Виды кабелей СИП, сечение и конструктивные особенности

Основным предназначением кабелей СИП является передача электроэнергии по воздушным линиям. Кабель активно используется при отводе электроэнергии от основных магистралей к жилым и хозяйственным сооружениям, при строительстве осветительных сетей на улицах населенных пунктов.

Самонесущий изолированный провод (СИП)

Конструкция СИП

Фазные алюминиевые провода покрыты светостабилизирующим изоляционным покрытием черного цвета. Полиэтиленовое покрытие обладает высокой устойчивостью к влаге и ультрафиолетовым солнечным лучам, которые разрушают резиновую или обычную полимерную изоляцию.

Провода скручиваются в жгут вокруг нулевой алюминиевой жилы, в центре которой стальной провод. Сердечник нулевой жилы является несущей основой всего кабеля. Некоторые конструкции кабелей СИП с малым сечением и небольшим количеством жил имеют легкий вес, т. к. в этих видах отсутствует стальная жила. СИП расшифровывается как самонесущий изолированный провод.

Виды и строение

Производится пять основных типов СИП проводов:

1. СИП-1 включает в себя три фазы, каждая из которых скручена в жгут из нескольких алюминиевых проводов вокруг сердечника из алюминиевого сплава. Провода четвертой нулевой жилы скручиваются вокруг стального сердечника. Фазы изолированы термопластиком, устойчивым к ультрафиолетовым лучам. На марке кабеля СИП-1А нулевой провод, как и фазные жилы, в изолированной оболочке. Такие кабели выдерживают продолжительное время нагрева при 70°С.

Конструкция кабеля СИП-1, СИП-1А

2. СИП-2 и СИП-2А имеют аналогичную СИП-1 и 1А конструкцию, разница лишь в изоляционной оболочке. Изоляцией служит «сшитый полиэтилен» – соединение полиэтилена на молекулярном уровне в сетку с широкими ячейками с трехмерными поперечными связями. Такая структура изоляции намного прочнее к механическим воздействиям и выдерживает более низкие и высокие температуры при длительном воздействии (до 90°С). Это позволяет использовать такую марку СИП кабеля в холодных климатических условиях при больших нагрузках. Максимальное напряжение передаваемой электроэнергии до 1Кв.

Внутреннее устройство кабеля СИП-2, СИП-2А

3. СИП-3 – одножильный кабель со стальным сердечником, вокруг которого свиты провода из алюминиевого сплава AlMgSi. Изоляционная оболочка из «сшитого полиэтилена» позволяет использовать СИП-3 для строительства воздушных линий передачи электроэнергии с напряжением до 20 кВ. Рабочая температура кабеля 70°С, его можно эксплуатировать длительное время при температурах в диапазоне от минус 20°С до + 90°С. Такие характеристики позволяют использовать СИП-3 в различных климатических условиях: при умеренном климате, холодном или в тропиках.

Внутреннее устройство кабеля СИП-3

4. СИП-4 и СИП-4Н не имеют нулевого провода со стальным стержнем, они состоят из парных жил. Буква Н указывает, что провода в жиле из алюминиевого сплава. ПВХ изоляция устойчива к ультрафиолетовому облучению.

Конструкция самонесущего изолированного провода СИП-4

5. СИП-5 и СИП-5Н – две жилы имеют аналогичную структуру с СИП-4 и СИП-4Н, отличие в изоляционной оболочке. Технология сшитого полиэтилена позволяет увеличить время эксплуатации при максимально допустимой температуре на 30 процентов. ЛЭП с использованием СИП-5 применяют в холодном и умеренном климате, передавая электроэнергию с напряжением до 2,5 кВ.

Внутреннее устройство самонесущего изолированного провода СИП-5

В зависимости от условий эксплуатации и нагрузки потребляемой электроэнергии выбирают марку и сечение СИП кабеля.

Выбор сечения СИП

Выбор и расчет сечения проводов СИП для подключения различных объектов потребления производится по классической методике. Складываются максимальные потребляемые мощности электроустановок, расчет токовой нагрузки осуществляется по формуле:

I = P\U√³, где

— P – суммарная потребляемая мощность;

— I – максимальный потребляемый ток;

— U – напряжение в сети.

