Монтаж медножильных кабелей гтс
Д.А. Попов, главный специалист отдела связи ГТСС
Организация телекоммуникационных сетей на базе волоконно-оптических линий передачи отодвинула на второй план проблемы, связанные со строительством, монтажом и эксплуатацией медножильных кабельных линий. Одним из самых «больных» вопросов для медножильных кабелей с полиэтиленовыми или металлическими оболочками является герметичность оболочки и контроль ее целостности в процессе монтажа и эксплуатации.
На основании опыта проектирования, строительства и эксплуатации ГТСС в 1986 г. предложил технологию монтажа кабелей с отделением «ствола» магистрального кабеля от кабелей ответвлений в релейные шкафы и служебные объекты, расположенные на перегоне, с помощью газонепроницаемых изолирующих муфт. Тогда же было принято решение об устройстве заземлений брони и оболочек магистральных кабелей по трехточечной схеме -только на вводах в оконечные (усилительные) пункты и в середине усилительного участка.
Это позволило решить ряд проблем:
изолировать электрически магистральный кабель от кабелей ответвлений, что исключило попадание обратного тягового тока через ответвление в магистральный кабель;
контролировать на усилительном участке сопротивление между броней и «землей», броней и оболочкой и оболочкой и «землей»;
поставить под контроль целостность шланговых защитных покровов кабелей с наружным покровом типа Шп;
сократить время поиска мест негерметичности оболочки магистрального кабеля;
уменьшить стоимость и трудоемкость строительства, поскольку отпала необходимость устройства заземления брони и оболочки кабелей на каждой муфте.
Технология монтажа магистрального кабеля подробно изложена в типовых материалах для проектирования «Кабельные линии дальней связи железнодорожного транспорта. Линейные сооружения, 410405-
ТМП, ШП-43-04», разработанных в 2004 г. Однако сегодня возникли новые проблемы. Одна из них — организационная: эсцебисты и связисты эксплуатируют линии разного назначения, и требования к параметрам указанных линий разные. Тогда как прежде в одном магистральном кабеле совмещались высокочастотные, низкочастотные цепи связи, а также автоматики и телемеханики.
Вторая проблема — нет до конца отработанных технологий монтажа кабелей, да и процесс их внедрения проходит медленно.
Рассмотрим состояние применяемых технологий для монтажа кабелей связи. ВНИИАС разработал «Инструкцию по монтажу, ремонту и восстановлению кабельных линий железнодорожной связи с применением новых технологий и материалов», которая утверждена в 2002 г. Отметим некоторые ее особенности. Первая — отсутствие в инструкции ранее существовавших технологий монтажа муфт методом пайки и методом сварки взрывом. Вторая — изменение конструкции развет-вительной муфты: вместо традиционной Т- образной имеем перчаточную конфигурацию. Третья -применение вместо чугунных муфт для защиты от механических воздействий ленты «Армопласт». Четвертая — возможность монтажа прямых муфт при восстановлении герметичности оболочки без перерезания кабеля с применением тер-моусаживаемых манжет.
При наличии положительных факторов имеются и некоторые издержки в новых технологиях и материалах для монтажа. Так, из номенклатуры муфт «исчезла» врезная тройниковая муфта, в которой соединение жил кабеля ответвления с магистральным кабелем выполнялось параллельно без перерезания жил последнего.
Проанализируем новую технологию монтажа газонепроницаемых изолирующих муфт. Согласно п. 8.2 инструкции для монтажа газонепроницаемых изолирующих муфт ГМВИ-4, ГМВИ-7, ГМВИ-40 на кабелях ответвлений используется отрезок длиной 4 или 6 м (в дальнейшем стабкабель). В его середине удаляются защитные покровы — алюминиевая оболочка и поясная изоляция и с помощью разборной съемной формы, устанавливаемой на место удаленной оболочки участка кабеля (без разрезания токоп-роводящих жил), заливается поли-уретановая композиция. При монтаже муфты с разрезанием кабеля на его концы после заливки смонтированного сростка надвигаются части муфт марки МПП и тер-моусаживаемая трубка ТУТ. Таким образом, ответвление создается без применения ГМВИ.
