Подвес оптического кабеля по опорам линий электропередачи

Прокладка ВОЛС по опорам

К прокладке ВОЛС по опорам прибегают в тех случаях, когда использовать прокладку в канализации или траншейным методом нецелесообразно (либо невозможно). При строительстве внутризоновых и магистральных оптических сетей получило распространение использование оптического кабеля в грозозащитном тросе — это самый удобный и надежный способ подвески ВОЛС на ЛЭП напряжением 110 кВ и более. На внутризоновых и местных линиях применяется также подвеска самонесущего кабеля с креплением на нижнем траверсе. Этот вариант используется как на ЛЭП напряжением 110 кВ и выше, так и на воздушных линиях менее высокого напряжения (10 кВ и ниже) наряду с низковольтными линиями, линиями освещения, опорами контактных сетей железных дорог.

К числу достоинств прокладки ВОЛС по опорам можно отнести сокращение сроков строительства наряду со снижением капитальных и эксплуатационных затрат (необходимость отвода земель и согласований с заинтересованными организациями отсутствует), уменьшение масштабов возможных повреждений в местах городской застройки и промзонах, а также независимость от типов почвы.

И хотя воздушная прокладка оптических кабелей существенно проще подземной, нужно отметить и такие недостатки прокладки ВОЛС по опорам, как сокращение срока службы из-за влияния окружающей среды, подверженность повышенным механическим напряжениям при неблагоприятных погодных условиях, а также сложности расчета при воздействии нагрузок в различных условиях эксплуатации.

Для прокладки ВОЛС методом подвески к опорам в населенных пунктах часто используют подвеску оптоволоконного кабеля к стальному тросу, который натягивается между опорами на консолях. Применяется также подвеска оптоволоконного кабеля со встроенным тросом на консолях специальной конструкции.

При подвеске оптоволоконного кабеля к стальному тросу каждая консоль крепится к опоре с помощью специальных шурупов. С учетом нормальной стрелы провеса высота установки консолей должна быть такова, чтобы расстояние от уровня земли до самой нижней точки кабеля составлял 4,5 м и более. К тросу оптоволоконный кабель крепится с помощью подвесов, выполненных из оцинкованной тонколистовой стали. Такие подвесы должны свободно перемещаться по стальному тросу и плотно охватывать оптоволоконный кабель.

В случае подвески оптоволоконного кабеля, в который встроен несущий трос, применяется стандартная электросетевая арматура и поддерживающий зажим. Для натяжного крепления самонесущего оптоволоконного кабеля применяют спиральные зажимы (перемонтаж спиральных натяжного и поддерживающего зажимов запрещен).

Как упоминалось выше, среди недостатков прокладки ВОЛС по опорам — сложность расчета всех нагрузок, действующих на воздушно-кабельный переход. Что касается расчета несущего троса, то он включает расчет фактической силы натяжения в условиях эксплуатации (она не должна превышать предельной прочности троса на разрыв) и расчета расходуемой длины троса. Такие характеристики троса, как его предельная прочность на разрыв и удельный вес указываются в технической документации производителя. При расчете натяжения троса необходимо учитывать все составляющие нагрузки, способные повлиять на его растяжение в реальных условиях, следовательно, нужно подсчитать его полную весовую нагрузку. Ведь в самом худшем случае трос может растянуться под действием вертикальной составляющей нагрузки (собственный вес троса, вес кабеля и крепежной конструкции, а также вес намерзающего зимой льда). Кроме того, нагрузка на трос может увеличиваться под действием горизонтальной составляющей нагрузки (силы ветра). Таким образом, расходуемую длину троса нужно рассчитывать с учетом провеса, а он способен меняться в зависимости от колебаний силы натяжения и температуры.

Учитывать последнее нужно и при выборе конструкции соединительной муфты а также размера и конструкции сплайс-кассеты. Колебания температуры приводят к изменению длины кабеля. Это может привести или к появлению макроизгибов в сплайс-кассете.

Как свидетельствует практика, надежность прокладки ВОЛС по опорам гарантирована при использовании троса, натяжение которого не превышает 60 % от его предельной прочности на разрыв (в любых условиях эксплуатации).

