ВОЛС на воздушных линиях электропередачи. Резюме. Приведен анализ различных методов строительства оптических линий связи использующих энергетическую инфраструктуру воздушных линий электропередачи (ВОЛС- ВЛ). Дан обзор кабелей, конструкций и приведены общие рекомендации по их применению на ВОЛС- ВЛ.
Введение. Преимущества оптических световодов или волоконных световодов (ВС) как физической среды распространения сигналов электросвязи и конструктивной основы оптических кабелей (ОК) связи хорошо известны (см., например, . Основными из них являются: широкая полоса пропускания, обеспечивающая возможность передачи сигналов электросвязи со скоростью до 1. Гбит/с и выше; низкий уровень потерь на распространение сигналов, позволяющий осуществлять их передачу без регенерации на расстояния до 1. ОК; малая масса и размеры ОК. Другие достоинства и преимущества ВС и ОК по сравнению с традиционными средами распространения, такие как относительно высокая защищенность от несанкционированного съема (перехвата) передаваемой информации, пожаробезопасность, относительно невысокая цена ОК по сравнению с медными кабелями и практически неограниченные запасы сырья для производства ОВ делают их применение в сетях и системах связи еще более привлекательным и технически и экономически оправданным. Именно поэтому ОК практически полностью вытесняют в настоящее время все другие виды направляющих структур в магистральных линиях цифровых первичных сетей связи . Особенно перспективно применение ВОЛС, подвешиваемых на опорах воздушных линий (ВЛ) электропередачи высокого напряжения (ВОЛС- ВЛ), имеющих наивысшую надежность по сравнению с другими видами ВОЛС .
Кроме того ВОЛС- ВЛ обладают рядом конкурентных преимуществ по сравнению с традиционными способами строительства оптических кабельных линий связи (КЛС). К ним можно отнести отсутствие необходимости отвода земли и согласования права на проход, уменьшение сроков введения линий в эксплуатацию, снижение капитальных и эксплуатационных затрат. В настоящей статье рассмотрены основные виды ОК для подвески на ВЛ (ОК- ВЛ) требования к ОК- ВЛ, особенности технологии подвески различных видов таких кабелей, некоторые вопросы, связанные с надежностью ВОЛС- ВЛ и даны практические рекомендации по выбору ОК- ВЛ для ВОЛС. Оптические кабели для подвески на ВЛ электропередачи. Оптическим кабелям и их применению в ВОЛС за последние годы посвящен ряд книг . Однако ОК- ВЛ, несмотря на весьма широкое их применение в строительстве ВОЛС- ВЛ как за рубежом, так и в России, в силу значительной сложности технологии проектирования и всего комплекса строительства таких ВОЛС все еще недостаточно систематизированы по техническим требованиям к ним и их применению.
Обращаясь к нам, вы можете быть уверены, что проект ВОЛС будет выполнен оперативно и качественно. Схемы типовых закреплений кабеля, спецификация крепежных элементов. Типовой проект ВОЛС и его составляющие. Проектирование волоконно оптических линий связи осуществляется по готовности технического задания и. Опыт, практика проектирования механической части ВОЛС. Типовые проекты опор, установленных на воздушных линиях, соответственно.
В настоящее время известны семь основных вида ОК- ВЛ, три из которых получили наибольшее распространение - это оптический кабель в грозозащитном тросе (ОКГТ), полностью диэлектрический оптический самонесущий кабель (ОКСН) и оптический навивной кабель (ОКН) . Кроме этого в последние годы активно внедряются оптические прикрепляемые кабели (ОКП) . Разнообразные типы ОК- ВЛ различного конструктивного исполнения разработаны и выпускаются многими зарубежными и отечественными производителями. В целом номенклатура и основные характеристики отечественных ОК соответствуют принятым международным стандартам и мировой практике. Однако среди большого разнообразия ОК, выпускаемых в России в настоящее время, еще недостаточна номенклатура ОК для подвески на опорах воздушных линий (ВЛ) электропередачи . Это относится к оптическим кабелям в грозозащитном тросе (ОКГТ) и оптическим кабелям навиваемым (ОКН) на грозотрос (ГТ) и фазные провода (ФП). Основные конструктивные требования к ОК- ВЛ и их технические характеристики, а также конструкции, методы прокладки и подвески, соединения и защиты представлены в справочных изданиях .