При прокладке кабеля в теле земляного полотна рекомендованная длина ответвления 6 м. В этом случае при монтаже ответвлений к релейным шкафам для устройства ГМВИ не требуется дополнительных соединительных муфт. Однако при длине стабкабеля 4 м требуется дополнительная соединительная муфта. Если отрезок стабкабеля, представляющий муфту ГМВИ, будет запаян с одного конца в разветви-тельную муфту, другой конец необходимо наращивать кабелем определенной длины, чтобы выполнить ввод в релейный шкаф или объект, расположенный на перегоне.
Напрашивается решение: длина кабеля ответвления должна предусматриваться такой, чтобы перекрывалось расстояние от места монтажа тройниковой (разветвительной) муфты до бокса, устанавливаемого на объекте, куда вводится кабель ответвления. В этом случае монтаж ГМВИ — разрез и удаление оболочки кабеля ответвления и заливка этого места полиуретановой композицией производятся непосредственно на кабеле ответвления в одном котловане с разветвительной муфтой. При этом отпадает необходимость в дополнительной соединительной муфте.
Газонепроницаемые муфты ГМС-4, ГМС-7, ГМСМ-40, изготовленные по классической схеме для технологий монтажа кабелей методом горячей пайки, выпускает ОАО «Связьстройдеталь». Превращение их в газонепроницаемые изолирующие муфты осуществляется в соответствии с инструкцией путем удаления полосы шириной 10 мм с середины газонепроницаемой муфты и восстановления ее герметичности надвигом на удаленный участок термоусаживаемой трубки.
Таким образом, исходя из анализа новых технологий монтажа, ремонта и восстановления кабельных линий железнодорожной связи и имеющегося опыта проектирования целесообразно рекомендовать следующее:
устройство газонепроницаемых изолирующих муфт производить непосредственно на кабеле ответвления в одном котловане с разветвительной муфтой и отказаться от нормирования длины кабелей ответвлений по инструкции (стаб-кабелей). Аналогичным образом следует осуществлять монтаж газонепроницаемой муфты непосредственно на магистральном кабеле при его вводе в усилительные (оконечные) пункты;
дополнить инструкцию перечнем стандартных комплектов расходных материалов (наборов для монтажа различных марок кабелей) и инструментов, которые необходимо приобретать для изготовления газонепроницаемых муфт и которые должны предусматриваться при проектировании.
МОНТАЖ КАБЕЛЕЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
Не меньше возникает вопросов по технологии монтажа кабелей СЦБ. Сегодня это самостоятельные кабельные линии, которые прокладываются как на станциях, так и на перегонах для организации цепей автоматики и телемеханики. Ниже речь пойдет о кабельных линиях для организации цепей СЦБ на перегонах.
Принципиальное различие кабельных линий СЦБ и связи состоит в том, что цепи автоматики и телемеханики организуются, как правило, по физическим парам, частотные параметры которых не нормируются. Специалисты могут возразить, ссылаясь на то, что для применения рекомендованы кабели парной скрутки. Однако это возражение не обоснованно,посколь-ку нормы на смонтированные участки кабельных линий СЦБ отсутствуют. При этом следует отметить, что в разделе 22 Правил по прокладке и монтажу кабелей устройств СЦБ, ПР 32 ЦШ 10.01-95 установлены только нормы сопротивления изоляции жил кабелей перед монтажом, после монтажа и в период эксплуатации.
Второе различие — строительная длина кабелей. Она составляет не более 300 м для кабелей с полиэтиленовой изоляцией в пластмассовой оболочке (ГОСТ Р51312-99) и для кабелей с полиэтиленовой изоляцией в металлической оболочке с гидрофобным заполнением (ТУ 16.К71-297-2000). Для кабелей с полиэтиленовой изоляцией водобло-кирующими составами в пластмассовой оболочке, выпускаемых по ТУ 16.К71-353-2005, строительная длина составляет: для небронированных — 1000 м, бронированных с числом пар до 14 — 800 м, с числом пар 16 и более — 600 м.
