МУФТА ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ

Полезная модель относится к средствам воздушной прокладки встроенного в грозотрос волоконно-оптического кабеля (ВОК) на высоковольтных опорах линий электропередач. Она предназначена для ее использования в области строительства оптических линий связи с использованием для этих целей линий электропередач.
Известны устройства для воздушной прокладки кабелей оптических линий связи на высоковольтных воздушных линиях электропередачи (RU 2147389C1, 10.04.2000; RU 2360345C1, 27.06.2009; RU 2372633C2, 10.11.2009; RU 2189618C1, 20.09.2002; US 2005002623 A1, 2005-01-06; US 2004261264 A1, 2004-12-30; US 6229948 B1, 2001-05-08; US 6222968 B1, 2001-04-24; US 6135398 A, 2000-10-24; CN 102129105 A, 2011-07-20; CN 201876589 U, 2011-06-22; CN 101458382 A, 2009-06-17; DE 202009009611 U1, 2010-01-07; DE 202007009589 U1, 2007-09-06; DE 102006046181 A1, 2008-04-03; WO 2007113522 A1, 2007-10-11), при этом в известных устройствах используют муфты для соединения оптических волокон с их сростками, причем муфты устанавливают в защитных кожухах, а кожухи закрепляют непосредственно на опорах высоковольтной линии электропередачи (US 5696864, 09.12.1997).
Недостатком технического решения по US 5696864 является его низкая надежность из-за наличия парусности, вибрации и резонансных явлений при "пляске проводов", а также неудобство выполнения ремонтных работ.
Известны муфты для установки на опорах высоковольтных ЛЭП, предназначенные для сращивания подвесных диэлектрических оптических кабелей связи, причем к таким муфтам относятся муфты FOSC фирмы "RAYCHEM", муфты МТОК-96П-01-1У фирмы ЗАО "Связьстройдеталь", муфты 2550SC компании "LUCENT TECNOLOGIES" (Технический справочник "Кабели, провода, материалы для кабельной индустрии", 2-е издание НКП "Эллипс", 2001 г., стр.122, 126, 127). Данные муфты не предназначены для сращивания оптических кабелей, встроенных в грозотрос.
Для сращивания строительных длин оптического кабеля (ОК), встроенного в грозотрос (типа ОКГТ по ТУ 3587-006-43925010-99, или оптические кабели типа OPGW по стандарту ASTM В 416-92) применяются устройства, устанавливаемые на опорах высоковольтных ЛЭП и содержащие муфты типа В8424 фирмы "ALCOA Fujikura Ltd" (Инструкция по монтажу оптического грозозащитного троса (OPTGW) и диэлектрического кабеля в соединительных муфтах "ALCOA FUJIKURA" В 8424", AFM 311-005/0, дата публикации 07.12.1998). В этих устройствах муфты устанавливаются на опорах высоковольтных линий электропередачи, причем каждое устройство содержит муфту, имеющую корпус с крышкой, входные патрубки для ввода грозотроса, кассеты для размещения резервного технологического запаса ОВ и его сростков. Корпуса и крышки этих муфт изготовлены методом литья из металла, процесс фиксации сращиваемых концов ОКГТ (ОК, встроенный в грозотрос) во входных патрубках муфты трудоемок, надежность крепления стальных проволок в патрубках (штуцерах) недостаточна.
Указанный недостаток устраняется устройством для монтажа муфты со сростками отрезков волоконно-оптического кабеля (ВОК) на опоре высоковольтной линии электропередачи (ЛЭП), содержащем первый кронштейн для установки на опоре ЛЭП, защитный кожух, закрепленный на первом кронштейне, и размещенную внутри защитного кожуха муфту, содержащую крышку, основание со штуцерами для ввода ВОК и по крайней мере одну кассету с ложементами со сростками ВОК, кассета установлена на втором кронштейне, выполненном из металла со стержневыми выступами, которые расположены в отверстиях втулок, приваренных к основанию, съемная крышка выполнена в виде второго кожуха с фланцем на ее торце, между основанием и фланцем крышки размещены две герметизирующие уплотнительные прокладки, в штуцере установлена втулка с коническим отверстием, в котором расположены кулачки с зубцами для фиксации проволок грозотроса, в который встроен ВОК, или фиксатор с наружной конической поверхностью для фиксации силовых элементов в виде синтетических нитей или стеклопластиковых прутков бронепокрова диэлектрических ВОК, и гайка, установленная с возможностью поджатия ее торцом по торцу втулки с коническим отверстием (RU 2207606, 27.06.2003). В этом устройстве штуцер МОПГ выполнен с возможностью установки вместо него заглушки, а кулачки в штуцере выполнены с конической поверхностью, которая поджата к внутренней конической поверхности втулки. В диэлектрическом ОК силовым элементом, кроме центрального силового элемента (ЦСЭ), являются синтетические нити или арамидные нити (арамидные нити есть разновидность синтетических нитей) или стеклопластиковые прутки.
