Провод комбинированный

Провод комбинированный
Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям самонесущих изолированных проводов для воздушных линий электропередачи до 35 кВ, содержащих силовую часть и информационную часть с оптическими волокнами для передачи информационных потоков и может быть использована при монтаже провода комбинированного и его разделении на силовую и информационную части.
Из уровня техники известны технические решения [Патент США US 6356690 SELF-SUPPORTING FIBER OPTIC CABLE, опубл. 2002], [Патент США US 6853782 OPTICAL FIBER DROP CABLE, опубл. 2005], в которых кабель с выносным силовым элементом, имеющий в поперечном сечении форму типа «8», выполнен с периодически повторяющимися разрывами перемычки в виде сквозных окон, которые облегчают разрезание перемычки стандартным режущим инструментом. Также известно техническое решение [Патент США US 6861590 STRIPPABLE CABLE, опубл. 2005], в котором за счет ослабления перемычки внутренними продольными каналами и/или при помощи рипкорда легко разрушают перемычку кабеля с выносным силовым элементом, имеющим в поперечном сечении форму типа «8». Однако, указанные технические решения не являются средствами того же назначения, что и настоящая полезная модель, поэтому не могут рассматриваться как аналоги. Кроме того, наличие в перемычке сквозных окон с размерами, соизмеримыми с размерами перемычки, приводит к увеличению площади ее поверхности и интенсивному образованию гололеда в условиях низких температур.
Ослабление перемычки внутренними каналами не всегда допустимо по соображениям прочности и требует специального оборудования для их получения, а наличие рипкорда в перемычке создает трудности при извлечении его концов при разрезании строительной длины провода комбинированного в произвольном месте.
На практике, для разрезания подвесного оптического кабеля с выносным силовым элементом, имеющим в поперечном сечении сходную с прототипом форму типа «8», вместо разрезания перемычки часто разрезают наружную оболочку несущего троса ножом для снятия изоляции и освобождают от несущего троса оптический кабель в оболочке. Однако такое разрезание недопустимо для разделения провода комбинированного на силовую и информационную части с обязательным сохранением его защитной изоляции и защитной оболочки.
Известны провода комбинированные [Патент РФ на полезную модель RU 40500 U1, 2004 г.], содержащие, по меньшей мере, одно оптическое волокно и токопроводящие элементы, выполненные из алюминия или алюминиевого сплава и центральный силовой элемент, выполненный из алюминиевого сплава или оцинкованной стали разных конструктивных исполнений. Одним из вариантов провода комбинированного является размещение оптического волокна внутри полимерной трубки, которая скручена вокруг центрального силового элемента вместе с токопроводящими элементами, между элементами размещены водоблокирующие нити или лента, а поверх скрученных элементов нанесена защитная изоляция, выполненная из полимерной композиции. Другим вариантом провода комбинированного является конструкция с размещением оптического кабеля вне и спирально навитым на защитную изоляцию провода.
Размещение в одной защитной оболочке изолированной токопроводящей жилы и изолированного оптического волокна
позволяет уменьшить массогабаритные параметры кабеля, затраты на его изготовление и обеспечивает гальваническую развязку между электрической и оптической частями провода. При размещении оптического кабеля вокруг провода появляется возможность разделить силовую и оптическую часть провода в зависимости от запросов потребителя.
Однако конструкция провода имеет следующие недостатки, которые ограничивают его применение. Монтаж и разделка провода комбинированного с размещенным внутри оптическим волокном вызывает большие сложности. При монтаже неразделанного провода комбинированного затруднительно применение прокалывающих или плашечных зажимов. При разделке и монтаже провода в месте разветвления его электрической и оптической частей оголяются токопроводящие жилы, что требует дополнительных затрат на их изоляцию и герметизацию. В варианте исполнения с оптическим кабелем навитым вокруг провода возрастает длина оптического кабеля и затраты на его изготовление, но существенно упрощается разделка его концов. Вместе с тем, разделка такого провода на промежуточных опорах вызывает трудности при его разделении на силовую и информационную части.
Необходимость разделения провода комбинированного на силовую и информационную части часто вызывается спором собственников двух независимых объектов, размещаемых на опорах, - линии электропередачи и линии связи.
Наиболее близким техническим решением является провод комбинированный [патент РФ на полезную модель RU 112490, опубл. 2012], который содержит самонесущий изолированный провод в защитной изоляции, который включает центральный силовой элемент, выполненный из сплава алюминия или оцинкованной стали, токопроводящие элементы, состоящие из скрученных и уплотненных
проволок, выполненных из алюминия или сплава алюминия, и который содержит, по меньшей мере, один оптический кабель в защитной оболочке, причем защитная изоляция и защитная оболочка объединены друг с другом, самонесущий изолированный провод в защитной изоляции и оптический кабель в защитной оболочке удалены друг от друга, а защитная изоляция и защитная оболочка соединены перемычкой, толщина которой меньше размеров в поперечном сечении как провода в защитной изоляции, так и кабеля в защитной оболочке.
