В настоящее время в России наблюдается существенный рост объемов строительства оптических воздушных линий связи. Если 3-4 года назад большая часть оптических кабелей (ОК) связи монтировались на существующих опорах линий электропередачи напряжением выше 35 кВ, то в последнее время увеличивается количество линий связи, у которых самонесущий неметаллический ОК размещается на опорах контактной сети и автоблокировки железных дорог, опорах городского электротранспорта, освещения и линий электропередачи до 10 кВ. Наибольшее распространение получили линии, использующие самонесущие неметаллические ОК связи, конструкция которых и результаты их испытаний приведены в предыдущих номерах <ФЭ>.

     Для подвески самонесущего ОК используется специальная натяжная и поддерживающая арматура (зажимы), обеспечивающая работоспособность кабеля в период эксплуатации. Основным требованием к арматуре является обеспечение целостности и надежности крепления кабеля при сохранении в нем на заданном уровне величины затухания оптического сигнала.

Рис. 1. Зажим натяжной спиральный

     Для анкерного крепления применяются натяжные спиральные зажимы (рис. 1). Параметры зажима выбираются в зависимости от допустимой растягивающей и допустимой сдавливающей нагрузок на кабель. Выбор натяжных зажимов определяется максимальной расчетной величиной тяжения ОК для конкретной линии и характеристиками самого кабеля. Основной характеристикой такого зажима является прочность заделки кабеля в зажиме. Натяжной зажим состоит из силовой спирали и спирального протектора, реже только из силовой спирали. В данной статье особенности применения этого типа зажимов не рассматриваются.

     Для крепления ОК на промежуточных опорах используются поддерживающие зажимы. Существует несколько конструкций этих зажимов.

     Рассмотрим наиболее распространенные из них.

 Рис. 2. Зажимы типа ЗП

     Зажимы типа ЗП (рис. 2), выпускаемые рядом предприятий, состоят из алюминиевого корпуса и закрепленного в нем резинового амортизатора. Кабель зажимается в корпусе при затягивании болта. Такие зажимы предназначены для линий с длиной пролета до 100 м.

     Спиральные поддерживающие зажимы (D-номинальный наружный диаметр кабеля, мм):

• зажимы типа ПСО-D-04 (рис. 3) предназначены для крепления ОК к опорам линий электропередачи 35 кВ и выше с допускаемой длиной пролета до 400 м, могут быть использованы при углах поворота трассы до 20°, состоят из резинового амортизатора, спирального протектора и алюминиевой обоймы;

• зажимы типа ПСО-D-11 (рис. 4) предназначены для крепления ОК к опорам линий электропередачи до 10 кВ, опорам контактной сети железных дорог и автоблокировки, опорам городского электротранспорта, сельских линий связи при углах поворота трассы до 10° и с пролетами до 100 м, состоят из спирального протектора, силовой спирали и кольцевого коуша;

• зажимы типа ПСО-D-06 (рис. 5) по применению аналогичны зажимам ПСО-D-11, состоят из спирального протектора, корпуса и проволочной скобы. Особенностью зажимов этого типа является нормированная величина усилия отрыва скобы от корпуса.

   

 Рис. 3. Зажим поддерживающий спиральный типа ПСО-D-04

 Рис. 4. Зажим поддерживающий спиральный типа ПСО-D-11

 Рис. 5. Зажим поддерживающий спиральный типа ПСО-D-06

    Наиболее полное представление о достоинствах и недостатках того или иного типа поддерживающих зажимов дают наблюдения за действующими воздушными линиями связи, анализ возникающих реальных ситуаций и воспроизведение их при испытаниях.

     Наблюдения за линиями связи, размещенными на опорах контактной сети и автоблокировки железных дорог, в городах и др., показывают, что в ряде случаев такие зажимы воспринимают значительные продольные нагрузки и сложные колебательные движения. Опасность таких нагрузок и перемещений заключается в первую очередь в том, что ОК через зажим в точке крепления подвергается локальному изгибу, что может привести к его повреждению.

    Разность тяжений по обе стороны зажима в процессе эксплуатации может возникать из-за:

• наличия угла поворота трассы на опоре;

• различной высоты подвески ОК на соседних опорах;

• неравномерного давление воздушных масс и порывов ветра на кабель (например, при движении железнодорожных составов);

• смещения опоры относительно проектного положения;

• неравномерного сброса гололеда в соседних пролетах.

    Например, в процессе осмотра линии связи, эксплуатируемой в течение двух лет (станция Свердловск-пассажирская), было обнаружено, что перегибы кабеля в месте выхода из зажима ЗП-14, возникающие при колебании системы <кабель-зажим> под воздействием внешних нагрузок (от воздушных масс при движении поездов, ветра и пр.), вызвали концентрацию напряжений и, как следствие, разрушение оболочки и частично даже силовых элементов.

     Для изучения особенностей работы поддерживающих зажимов типа ЗП и ПСО-D-11 совместно с ОК были проведены испытания, имитирующее возникновение разности тяжений в двух соседних пролетах. При испытаниях использовался серийный кабель производства АО <Трансвок> с наружным диаметром 14 мм и соответствующие зажимы. Как показали эти испытания в процессе увеличения нагрузки от 0 до 4,0 кН, при нагружении спиральных зажимов типа ПСО-D-11 кабель изгибается с постоянным радиусом кривизны, наблюдается равномерный изгиб ОК по всей длине протектора зажима и отсутствие каких-либо повреждений ОК на выходе из зажима.

     Местный изгиб в местах схода силовой спирали компенсируется спиральным протектором, имеющим достаточно большую длину. Каких-либо повреждений оболочки вплоть до нагрузки, при которой происходит проскальзывание кабеля в зажиме (прочность заделки кабеля в зажиме 3,0 - 4,0 кН), не наблюдается.