Руководствуясь значением максимального тока, по заранее просчитанным таблицам следует выбрать необходимое сечение СИП проводов.

Параметры наиболее используемых кабелей СИП для подключения зданий от основных магистралей линий электропередач (СИП-1, СИП-1А, СИП-2, СИП-2А)

Максимальная температура для проводов

При эксплуатации СИП кабеля перегрузки допустимы до 8 часов в сутки, 100 часов в год и не более 1000 часов за весь период работы. Чаще всего для подключения жилых домов или хозяйственных объектов применяют СИП-2А, это объясняется некоторыми недостатками остальных моделей кабеля:

• на СИП-1 и СИП-2 нулевая жила не изолирована, при обрыве на ней может быть наведенный, опасный для человека потенциал;
• СИП-1(А), СИП-4 имеет непрочную изоляцию;
• СИП-3 используется только при напряжениях выше 1000В, это одиночный провод;
• СИП-4 или СИП-5 не имеют центральной несущей жилы, поэтому могут применяться только на коротких расстояниях, на больших интервалах кабель растягивается и провисает.

Из вышеприведенной таблицы видно, что кабель СИП-2А может быть с одинаковым или разным сечением жил. Обычно при сечении фазных жил 70 кв./мм, нулевая жила для прочности делается 95мм/кв. При большем сечении фаз несущую фазу не увеличивают, механической прочности вполне хватает. При равномерном распределении электроэнергии по фазам, нулевая жила электрической и тепловой нагрузки практически не испытывает. Для осветительных сетей обычно используют кабели с сечением жил 16 или 25 кв./мм.

Пример расчета

Пример расчета сечения СИП кабеля для подключения объекта с суммарной мощностью электроприборов 72 Вт, на расстоянии от основной магистрали электроэнергии 340 м. Опоры для подвески СИП кабеля надо разместить с промежутками не более 50 м, это существенно снизит механическую нагрузку на провода. Следует рассчитать максимальный ток для трехфазной цепи при включении всех электроприборов. При условии, что нагрузка будет распределяться равномерно между фазами, на одну фазу придется:

72 кВт / 3 = 24 кВт.

Максимальный ток на одной фазе с учетом индуктивной и емкостной нагрузки электроприборов (коэффициент cos fi = 0.95) составит:

24 кВт / (230V* 0,95) = 110A.

По таблице выбирается СИП кабель с сечением 25 А, однако, учитывая длину кабеля 340 м, надо принимать во внимание потери напряжения, которые должны составлять не более 5%. Для удобства подсчета, длину кабеля округляют до 350 м:

• в СИП удельное сопротивление алюминия 0,0000000287 ом/м;
• сопротивление провода будет Rпр. = (0,0000000287 / 0,000025) Ом/м * 350 м = 0,4 Ом;
• сопротивление нагрузки для 24 кВт. Rн = U² * cos fi: P = 230² * 0,95 / 24кВт = 2,094 Ом;
• полное сопротивление – Rполн. = 0,40 Ом. + 2,094 Ом.  = 2,5 Ом.

Исходя из расчетных данных, максимальный ток в фазной жиле будет:

I = U / R = 230V : 2,5 Om = 92 А

Падение напряжения равно  I max * Rпр. = 93А * 0,4 Ом = 37V.

37 Вольт составляет 16 процентов от сетевого напряжения U = 230В, это больше, чем допустимые 5%.  По расчетам, подходит СИП с сечением 95 кв./мм. Потери при таком проводе 11 В, это составляет 4,7%. При расчете однофазной линии общую мощность не делят на 3, длину кабеля умножают на 2.

Монтаж. Видео

Советы по монтажу провода СИП к дому представлены в этом видео.

Можно сделать вывод, что СИП кабели имеют целый ряд преимуществ по отношению к старым моделям алюминиевого кабеля, не имеющего изоляции.  Кабель надежно защищен от короткого замыкания при прокладке в ветвях деревьев и других сложных условиях эксплуатации. Его можно прокладывать на стенах зданий, сооружений, вдоль ограждений, при этом не требуется высокая квалификация работников.  Отсутствие специальных опор и изоляторов снижает время и затраты на монтаж. Благодаря изоляции и другим конструктивным особенностям сфера применения СИП кабелей существенно расширилась.