УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА В МУФТУ ВСТРОЕННОГО В ГРОЗОТРОС ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ

Данное техническое решение относится к конструкциям узлов ввода оптического кабеля в муфты, используемые для сращивания строительных длин кабелей при строительстве оптических линий связи. При этом в данном случае оптический кабель встроен в грозотрос, подвешиваемый на вершины опор линий электропередач для их защиты от ударов молний. Грозотрос представляет собой стальной канат из нескольких слоев повива металлических проволок, причем в конструкцию каната встроена одна или несколько металлических трубок - модулей, с размещенными внутри них оптическими волокнами. Оптические модули могут располагаться в центре троса или замещать одну или несколько проволок в повиве троса.
Устройство для ввода в муфту оптического кабеля встроенного в грозотрос предназначено для силового крепления грозотроса к корпусу муфты и герметичного ввода встроенных в него модулей с оптическими волокнами внутрь оптических муфт. При этом устройство выполнено таким образом, что оно обеспечивает крепление грозотроса к корпусу кабельного ввода, который в свою очередь крепиться к корпусу муфты, а модули с оптическими волокнами проходят через сквозное отверстие узла ввода.
Известно устройство и способ для прокладки кабеля на опорах контактной электросети на опорах контактной сети и высоковольтных линий, для чего устанавливают на кронштейнах раскаточные ролики для протягивания технологического троса, при этом трос протягивают под натяжением и после этого трос соединяют с волоконно-оптическим кабелем, при этом волоконно-оптический кабель анкерами крепят на опорах, используют поддерживающие зажимы и перекладывают волоконно-оптический кабель с роликов на поддерживающие зажимы (RU 2147389 С1, 10.04.2000). Техническим результатом является значительное сокращение сроков и стоимости строительства оптико-волоконных линий связи, а также обеспечение возможности использовать механизированные способы подвески, обеспечить сохранность линий связи, быстрое восстановление в случае аварии и надежную эксплуатацию сетей связи.
Известны устройства для подвески оптических кабелей на воздушных линиях электропередач с целью использования опор линий электропередач и их несущих элементов для закрепления на них оптических кабелей линий связи (RU 2088009 С1, 20.08.1997; RU 2137165 С1, 10.09.199).
Известны муфты FOSC для установки на опорах высоковольтных линий электропередач, которые предназначены для сращивания подвесных диэлектрических оптических кабелей связи, причем данные муфты и муфты подобные им производятся фирмами "RAYCHEM", ЗАО "Связьстройдеталь" (муфта МТОК-96П-O1-1V), а также муфта 2550SC компании "LUCENT TECNOLOGIES" (Технический справочник "Кабели, провода, материалы для кабельной индустрии", 2-е издание НКП "Эллипс", 2001 г., стр.122, 126 и 127.
Для сращивания строительных длин оптического кабеля, встроенного в грозотрос типа ОКГТ по ТУ 3587-006-43925010-99, или оптического кабели типа OPGW по стандарту ASTM В 416-92, известны устройства, устанавливаемые на опорах высоковольтных ЛЭП и содержащие муфты типа В 8424 фирмы "ALCOA Fujikura Ltd (Инструкция по монтажу оптического грозозащитного троса (OPTGW) и диэлектрического кабеля в соединительных муфтах ALCOA FUJIKURA В 8424, АРМ 311-005/0, опубл. 07.12.1998).
Известное устройство после его монтажа устанавливается на опорах высоковольтных линий электропередач. Устройство содержит муфту, имеющую корпус с крышкой, входные патрубки для ввода грозотроса, кассеты для размещения резервного технологического запаса оптического кабеля и его сростков. Корпуса и крышки этих муфт имеют большую массу, процесс фиксации встроенных в грозотрос сращиваемых концов оптических кабелей во входных патрубках муфты трудоемок, так как все крепежные металлические детали входных патрубков и все резиновые уплотнительные детали нужно предварительно протаскивать через длинные разделанные концы резервного технологического запаса модулей с оптическими волокнами и длинными концами резервного технологического запаса оптических волокон. Надежность крепления стальных проволок в патрубках (штуцерах) муфты недостаточна, так как выполняется в одной цилиндрической и продольно разрезанной по одной из образующих втулке, стягиваемой на стальных проволоках грозотроса при помощи торцевого нажатия винтов.