Рис. 6. Разрушение оболочки ОК

     При нагружении зажимов марки ЗП, кабель на расстоянии 5-10 мм от резинового амортизатора изгибается с небольшим радиусом, в месте перегиба при усилии 1-1,5 кН начинается утонение оболочки и происходит сужение ОК, напоминающее по форме шейку, образующуюся у металлических образцов при испытаниях на растяжение; при нагрузке 2,5-3,0 кН происходит разрушение оболочки ОК (рис. 6). Таким образом, одностороннее тяжение вызывает перегиб кабеля и концентрацию напряжений в месте выхода его из зажима ЗП.

     Особенностью зажимов типа ПСО-D-04 (применяемых на ЛЭП с большими пролетами) по сравнению с ПСО-D-11 является использование спирального протектора с переменной изгибной жесткостью (с так называемым <фонарем> в центральной части). Этим обеспечивается плавное изменение жесткости системы в точке крепления к опоре и необходимый радиус изгиба ОК при всех эксплуатационных нагрузках.

     Линии связи с длиной пролета до 100 м имеют некоторые особенности по сравнению с линиями, размещенными на линиях электропередачи с большими пролетами:

• высота подвески кабеля в линии составляет 5-8 м;

• они позволяют дойти до большого количества потребителей, вследствии чего отсутствует необходимость строительства дополнительных линий связи;

• более низкая стоимость строительства;

• трасса линии связи имеет большое число поворотов от 50 до 200;

• подвержены постоянному воздействию вибрационных и динамических нагрузок, высокой вероятностью воздействия на опоры и кабель линии ненормативных нагрузок, вызванных аварийными ситуациями на транспорте, ремонтными, строительными и другими работами и, как следствие, возможными повреждениями ОК;

• большое количество опор на километр длины приводит к необходимости использования более дешевой и простой арматуры по сравнению с арматурой, используемой для крепления ОК на ВЛ с большими пролетами;

• размещаются в непосредственной близости от железных и автомобильных дорог, жилых и промышленных зданий и сооружений;

     Опыт ЗАО <Электросетьстройпроект> по проектированию, строительству и эксплуатации линий связи показывает, что при воздействии на воздушные линии связи ненормативных нагрузок происходит резкое возрастание тяжения и заклинивание кабеля в поддерживающих зажимах, что может стать причиной повреждения кабеля.

      В связи с этим для надежной и долговечной эксплуатации ОК важен правильный подход при выборе типа поддерживающих зажимов.

     Наиболее рациональным способом сохранения кабеля является сброс тяжения в момент возникновения ненормативных нагрузок. Этого можно достигнуть путем отсоединения поддерживающего зажима от опоры в момент возникновения нагрузки, превышающей заранее заданную величину, или проскальзывания кабеля в зажиме (зажимы ПСО-D-11, ПСО-D-06).

     При применении зажимов марки ЗП, ПСО-D-11 и ПСО- D-04 прочность заделки кабеля в зажиме выбирается таким образом, чтобы при определенной величине тяжения происходило проскальзывание кабеля и сброс тяжения.

     При использовании спирального поддерживающего зажима ПСО- D-06 защита ОК осуществляется путем отсоединения зажима от опоры за счет введения в систему подвески элемента (скобы), который разрушается при возникновении нагрузки, превышающей расчетную в 1,4-1,7 раза. Другим элементом, предохраняющим кабель от повреждений, является спиральный протектор, состоящий из набора проволочных спиралей (рис. 5).

      При использовании зажимов ПСО-11-06, благодаря их конструктивной особенности, на ВОЛС ЦКБ-МГУ в Москве удалось сохранить кабель (оптические характеристики кабеля не изменились и оболочка не была повреждена) в результате падения опоры после наезда на нее автомобиля.

      Большое значение для повышения долговечности и надежности воздушных линий связи играет стойкость элементов арматуры к воздействию внешних факторов: вибрации, климатических факторов, загрязнения окружающей среды. Металлические элементы должны быть выполнены из коррозионно-стойких материалов или иметь защитные покрытия. Детали из резины, применяемые в зажимах типа ЗП и ПСО-D-04, должны обладать стойкостью к термическому и озонному старению. При этом срок их эксплуатации должен быть не менее 25 лет. Так, например, проведенные ЗАО <Электросетьстройпроект> и ГУП НИИР испытания резины для зажимов марки ПСО-D-04 показали, что срок службы амортизаторов по озонному старению составляет не менее 50 лет, а по термическому - не менее 30 лет.

      Таким образом, правильный выбор арматуры, используемой для крепления ОК на воздушных линиях связи, дает гарантию надежности и долговечности основного элемента - оптического кабеля.

Фотон-Экспресс 20, август 2000 г.

Тищенко Андрей Викторович,

генеральный директор ЗАО «Электросетьстройпроект». Область научных интересов: организация производства спиральной араматуры и работ по проектированию и строительству ВОЛС. Имеет более 10 печатных трудов.

Жуков Борис Михайлович,

к.т.н., начальник технического отдела ЗАО «Электросетьстройпроект». Область научных интересов: спиральная арматура для оптических кабелей и проводов, технология производства. Имеет более 10 печатных трудов.

Сюксин Владимир Евгеньевич,

управляющий производством ЗАО «Электросетьстройпроект». Область научных интересов: технология производства спиральной арматуры для оптических кабелей и проводов, технология строительства воздушных ВОЛС. Имеет более 10 печатных трудов.

Источник: www.latel.ru

ЗАЖИМЫ ПРОИЗВОДСТВА Sicame group