Конструкция провода имеет следующие недостатки, которые ограничивают его применение. Конструкция провода не позволяет проводить процессы монтажа силовой и информационной частей провода независимо друг от друга без предварительной разрезания перемычки. Разрезание провода на силовую и информационную части затруднительна при использовании стандартного режущего инструмента, разрушающего перемычку. Обычно перемычки имеют в поперечном сечении толщину h≈(1-3) мм и высоту Н≈(2-4) мм, поэтому их разрезание, как правило, производят за несколько резов, постепенно прорезая всю толщину перемычки. Разрезание перемычки выполняют режущим инструментом, имеющим режущую часть, которая во время реза должна располагаться строго в пределах перемычки. Для разрезания перемычки используют ножи для разделки кабеля, монтажные ножи и т.п.доступные инструменты см., например, с. 9, табл. 1, п. 2 [Инструкция 32-104 по монтажу, вводу в эксплуатацию и эксплуатации оптических кабелей марок ДПОм, ДПОд, ТПОд, производства ООО «ИНКАБ» по ТУ3587-001-88083123-2010. Редакция 2., 2015. Сайт ООО «ИНКАБ» http://incab.ru/files/install_dpom_dpod_tpod.pdf]. При этом, наряду с риском получения травмы, есть большая вероятность уменьшения толщины или даже сквозного повреждения защитной изоляции
силовой части или защитной оболочки информационной части провода комбинированного.
Задачей полезной модели является разработка конструкции провода комбинированного, обеспечивающего травмобезопасное разрезание перемычки стандартным режущим инструментом без повреждения защитной изоляции и защитной оболочки. Кроме того перемычка не должна содержать сквозных окон, существенно увеличивающих площадь поверхности перемычки.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение надежности процесса разрезания сплошной перемычки провода комбинированного стандартным режущим инструментом.
Технический результат достигается тем, что провод комбинированный содержит самонесущий изолированный провод в защитной изоляции, который включает центральный силовой элемент, токопроводящие элементы, состоящие из скрученных и уплотненных проволок, и который содержит оптический кабель в защитной оболочке, причем защитная изоляция и защитная оболочка объединены друг с другом, самонесущий изолированный провод в защитной изоляции и оптический кабель в защитной оболочке удалены друг от друга, а защитная изоляция и защитная оболочка соединены перемычкой, толщина которой меньше размеров в поперечном сечении провода в защитной изоляции и кабеля в защитной оболочке, в перемычке выполнены периодически повторяющиеся, разнесенные по длине провода разрывы поперечного сечения, каждый разрыв выполнен в виде прямолинейного разреза, расположенного вдоль оси перемычки, посередине ее высоты и имеющего на концах дополнительные разрезы для выхода лезвия инструмента для разрезания перемычки, причем каждый дополнительный разрез выполнен в виде двух отрезков незамкнутых
линий, имеющих единственную точку пересечения, совмещенную с концом прямолинейного разреза так, что дополнительный разрез в проекции на плоскость перпендикулярную оси перемычки расположен симметрично относительно проекции прямолинейного разреза на ту же плоскость, а высота проекции дополнительного разреза больше ширины проекции прямолинейного разреза, но меньше высоты перемычки.
Существенными признаками заявленной полезной модели являются:
Провод комбинированный, содержит самонесущий изолированный провод в защитной изоляции, который включает центральный силовой элемент, токопроводящие элементы, состоящие из скрученных и уплотненных проволок. Перечисленные элементы образуют силовую часть провода комбинированного, который обеспечивает передачу электрической энергии по цепям воздушных линий электропередачи.
- (Провод комбинированный) содержит оптический кабель в защитной оболочке. Оптический кабель образует информационную часть провода комбинированного и обеспечивает создание информационного канала воздушной линии электропередачи на базе оптических волокон. Оптический кабель выполнен полностью диэлектрическим.
- Защитная изоляция и защитная оболочка объединены друг с другом, самонесущий изолированный провод в защитной изоляции и оптический кабель в защитной оболочке удалены друг от друга, а защитная изоляция и защитная оболочка соединены перемычкой. Расположение провода и оптического кабеля в одной защитной оболочке, включающей перемычку, обеспечивает гальваническую развязку силовой и информационной частей провода комбинированного, возможность применения клиновых анкерных
зажимов, прокалывающих и плашечных зажимов, устанавливаемых на силовую часть провода, возможность разделки провода на самонесущий изолированный провод в защитной изоляции и на оптический кабель в защитной оболочке с гарантированным сохранением защитной изоляции и защитной оболочки. Отсутствие контакта оптической части провода с зажимами позволяет снизить требования к допускаемому раздавливающему усилию, а, следовательно, снизить стоимость его изготовления.
