для осуществления испытаний про-
водов марки СИП 4 необходимо
применение специальных анкерных
зажимов, так как стандартная арма-
тура для крепления СИП 4 не отве-
чает условиям испытаний.
Ко всем проводам изолирован-
ным и защищенным предъявляются
требования по стойкости к комплек-
су погодных факторов, представ-
ленных в табл. 5. По существу это
важнейший комплекс требований,
характеризующий устойчивость
изоляции при эксплуатации.
Испытания проводят на 3-х пар-
тиях образцов по 6 шт. в каждой, по-
мещенных в климатическую камеру.
Образцы подвергают воздействию
комплексу климатических факторов
в течение трех недель по графику,
представленному на рис. 7.
Критерии годности изоляции
СИП после испытаний в течение 3-х
и 6 недель представлены ниже.
Рис. 5. Проверка стойкости к термомеханической нагрузке.
Схема испытательной установки: 1 — вращающийся крепежный зажим;
2 — анкерный зажим; 3 — образец нулевой несущей жилы; 4 — зажим;
5 — динамометр; 6 — груз; 7 — дополнительный груз
Рис. 6. График термомеханической нагрузки:
1 — температура; 2 — механическая нагрузка. Число циклов испытаний — 500
Критерии годности нулевой
несущей жилы по стойкости
к термомеханическим нагрузкам
1. После 500 циклов термомехани-
ческой нагрузки нулевая жила вме-
сте с зажимами должна выдержать
испытание переменным напряже-
нием 10 кВ в течение не менее 30
мин после выдержки в воде 24 ч.
2. Смещение анкерных зажимов от-
носительно первоначального поло-
жения должно быть не более 5 мм.
3. Деформация изоляции жилы в
зоне крепления зажимов должна
быть не более 25 %.
Критерии годности изоляции по
стойкости к погодным факторам
1. Измерение относительного удлинения
при разрыве:
через 3 цикла (504 ч)
через 6 циклов (1008 ч)
А
0
— среднее значение относительного
удлинения, %
2. Изменение прочности при растяже-
нии:
;
R
0
- среднее значение прочности при
растяжении, Н/мм
2
Табл. 5. Комплекс погодных
воздействующих факторов
для испытания СИП
Воздействующий фактор
Значение
1. Ультрафиолетовое излучение
– мощность светового потока
при длине волны 240 — 400 нм,
Вт/м
2
2,2 ± 0,2
2. Температура среды, °С
70 ± 2
3. Дождь (орошение водой)
– интенсивность, дм
3
/ч
– температура воды, °С
– угол падения, град.
15 — 25
10 — 30
≈ 50
4. Отрицательная температура
среды, °С
–40
5. Смена температур, °С
От +55 °С
до –40 °С
«КАБЕЛЬ-news», декабрь-январь 2009/2010
55
Тема номера
ÄÎÊËÀÄ ÍÀ ÊÎÍÔÅÐÅÍÖÈÈ
Информация о выполненных
в Испытательном центре ОАО
«ВНИИКП» испытаниях серийно-
выпускаемых проводов по ТУ
16-705.500-2006 приведена в табл. 6.
Знак «—» означает, что испытания
во ВНИИКП не проводились, знак
«+» означает, что результаты испы-
таний положительные.
Несколько слов о дальнейшем
развитии проводов для ВЛЭП сред-
него напряжения. На смену прово-
дам СИП 3 приходят универсаль-
ные кабели с несущим тросом. Это
кабели по типу известных кабелей
«Мульти Виски» представлены на
рис. 8. Кабели изготавливает завод
«Иркутсккабель» по ТУ 16.К22-027-
2006. Они разработаны на основе
норм МЭК 60502-2 и HD 620 S1/A2-
2003 части 5F 4 и 5F 6. Кабели из-
готавливают трех типов:
1. Кабель марки АПвАП-1Т с не-
сущим стальным тросом, изолиро-
ванным атмосферостойким полиэ-
тиленом.
2. Кабель марки АПвАП-2Т — без
изоляции стального троса.
3. Кабель марки АПвП-1Т — то
же, что и АПвАп-1Т, но с экраном из
медных проволок.
Кабели с изолированным тросом
могут прокладываться на воздухе, в
земле и через водоемы. Подключе-
ние их к воздушным линиям пере-
дачи осуществляется при помощи
специальной концевой арматуры. В
настоящее время в России появил-
ся спрос на этот тип кабелей, кото-
рые позволят повысить надежность
энергоснабжения, осуществить со-
оружение экономичных линий элек-
тропередачи в стесненных условиях
городской застройки, лесных мас-
сивах и осуществить электроснаб-
жение строительных площадок.
Т, °С
Длительность, ч.
71 ч
23 ч
23 ч
47 ч
Орошение
Орошение
Орошение
Орошение
Орошение
○○○○○○○○○○○○○○
○○
○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○
○
○○○○○
○○
○○
○○
-40
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Рис. 7. Графическое изображение недельного цикла испытаний изоляции СИП
на стойкость к погодным воздействующим факторам
UV — ультра-
фиолетовое
излучение
RF — относитель-
ная влажность
— орошение
водой
Рис. 8. Кабель марки АПвП-1Т на напряже-
ние 6-35 кВ (по типу) «Multi-Wiski»
1 — круглая уплотненная алюминиевая жила с
водонабухающим порошком;
2 — электропроводящая композиция из сшитого
полиэтилена;
3 — изоляция из сшитого полиэтилена;
4 — электропроводящая композиция из сшитого
полиэтилена;
5 — водонабухающая электропроводящая лента
для герметизации экрана;
6 — экран из алюмополимерной фольги;
7 — оболочка из светостабилизированного,
атмосферостойкого полиэтилена высокой плот-
ности;
8 — многопроволочный оцинкованный стальной
трос;
9 — изоляция несущего троса из светостабили-
зированного, атмосферостойкого полиэтилена
Табл. 6. Информация о соответствии проводов СИП требованиям ГОСТ 52373-2005
по стойкости к воздействию термомеханических нагрузок и погодных факторов
Предприятие-изготовитель
Положительные результаты испытаний
по требованиям п. 5.2.3.4 по требованиям п 5.2.4.4
1. ОАО «Севкабель»
+
+
2. ОАО «Иркутсккабель»
+
+
3. ОАО «Кирскабель»
+
+
4. ЗАО «Москабель»
+
+
5. ЗАО «Электрокабель»
-
+
6. ООО «Камский кабель»
+
+
7. ЗАО «Цветлит»
+
+
8. ЗАО «Сибкабель»
-
+
9. ОАО «Рыбинсккабель»
-
+
10. ЗАО «Самарская кабельная компания»
-
+
11. ОАО «Южкабель»
-
+
12. ООО «Энергокомплект», (Беларусь)
-
+
13. ЗАО «Людиновокабель»
-
+
* Испытания выполнены на проводах марки СИП 2 и СИП 3
Воздушные линии электропередачи, выполненные с применением изолированных и защищенных проводов, обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с традиционными линиями из неизолированных проводов. Эти преимущества проявляются, прежде всего, в повышении качества энергоснабжения. Обеспечивается высокая электробезопасность, высокая эксплуатационная надежность, а также снижение трудоемкости монтажа линий и снижение эксплуатационных затрат.