УЗЕЛ ПОДВЕСКИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ НА ОПОРАХ КОНТАКТНОЙ СЕТИ УЧАСТКОВ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть использована на воздушных линиях связи железнодорожного транспорта или электропередачи в качестве подвески волоконно-оптического кабеля на опорах контактной сети ОАО «РЖД», например, на металлических опорах контактной сети ОАО «РЖД».
Известно «Устройство для подвески диэлектрического волоконно-оптического кабеля на опоре контактной сети» (свидетельство на полезную модель РФ №35478, H02G 7/06, H02G 7/08, приоритет 17.10.2003, опубликовано 10.01.2004), содержащее установленную на фундаменте собственно опору в виде высотной конструкции с оголовком, на которой подвешены провода контактной сети переменного тока, однофазные провода высоковольтной линии и волновод поездной радиосвязи, выполненный в виде металлического провода, а также закрепленный к высотной конструкции ниже оголовка несущий кронштейн для крепления волоконно-оптического кабеля. При этом диэлектрический волоконно-оптический кабель снабжен защитным экраном, размещенным в зоне крепления подвески к несущему кронштейну, и закреплен посредством спирального или поддерживающего зажимов с локальным заземлением металлических элементов защитного экрана и зажимов, а волновод закреплен на упомянутом несущем кронштейне вблизи волоконно-оптического кабеля с возможностью компенсации вредного воздействия электромагнитного поля и исключения образования электрической дуги в месте подвески волоконно-оптического кабеля.
Применение данного устройства предотвращает любое повреждение наружной оболочки волоконно-оптического кабеля за счет исключения вредных факторов, связанных с образованием электрического разряда и повреждением кабеля. Однако данное устройство имеет ограниченное функциональное применение для использования только на железобетонных опорах.
Известна также «Система подвески диэлектрического волоконно-оптического кабеля на опорах контактной сети переменного тока участков железных дорог» (Типовые проектные решения 419813, утв. МПС РФ, введенные в действие 01.07.99, 419813-100 СХ), которая содержит поддерживающие зажимы, кронштейны с элементами подвески, закрепленные хомутами на опорах контактной сети, при этом поддерживающий зажим закреплен на элементе подвески кронштейна
Недостатком данной системы, подвешенных на железобетонных опорах контактной сети, является незащищенность размещенного с помощью этой системы волоконно-оптического кабеля, его защитной оболочки и самого оптического волокна, от электротермического разрушения вследствие пробоя электрическими разрядами, вызванными наведенным напряжением от высоковольтной контактной сети на участках железных дорог с электротягой переменного тока и высоковольтных проводов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемой полезной модели является устройство «Система подвески диэлектрического волоконно-оптического кабеля на опорах контактной сети переменного тока участков железных дорог (Варианты)» (патент на полезную модель РФ №71827, H02G 7/05, приоритет 06.07.2007, опубликовано 20.03.2008), выбранное за прототип, которое содержит кронштейны с элементами подвески, закрепленные хомутами на опорах контактной сети, и поддерживающие зажимы, закрепленные на элементах подвески кронштейна, между хомутом для крепления кронштейна и опорой контактной сети установлена изолирующая прокладка, а между упорами кронштейна и опорой контактной сети установлена вторая изолирующая прокладка. Изолирующие прокладки выполняются из полиэтилена. В другом варианте исполнения вместо изолирующих прокладок система подвески диэлектрического волоконно-оптического кабеля снабжается изоляторами, изолятор закрепляется между элементом подвески кронштейна и поддерживающим зажимом. В качестве изолятора может быть использован канат из полимерного материала. В третьем варианте исполнения система подвески диэлектрического волоконно-оптического кабеля снабжена стальным проводом с монтажными поясками для крепления к волоконно-оптическому кабелю, при этом на каждой опоре стальной провод подключен к цепи заземления, причем в качестве цепи заземления может быть использована цепь заземления опоры контактной сети.
В устройстве достигается предотвращение электротермического разрушения диэлектрического волоконно-оптического кабеля, вызванного электрическим пробоем в результате наведенного напряжения от высоковольтной контактной сети переменного тока и высоковольтных проводов, подвешенных на железобетонных опорах контактной сети. Однако, данное устройство имеет ограниченное функциональное назначение, предназначенное для подвески ВОК на железобетонных опорах контактной сети, не находит эффективного применения при использовании новых типов опор контактной сети, а именно, металлических опор, например, типа М, МП. Кроме того конструкция данной подвески обладает достаточной сложностью процесса ее монтажа и технологичности установки.
