ОПТИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ, ВСТРОЕННЫЙ В ГРОЗОЗАЩИТНЫЙ ТРОС

Оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос для защиты воздушных линий электропередачи от грозовых перенапряжений и ударов молнии, состоит из силовой части и оптического модуля, содержащий оптические волокна и гидрофобный гель
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкциям грозозащитных тросов, изготавливаемых свивкой стальных проволок с встроенным оптическим кабелем, и может быть использовано для подвески на воздушных линиях электропередач (ВЛ) для защиты ВЛ от прямых ударов молнии и для оптической связи по кабелям, встроенным в грозозащитный трос.
Известен грозозащитный трос с оптическими волокнами, содержащий оптические волокна в диэлектрических трубках, центральный силовой элемент, диэлектрическую оболочку, металлическую оболочку, броню, отличающийся тем, что внешняя поверхность металлической оболочки выполнена продольно гофрированной, а броня выполнена из повива круглых проволок, в котором соседние проволоки имеют разные механическую прочность и проводимость (см. описание изобретения к патенту РФ №2114474, МПК Н01В 11/22, опубликовано 27.06.1998).
Недостатками известного провода с оптическими волокнами являются:
- конструктивная и технологическая сложность изготовления узла в грозотросе с оптическими волокнами;
- сложность конструкции по размещению оптических волокон не позволит получать стандартные типы размеры грозозащитных тросов -диаметры и длины, соответствующие стандартным расстояниям между опорами (ВЛ);
- данная конструкция требует дополнительного количества нестандартных элементов и соединительных узлов, что скажется на надежности всей конструкции в целом;
- предлагаемая конструкция брони не позволит выполнить одно из основных назначений грозозащитного троса с оптическими волокнами, защита воздушных линий электропередачи от грозовых перенапряжений и ударов молнии;
- длительной защиты ВЛ от прямых ударов молнии из-за теплового разрушения элементов брони с уменьшенной механической прочностью;
- развитая гофрированная поверхность центрального силового элемента выполнена из металла (теплопроводного материала) способствует интенсификации передачи тепла, возникающего при ударе молнии и воздействии токов короткого замыкания, к оптическим волокнам, разрушению диэлектрических оболочек оптических волокон и потере работоспособности оптической линии связи.
Известен встроенный в грозозащитный трос оптический кабель связи, содержащий скрученные друг с другом оптические модули и металлические элементы, причем поверх скрутки выполнен повив из металлических проволок, отличающийся тем, что диаметр металлических элементов больше, чем диаметр оптических модулей (см. описание полезной модели к патенту РФ №16794, МПК G02B 6/44, опубликовано 10.02.2001).
Недостатками известного провода являются:
- увеличение диаметра металлических проволок в верхнем повиве не является определяющим фактором в эксплуатационной стойкости грозозащитного троса с встроенным оптическим кабелем связи;
- данная конструкция не работоспособна из-за низкой стойкости к прямому удару молнии и воздействию ветровых вибраций;
- применение проволок с большим диаметром увеличивает суммарный диаметр изделия, что неизбежно скажется на увеличении суммарной ветровой нагрузки на изделия и опоры ВЛ или, при тех же диаметрах, существенно увеличивает величину пор в поперечном сечении изделия, что снижает теплоотвод от подверженных воздействию удара молнии проволок внешнего повива к остальным проволокам, перегреву и разрушению проволок внешнего повива при каждом ударе молнии, что, при малом числе силовых элементов в конструкции, может привезти к потере устойчивости всем изделием, обрыву грозозащитного троса и оптического кабеля на ВЛ;
- рыхлая структура конструкции и малая механическая связь внешнего слоя проволок увеличенного диаметра с внутренними слоями может привести к возникновению колебаний отдельных элементов конструкции с собственной частотой и механическому их разрушению от воздействия ветровых колебаний.
