- Конструктивные особенности СИП
- Разновидности и конструкция СИП
- Как выбрать сечение СИП
- Метод расчета
- Пример расчёта
Чтобы передать электрическую энергию на промышленные объекты и в населённые пункты, нужны провода, которые в полной мере соответствуют требованиям пожарной безопасности, а также электробезопасности на линии электропередач. Для решения этой задачи наилучшим образом подходит кабель СИП. Данное изделие не предполагает сложного монтажа, удобно в эксплуатации и отличается минимальным риском возникновения перебоев и аварий. На выбор провода СИП влияют конкретные цели его применения и условия, в которых он будет использоваться.
Конструктивные особенности СИП
Провода СИП фазные изготавливаются из алюминия, покрыты чёрным изоляционным светостабилизирующим слоем. Такое покрытие обеспечивает устойчивость к УФ-излучению и влажной среде. В этом состоит основное преимущество СИП перед стандартной полимерной или резиновой изоляцией.
В центре конструкции лежит алюминиевая нулевая жила, внутри неё – провод из стали. Основа изделия – сердечник жилы нулевой. Сам кабель имеет жгутообразную форму. Некоторые модели СИП с малым числом жил и сечением небольшого диаметра довольно лёгкие, поскольку в них нет жилы из стали.
Разновидности и конструкция СИП
Самонесущие изолированные провода подразделяются на 5 основных видов, каждых из которых имеет собственные особенности строения.
СИП-1 применяются чаще всего на магистральных линиях электропередач и их ветках. Кабель состоит из 3 фаз жгутоообразных, каждый жгут – это провод из алюминия. Провода 4-й нулевой жилы оборачиваются вокруг сердечника из стали. Фазы изолируют с помощью термопластика ПЭТ, которому нестрашны прямые УФ-лучи. Нулевой провод СИП-1А также размещается внутри защитного покрытия. Изделие выдерживает температуру до +65-70 градусов, работает под напряжением 0,6-1 кВ.
СИП-2 конструктивно схож с СИП-1. Главное отличие заключается в изоляции. Роль защитного слоя выполняет особый полиэтилен, в котором соединения сделаны на молекулярном уровне. Данное покрытие чрезвычайно устойчиво к механическим воздействиям, способно выдерживать экстремально низкий и высокий температурный режим (до 90 градусов). Поэтому марка СИП-2 может эксплуатироваться в неблагоприятных климатических условиях. Кабель выдерживает напряжение до 1 кВ, нередко применяется для обеспечения электричеством загородных участков.
СИП-3 также задействуется на воздушных магистралях, но рассчитан на гораздо более высокие нагрузки – в пределах 15-35 кВ. Изделие одножильное, вокруг сердечника из стали обматываются алюминиевые провода. Нормальная температура для функционирования СИП-3 составляет 70 градусов, однако проводник способен долгое время работать при температуре от -20 до +90 градусов. Такой кабель допускается эксплуатировать в любом климате: морозном, жарком или умеренном.
Отличительной чертой СИП-4 и СИП-4Н является отсутствие нулевого провода с металлической основой. Конструкция включает в себя попарные жилы. Кабель СИП-4Н содержит сплав алюминия, на что указывает буква Н. ПВХ оболочка защищает изделие от прямых солнечных лучей. Максимальная температура для работы – +90 градусов. Применяется СИП-4 в основном на ответвлениях ЛЭП для поставки электроэнергии конечным потребителям.
Конструкция СИП-5 аналогична строению кабеля СИП-4. Отличается только оболочка, с помощью которой провода держатся изолированно. Тут покрытие изготовлено из сшитого полиэтилена, который позволяет при максимально возможной температуре использовать кабель значительно дольше. СИП-5 предназначен для эксплуатации в умеренном климатическом поясе, работает под напряжением до 2,5 кВ.
Как выбрать сечение СИП
Подбор сечения кабеля СИП зависит от ряда факторов и характеристик. Вот основные шаги и рекомендации:
1. Определите токовую нагрузку. Сначала необходимо рассчитать общее потребление электроэнергии в кВт (киловаттах) всех подключенных устройств. Это можно сделать, сложив мощности всех электрических приборов, которые будут подключены к сети.
2. Учитывайте длину линии. С увеличением длины кабеля СИП увеличиваются потери напряжения. Рекомендуется, чтобы потери не превышали 5% от номинального напряжения.
3. Определите условия прокладки СИП. Условия эксплуатации могут влиять на выбор сечения провода. Например, при высоких температурах допустимые токи могут быть ниже, поэтому сечение кабеля может потребоваться увеличить. Если СИП будет прокладываться в земле, в воздухе или в помещении, это также влияет на выбор. Так, в закрытых помещениях с недостаточной вентиляцией требуются более крупные сечения.