Для устранения указанных недостатков в устройстве для монтажа муфты со сростками отрезков волоконно-оптического кабеля на опоре высоковольтной линии электропередачи, предусмотрен первый кронштейн для установки устройства на опоре, защитный кожух, закрепленный на первом кронштейне, и размещенная внутри защитного кожуха муфта, содержащая крышку, основание со штуцерами для ввода оптического кабеля и, по крайней мере, одну кассету с ложементами со сростками, при этом 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 оптический кабель, или фиксатор с наружной конической поверхностью для фиксации силовых элементов в виде синтетических нитей или стеклопластиковых прутков бронепокрова диэлектрических оптических кабелей, а также гайка, установленная с возможностью поджатия ее торцом по торцу втулки с коническим отверстием. Штуцер выполнен с возможностью установки вместо него заглушки, а кулачки в штуцере выполнены с конической поверхностью, которая поджата к внутренней конической поверхности втулки (RU 2207606, 27.06.2003).
Из зарубежной патентной документации известно устройство для крепления оптического кабеля на линиях электропередач, которое содержит соединенные между собой ложементы (US 6135398 А, 09.12.1997). Также известны устройство и способ воздушной прокладки оптических кабелей на высоковольтной воздушной линии (US 5696864 А, 09.12.1997 и US 6135398 А, 24.10.2000; US 5696864, 09.12.1997), при этом в US 5696864 муфта со сростками оптических кабелей установлена в защитном кожухе и закреплена непосредственно на проводе высоковольтной линии электропередач. Недостатком этого технического решения является низкая надежность из-за наличия парусности, вибрации и резонансных явлений при раскачивании проводов, а также неудобство выполнения ремонтных работ.
По существу, в указанном патенте RU 2207606 представлено устройство для ввода в муфту встроенного в грозотрос оптического кабеля, характеризующееся тем, что оно содержит цилиндрический полый ступенчатый корпус с полостями большего и меньшего диаметра, расположенными на противоположных концах корпуса, внутри большей полости расположена втулка с конусным отверстием и вставленными в нее узкими концами кулачками, имеющими форму клина в продольном сечении, широкие концы которых, упираются в стенку корпуса, расположенную между большей и меньшей полостями корпуса, также в большей полости расположена внутренняя гайка, ввинченная в резьбу большей полости корпуса и упирающаяся в торец указанной втулки, другой конец корпуса имеет меньший диаметр с наружной резьбой, предназначенной для крепления корпуса к основанию муфты, в полости меньшего диаметра расположена втулка из эластичного материала с одним сквозными продольным отверстием под оптический модуль оптического кабеля, втулка из эластичного материала установлена в полости меньшего диаметра с возможностью ее поджатия гайкой, расположенной на наружной резьбе корпуса, имеющего меньший диаметр.
Это устройство не в полной мере отвечает надежности фиксации оптических модулей и их волокон в грозотросе и надежности защищенности оптического кабеля от повреждений. При этом оно имеет сравнительно большие габариты, отрицательно влияющие на трудоемкость монтажа устройства на линиях связи.
Техническим результатом представленного в данном описании технического решения является повышение надежности фиксации оптических модулей и их волокон в грозотросе и надежности защищенности оптического кабеля от повреждений. Другим результатом является повышение компактности устройства.