В настоящее время действующими нормативными документами по монтажу кабелей СЦБ являются: «Правила по прокладке и монтажу кабелей устройств СЦБ, ПР 32 ЦШ 10.01-95»; «Правила по монтажу кабелей для сигнализации и блокировки с гидрофобным заполнением, М.1995 г.»; «Правила по монтажу кабелей для сигнализации и блокировки с алюминиевыми оболочками и гидрофобным заполнением. ПР 32 ЦШ 10.11-2001».
Существенным отличием технологии является также то, что кабельные линии СЦБ не содержатся под избыточным давлением, имеют большую номенклатуру соединительных и разветвительных муфт (напольные, подземные) и, как следствие, разные технологии по сращиванию строительных длин. Кроме того, они не имеют ответвлений и вводятся в служебные объекты и релейные шкафы с полным разрезом, а из-за коротких строительных длин на трассе монтируется большое количество соединительных муфт.
Из рекомендованных в нормативных документах соединительных подземных муфт чаще всего приобретаются сигнально-блокировочная тупиковая (МСБТ) и прямая для сиг-нально-блокировочных кабелей (МСБ-А(у)б), предназначенные для кабелей соответственно с полиэтиленовой и алюминиевой оболочками. Они поставляются как комплекты для монтажа кабелей. Производителем, ОАО «Связьстройдеталь», разработаны соответствующие инструкции по их монтажу.
Технологии соединения кабелей в подземных прямых муфтах с применением каркасов и термоусажи-ваемых трубок, а также полиурета-новой композиции зафиксированы в «Правилах по монтажу кабелей для сигнализации и блокировки с гидрофобным заполнением», но комплекты расходных материалов не предусмотрены. В то же время в «Правилах по монтажу кабелей для сигнализации и блокировки с алюминиевыми оболочками и гидрофобным заполнением ПР 32 ЦШ 10.112001» такие комплекты приведены.
Применяются термоусаживаемые трубки и манжеты, как правило, иностранных фирм-производителей. Однако термоусаживаемые манжеты не рекомендованы для применения нормативными документами по монтажу кабелей СЦБ.
ОСОБЕННОСТИ И ПРОТИВОРЕЧИЯ В ТЕХНОЛОГИИ МОНТАЖА КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ И СЦБ
Принципиальные отличия кабелей связи и СЦБ, кроме содержания под избыточным давлением, монтажа вводов и ответвлений, имеются и в устройстве заземлений брони и металлических оболочек и в нормах заземляющих устройств, а также нормах индуцированных напряжений в жилах кабелей на электрифицированных железных дорогах переменного тока.
Обстоятельство, которое вынуждает анализировать и оценивать состояние технологии и монтажа кабелей СЦБ, — их протяженность, а также наличие в них гальванически не разделенных цепей (от станции до станции), которые подвержены электромагнитным влияниям электротяги переменного тока.
Это следует учитывать при выборе трасс и марок кабелей, а также производить расчеты влияния тяговой сети электрифицированных железных дорог переменного тока на линии СЦБ.
При этих расчетах необходимо учитывать требования нормативных документов по монтажу кабелей и, в первую очередь, рекомендации по устройству заземлений их брони и оболочки, подверженных электромагнитным влияниям,сказыва-ющимся на коэффициенте защитного действия оболочки и величине индуцированного напряжения в жилах кабелей СЦБ.
Институт «Гипротранссигналсвязь» на основании нормативных документов разработал и выпустил в 2003 г. вспомогательные материалы «Расчеты влияния тяговой сети электрифицированных железных дорог переменного тока на линии СЦБ, 650219», которыми руководствуются проектировщики.
Нормы индуцированных напряжений в жилах кабелей СЦБ приняты в соответствии с «Методическими указаниями по проектированию устройств автоматики, телемеханики и связи. Выпуск 37. Временные правила защиты устройств СЦБ от влияния контактной сети электрифицированной железной дороги переменного тока». Они составляют: для вынужденного режима работы контактной сети — 250 В, для режима короткого замыкания — 1000 В.
Величина индуцированного напряжения для вынужденного режима работы контактной сети подтверждена в «Нормах технологического проектирования устройств автоматики и телемеханики на федеральном железнодорожном транспорте, НТП СЦБ/МПС-99», а для режима короткого замыкания указано, что допустимое напряжение в перегонных релейных цепях регламентируется «Правилами защиты устройств связи и проводного вещания от влияния тяговой сети электрифицированных железных дорог переменного тока». Однако в таблице 3.2 этих правил приведена только норма допустимого индуцируемого напряжения по отношению к земле в жилах кабеля, когда применяют специальные меры по защите и технике безопасности, и она составляет 0,6 иисп — испытательного напряжения изоляции жил или вводного оборудования по отношению к земле (оболочке), указанного в технических условиях или в ГОСТе.
