ПОДВЕСНОЙ ЗАЖИМ ДЛЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ

Полезная модель относится к области электротехники, а более точно - к воздушным волоконно-оптическим линиями передачи с волоконно-оптическими кабелями, подвешенными на опорах контактной сети участков железных дорог с электротягой переменного тока. Более конкретно, полезная модель относится к подвесным зажимам для таких кабелей.
Известен подвесной зажим для волоконно-оптического кабеля, содержащий корпус, выполненный из двух половин, шарнирно соединенных с возможностью размещения между ними волоконно-оптического кабеля и снабженных скрепляющим болтом. (см. патент РФ на полезную модель №18121 от 20.05.2001, МКИ 7 H02G 7/05). Такие зажимы обычно изготавливают из алюминиевого сплава. Шарнирное соединение расположено в нижней части зажима и содержит шарнирную ось в виде стальной шпильки, а стальной болт стягивает половины зажима в верхней части. Известный зажим имеет также отверстие для подвески с помощью стального кольца к кронштейну опоры контактной сети.
Внутри зажим имеет эластичные резиновые вкладыши, в которых зажимается волоконно-оптический кабель.
Недостатком прототипа является то, что в данной конструкции имеются две сближенные части, потенциал которых резко отличается, а именно металлический зажим, соединенный с заземленным кронштейном; и волоконно-оптический кабель, на котором под влиянием электрического поля контактной сети и других высоковольтных проводов наведен высокий потенциал, достигающий 50% от напряжения контактной сети.
В результате на волоконно-оптический кабель воздействует переменное электромагнитное поле высокой напряженности и сопутствующие ему емкостные токи утечки, протекающие по загрязненной оболочке кабеля и стекающие через металлический корпус поддерживающего зажима и кронштейн на опору контактной сети. При этом наблюдается активная электротермическая деградация волоконно-оптического кабеля, которая выражается в разрушении его конструктивных
элементов (вплоть до обрыва кабеля) в месте наложения зажимов, а также в появлении вздутий оболочки кабеля в пролете между опорами.
Это электрофизическое явление часто возникает через 1,5-3 года с момента начала эксплуатации кабеля.
Учитывая протяженность волоконно-оптических кабелей, подвешенных на сети железных дорог с электротягой переменного тока (около 24000 км), большое значение имеют мероприятия по предотвращению их электротермической деградации.
С этой целью необходимо снизить напряженность электрического поля воздействующего на кабель в зоне подвесного зажима и увеличить сопротивление емкостным токам утечки.
Другим недостатком известного зажима является большой расход цветного металла (алюминия), достигающий 450 г на один зажим, а также наличие в зажимах разнородных металлов: алюминия и стали, формирующих гальванопару, что вызывает повышенную коррозию и затрудняет разборку, осмотр и ремонт.
Кроме того, зажим необходимо окрашивать устойчивой краской для защиты от агрессивных воздействий естественной окружающей среды.
Было предложено подвеску известного зажима к кронштейну осуществлять не непосредственно, а через подвесной изолятор или отрезок полимерного каната. Это позволяет снизить электротермическую деградацию волоконно-оптического кабеля. Однако при этом сохраняются прочие указанные недостатки известного зажима, и кроме того усложняется и удорожается узел крепления волоконно-оптического кабеля к кронштейну. Технической задачей, решаемой в настоящей полезной модели, является создание подвесного зажима для волоконно-оптического кабеля, обеспечивающего предотвращение аварийных обрывов волоконно-оптического кабеля под воздействием электротермической деградации, а также упрощение конструкции подвесного зажима, увеличение его надежности, срока службы.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в подвесном зажиме для волоконно-оптического кабеля корпус зажима, выполненный из двух половин, шарнирно соединенных с возможностью
размещения между ними волоконно-оптического кабеля и снабженных скрепляющим болтом, изготовлен из изоляционного материала. При этом достигается 100% экономия расхода цветных металлов, исключается электрохимическая коррозия в месте контакта алюминиевых и стальных деталей, а также атмосферная коррозия.
В качестве изоляционного материала может использоваться стеклопластик.
Главным преимуществом предлагаемой конструкции является увеличение в несколько раз расстояния между находящейся под высоким наведенным потенциалом поверхностью волоконно-оптического кабеля и ближайшей заземленной точкой, которой в данном случае является уже не металлический корпус подвесного зажима, а кольцо крепления к кронштейну. Полезная модель поясняется чертежами, на которых:
фиг.1 изображает схематично представленную предлагаемую конструкцию зажима,
фиг.2 изображает графическую зависимость напряженности электрического поля от расстояния для известного и предлагаемого зажимов.
Зажим имеет корпус 1 из двух половин, шарнирно соединенных в нижней части. Осью шарнира служит шпилька 2. Половины корпуса снабжены скрепляющим болтом 3. Для обеспечения сохранности кабеля между половинами корпуса размещен резиновый вкладыш, концы 4 которого выступают с двух сторон корпуса. В качестве материала корпуса зажима выбран стеклопластик.
Заявленный зажим работает следующим образом. Волоконно-оптический кабель, находится под высоким наведенным потенциалом, при этом ближайшей от него заземленной частью является не корпус зажима, как при использовании известных зажимов, а кольцо подвеса зажима к кронштейну. Соответственно, расстояние от кабеля до ближайшей заземленной части в 4-5 раз больше, чем при использовании известных зажимов. Благодаря такому увеличению расстояния снижается напряженность электрического поля (фиг.2), а изоляционный материал зажима резко ограничивает величину токов утечки. В результате
напряженность поля резко снижается до величины, исключающей возникновение процесса электротермической деградации.
Из теории электромагнитного поля и теории электротехнических материалов известно, что существуют пороговые значения напряженности электрического поля, ниже которых процесс коронирования и образование микростримерных и дуговых разрядов невозможно, что в предлагаемой конструкции зажима. Таким образом, устраняется процесс электрохимической деградации волоконно-оптического кабеля и возможность возникновения его обрывов. Одновременно достигается 100% экономия расхода цветных металлов и исключается процесс электрохимической коррозии в конструкции зажима.
Установленные размеры, технология монтажа и профилактического осмотра зажимов остаются без изменения.
В случае необходимости изоляционное расстояние может быть еще увеличено за счет удлинения прилива в верхней части зажима.
Источники информации
1. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. «Электротехнические материалы», Л.; Энергоатомиздат, 1985 г.
2. Кучинский Г.С. «Частичные разряды в высоковольтных конструкциях», Л; Энергия, 1979 г.
3. Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. «Техника высоких напряжений», М.; Энергоатом издат, 1986 г.
4. А.Шваб, «Измерения на высоком напряжении», М; Энергоатомиздат, 1983 г.