Источник

ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7

Раздел 2. Канализация электроэнергии

Глава 2.5. Воздушные линии электропередачи напряжением выше 1 кВ

Подвеска волоконно-оптических линий связи на BЛ

2.5.178. Волоконно-оптической линией связи на воздушных линиях электропередачи (ВОЛС-ВЛ) называется линия связи, для передачи информации по которой служит оптический кабель (ОК), размещаемый на элементах ВЛ.

2.5.179. Требования 2.5.180-2.5.200 распространяются на размещение на ВЛ оптических кабелей следующих типов:

1) ОКГТ — оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос;

2) ОКФП — оптический кабель, встроенный в фазный провод;

3) ОКСН — оптический кабель самонесущий неметаллический;

4) ОКНН — оптический кабель неметаллический, прикрепляемый или навиваемый на грозозащитный трос или фазный провод.

2.5.180. Все элементы ВОЛС-ВЛ должны соответствовать условиям работы ВЛ.

2.5.181. Для сооружения конкретной линии связи допускается использование нескольких ВЛ различного напряжения, совпадающих по направлению с ее трассой.

2.5.182. При сооружении вводов ОК на регенерационные пункты и узлы связи энергообъектов на отдельных самостоятельных опорах конструктивное выполнение и требования к параметрам и характеристикам вводов определяются в проекте.

2.5.183. Элементы ВОЛС-ВЛ, включая вводы ОК на регенерационные пункты, узлы связи энергообъектов должны проектироваться на те же климатические условия, что и ВЛ, на которой эта ВОЛС размещается, и соответствовать требованиям 2.5.38-2.5.74.

2.5.184. Оптические кабели, размещаемые на элементах ВЛ, должны удовлетворять требованиям:

1) механической прочности;

2) термической стойкости;

3) стойкости к воздействию грозовых перенапряжений;

4) обеспечения нагрузок на оптические волокна, не превышающих допускаемые;

5) стойкости к воздействию электрического поля.

2.5.185. Механический расчет ОКГТ, ОКФП, ОКСН должен производиться на расчетные нагрузки по методу допускаемых напряжений с учетом вытяжки кабелей и допустимых нагрузок на оптическое волокно.

2.5.186. Механический расчет грозозащитного троса или фазного провода, на которых размещается ОКНН, должен производиться с учетом дополнительных весовых и ветровых нагрузок от ОК во всех режимах, указанных в 2.5.71-2.5.74.

2.5.187. Механический расчет ОК всех типов следует выполнять для исходных условий по 2.5.71-2.5.74.

Значения физико-механических параметров, необходимых для механического расчета ОК, и данные по вытяжке должны приниматься по техническим условиям на ОК или по данным изготовителей кабелей.

2.5.188. Оптические кабели должны быть защищены от вибрации в соответствии с условиями их подвески и требованиями изготовителя ОК.

2.5.189. При подвеске на ВЛ ОКГТ и ОКФП их расположение должно удовлетворять требованиям 2.5.86-2.5.96 и 2.5.121.

2.5.190. Независимо от напряжения ВЛ ОКГТ должен, как правило, быть заземлен на каждой опоре. Сопротивление заземляющих устройств опор, на которых подвешен ОКГТ, должно соответствовать табл.2.5.19. Допускается увеличение этих сопротивлений при обеспечении термической стойкости ОК.

При наличии плавки гололеда на грозозащитных тросах допускается изолированное крепление ОКГТ при условии, что стойкость оптических волокон по температурному режиму удовлетворяет условиям работы в режиме плавки гололеда и режиму протекания токов на этом участке (см. также 2.5.192, 2.5.193, 2.5.195).

2.5.191. Необходимость заземления (или возможность изолированной подвески) троса, на котором подвешен ОКНН, обосновывается в проекте.

2.5.192. Оптические кабели ОКГТ, ОКФП и ОКНН должны быть проверены на работоспособность по температурному режиму при протекании максимального полного тока КЗ, определяемого с учетом времени срабатывания резервных защит, дальнего резервирования, действия УРОВ и АПВ и полного времени отключения выключателей. Допускается не учитывать дальнее резервирование.