Для кабелей СЦБ, выпускаемых по ГОСТ Р51312-99 и ТУ 16.К71-297-2000, приведена норма испытательного напряжения между жилами 2500 В. Приняв для расчета режима короткого замыкания эту норму с учетом нормы на допустимое индуцированное напряжение, получим: 0,6 х х2500 = 1500 В, т. е. имеем противоречивые нормы для расчета в режиме короткого замыкания.
Для кабелей связи заземление брони и оболочки выполняется по трехточечной схеме. При этом броня и оболочка не перепаиваются на вводах и в муфтах. Магистральный кабель электрически изолирован газонепроницаемыми изолирующими муфтами от отпаев. Оболочка и броня кабелей ответвления при вводе в релейный шкаф или объект на перегоне заземляются на обособленное заземление. Сопротивление заземляющих устройств на электрифицированных участках для оконечных усилительных пунктов и совмещенных зданий узлов связи с постами ЭЦ, согласно таблице 7.1 «Ведомственных норм технологического проектирования электросвязи на железнодорожном транспорте, ВНТП/МПС-91», как правило, должно составлять 4 Ом. Для кабелей СЦБ в НТП СЦБ/МПС-99 конкретная норма для заземляющих устройств отсутствует.
Правила по прокладке и монтажу кабелей устройств СЦБ — ПР 32 ЦШ 10.01-95 трактуют устройство заземления брони и оболочек кабелей СЦБ как на линиях, так и на вводах иначе, чем для кабелей связи. Так, в п. 21.2 этих правил говорится, что на участках, оборудованных электротягой как переменного, так и постоянного тока, следует производить соединение металлических оболочек и брони кабелей в релейных шкафах и служебно-технических зданиях отрезками проводов марки ПВ2, ПВ3 или ПВ4 сечением 2,5 мм2. В п. 21.3 приведено разъяснение, что в подземных соединительных муфтах броня и оболочки кабелей соединяются отдельными изолированными проводами марки ПВ, т. е. не соединяются между собой и не заземляются.
Кроме того, в п. 21.4 сказано, что на участках с электротягой постоянного тока провода, соединяющие броню и оболочку кабелей в служебно-технических зданиях и в релейных шкафах, подключаются общим проводом через КИП к защитному заземляющему устройству, а на участках с электротягой переменного тока общий провод подключается к заземляющему устройству напрямую.
В п. 21.16 указывается, что на бронированных кабелях сигнализации и блокировки с металлическими оболочками или без них после ввода в служебно-техническое здание (пост Эц, ГАЦ и др.) необходимо устраивать изолирующие муфты. Однако конструкция, технология монтажа указанных изолирующих муфт и нормы заземляющих устройств для кабелей ввода не приведены. Помимо этого в п. 21.11 указано, что для заземления брони и оболочек кабелей у релейных шкафов, трансформаторных ящиков, разветвительных, универсальных и соединительных муфт следует устанавливать типовые сигнальные заземляющие устройства , сопротивление каждого из которых не должно превышать 10 Ом.
Учитывая отсутствие решений по конструкции изолирующей муфты, ГТСС разработал и выпустил локальный документ — распоряжение № 31 от 30.11.2000 г., в котором предписывается кабели с металлической оболочкой или броней разделывать на наземных муфтах типа УПМ или РМ и осуществлять их ввод в модуль ЭЦ-ТМ кабелем марки СБПЗУ.
Таким образом получается, что четкости по нормированию сопротивления и устройству заземляющих устройств для заземления оболочек и брони кабелей СЦБ в служебно-технических зданиях нет.