- Толщина (перемычки) меньше размеров в поперечном сечении провода в защитной изоляции и кабеля в защитной оболочке. Обеспечивает конструктивное выделение перемычки, снижение затрат на прокладку и монтаж провода за счет применения стандартной натяжной, поддерживающей и электроарматуры (в т.ч. прокалывающих и плашечных зажимов), получение после разделки правильной геометрической формы провода и кабеля в поперечном сечении, что позволяет использовать стандартные соединительные и разветвительные муфты и технологии их монтажа.
- В перемычке выполнены периодически повторяющиеся, разнесенные по длине провода разрывы поперечного сечения, каждый разрыв выполнен в виде прямолинейного разреза, расположенного вдоль оси перемычки посередине ее высоты и имеющего на концах дополнительные разрезы для выхода лезвия инструмента для разрезания перемычки. Прямолинейные разрезы предназначены для ориентации инструмента для разрезания перемычки строго вдоль оси разреза, которая определяет начальный участок траектории движения лезвия инструмента. Ориентация инструмента для разрезания перемычки происходит за счет контакта боковых поверхностей клинка инструмента О с поверхностями прямолинейного разреза (фиг. 2). Поверхности прямолинейного разреза являются направляющими для боковых поверхностей О клинка инструмента для разрезания
перемычки. Для надежного контакта ширину прямолинейного разреза с выполняют минимально возможной, например, при помощи разрезания перемычки лезвийным инструментом или лазерной резки, а толщину клинка инструмента для разрезания перемычки выбирают больше ширины с. Края прямолинейного разреза могут смыкаться на его длине за счет упругих свойств материала перемычки. Минимально возможная ширина с уменьшает дополнительные загрязнения и гололедные нагрузки провода комбинированного в процессе эксплуатации. Длину прямолинейного реза выполняют больше ширины клинка инструмента для свободного размещения последнего в прямолинейном разрезе. Дополнительные разрезы предназначены для сопряжения несовпадающих траекторий разрезов, выполненных инструментом для разрезания перемычки и прямолинейных разрезов на перемычке.
- Каждый дополнительный разрез выполнен в виде двух отрезков незамкнутых линий, имеющих единственную точку пересечения, совмещенную с концом прямолинейного разреза так, что дополнительный разрез в проекции на плоскость перпендикулярную оси перемычки расположен симметрично относительно проекции прямолинейного разреза на ту же плоскость, а высота проекции дополнительного разреза больше ширины проекции прямолинейного разреза, но меньше высоты перемычки. Дополнительные разрезы высотой проекции С перекрывают ширину проекции с прямолинейных разрезов и предназначены для соединения двух резов с непересекающимися траекториями движения лезвия инструмента, обусловленных его уводом за счет отсутствия прямолинейной направляющей поверхности за пределами прямолинейного реза. Для защиты от повреждения защитной изоляции и защитной оболочки провода комбинированного размер С высоты проекции дополнительного разреза на плоскость
перпендикулярную оси перемычки выбирают меньше размера Н высоты перемычки. Ширину каждого дополнительного разреза с также выбирают минимально возможной (фиг. 1, 2), чтобы обеспечить отсутствие дополнительных загрязнений и гололедных нагрузок провода комбинированного в процессе эксплуатации. Дополнительные разрезы на перемычке не должны создавать открытых окон в перемычке за счет замкнутых криволинейных или пересекающихся линий разрезов, которые являются причиной образования дополнительных загрязнений и гололедных нагрузок провода комбинированного.
- Существенными отличительными признаками полезной модели являются:
- В перемычке выполнены периодически повторяющиеся, разнесенные по длине провода разрывы поперечного сечения, каждый разрыв выполнен в виде прямолинейного разреза, расположенного вдоль оси перемычки посередине ее высоты и имеющего на концах дополнительные разрезы для выхода лезвия инструмента для разрезания перемычки.
- Каждый дополнительный разрез выполнен в виде двух отрезков незамкнутых линий, имеющих единственную точку пересечения, совмещенную с концом прямолинейного разреза так, что дополнительный разрез в проекции на плоскость перпендикулярную оси перемычки расположен симметрично относительно проекции прямолинейного разреза на ту же плоскость, а высота проекции дополнительного разреза больше ширины проекции прямолинейного разреза, но меньше высоты перемычки. Примером выполнения дополнительного разреза является разрез, состоящий из двух отрезков прямых линий, расположенных перпендикулярно прямолинейному разрезу, концы каждого из которых совмещены с концом прямолинейного разреза (фиг. 1, фиг. 2).