2.5.193. Оптические кабели ОКФП и ОКНН (при подвеске его на фазном проводе) следует проверять на работоспособность по температурному режиму при температурах провода, возникающих при его нагреве наибольшим рабочим током линии.

2.5.194. Напряженность электрического поля в точке подвеса ОКСН должна рассчитываться с учетом реального расположения кабеля, транспозиции фаз ВЛ, вероятности отключения одной цепи в случае двухцепной ВЛ, а также конструкции зажима (протектора).

2.5.195. Оптический кабель типа ОКНН следует проверять:

1) при подвеске его на фазном проводе — на стойкость при воздействии электрического поля проводов;

2) при подвеске его на грозозащитном тросе — на стойкость к воздействию электрического напряжения, наведенного на тросе, и прямых ударов молнии в трос.

2.5.196. Токи КЗ, на которые производится проверка ОК (ОКГТ, ОКФП, ОКНН) на термическую стойкость, должны определяться с учетом перспективы развития энергосистемы.

2.5.197. Место крепления ОКСН на опоре с учетом его вытяжки в процессе эксплуатации определяется, исходя из условий:

1) стойкости оболочки к воздействию электрического поля;

2) обеспечения наименьшего расстояния до поверхности земли не менее 5 м независимо от напряжения ВЛ и вида местности;

3) обеспечения расстояний от ОКСН до фазных проводов на опоре не менее 0,6 м для ВЛ до 35 кВ; 1 м — 110 кВ; 1,5 м — 150 кВ; 2 м — 220 кВ; 2,5 м — 330 кВ; 3,5 м — 500 кВ; 5 м — 750 кВ при отсутствии гололеда и ветра.

С учетом указанных условий ОКСН может размещаться как выше фазных проводов, так и между фазами или ниже фазных проводов.

2.5.198. При креплении ОКНН к фазному проводу должны быть обеспечены следующие наименьшие расстояния от провода с прикрепленным или навитым ОК:

1) до конструкции опоры при отклонении от воздействия ветра в соответствии с табл.2.5.17;

2) до земли и инженерных сооружений и естественных препятствий в соответствии с табл.2.5.20-2.5.25, 2.5.30, 2.5.31, 2.5.34-2.5.40.

2.5.199. При подвеске на ВЛ ОК любого типа должна быть выполнена проверка опор и их закреплений в грунте с учетом дополнительных нагрузок, возникающих при этом.

2.5.200. Соединение строительных длин ОК выполняется в специальных соединительных муфтах, которые рекомендуется размещать на анкерных опорах.

Высота расположения соединительных муфт на опорах ВЛ должна быть не менее 5 м от основания опоры.

К опорам ВЛ, на которых размещаются соединительные муфты ОК, должен быть обеспечен в любое время года подъезд транспортных средств со сварочным и измерительным оборудованием.

На опорах ВЛ при размещении на них муфт ОК дополнительно к 2.5.23 должны быть нанесены следующие постоянные знаки:

• условное обозначение ВОЛС;
• номер соединительной муфты.

Источник

Прокладка ВОЛС по опорам

Технология прокладки волоконно-оптического кабеля на опорах заслуженно занимает первое место среди остальных способов строительства ВОЛС. Более 60% всех существующих оптических линий связи в нашей стране — подвес. А если говорить о строительстве, то в рамках реализации федерального проекта по устранению цифрового неравенства (УЦН), на сегодняшний день, методом подвеса ОК построено более 75% всех ВОЛС УЦН.

Нормативные документы, стандарты и правила:

Оптические кабели, используемые для подвеса

В качестве основных элементов в подвешиваемом ОК используются: арамидные нити и/или стеклонити (рис. 2 и 3) либо стеклопластиковые прутки и/или стальная проволока (рис. 5 и 6). Арамидные нити прочнее стеклонитей, и только кабель с арамидом разрешен для использования на линиях электропередачи ОАО «ФСК ЕЭС» (согласно СТО 56947007 33.180.10.175, п.п. 4.2.9).