Синтетические нити или стеклопластиковые прутки ОК при вворачивании в штуцер гайки защемлены между внутренней конической поверхностью втулки и наружной конической поверхностью фиксатора. Защитный кожух выполнен из стали. Муфта является тупиковой. Основание муфты выполнено плоским и прямоугольным. Второй кожух имеет форму пустотелого параллелепипеда с фланцем на его одном торце. Герметизирующие уплотнительные прокладки размещены в канавках, выполненных в основании муфты. Количество штуцеров выбрано равным 2-5. В частных случаях выполнения устройства (муфты) с уменьшенным количеством вводов (например, когда нужно только два ввода) вместо дополнительных вводных патрубков (3 шт.), в отверстия основания, предназначенные для ввода ОК (грозотроса), вставляются герметично фиксируемые заглушки в количестве 3 шт., при этом вводные патрубки (штуцера) МОПГ выполнены с возможностью ввода и надежного крепления в них грозотроса с встроенным ОК или подвесного диэлектрического ОК, или того и другого.
В этом устройстве уменьшение веса поднимаемых конструкций на опору ЛЭП достигнуто за счет снижения веса единовременно поднимаемых частей устройства (первоначально поднимается и устанавливается кронштейн, потом смонтированная муфта и затем защитный кожух), при этом в процессе сборки МОПГ монтаж вводных патрубков муфты и обеспечение надежности фиксации стальных проволок грозотроса с встроенным ОК и подвесного диэлектрического ОК достигается за счет применения взаимозаменяемых сменных штуцеров двух конструктивных вариантов, причем в первом варианте - штуцер для монтажа концов грозотроса - надежное крепление проволок грозотроса обеспечивается применением во внутренней цилиндрической полости вводного штуцера втулки с конусным отверстием и четырех стальных "кулачков", зубцы которых при ввинчивании во вводной патрубок внутренней упорной гайки, впиваясь в стальные проволоки грозотроса, надежно их фиксируют и при этом для удобства монтажа перед установкой и ввинчиванием внутренней упорной гайки кулачки свободно вставляются во внутреннюю полость втулки с торца штуцера по проволокам грозотроса и затем, например, через нажимную шайбу фиксируются внутренней упорной гайкой.
Во втором варианте устройства, предназначенного для ввода диэлектрических ОК, по всем присоединительным размерам, соответствующим размерам штуцера первого варианта, выполняется фиксация концов и силовых элементов конструкции диэлектрического ОК, при этом силовые (арамидные) нити ОК или стеклопластиковые прутки бронепокрова подвесного ОК при вворачивании во вводной патрубок внутренней гайки фиксируются (защемляются) между внешней конусной поверхностью фиксатора (внутреннего конуса) и внутренней конусной поверхностью втулки, установленной в штуцере.
В частном случае выполнения устройства для монтажа диэлектрического оптического кабеля и оптического кабеля, встроенного в грозотрос в охраняемой зоне эксплуатации, кожух, предназначенный для защиты муфты от внешних воздействий, может не устанавливаться, однако кронштейн, фиксируемый на опоре высоковольтной линии электропередачи (ЛЭП), устанавливается всегда и на нем крепится муфта.
Устройство для монтажа диэлектрического оптического кабеля и оптического кабеля, встроенного в грозотрос, устанавливаемое на опорах высоковольтной линии электропередачи, выполнено в виде трех составных частей: кронштейна для закрепления на опоре ЛЭП с минимальным отклонением от опоры с целью предотвращения возникновения резонансов, муфты МОПГ с возможностью монтажа как ОК, встроенного в грозотрос, так и подвесного диэлектрического ОК, кожуха металлического защитного, крепящегося к кронштейну и защищающего муфту со сростками оптических волокон (ОВ) от механических воздействий.
Первый кронштейн закрепляют на опоре ЛЭП с помощью болтов, муфта МОПГ крепится к кронштейну своим прямоугольным основанием четырьмя болтами с гайками и шайбами, защитный металлический кожух крепится к кронштейну также четырьмя болтами с гайками и шайбами. Выводы ВОК из штуцеров муфты направляют преимущественно вертикально вниз.