АО-Энерго должны согласовывать схемы организации связи по ВОЛС-ВЛ, планы и проекты Типовые требования к разработке и аттестации методик испытаний для целей сертификации. Типовой проект "Одноцепные, двухцепные и переходные железобетонные опоры напряжением 35-750 кВ и волоконно-оптических кабелях ВОЛС -ВЛ. В случае подвески ВОЛС на существующей ВЛ (ВОЛС ВЛ) первой расчётной программой, при запрос к владельцу ВЛ, найти типовые проекты опор этой ВЛ и, по возможности, проект ВЛ.
Поэтому ограничимся рассмотрением наиболее существенных с практической точки зрения требований к ОК- ВЛ, возникающих при проектировании ВОЛС- ВЛ. При выборе технологии строительства ВОЛС- ВЛ необходимо принимать во внимание следующие исходные данные: климатические условия,рабочее напряжение и конструктив ВЛ,рельеф местности, наличие пересеченийколичество волоконтребования по выбору ОК, связанные со спецификой строительства/эксплуатации срок службы, который для большинства выпускаемых в настоящее время кабелей составляет не менее 2. Типовые технические требования к ОКГТ и ОКСН для подвески на ВЛ напряжением 1. В и выше, как это предусмотрено правилами . Подобные технические требования к ОК- ВЛ полезно определить на этапе планирования ВОЛС- ВЛ и предварительного формирования технического задания на проектирование ВОЛС- ВЛ, а также при запросе технических предложений от поставщиков ОК- ВЛ.
Таблица 1. Основные типовые технические требования к ОК- ВЛОсновные параметры и характеристики ОК- ВЛОКГТОКСНОКНОКПКласс напряжений ВЛ1. В и выше. 11. 0 и 2. В1. 10 к. В и выше (ГТ)1. В (ФП)1. 10 к. В и выше (ГТ)3. В (ФП)Максимальная длина пролета ВЛ, м.
Диапазон рабочих температур, . ОК- ВЛ как зарубежного, так и отечественного производства, рекомендуемых для подвески на ВЛ 1. В. Основными преимуществами ОКГТ являются наивысшая надежность ВОЛС- ВЛ и возможность их применения на ВЛ от 1.
В и выше практически без ограничений ВЛ по классу напряжений . Однако ОКГТ имеют наибольшую стоимость, требуют применения достаточно сложного технологического оборудования для их подвески и монтажа, а также значительных затрат на проектирование и монтаж ВОЛС- ВЛ. Таблица 2. Основные характеристики типовых ОК для подвески на ВЛТип ОКПроизводитель. Основные характеристики. Примечание. Количество ОВ*Диаметр, мм. Масса ОК, кг/км. Разрывная нагрузка, к.
НМаксимально допустимая нагрузка, к. НДлительно допустимая нагрузка, к. НТок КЗ, к. А2* сек. ОКГТСОКК8- 1. 61. ВЛ 2. 20 к. ВNK Cabels. Alcatel. 8- 3. 21. Siemens. 12- 6. 01.
Focas (Англия)8- 9. Fujkura. 24- 4. 81. ОКСНСОКК1. 61. 3,6. ВЛ 1. 10 к. ВОптен (СПб)1. ВЛ 1. 10/2. 20 к. ВСевкабекль- Оптик. Москабель- Фуджикура.
ВЛ 1. 10 к. ВAlcatel (Францмя)1. ВЛ 1. 10 к. ВSiemens. ВЛ 1. 10 к. ВFocas (Англия)1. ВЛ 1. 10 к. ВОКНОптен (СПб)2- 2. ГТ ВЛ 1. 10/2. 20 к.
ВFocas (Англия)1. ГТ ВЛ 1. 10/2. 20 к. ВFocas (Англия)1. ФП ВЛ 1. 10 к. ВПримечания: Максимальная температура ОКГТ - 1. Особенно преимущества применения ОКГТ проявляются при строительстве новых ВЛ.