На фиг. 1 представлен пример расположения прямолинейных разрезов перемычки провода комбинированного с дополнительными разрезами, выполненными по одному из возможных вариантов. На фиг. 2 представлена схема продольного разрезания перемычки. На фиг. 3 показан поперечный разрез А-А (фиг. 2). На фиг. 4 показан поперечный разрез Б-Б (фиг. 2).
Цифрами на фиг. 1 - фиг. 4 обозначены: 1 - силовой элемент самонесущего изолированного провода (СИП), 2 - токопроводящие элементы СИП, 3 - защитная изоляция СИП, 4 - оптический кабель (ОК) с оптическими волокнами внутри, 5 - защитная оболочка ОК, 6 - перемычка, 7 - прямолинейный разрез, 8 - дополнительный разрез, 9 - поперечное сечение клинка инструмента для разрезания перемычки, 10 - траектория движения лезвия инструмента для разрезания перемычки, 11 - область возможных траекторий движения лезвия инструмента для разрезания перемычки, 12 - ось перемычки.
1
2
Буквами на фиг. 1 - фиг. 4 обозначены: с - ширина прямолинейного разреза перемычки СИП (расстояние между поверхностями разреза), С - высота проекции дополнительного разреза на плоскость перпендикулярную оси перемычки 12 провода комбинированного, h - толщина перемычки провода комбинированного, Н - высота перемычки, равная расстоянию между защитной изоляцией СИП и защитной оболочкой ОК, L - длина прямолинейного разреза с учетом длины дополнительных разрезов, измеренная вдоль оси перемычки 12, L - расстояние между разрезами поперечного сечения перемычки, О - направляющие поверхности инструмента для разрезания перемычки провода комбинированного, s - толщина защитной оболочки OK, S - толщина защитной изоляции СИП.
Реализацией полезной модели является провод комбинированный, имеющий существенные признаки, описанные в формуле полезной модели. На этапе изготовления раздельно получают скрутку силовой части провода комбинированного 1, 2, а также оптический кабель 4, содержащий внутри оптические волокна. Затем части 1 и 2 покрывают защитной изоляцией 3, а часть 4 - защитной оболочкой 5 и одновременно формируют соединительную перемычку 6 толщиной h и высотой Н. При этом используют существующие технологии изготовления проводов СИП и оптических кабелей, имеющих в поперечном сечении форму типа «8». Под защитными покровами могут быть дополнительно размещены водоблокирующие материалы и разделительные ленты (на фиг. не показаны). До этапа экструзии защитной изоляции 3, защитной оболочки 5 и формирования соединительной перемычки 6 возможно различное сочетание стандартных и специальных силовых и оптических частей существующих проводов СИП и оптических кабелей. Прямолинейные разрезы 7 и дополнительные разрезы 8 (фиг. 1, 2), образующие вместе разрывы поперечного сечения перемычки, выполняют после экструзии элементов 3, 5 и 6 провода комбинированного.
1
2
Прямолинейные разрезы 7 и дополнительные разрезы 8 выполнены на длине L, превышающей ширину клинка инструмента для разрезания перемычки. Расстояние между разрезами поперечного сечения перемычки - L. Прямолинейные разрезы и дополнительные разрезы выполнены лезвийным инструментом или при помощи других технических средств, определяемых технологией и возможностями производителя. Дополнительные разрезы 8 в проекции на плоскость перпендикулярную оси провода расположены симметрично (размеры Н, Н/2 и С, С/2 на фиг. 1 - фиг. 4) относительно проекции прямолинейного разреза 7 на ту же плоскость (размер с), а высота
С указанной проекции локального разреза больше ширины прямолинейного разреза с, но меньше высоты перемычки Н.
2
Разделение провода комбинированного на силовую и информационную части производят при помощи стандартного режущего инструмента путем разрезания целой части перемычки 6. Процесс разрезания включает введение клинка 9 режущего инструмента в прямолинейный разрез 7 перемычки 6 (фиг. 2). Клинок 9 режущего инструмента своими направляющими поверхностями О контактирует с поверхностями прямолинейного разреза 7, которые ориентируют клинок 9 строго вдоль оси прямолинейного разреза 7, которая определяет начальный участок траектории 10 движения лезвия инструмента. Вручную перемещают режущий инструмент в направлении дополнительного разреза 8 до его вскрытия и далее на длине L до вскрытия следующего дополнительного разреза 8. При этом траектория 10 движения лезвия режущего инструмента может отклоняться от первоначально заданного направления, например, за счет несимметричной заточки его лезвия, но остается в пределах области 11 (фиг. 2). При отсутствии отклонения траектории 10 от оси 12 продолжают перемещать режущий инструмент 9 по следующему вскрытому прямолинейному пазу 7 или, при существенном уводе траектории 10, вытаскивают клинок 9 режущего инструмента и вводят его в следующий прямолинейный паз 7 после вскрытого дополнительного разреза 8. Процесс повторяют до разрезания перемычки 6 на требуемой длине провода комбинированного.