Как показывает практика известные оптические линии связи, смонтированные на линиях высоковольтных электропередач, когда оптический кабель встраивают в грозотрос, требуют защиты муфт от действия тока. Известно, что для сращивания строительных длин оптических кабелей, встроенных в грозотрос, применяют оптические муфты с металлическими кожухами (корпусами), поскольку применение кожухов из полимерного материала вследствие негативного на них воздействия сильного электрического поля, приводит к преждевременному разрушению таких кожухов муфт. Это связано с тем, что в зимнее время, при определенных погодных условиях, на отдельных участках грозотроса может образовываться ледяная корка, которая приводит к увеличению веса кабеля и его обрыву. Для разрушения ледяной корки по грозотросу пропускают электрический ток, вызывающий нагрев грозотроса и плавление образовавшейся на его поверхности корки льда.
Участки оптических кабелей, встроенных в грозотрос, требуют электрической изоляции друг от друга и от опор линий электропередач, чтобы организовать подачу электрического тока по одному из них. Для этого сращиваемые в муфтах строительные длины грозотроса должны быть электрически изолированными друг от друга и от металлического корпуса муфты. Известные конструкции оптических муфт с металлическим корпусом не имеют средств, позволяющих вводить в них оптические кабели с металлическими оболочками с выполнением электрической изоляции металлических оболочек кабелей от корпуса муфты и между собой. При использовании таких муфт невозможно организовать подачу электрического тока на обледеневший участок грозотроса. Этот недостаток имеет известное устройство, представленное в RU 2207606, которое не решает задачу тепловой и электрической защиты муфты в случаях пропускания по грозотросу электрического тока. При этом возможность возникновения на элементах муфты тока снижает надежность работы муфты и срок ее службы.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности работы муфты и срока ее службы путем обеспечения защиты муфты от электрического и теплового воздействия.
Этот результат получен муфтой оптической линии связи, характеризующейся тем, что она содержит кожух с основанием, на основании закреплен кронштейн с установленными на них кассетами для укладки и хранения оптических волокон и сростков волокон, в оснований выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, в котором расположен и закреплен хвостовик ввода оптического кабеля в кожух муфты, между основанием и хвостовиком установлено первое диэлектрическое средство для изоляции хвостовика ввода от основания, а между гайкой крепления хвостовика и основанием расположено второе диэлектрическое средство для изоляции указанной гайки от основания.
Первое диэлектрическое средство выполнено в виде ступенчатой втулки, большая ступень которой охватывает хвостовик ввода снаружи, а меньшая ступень расположена в отверстии основания, при этом второе диэлектрическое средство выполнено в виде плоского кольца, плоскости которого прилегают к основанию и гайке крепления хвостовика ввода к основанию.
Кронштейн в поперечном сечении имеет п-образную форму, образующую выемку между его концами, и в этой выемке расположены кассеты для укладки и хранения оптических волокон и сростков волокон.
На фиг.1 показана муфта в сборе с закрепленными на ее основании вводами.
На фиг.2 показан ввод муфты.
На фиг.3 - основание муфты с закрепленным в нем вводом, вид сверху в пространственном изображении.
На фиг.4 - основание муфты с закрепленным в нем вводом, вид снизу в пространственном изображении.
Муфта (фиг.1) содержит кожух 1, в котором на основании кожуха закреплен п-образный в поперечном сечении кронштейн 2. На кронштейне 2 под крышкой 3 винтом 4 закреплены кассеты 5 для укладки и хранения оптических волокон кабелей и сростков волокон. Оптические волокна изготовлены из кварца, который является электроизолятором. В базовом исполнении муфта имеет несколько кассет 5, например, четыре кассеты. Кожух 1 герметично посредством эластичного диэлектрического уплотнительного кольца 6 закреплен шпильками на основании 7. Каждая кассета имеет ложемент 8 под витки оптических волокон. Кронштейн 2 закреплен на основании шпильками 9, а кожух 2 закреплен на основании 7 шпильками 10. Муфта имеет, по меньшей мере, один ввод 11 в муфту и в этот ввод встроен в грозозащитный трос линии электропередачи. Под вводом имеется в виду отдельный съемный узел муфты, связанный с ней конструктивно и функционально. Грозотрос в линиях электропередачи используется по своему прямому назначению, для защиты линий от ударов молний. Также грозотрос используется по другому его назначению - в качестве несущего элемента, внутри которого расположен кабель оптической линии связи.
На фиг.1 показан второй ввод 12 муфты, предназначенный для ввода в муфту самонесущего подвесного оптического кабеля, который крепится к линии электропередачи стеклопластиковыми прутками и синтетическими нитями.