Известен оптический грозотрос ОКГТ-ц, ОКГТ-с, состоящий из оптического волокна, гидрофобного заполнителя, оптического модуля из нержавеющей стали, проволоки из алюминиевого сплава, стальной проволоки плакированной алюминием, производства Сарансккабель-оптика по ТУ 3587-006-51 154035-2005
К основным недостаткам данного провода с оптическими волокнами можно отнести следующие:
- низкая стойкость троса данной конструкции со стальной проволокой плакированной алюминием к прямым ударам молнии.
- контакт нержавеющей стали при эксплуатации на открытом воздухе становится причиной активной коррозии, выпадающие из атмосферы соли и химические загрязнения на поверхности металла выступают в качестве электролита и приводят к ускоренному разрушению алюминия.
В последнюю редакцию международного стандарта ΙΕΕΕ-1138-2009 внесены изменения, в соответствии с которыми в районах с повышенной коррозионной активностью, к которым можно отнести все промышленные и густонаселенные районы, совместное использование в ОКГТ оптического модуля из нержавеющей стали и проволок с алюминиевым покрытием запрещено.
Задачей заявляемой полезной модели является - разработка вариантов грозозащитного троса с оптическим кабелем встроенным в грозозащитный трос для защиты воздушных линий электропередачи от грозовых перенапряжений и от прямых ударов молнии, при одновременном сохранении работоспособности оптического кабеля в течение длительного срока эксплуатации в составе ВЛ и выполнении всех технических требований, влияющих на надежность воздушных линий электропередачи.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в следующем:
- предлагается использовать оптический кабель для оптической связи по кабелям встроенным в грозозащитный трос в трех вариантах, для защиты воздушных линий электропередачи от грозовых перенапряжений и ударов молнии.
Вариант 1: оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос, содержащий центральную нержавеющую трубку 1 с оптическими волокнами и гидрофобным гелем, а также нержавеющую трубку 1 с оптическими волокнами и гидрофобным гелем, расположенную в первом повиве из шести стальных оцинкованных проволок 2. Второй повив с чередованием семи стальных оцинкованных проволок с диаметром 3 и семи стальных оцинкованных проволок с диаметром 4. Третий повив четырнадцати стальных оцинкованных проволок с диаметром 5, при этом первый, второй и третий повивы выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов, наружные поверхности проволок третьего повива пластически деформированы, степень обжатия площади сечения троса 1,5÷5%.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображено поперечное сечение грозозащитного троса с двумя оптическими модулями 1, расположенными в центре сечения и в первом повиве.
Вариант 2: оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос, содержащий две нержавеющих трубки 1 с оптическими волокнами и гидрофобным гелем, расположенными в первом повиве из пяти стальных оцинкованных проволок 3. свитых вокруг центральной оцинкованной проволоки 2. Второй повив с чередованием семи стальных оцинкованных проволок с диаметром 4 и семи стальных оцинкованных проволок с диаметром 5. Третий повив четырнадцати стальных оцинкованных проволок с диаметром 6, при этом первый, второй и третий повивы выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов, наружные поверхности проволок третьего повива пластически деформированы, степень обжатия площади сечения троса 1,5÷5%.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 2 изображено поперечное сечение грозозащитного троса с двумя оптическими модулями 1, расположенными в первом повиве.
Вариант 3 оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос, содержащий три нержавеющих трубки 1, с оптическими волокнами и гидрофобным гелем, расположенными в первом повиве из четырех стальных оцинкованных проволок 3, свитых вокруг центральной оцинкованной проволоки 2. Второй повив с чередованием семи стальных оцинкованных проволок с диаметром 4 и семи стальных оцинкованных проволок с диаметром 5. Третий повив четырнадцати стальных оцинкованных проволок с диаметром 6, при этом первый, второй и третий повивы выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов, наружные поверхности проволок третьего повива пластически деформированы, степень обжатия площади сечения троса 1,5÷5%.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 3 изображено поперечное сечение грозозащитного троса с тремя оптическими модулями 1, расположенными в первом повиве.
Это позволяет, используя новые варианты конструкции грозозащитный троса с встроенным оптическим кабелем, способ его изготовления, при достаточной стойкости грозозащитного троса к удару молнии сохранять работоспособность оптического кабеля связи в течение длительного срока эксплуатации в составе ВЛ.