Кабельные линии СЦБ имеют целостность брони и оболочки только от поста ЭЦ до сигнальной точки (релейного шкафа), далее от сигнальной точки до следующей сигнальной точки и т. д. При этом проконтролировать сопротивление в бронированных кабелях с металлическими оболочками участков «броня — земля»,«броня — оболочка» и «оболочка — земля» на всем протяжении линии от станции до станции невозможно (КИПы рекомендованы только на участках с электротягой постоянного тока, но броня и оболочка подключаются к заземляющему устройству перепаянными между собой).
Исходя из изложенного, можно сделать следующие выводы:
необходимо откорректировать упоминаемые нормативные документы по прокладке и монтажу кабелей СЦБ в части определения четкой номенклатуры применяемых муфт и комплектов для монтажа муфт на кабелях СЦБ;
не перепаивать броню и оболочку на вводах в релейные шкафы, здания постов ЭЦ, служебные объекты по аналогии с кабелями связи, заземляя их (броню и оболочку) поэлементно через КИПы, и дать более четкую редакцию раздела 21 ПР 32 ЦШ 10.01-95. Конкретизировать и узаконить устройство изолирующих муфт на бронированных кабелях и кабелях с металлическими оболочками, что позволит контролировать целостность шлангового покрова, а для бронированных кабелей контролировать сопротивление между броней и «землей»,броней и оболочкой и оболочкой и «землей» на участках пост ЭЦ — сигнальная точка и далее от сигнальной точки до сигнальной точки;
нормировать сопротивление заземления брони и оболочки кабелей при их вводе в служебно-техничес-кие здания и объекты на перегоне, исходя из схемы монтажа магистральных кабелей СЦБ (полный разрез кабеля и его ввод в релейный шкаф, объект на перегоне);
обеспечить целостность бронированного покрова и металлической оболочки при разделке кабеля в шкафах на клеммах, что позволит сохранить его коэффициент защитного действия на всем протяжении от станции до станции.
Многие проблемы прокладки и монтажа кабелей связи и СЦБ должны иметь единый подход при их решении, а накопившиеся вопросы целесообразно решать оперативно.
В качестве первого шага в этом направлении следовало бы рассмотреть указанные проблемы на совещании специалистов, разработать и согласовать программу по их устранению, разработать нормы, правила, рекомендации, технологии и утвердить их для применения при проектировании,строительстве и эксплуатации кабельных линий связи и СЦБ. Причем в первую очередь следует нормировать параметры линий и цепей автоматики и телемеханики, установить нормы индуцированного напряжения в жилах кабелей СЦБ для расчета влияния тяговой сети электрифицированных железных дорог переменного тока на линии СЦБ, нормы заземлений брони и оболочки кабелей и отработать четкую технологию устройства заземления брони и оболочки кабелей.
В системах СЦБ в настоящее время применяются микропроцессорные и другие электронные устройства и на них не могут распространяться действующие нормы индуцированного напряжения, а также заземления, устраиваемого для аппаратуры, устанавливаемой в зданиях.
Второй вопрос — регламентация типов муфт, применяемых для монтажа кабелей связи и автоматики и телемеханики. Хочу сослаться на статью, опубликованную в «Вестнике связи» № 3 за 2003 г. С.М. Кулешовым, «Популярные заблуждения линейщиков». Автор дает обзор сегодняшнего положения дел по применению технологий и муфт для монтажа кабелей и подчеркивает, что кабели электрические, оптические могут и должны поставляться вместе с муфтами, которые потребители смонтируют на линиях связи.
Третий вопрос — устранить все противоречия и недомолвки в части монтажа кабелей СЦБ, имеющиеся в ПР 32 ЦШ 10.01-95.
Четвертое — дать «зеленый свет» кабелям с водоблокирующими составами, обеспечив их внедрение на сети дорог с сопровождением и грамотным применением технологий и материалов для монтажа муфт на них. К таким кабелям относятся магистральные высокочастотные кабели связи с трехслойной плен-ко-пористой изоляцией и водобло-кирующими материалами (ТУ 16.К71.358-2005), кабели для сигнализации и блокировки с полиэтиленовой изоляцией с водоблокиру-ющими материалами в алюминиевой (ТУ 16.К71.354-2005) и пластмассовой (ТУ 16.К71.353-2005) оболочках. Они лишены многих недостатков, присущих классическим кабелям, и смогут обеспечить более высокие эксплуатационные параметры линий.
Источник
