"Новости Электротехники": "Энергетика и Электротехника

< Предыдущая ] [ Следующая >

Журнал №6(18) 2002 -
1(19) 2003

Арматура для СИП: готовится единый европейский стандарт

Торлеиф Хиорт, Томас Антикайнен – члены рабочей группы Cenelec по арматуре для СИП
Перевод Дмитрия Шаманова, фирма Ensto

Все большее распространение на воздушных линиях в мире получают системы с самонесущими изолированными проводами (СИП).
Европейский гармонизированный стандарт для СИП HD 626 действует с 1996 года, и сейчас назрела необходимость в разработке единого европейского стандарта для арматуры к СИП. Предлагаем вниманию читателей материал, подготовленный для международной конференции по СИП членами рабочей группы 20-го технического Комитета по стандартизации в электротехнике CENELEC.

Системы СИП, используемые в Европе
В принципе системы СИП можно разделить на две основные группы. К первой относятся системы с несущим нулевым проводом, ко второй – самонесущие четырехпроводные системы без несущего провода.
В системе с несущим нулевым проводом он один несет всю механическую нагрузку линии. Такие СИП обычно состоят из трех фазных алюминиевых проводников и несущего провода из алюминиевого сплава, который является также нейтральным нулевым проводником. Нулевой несущий провод может быть или изолированным, или неизолированным (голым).
В четырехпроводной самонесущей системе без несущего провода все четыре провода несут механическую нагрузку линии. Такая система обычно состоит из четырех идентичных алюминиевых проводников.
Одно из главных различий между этими системами заключается в том, что в системе СИП с несущим нулевым проводом при обрыве провода, например, при падении на линию дерева, может произойти обрыв только одного нулевого проводника. Это может привести к увеличению напряжения как в фазных проводах, так и в нулевом и, соответственно, к поражению электрическим током персонала и повреждению оборудования потребителя. В системах с несущим проводом подобных случаев пытаются избежать, используя механически слабую подвеску или применяя усиленный нулевой несущий провод.
В аналогичном случае при падении дерева в четырехпроводной системе без несущего провода могут оборваться только все четыре жилы, что менее вероятно. Следовательно, четырехпроводная система является механически более надежной и прочность такой линии значительно выше.

Стандартизация в CENELEC
В различных странах были разработаны некоторые национальные стандарты по СИП и линейно-сцепной арматуре к ним. Несколько лет назад Европейский Комитет по стандартизации в электротехнике CENELEC решил создать единые европейские стандарты для СИП и арматуры к ним.
Для самих проводов таковым стал гармонизированный документ HD 626, опубликованный в 1996 году. Практический недостаток этого документа в том, что это не стандарт как таковой, а скорее сборник национальных стандартов по СИП.
В том же 1996 году 20-й технический комитет Cenelec организовал рабочую подгруппу по арматуре к СИП. Целью группы была и остается разработка общих требований к арматуре для СИП и методам ее испытаний. Необходимо объединить существующие национальные стандарты и попробовать описать испытания и критерии, по которым они могут быть приспособлены к каждой стране.
В начале работы группы были определены общие требования к стандарту:

стандарт должен иметь связь с реальной эксплуатацией сети;
по возможности испытания должны быть общими для всех типов изделий;
испытания должны базироваться на опыте многих различных лабораторий;
испытания должны предусматривать возможность сопоставления и повторения другими лабораториями;
испытания не должны ограничивать развитие изделий.

По стандартизации арматура к СИП может быть разделена на две группы:

арматура, которая зависит от системы, в который она используется и только для которой она разработана и предназначена. К этому виду арматуры относятся анкерные натяжные и подвесные зажимы;
арматура, которая является общей или, по крайней мере, должна быть общей для всех систем. Пример такой арматуры – ответвительные и соединительные зажимы.

Наиболее важным параметром арматуры для СИП члены группы определили надежность, причем как электрическую, так и механическую. Поэтому при выборе видов испытаний определены два главенствующих: электрическое испытание при циклическом воздействии температуры (нагрев-охлаждение) и механическое испытание магистрального проводника после монтажа на нем зажима (насколько зажим изменяет механическую прочность проводника).