Ввиду наивысшей надежности именно ОКГТ рекомендуется при строительстве не резервируемых магистральных линий связи. Основными преимуществами ОКСН являются относительно небольшой вес и возможность проведения подвески и монтажа ОК без отключения ВЛ. Как и в предыдущем случае, ОКСН находят применение при строительстве магистральных ВОЛС и транспортных магистралей цифровых первичных сетей (ЦПС) зонового (областного) уровня и корпоративных сетей на существующих ВЛ. Преимуществами ОКН служат высокая надежность ВОЛС- ВЛ (особенно при навивке на фазные провода или новый грозотрос), значительно более низкая стоимость проектных и монтажных работ, высокая скорость подвески и монтажа, малые дополнительные нагрузки на ВЛ, высокая технологичность и возможность проведения подвески и монтажа ОК на грозотросе без отключения ВЛ.
Применение ОКН оправдано и перспективно для строительства как магистральных ВОЛС (при необходимости быстрого ввода их в эксплуатацию) и транспортных магистралей ЦПС, так и сетей доступа к ЦПС. Для магистральных ВОЛС- ВЛ и ЦПС на ОКН рекомендуются кольцевые структуры.
К преимуществам ОКП можно отнести значительно более низкую стоимость ОК, а также проектных и монтажных работ, высокую скорость монтажа, малые дополнительные нагрузки на ВЛ, возможность проведения монтажа ОК на грозотросе без отключения ВЛ. К недостаткам ОКП следует отнести отсутствие широкой практики применения и опыта эксплуатации, низкую баллистическую стойкость таких ОК- ВЛ. Универсальных рекомендаций по выбору технологии строительства ВОЛС- ВЛ на сегодняшний день не существует.
Однако можно рекомендовать применение той или другой технологии ВОЛС- ВЛ исходя из обеспечения необходимой надежности ВОЛС и минимальных общих затрат на строительство ВОЛС по сравнению с другими видами ОК. Более подробно эти вопросы будут рассмотрены далее. В настоящее время при строительстве ВОЛС- ВЛ наибольшее применение находят ОКГТ (6. ОКСН (2. 0- 3. 0%) и несколько меньше – ОКН (1. При этом четко выражена региональная специфика строительства ВОЛС. Так ОКГТ преобладает во всех регионах мира, в Европе, особенно в Англии и Скандинавии преимущество ОКН перед ОКСН очевидно. В Америке напротив ОКСН получил большее распространение, впрочем, как и в Юго- Восточной Азии.
В Японии технологии ОКН и ОКСН используются на ВОЛС- ВЛ примерно наравне. ОКГТОптический кабель встроенный в грозозащитный трос (ОКГТ) является наиболее широко используемым решением для строительства ВОЛС- ВЛ.
Доля ОКГТ составляет около 8. ВОЛС- ВЛ на вновь строящихся линиях и свыше 4. В конструкции кабеля типа ОКГТ можно выделить сердечник или оптический модуль, содержащий оптические волокна, и внешний одинарный или двойной повив преформированных проволок. Стальная проволока, используемая в повивах ОКГТ должна быть защищена от коррозии, поэтому применяется так называемая плакированная алюминием проволока, которая существенно устойчивее к окислению, чем гальванизированная, ввиду большей толщины покрытия. Кроме того, ее проводимость выше, а прочность не ниже, чем у аналогичных стальных проволок.
Также для обеспечения стойкости к токам короткого замыкания (КЗ) в повиве используют алюминиевые проволоки. Комбинацией различного числа стальных и алюминиевых проволок добиваются необходимых характеристик по прочности на растяжение и стойкости к токам КЗ. Также важно отметить, что, поскольку грозотрос подвержен частому действию разрядов молний, целесообразно для наружного слоя использовать проволоки диаметром не менее 2,5 мм и стараться, по возможности, избегать наличия алюминиевых проволок во внешнем повиве, из- за их низкой молниестойкости. На создание различных конструкций ОКГТ повлияло множество факторов, в том числе и требования к технологии производственных процессов.