В оптических кабелях встроенных в грозотрос ОКГТ (рис. 7 и 8) и самонесущих металлических ОКСМ (рис. 4), может применяться стальная проволока плакированная алюминием (исключает коррозию).

Кроме внешней изоляции (оболочки) кабеля (тут может использоваться специальный трекингостойкий полиэтилен), остальные элементы по сравнению с «обычными» оптическими кабелями не претерпели больших изменений, это — гидрофобные гели, оптические модули (в ОКГТ, ОКСМ используются стальные оптические модули, также заполненные гидрофобным гелем) и т. д. Трекингостойкий полиэтилен в конструкции ОК предотвращает деградацию оболочки кабеля под воздействием поверхностных разрядов (рис. 1), тем самым обеспечивая защиту оптического кабеля там, где это необходимо.

Рис. 1 Электротермическая деградация оболочки

Только оптические кабели в диэлектрическом исполнении допускается подвешивать на линиях электропередач и энергообъектах: тут не идёт речь про ОКГТ (оптический кабель встроенный в грозотрос), а ОК имеющие в своей конструкции металл во всех остальных случаях (согласно ПУЭ).

Подписывайтесь на канал ВОЛС.Эксперт

Показываем, как правильно выполнять монтаж оптических муфт и кроссов, разбираем частые ошибки, даем полезные советы специалистам.

Кабели подвесные самонесущие (круглые)

Рассмотрим основные конструкции ВОК монтируемые на опоры.

Рис.2 Стандартный подвесной самонесущий кабель (ДПТ)

Рис. 3 Стандартный подвесной самонесущий (ДПТс)

Рис. 4 Легкий подвесной самонесущий (ДОТа)

Рис. 5 Легкий подвесной самонесущий (ДОТс)

Рис. 6 Оптический кабель самонесущий металлический (ОКСМ)

Более подробно о кабелях ДПТ (рис. 2), ДПТс (рис. 3), ДОТа (рис. 4), ДОТс (рис. 5) можно узнать в этой статье

Про ОКСМ (рис. 6) более подробно, можно прочитать в этом материале.

Также обратим ваше внимание, что все ОК подбираются из условий их будущей эксплуатации. Подробнее о выборе подвесного ОК читайте в специальной статье на эту тему.

Кабель подвесной с выносным силовым элементом (тип «восьмёрка»)

Также рассмотрим основные конструкции ВОК

Многомодульная конструкция кабеля:

Рис. 7 Стандартный подвесной с выносным силовым элементом (ДПОм)

Рис. 8 Стандартный подвесной с выносным силовым элементом (ДПОд)

Одномодульная конструкция кабеля:

Рис. 9 Легкий подвесной с выносным силовым элементом (ТПОм)

Рис. 10 Легкий подвесной с выносным силовым элементом (ТПОд)

Есть варианты оптического кабеля как с тросом (рис. 7 и 9), так и со стеклопластиковым стержнем (рис. 8 и 10). С последним кабель становится полностью диэлектрическим. Оба варианта выполняют роль основных выносных силовых элементов. В разрезе такой кабель имеет форму восьмёрки, за что и получил свое второе название. Существуют многомодульные (рис. 7 и 8), так и одномодульные конструкции (рис. 9 и 10). Одномодульные имеют относительно небольшую ёмкость ОВ.

Грозотрос, встроенный в фазный провод, навивной на фазный провод

Рис. 11 ОКГТ с центральным оптическим модулем (ОКГТ-Ц)

Рис. 12 ОКГТ с оптическим модулем в повиве (ОКГТ-С)

Рис. 13 Оптический кабель, встроенный в фазный провод (ОКФП)

Рис. 14 Навивной на фазный провод (ОМП-2Д-Э)

Данная линейка ОК (рис. 11, 12, 13, 14) применяется для организации волоконно-оптических линий связи на воздушных линиях электропередачи напряжением 35 кВ и выше.

О принципах подбора магистральных оптических кабелей, в том числе и подвесных можно подробно прочесть в этой статье.