Испытание магистрального провода на изменение механической прочности после монтажа зажима
Конструкция прокалывающего ответвительного зажима должна гарантировать, что его установка не окажет значительного отрицательного эффекта на механическую прочность проводника. В таблице показан требуемый предел прочности проводника после монтажа зажима по некоторым национальным стандартам.

Таблица. Требуемый предел прочности проводника после монтажа соединителя согласно некоторым национальным стандартам.

Страна	Стандарт	Требуемый предел прочности проводника
Германия	VDE	90% для всех проводников
Австрия	ЦVE	90% для всех проводников
Швеция	SFS	90% для всех проводников
Италия	DM	80% для фазных проводников 95% для несущего проводника
Франция	NFC	50% для фазных проводников 95% для несущего проводника

В то время как испытание на старение является общим для четырехпроводной системы и системы с несущим проводом, механическое испытание на изменение прочности провода не может рассматриваться как общее. Требования механической прочности сильно зависят от того, четыре провода несут механическую нагрузку или только несущий провод. Зачастую зажим, который может применяться в системе с несущим проводом, не может применяться в четырехпроводной системе, а также в системе с несущим проводом, выполненным из сталеалюминиевой конструкции. Он может повредить проводник или слой алюминиевых проволок в сталеалюминиевой конструкции несущего провода.
Например, подобное может случиться при применении зажимов, выполненных по типу «гильотины», которые имеют только два контактных лезвия по обеим сторонам зажима. Большинство известных герметичных зажимов для СИП имеет эту конструкцию. Такой зажим ухудшает механическую прочность четырехпроводной системы на 10-33%, в то время как на системе с несущим проводом из алюминиевого сплава он может удовлетворять всем требованиям по механической прочности.
Если же конструкция зажима такова, что прокалывающие части зажима имеют большое количество зубьев на профиле, легко прокалывающих изоляцию, а сами зубья имеют специальную правильную форму, то такой зажим не повредит проводники. Этот вид зажима из алюминиевого профиля, имеющий большое количество зубьев, дает также лучшие антивибрационные свойства. На рис. 1 показаны типичные формы прокалывающих частей зажимов.

Циклические испытания (нагрев-охлаждение)
Идея циклических испытаний состоит в том, чтобы ускорить старение зажима, нагревая его током до рабочей температуры и охлаждая до окружающей температуры. Количество выдерживаемых циклов нагрева-охлажения было отмечено как наиболее критический параметр для зажимов. Этот принцип используется во всех национальных стандартах в течение многих лет, только параметры циклов и приемочных критериев были различны. В большинстве стран Европы зажимы должны выдерживать не менее 1000 циклов, и лишь во Франции требования намного мягче – 200 циклов.
Для единого стандарта Cenelec был выбран параметр в 1000 циклов нагрева-охлаждения для зажимов СИП. Было оценено, что это количество циклов соответствует 30 годам службы зажима в реальной распредсети.

Выбор с умом
Ежедневно техническим специалистам и снабженцам предприятий обслуживания коммунальных распредсетей предлагают различные изделия от нескольких производителей. И эксплуатационники должны быть способны выбрать те изделия, которые качественны, надежны и безопасны для персонала, подходят для применения в каждой конкретной ситуации и проверены на совместное использование с соответствующим типом провода. Различия между требованиями к арматуре для четырехпроводной системы и системы с несущим проводом могут быть причиной аварий и недоразумений.

Рис. 1. Типичные формы прокалывающих частей зажимов и следы на проводнике после монтажа этих зажимов. На верхней фотографии пластина с большим количеством прокалывающих элементов и правильными контактными зубьями.

Приведенный пример испытания влияния зажима на механическую прочность магистрального провода показывает, что зажим, который хорошо работает в системе с несущим проводом из алюминиевого сплава, не отвечает требованиям к арматуре для четырехпроводной системы и системы с несущим проводом, выполненным из сталеалюминиевой конструкции, и не может применяться в них.

Вместо заключения
Рабочая группа Cenelec уже подготовила гармонизированный стандарт на арматуру для СИП. Этот стандарт после согласований в течение некоторого времени будет издан. Главное его преимущество состоит в том, что все требования и перечень необходимых испытаний могут быть найдены в одном месте и в одном документе.