Грозозащитный трос

Полезная модель предназначена для подвеса и организации волоконно-оптических линий связи на опорах воздушных линий электропередач от 35 кВ и выше.
Грозозащитный трос выполняет две функции: 1) традиционную функцию грозотроса - защиту линии электропередач (ЛЭП) от ударов молнии, обеспечивает заземление для утечки тока в случае короткого замыкания. Грозотрос является обязательным элементом в составе магистральной линии электропередач. Применяется как заземленный протяженный тросовый молниеотвод, натянутый вдоль воздушной линии электропередачи, служащий для защиты токопроводящих проводов от прямых ударов молнии. Грозотрос подвешивается над токоведущими проводами и заземляется у каждой опоры. 2) функцию кабеля связи и передачи данных посредством оптического волокна. Как оптический кабель, ОКГТ должен защищать находящиеся в нем оптические волокна от механических воздействий и не ухудшать характеристик передачи, таких как затухание, поляризационная модовая дисперсия и прочие. Кабель является широко используемым решением для строительства ВОЛС-ВЛ, облегчает строительство ВОЛС в труднодоступных местах и переходах. Естественным шагом на пути развития ВОЛС стало совмещение оптоволокна и грозотроса: в современном мире 80% ЛЭП несут на своих опорах не просто стальные тросы, а оптические грозотросы - сердцевина такого троса представляет собой традиционный оптический кабель, заключенный в стальную оболочку. Инфраструктура ВЛ во всем мире используется для строительства ВОЛС. Воздушная прокладка волоконно-оптического кабеля также технически самый простой и наименее ресурсоемкий способ организации внешних магистралей ВОК. ВОЛС-ВЛ организуются методом подвеса специальных оптических кабелей на опорах ЛЭП различного напряжения, опорах сетей городского освещения и электротранспорта. Создание таких линий связи стало возможным благодаря тому, что передача сигналов по оптическому волокну не подвержена негативным влияниям со стороны электромагнитных полей ЛЭП.
Первое поколение грозотросов с оптическими волокнами по конструкции сердечника напоминает обычные подземные оптические кабели - содержит один или несколько полимерных модулей с ОВ и в некоторых случаях центральный силовой элемент (ЦСЭ) из стеклопластика. Все эти элементы заключаются в алюминиевую трубку, которая предохраняет сердечник от проникновения влаги и улучшает проводимость. Грозотросы первого поколения обладают малым весом и могут вмещать большое количество оптических волокон, но имеют серьезный недостаток - алюминиевая трубка не обеспечивает достаточной герметичности и прочности при раздавливающих усилиях.
В грозотросах второго поколения проблема прочности на раздавливание решается путем использования профилированного сердечника из алюминия, который к тому же обеспечивает большую проводимость для токов короткого замыкания (КЗ). Для герметичности сердечник оборачивают алюминиевой лентой. Однако такая конструкция значительно утяжеляет кабель и ограничивает количество волокон.
В грозотросах третьего поколения с центральной трубкой (сверху) и с повивом из трубок и проволок (внизу). Главным элементом его конструкции является тонкая центральная трубка из нержавеющей стали, в которую помещают ОВ. При ее изготовлении используются те же технологии, что и при выпуске игл для медицинских шприцов. Такая трубка может играть роль ЦСЭ, и имеет высокую стойкость к раздавливанию, в силу своей герметичности препятствует проникновению влаги и агрессивных веществ. Главным недостатком приведенных конструкций является наличие коррозионной пары между стальным оптическим модулем и алюминием. Несмотря на то, что стальной оптический модуль выполнен из качественной нержавеющей стали, его коррозия с течением времени имеет место. Конструкция со стальным модулем в центре, в алюминиевой оболочке решает эту проблему, но вводит дополнительное ограничение по максимальному количеству оптических волокон в кабеле - 96 штук.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является грозозащитный трос с оптическими волокнами, известный из RU 2114474. Недостатком наиболее близкого аналога является применение только алюминиевой трубки, в качестве защиты скрученного сердечника от вешних воздействий окружающей среды. Алюминиевая трубка не обеспечивает достаточной герметичности и прочности при раздавливающих усилиях.
Задачей заявляемой полезной модели является создание конструкции грозозащитного троса, обеспечивающей повышение герметичности оптического сердечника и допустимых раздавливающих нагрузок.
Задача решается тем, что грозозащитный трос с оптическими волокнами содержит скрученные оптические модули в виде пластиковых трубок, во внутреннем пространстве которых расположены свободно уложенные оптические волокна и водоблокирующий гель, водоблокирующую ленту, наложенную на скрученные оптические модули, которые размещены в стальной трубе, поверх которой наложена алюминиевая оболочка, при этом поверх алюминиевой оболочки спирально наложены повивы из проволок.
Всеми существенными признаками вышеизложенной совокупности обеспечивается технический результат - повышение герметичности оптического сердечника и допустимых раздавливающих нагрузок.
Трос может содержать до 288 оптических волокон.
Стальная труба может быть выполнена в виде нержавеющей стальной трубы.
Алюминиевая оболочка может быть выполнена в виде алюминиевой оболочки из электротехнического алюминия марки А5Е.
Алюминиевая оболочка может быть выполнена цельнотянутой.
Повив может содержать проволоки, выполненные из стали, плакированные слоем алюминия, проволоки из алюминиевого сплава или их сочетания.
Ни фиг. 1 схематично изображено поперечное сечение заявляемого грозотроса. Предлагаемая полезная модель сочетает в себе все преимущества 3-х поколений ОКГТ и при этом она лишена всех недостатков, присущих каждому поколению в отдельности.
В центре оптического кабеля, встроенного в грозотрос, находится оптический сердечник, содержащий скрученные оптические модули 2 и, в некоторых случаях, пруток 1, находящийся в центре скрутки модулей. Оптические модули представляют собой полимерные трубки, содержащие оптические волокна 3. Свободное пространство внутри модулей заполнено гидрофобным гелем 4. Для предотвращения продольного проникновения воды на сердечник продольно наложена водоблокирующая, например полиэстеровая, лента 5. Скрученный оптический сердечник находится в стальной трубке 6, например в сварной трубке из нержавеющей стали, которая обеспечивает герметичность оптического сердечника и высокие допустимые раздавливающие нагрузки. Поверх стальной трубки плотно наложена алюминиевая оболочка 7, например цельнотянутая, которая обеспечивает высокую коррозионную стойкость кабеля, а также значительно повышает его проводимость. В качестве сырья для алюминиевой оболочки используется электротехнический алюминий марки А5Е. На алюминиевую оболочку спирально накладываются повивы из армирующих проволок. Повив может содержать проволоки, выполненные из стали, плакированные слоем алюминия 8, проволоки из алюминиевого сплава 9 или их сочетания. Благодаря модульной конструкции сердечника, кабель может содержать до 288 оптических волокон. Использование пластиковых оптических модулей, по сравнению со стальными оптическими модулями значительно упрощает технологию монтажа и снижает риск возникновения ошибки при монтаже.