Каждый ввод 11 предназначен для крепления в нем конца грозотроса и встроенного в него оптического кабеля. Для этого в основании 7 муфты выполнены отверстия 13 (фиг.3) для установки и крепления в них указанных вводов 11 оптических кабелей. Ввод 11 (фиг.2) содержит штуцер 14, полый хвостовик 15 которого расположен в отверстии 13 основания 7 (фиг.3). Между основанием 7 и штуцером установлено первое диэлектрическое средство 16 изоляции штуцера 14 от основания 7 (фиг.2). Первое средство 16 изоляции выполнено в виде ступенчатой втулки, большая ступень которой охватывает штуцер 14 снаружи, а меньшая ступень расположена в отверстии 13 основания, между основанием и меньшей ступенью втулки. Второе диэлектрическое средство 18 изолирует гайку 17 от основания 7 и оно выполнено в виде плоского кольца, плоскости которого прилегают к основанию 7 и к гайке 17 крепления штуцера к основанию. Каждый ввод 11 или 12 содержит также средства для крепления в нем грозотроса (не показаны), расположенные в штуцере 14, а также средства для фиксации модулей оптического кабеля. Условно на фиг.1 показан грозотрос 19. Позицией 20 на фиг.2 показана контргайка.
Муфта работает следующим образом. В собранном положении муфта, показанная на фиг.1, с помощью крепежных деталей, например, металлического кронштейна (не показан), связанного с основанием 7 установлена на металлической опоре высоковольтной линии электропередачи. Металлические опоры ЛЭП надежно заземлены для их защиты от ударов молний. Для этого грозотрос 19 подвешивается к вершинам опор ЛЭП через изоляторы и он не имеет контакта с металлическими элементами опоры ЛЭП. Конец грозотроса 19 заводят в муфту посредством ввода 11 и фиксируют во вводе 11 штуцером 14. В муфте производят сращивание оптических волокон оптического кабеля, выходящего из грозотроса 19. В муфте сращенные оптические волокна фиксируют и хранят в ложементах 8 кассет 5. Далее на основании 7 герметично устанавливают кожух 1 посредством диэлектрического уплотнительного кольца 6 и крепят кожух шпильками на основании 7.
В рабочем состоянии участок грозотроса, расположенный между оптическими муфтами, расположенными на опорах линии электропередачи, через переключатели электрически подключен к элементам заземления опор ЛЭП и этот учсаток грозотроса выполняет функцию громоотвода от ударов молний.
Однако при обледенении грозотроса указанными переключателями разрывают заземляющие цепи. Дпалее по грозотросу пропускают ток, вызывающий его нагрев и плавку ледяной корки. После завершения процесса очистки грозотроса ото льда указанный выше участок грозотроса снова подключают к шинам заземления.
При работе муфты (фиг.1) она воспринимает на себя нагрузки от грозотроса 19 через ввод 11, который передает нагрузки на основание 7 муфты и с основания 7 нагрузки передаются на опоры линии электропередач. В случае обледенения грозотроса 19 и пропускания через него электрического тока 19, ток проходит также через штуцер 14. Поскольку штуцер 14 изолирован первым диэлектрическим средством 16 от основания 7, а вторым диэлектрическим средством 18 гайка 17 изолирована от основания 7, то основание 7 и закрепленный на нем кожух 1 оказываются изолированными от действия тока. В результате исключается вредное действие тока на расположенные внутри кожуха 1 в кассетах 5 оптические волокна кабелей и сростки волокон, а также исключается вредное воздействие тока на все металлические соединения муфты, расположенные в кожухе. При этом надежность работы муфты и срок ее службы повышаются, во-первых, за счет исключения влияния тока на оптические сигналы, проходящие по оптическим волокнам, а во-вторых за счет исключения воздействия тока на окислительные процессы металлических соединений муфты (винтов, шпилек, кронштейнов, резьбовых соединений).
В результате сращиваемые в муфтах строительные длины грозотроса, электрически изолированные друг от друга и от кожуха муфты, позволяют использовать в муфте металлический более безопасный кожух в сравнении с кожухом, выполненным из полимерного материала, на который негативно воздействует сильное электрическое поле, приводящее к преждевременному разрушению таких корпусов муфт.
Техническое решение муфты позволяет вводить в нее оптические кабели с металлическими оболочками, электрически защищенными от корпуса муфты и друг от друга. Использование муфты обеспечило возможность подачи электрического тока на обледеневший участок грозотроса, при этом конструкция решает задачу тепловой и электрической защиты муфты. Исключение возможности возникновения на элементах муфты тока повышает надежность работы муфты и срок ее службы.