Таким образом, во всех перечисленных устройствах крепление кронштейнов к железобетонным опорам производится с использованием хомутов, что удовлетворяет требованиям по организации монтажа ВОК на железобетонных опорах, но не удовлетворяет эффективной подвеске ВОК на металлических опорах контактной сети. Кроме того данные известные конструкции являются сложными и дорогостоящими в изготовлении и установке.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в повышении качества монтажа ВОК, в осуществлении возможности организации монтажа ВОК на металлических опорах контактной сети. При этом также достигается упрощение конструкции устройства подвески, ее удешевление, повышение надежности крепления в процессе монтажа и обеспечение необходимой для эксплуатации подвижности узла подвески в двух пространственных плоскостях.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение функциональных возможностей монтажа узлов подвески ВОК. При этом достигается повышение качества и технологичности монтажа, надежности работы с целью обеспечения безопасности движения поездов на железнодорожном транспорте путем повышения качества работы телекоммуникаций на железных дорогах.
Поставленная задача решается за счет того, что в узле подвески волоконно-оптического кабеля на опорах контактной сети участков железных дорог, содержащем кронштейн для закрепления на опорах контактной сети с элементами подвески и зажим поддерживающий, закрепленный на элементах подвески кронштейна, содержится кронштейн с элементами подвески, выполненными в виде серьги, а также - уголок для закрепления на металлических опорах контактной сети, имеющий возможность установки на параллельной кронштейну грани металлической опоры, связанные между собой двумя стержнями резьбовыми в виде шпилек, с помощью гаек и шайб, а одна из шайб имеет форму квадрата.
При этом кронштейн может быть выполнен укороченным или удлиненным, с одним или двумя элементами подвески в виде серьги. Кроме того кронштейн может быть выполнен диэлектрическим, типа ДК.
Таким образом, заявляемый узел подвески ВОК обеспечивает расширение функциональных возможностей при соблюдении высокого качества и технологичности монтажа, эксплуатации ВОК на участках железных дорог с целью обеспечения безопасности движения поездов, что достигается за счет применения в конструкции новых элементов конструкции устройства, их расположения. В частности, применены новые элементы узла подвески, выполненные в виде «серьги», имеющие форму «ушек», создающих простую и надежную форму крепления при подвеске заявляемого узла на металлических опорах, упрощающих монтаж.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:
на фиг. 1 представлена конструкция узла подвески ВОК на металлических опорах типа М на кронштейне с одной серьгой, на фиг. 2 - приведено сечение А-А узла подвески, на фиг. 3 показано сечение Б-Б узла;
на фиг. 4 представлена конструкция узла подвески двух ВОК на металлических опорах типа МП на кронштейне с двумя серьгами, на фиг. 5 - приведено сечение А-А узла подвески, на фиг. 6 показано сечение Б-Б узла.
В состав узла подвески входят следующие основные элементы и детали:
элементы подвески, выполненные в виде серьги - 1 для установки узла подвески на металлических опорах 2 контактной сети участков железных дорог, например, типов М и МП;
кронштейн - 3 с элементами подвески в виде серьги 1;
зажимы поддерживающие - 4, например, типа ПСО-Dmin/DmaxП-11;
стержень резьбовой - 5, в количестве двух деталей, выполненных в виде шпилек, для подвески волоконно-оптического кабеля (ВОК) 6 на кронштейне 3;
уголок - 7;
шайба квадратная - 8, шайба 8 выполнена в форме квадрата для усиления прочности уголка 7;
шайба - 9 с гайкой - 10 - стандартные.
Заявляемое устройство предназначено для подвески самонесущих волоконно-оптических кабелей 6 связи с диаметром до 20 мм и допустимым натяжением кабеля 3000 (300) до 9000Н (900 кас) на металлических опорах 2 контактной сети ОАО «РЖД».
Узел подвески волоконно-оптического кабеля на опорах контактной сети участков железных дорог содержит кронштейн 3 с элементами подвески, выполненными в виде серьги 1, зажим поддерживающий 4, закрепленный на элементах подвески 1 кронштейна 3, а также уголок 7 и два стержня резьбовых 5 в виде шпилек, связывающих между собой уголок 7 и кронштейн 3 с помощью гаек и шайб 8, 9, 10, в том числе, шайб 8 квадратных.
При этом кронштейн 3 с элементами подвески виде в серьги 1 может быть также выполнен укороченным или удлиненным - с одной или двумя серьгами 1 в зависимости от конкретных условий проектирования объекта. Кронштейн 3 может быть выполнен диэлектрическим, типа ДК.
Крепление кронштейна 3 на металлических опорах 2 производится с помощью уголка 7, двух стержней резьбовых 5, соответствующих элементов крепления: четырех шайб квадратных 8 и шайб стандартных 9 с гайками 10. При этом уголок 7 устанавливается на параллельной кронштейну 3 грани металлической опоры 2. Конструкция кронштейна 3 и его закрепление с помощью резьбового соединения 8, 9, 10 исключают поворот кронштейна 3 в горизонтальной и вертикальной плоскостях при подвеске ВОК 6.
Выполнение шайбы 8 в форме квадрата способствует усилению прочности уголка 7, что дает положительный эффект при возможных дополнительных нагрузках в зоне овального отверстия кронштейна 3.
