ПРОВОД С ЗАЩИТНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ ДЛЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ НА НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ 110 кВ

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям проводов с защитной изоляцией, предназначенных для воздушных линий электропередачи напряжением до 110 кВ частотой 50 Гц.
Создание защищенного провода для воздушных линий на напряжение 110 кВ было вызвано необходимостью прокладки линий в зонах, где прокладка кабельной линии либо невозможна, либо экономически нецелесообразна, а прокладка воздушной линии, выполненной голыми проводами, недопустима по экологическим причинам. К таким зонам относятся: населенные пункты, парковые и охранные зоны.
В сравнении с воздушными линиями (ВЛ), выполненными голыми проводами воздушные линии, выполненные защищенными (ВЛЗ) проводами имеют следующие преимущества:
- возможность сблизить фазные провода до 1 метра (вместо 4 метров для голых проводов),
- сближение фазных проводов приводит снижению рассеивания магнитного поля в 4-5 раз,
- значительное сокращение полосы отчуждения,
- наличие гладкой оболочки из полиэтилена существенно уменьшает возможность обрастания провода мокрым снегом и гололедом,
- исключаются короткие замыкания от схлестывания проводов, набросов, контактов с заземленными предметами,
- уменьшаются потери на корону.
Перечисленные преимущества обусловлены конструкцией защищенных проводов. В качестве прототипа выбран опытный образец провода с защитной изоляцией для воздушных линий на напряжение 110-154 кВ марки LMF SAX, изготовленный ф. «NOKIA CABLES» (Новости Электротехники №2 (38), 2006 г., «ЛЭП 110 КВ с защищенными проводами. Скандинавское решение», И.Ойала, Т.Лескинен, ИВО Пауэр, Инжиниринг Лимитед, М.Лахтинен, ПАК Финниш Пауэр Грид, А.Хинкури, НК Кэйблз Лимитед, Финляндия, Перевод Дмитрия Шаманова, компания «Энсто», г.Москва).
Воздушная линия из провода смонтирована и находится в опытной эксплуатации.
Известный провод с защитной изоляцией для воздушных линий электропередачи на номинальное напряжение 110 кВ включает многопроволочную уплотненную скрученную в несколько повивов токопроводящую жилу, поверх которой наложен экран из электропроводящего полиэтилена, изоляция из сшитого полиэтилена и внешняя оболочка.
Недостатком известного провода является невысокая стойкость к действию поверхностных разрядов. Поверхностный слой проводов с защитной изоляцией на высокое напряжение в процессе эксплуатации подвергаются разрушительному воздействию поверхностных разрядов (треков). От действия разрядов на поверхности оболочки образуются канавки, разрушающие не только оболочку, но и изоляцию, в связи с чем, снижается надежность и долговечность провода.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности и долговечности провода с защитной изоляцией для воздушных линий электропередачи.
Для решения поставленной задачи предлагается в проводе с защитной изоляцией для воздушных линий электропередачи на номинальное напряжение 110 кВ, включающем многопроволочную уплотненную скрученную в несколько повивов токопроводящую жилу, поверх которой наложен экран из электропроводящего полиэтилена, изоляция из сшитого полиэтилена и внешняя оболочка, внешнюю оболочку выполнить из атмосферостойкого трекингостойкого полиэтилена.
Дополнительные отличия предлагаемого провода состоят в том, что:
- токопроводящая жила выполнена из проволок алюминиевого сплава;
- токопроводящая жила выполнена из комбинации стальных и алюминиевых проволоке отношением площадей сечений алюминиевой и стальной частей, как 1,4-20,0 к 1,0, в зависимости от конкретных условий прокладки;
- между проволок токопроводящей жилы дополнительно введен водоблокирующий элемент.
Сущность полезной модели поясняется фиг.1, на которой изображен предлагаемый провод в разрезе, где: 1 - токопроводящая жила, 2 - водоблокирующий элемент, 3 - экран из электропроводящего полиэтилена, 4 - изоляция из сшитого полиэтилена, 5 - внешняя оболочка.
Токопроводящая жила 1 провода скручена из проволок алюминиевого сплава в несколько повивов и уплотнена с коэффициентом уплотнения 0,9-0,95.
2
5
Для сглаживания напряженностей электрического поля у поверхности жилы от имеющихся дефектов, на жилу наложен экран 3 из электропроводящего полиэтилена с удельным сопротивлением 10-10 Ом. см. В качестве изоляции 4 в предлагаемой конструкции применен сшитый полиэтилен. Толщина изоляции должна обеспечить достаточный запас прочности при схлестывании проводов и при замыкании проводов с заземленными предметами, например, при касании с мокрыми кронами деревьев.
В качестве защитной оболочки 5 в проводе применен атмосферостойкий трекингостойкий полиэтилен высокой плотности, защищающий изоляцию не только от механических воздействий, но и от разрушающего действия ультрафиолетового излучения и разрядов по поверхности провода.
Все три слоя из полимерных материалов накладываются одновременно. Токопроводящие жилы 1 для провода скручиваются на имеющихся фонарных машинах.
При скрутке повивов токопроводящей жилы 1 между проволок вводятся водоблокирующие нити 2, которые обеспечивают герметизацию проводника. При попадания влаги внутрь водоблокирующие нити 2 поглощают ее, превращаются в гелеобразное вещество, в десятки раз увеличиваясь в объеме, заполняя пустоты между проволоками. Таким образом, образуется пробка, препятствующая распространению влаги.
Отсутствие влаги в проводнике исключает коррозионные процессы в металле, что увеличивает срок службы провода.
В качестве альтернативного варианта токопроводящей жиле 1 из проволок алюминиевого сплава в заявке предлагается жила из комбинации алюминиевых и стальных проволок с отношением площадей сечений алюминиевой и стальной частей как 1,4-20,0 к 1,0 в зависимости от конкретных условий прокладки.
Основным преимуществом предлагаемого провода является применение в качестве оболочки трекингостойкого полиэтилена, который сделан на базе полиэтилена высокой плотности, следовательно, обладает большей стойкостью к механическим воздействиям, чем сшитый полиэтилен в прототипе. На ОАО «Севкабель» изготовлен опытный образец провода с защитной изоляцией марки СИП - 7 1×150-110 кВ. При испытаниях, изоляция опытных образцов выдержала напряжение 200 кВ, что должно гарантировать отсутствие коротких замыканий, как при схлестывании проводов, так и при контакте провода с заземленными предметами, т.е надежность при эксплуатации.