Дроп-кабели («последняя миля» PON сетей)

Рис. 15 Кабель оптический ОКД-2Д

Рис. 16 Кабель оптический ОКДК-2Д

Проектирование ВОЛС на опорах ВЛ

Облегчить и упростить процесс проектирования подвесных ВОЛС помогут наши конфигураторы, они разработаны ЦТК «ВОЛС.Эксперт» при непосредственном участии ведущих технических специалистов заводов Инкаб и СвязьСтройДеталь. Конфигураторы — бесплатные онлайн-программы (для их использования требуется только регистрация на сайте).

Каждый конфигуратор функционально разбит на ряд последовательных шагов: на каждом этапе пользователь вносит исходные данные своего проекта и на выходе имеет результаты в виде соответствующих расчётов.

Другие конфигураторы в помощь:

Технологии и особенности монтажа ВОЛС на опорах

Технологии монтажа ВОК методом подвеса:

• подвес самонесущего (ОКСН)* или 8-образного кабеля;
• подвес оптического кабеля, встроенного в грозотрос (ОКГТ)* или подвес оптического кабеля, встроенного в фазный провод (ОКФП)*;
• навивка оптического кабеля на грозотрос, на фазный провод, на диэлектрический трос, на оптический самонесущий кабель (ОМП)*;

* Для примера взята маркировка ОК кабельного завода Инкаб

Монтаж самонесущих кабелей (ОКСН, ОКГТ)

Процесс строительства подвесной ВОЛС (рис. 17) со стороны может показаться сложным процессом, но это не так.

Рис. 17 Монтаж ОКСН, ОКГТ

Раскатка и подвес ОК производится под натяжением предварительной протяжкой «троса-лидера» по раскаточным роликам. Устанавливаются специальные механизмы, которые обязательно должны быть надежно закреплены в грунте и заземлены. После барабана с кабелем ставится тормозная машинка (обеспечивает постоянное усилие), а в конце трассы, которая определяется строительной длиной ВОК — натяжная машинка (её усилием «трос-лидер» наматывается на её барабан). На опорах прохождения ОК монтируются узлы крепления, рядом с узлом подвешивается раскаточный ролик, который должен обязательно совпадать с диаметром подвешиваемого ОК. «Трос-лидер» разматывается с барабана лебедки навстречу барабану с кабелем и на каждой опоре пропускается через ролики. После того как «трос-лидер» доходит до тормозной машинки, он также пропускается через неё и соединяется с концом ОК на барабане с помощью монтажного (кабельного) чулка. В процессе раскатки и подвеса ОК должен осуществляться контроль, чтобы подвешиваемый ВОК проходил через все ролики.

После того как ВОК прошёл через все ролики плюс 15–20 метров, около тормозной машинки оптический кабель закрепляется с помощью натяжного зажима. Сводные концы ВОК с обеих сторон строительной длины (барабана) должны быть такой длины, чтобы этого запаса хватало на удобный монтаж оптических муфт на земле. Далее раскаточные ролики снимаются и на их место монтируется арматура с заданной длиной провеса в пролётах согласно проекту. При подвеске ВОК необходимо обязательно соблюдать допустимые значения монтажных натяжений и изгибов согласно спецификации завода изготовителя.

Монтаж оптического кабеля на опоры

Монтажные работы могут проводится с приставной лестницы необходимой длины, так и с автомобиля-вышки, когда высота работ достаточно большая. Все работы проводятся с соблюдением всех норм и правил, в том числе — техники безопасности и охраны труда.

Помимо этого может использоваться навивочная машинка, позволяющая быстро и оперативно смонтировать ОК на существующий подвес. Для примера смотрите видео монтажа от ЗАО «Тералинк»:

Арматура для подвесных линий связи

У нас есть отдельная статья с описанием всего разнообразия арматуры для подвесных ВОЛС — читаем.

Заключение

Залог долгой и бесперебойной работы подвесной ВОЛС — это правильно подобранная связка: оптический кабель-арматура-муфта.

Для примера: основным поставляемым материалом для реализации проекта по УЦН является арматура (около 2000 позиций!), и ее правильный выбор напрямую влияет на сроки строительства объектов связи.

Именно использование всего разнообразия наших конфигураторов, поможет сделать продуманный и рациональный выбор комплектующих для строительства подвесных ВОЛС.

Источник