В качестве зажимов поддерживающих 4 применяются следующие типы зажимов: ЗП-…, ЗПМ-, ЗП-С…, ЗП-УС…, ПСО-Dmin/DmaxП-13 и НСО-Dmin/DmaxП. Конкретная марка зажима поддерживающего 4 определяется применительно конкретного объекта проектирования.
Применяются новые типы опор контактной сети, а именно, металлические опоры 2.
Приведены примеры типов металлических опор 2, типов М и МП:
Тип опоры
Высота опоры от УОФ (длина стойки), мм
h, мм
Высота крепления кронштейна Н,м
МШК-10-60
9600
160
5,0-8,5
МК(МГК)
180
МШК-12-60
1200
160
Высота установки кронштейнов 3 определяется про проектировании. Диапазон высоты крепления указан с привязкой к базе опоры 2.
МШК 12-100
200
МШП-10-100
9600
220
МГП-10-100
250
МШП-12-100
1200
220
МГП-12-100
250
Могут также применяться опоры ВЛ типа СВ.
Привязка высоты установки кронштейнов 3 для подвески ВОК 6 от уровня головки (УТР) задается по проекту. При привязке ВОК 6 по высоте следует руководствоваться указаниями типовых вариантов подвески ВОК. Для подвески ВОК предусматриваются кронштейны 3 нескольких длин. Выбор длины кронштейна должен производиться в соответствии с «Правилами подвески и монтажа ВОВ» (п. 2.8 №ЦЭ/ЦИС 677). Кроме того при подвеске ВОК 6 на металлических опорах 2 контактной сети на внешней стороне кривой следует проверять возможность применения кронштейнов 3 выбранной длины, определяя положение ВОК 6 относительно габарита приближения строений.
Требуется заземление кронштейнов 3, если на кронштейны 3 подвешивается ВОК 6 с металлическим сердечником или с металлической броней, а также при наличии над кабелем проводов напряжением свыше 0,4 кВ. Не требуется заземлять кронштейны 3 при подвеске на них ВОК 6 с диэлектрическим сердечником и отсутствием с полевой стороны над ним проводов напряжением свыше 0,4 кВ.
При подвеске ВОК 6 на металлических опорах 2 контактной сети в местах крепления ВОК зажимами поддерживающими 4 типа ЗП при неблагоприятных условиях эксплуатации на сети ОАО «РЖД» может возникнуть электротермическая деградация ВОК, вызываемая следующими факторами: емкостными токами утечки, возникающими в результате воздействия на ВОК переменного электромагнитного поля контактной сети и других высоковольтных проводов, подвешенных на опорах контактной сети; токами утечки контактной сети, питающих и усиливающих проводов и ДПР 25 кВ, если сопротивления заземляющих устройств конструкций и оборудования контактной сети и совмещенных с ней воздушных линий не соответствуют норме, а также в случае загрязнения изоляторов; воздействием электромагнитного поля на структуру ВОК с формированием в ее элементах поляризационных процессов, которые сопровождаются диэлектрическими потерями.
При необходимости применяются зажимы поддерживающие 4 типа ЗП с возможностью комплектации вставками из электропроводной резины марки ЛД-05ЭП по ТУ 2512-01756226489-2005. Эти вставки применяются как в составе зажимов 4, так и самостоятельным комплектом для замены в уже установленных зажимах 4.
Эффективными для применения являются кронштейны 3 диэлектрические, исключающие протекание через него наведенных на ВОК 6 токов, что позволяет предотвратить термоэлектрическую деградацию кабеля 6 в местах подвески, улучшить диэлектрические характеристики кронштейна 3, продлить срок эксплуатации кабеля 6, использовать кронштейн 3 для подвески как волоконно-оптического кабеля, так и провода волновода. Устройство фиксации кронштейна 3 диэлектрического на металлической опоре (на чертеже не показано) фиксирует основание на опоре и препятствует провисанию кронштейна и его отклонению от опоры в горизонтальной плоскости под воздействием веса кабеля ВОК.
Срок службы элементов узлов подвески ВОК - не менее 25 лет. Восстановление антикоррозийных покрытий кронштейнов 3 и прочих конструкций производится совместно с металлоконструкциями контактной сети по соответствующим нормам обслуживания.
Заявляемое техническое решение разработано с учетом применения новых типов металлических опор контактной сети и диэлектрических кронштейнов ДК по согласованию с ОАО «РЖД» в связи с разработкой типовых материалов для проектирования 411307-ТМП «Узлы подвески ВОК с использованием существующей инфраструктуры железных дорог». Предполагается дальнейшее использование ТМП при проектировании, строительстве объектов связи путем осуществления подвески ВОК на металлических опорах контактной сети ОАО «РЖД» переменного и постоянного тока, а также на линиях автоблокировки железных дорог с целью повышения качества работы телекоммуникаций на железнодорожном транспорте.