4. Используйте таблицы сечений СИП. Существуют специальные таблицы, которые помогут определить необходимое значение в зависимости от тока и длины СИП. Рассмотрим примерный диапазон сечений самонесущих проводов.
Для однофазных сетей:
- 1,5 мм² — для нагрузки до 10 А;
- 2,5 мм² — для нагрузки до 16 А;
- 4 мм² — для нагрузки до 25 А;
- 6 мм² — для нагрузки до 32 А;
- 10 мм² — для нагрузки до 50 А.
Для трехфазных сетей:
- 2,5 мм² — для нагрузки до 16 А;
- 4 мм² — для нагрузки до 25 А;
- 6 мм² — для нагрузки до 32 А;
- 10 мм² — для нагрузки до 50 А.
5. Учтите запас. Рекомендуется выбирать СИП с сечением, взяв небольшой запас, чтобы избежать перегрева и увеличить срок службы кабеля. Например, если расчетное значение сечения — 4 мм², можно рассмотреть вариант с 6 мм².
Важно ещё учитывать максимально допустимую температуру для кабеля СИП. Берётся во внимание вид изоляции: термопластик или ПЭТ. Учитывая утраты термостойкости, напряжения при аварийных ситуациях, при нехватке величины какого-либо из значений нужно отдать предпочтение проводу с более крупным диаметром.
Нормальная эксплуатация СИП предполагает максимальную продолжительно перегрузок от 8 часов до 4 суток. Но максимум – это 1000 часов за весь срок службы. Для передачи энергии в жилые дома в большинстве случаев задействуется СИП-2, поскольку другие марки самонесущих проводов не слишком подходят для этих целей. При этом диаметр СИП-2, используемого для осветительных энергосетей, ведущих к жилым домам, обычно варьируется в пределах 16-22 кв. /мм.
Выбор сечения кабеля СИП — это важный этап проектирования электрических сетей, который требует внимательного подхода. Если у вас есть сомнения, лучше проконсультироваться с профессиональным электриком или использовать специализированные программы для расчета.
Метод расчета
Подбор сечения кабеля СИП осуществляется по классической методике, вне зависимости от того, к каким объектам будут подведены СИП. Итак, суммируются предельные мощности всех подсоединённых к энергосети электрических установок. Чтобы посчитать токовую нагрузку СИП и верно подобрать сечение, необходимо воспользоваться такой формулой:
I = PU√³
Что означает каждый элемент формулы:
- I – предельный показатель тока;
- P – потребляемая мощность в сумме;
- U – сетевое напряжение.
На основе параметра максимального тока можно подобрать правильный диаметр СИП кабеля.
Пример расчёта
Рассмотрим пример расчета диаметра изолированного провода для подключения объекта с общей мощностью электроприборов 72 Вт, находящегося на расстоянии 340 м от главной линии электроснабжения. Для установки опор для подвески СИП необходимо располагать их так, чтобы расстояние между ними не превышало 50 метров, что позволит значительно уменьшить механическую нагрузку на провода. Следует вычислить максимальный ток для трехфазной цепи при полной нагрузке всех электрических приборов. Если нагрузка в СИП распределяется равномерно по фазам, то на каждую фазу приходится:
72 кВт3=24 кВт
Максимальный ток на одной фазе с учетом индуктивной и емкостной составляющих нагрузки приборов (при cos fi = 0.95) составит:
24 кВт230 В×0,95=110 А
По таблицам выбирается СИП с максимальным значением тока 25 А, но с учетом длины самонесущего провода в 340 м необходимо также учесть потери напряжения, которые не должны превышать 5%. Для удобства расчетов длина кабеля округляется до 350 м:
Удельное сопротивление алюминия в СИП составляет 0,0000000287 Ом/м. Сопротивление провода будет определяться по следующей формуле:
Rпр=0,00000002870,000025 Ом/м×350 м=0,4 Ом
Сопротивление нагрузки при 24 кВт вычисляется по формуле:
Rн=U2⋅cosfiP=2302⋅0,9524 кВт=2,094 Ом
Общее сопротивление составит:
R полн=0,4 Ом+2,094 Ом=2,5 Ом
На основе этих расчетов максимальный ток в фазном проводе будет равен:
I=UR=230 В2,5 Ом=92 А
Падение напряжения при этом составит:
ΔU=Imax×Rпр=93 А×0,4 Ом=37 В
37 В соответствует 16 процентам от сетевого напряжения 230 В, что превышает допустимые 5%. Исходя из этих расчетов, необходимо выбрать СИП с соответствующим сечением. Правильный подбор СИП обеспечит бесперебойную работу энергосети, сведёт к минимуму риск возникновения аварийных ситуаций на линиях электропередач.