Указанный технический результат получен устройством для ввода в муфту встроенного в грозотрос оптического кабеля, которое характеризуется тем, что оно содержит цилиндрический полый ступенчатый корпус с полостями большего и меньшего диаметра, расположенными на противоположных концах корпуса, внутри большей полости расположена втулка с конусным отверстием и вставленными в нее узкими концами кулачками, имеющими форму клина в продольном сечении, широкие концы кулачков упираются в стенку корпуса, расположенную между большей и меньшей полостями корпуса, в большей полости расположена внутренняя гайка, ввинченная в резьбу большей полости корпуса и упирающаяся в торец указанной втулки, на конце корпуса имеющего меньший диаметр выполнена наружная резьба под элемент крепления корпуса к основанию муфты, в полости меньшего диаметра расположена упругая втулка из упругого материала с одним или несколькими сквозными продольными отверстиями под оптические модули оптического кабеля, упругая втулка установлена с возможностью ее поджатия гайкой, расположенной на наружной резьбе конца корпуса, имеющего меньший диаметр, а в торце каждого кулачка, обращенного в сторону полости корпуса меньшего диаметра, выполнена ступень, образующая со ступенями других кулачков углубление под бандаж обжима конца грозотроса. На внешней поверхности внутренней гайки выполнен выступающий наружу поясок, расположенный между торцами корпуса и колпачка. Во внутренней гайке расположено эластичное диэлектрическое уплотнение, выполненное из намотанного на грозотрос ленточного диэлектрического материала, например, из клейкой полихлорвиниловой ленты, образующей кольцо с центральным отверстием в нем под грозотрос.
На фиг.1 показано устройство для ввода в муфту встроенного в грозотрос оптического кабеля; на фиг.2 - уплотнительная втулка из эластичного материала на виде спереди; на фиг.3-9 - комплект уплотнительных втулок из эластичного материала на виде с торца с различными отверстиями, выполненными паралелльно по отношению к продольной оси втулки; на фиг.10 - монтажная схема устройства в пространственном изображении; на фиг.11 - схема расположения устройств для ввода на оптической муфте.
В данном описании грозотрос не является элементом конструкции устройства, поскольку он используется в линиях электропередач по своемц прямому назначению для отвода ударов молний. При этом он используется в качестве несущего элемента, воспринимающего на себя нагрузку от встроенного в него кабеля оптической линии связи.
Устройство содержит корпус 1 (фиг.1) со сквозным отверстием, образующим внутреннюю полость корпуса. Один конец 2 корпуса имеет меньший диаметр с наружной резьбой на нем, служащей для крепления корпуса к плоскому основанию оптической муфты. Это крепление осуществляется при помощи уплотнительного кольца 3, шайбы 4 и гайки 5, которые расположены со стороны конца 2 корпуса. С этой же стороны внутрь корпуса 1, в ее полость меньшего диаметра, вставлена уплотнительная упругая втулка 6, выполненная из упругого материала. Втулка 6 имеет продольные отверстия для прохода через нее металлических оптических модулей, каждый из которых имеет множество оптических волокон. Втулка 6 зажимается втулкой 7 при завинчивании накидной гайки 8 на имеющий резьбу конец 2 корпуса 1.
Другой конец 9 корпуса 1 имеет больший диаметр и в его внутренней полости имеется нарезанная на внутренней поверхности резьба. В полости корпуса, имеющей больший диаметр расположены кулачки 10, которые расположены в конусной втулке 11, к торцу которой прилегает шайба 12, расположенная между втулкой 11 и внутренней гайкой 13 с нарезанной на ней наружной резьбой. Кулачки 10, число которых выбирается не меньше трех, имеют в продольном сечении клинообразную форму, а в поперечном сечении каждый кулачек имеет форму сегмента, внутренний радиус которого равен радиусу грозотроса. Закрепление грозотроса в устройстве осуществляется путем обжатия грозотроса по наружному диаметру кулачками 10 при завинчивании в корпус 1 внутренней гайки 13.
На конец внутренней гайки 13, выступающей за пределы корпуса 1, надет защитный пластмассовый колпачок 14 с конусной частью 15. Внутренняя гайка 13 имеет лыски 16 (фиг.10) под гаечный ключ, а корпус 1 имеет лыски 17 под другой гаечный ключ. На грозотрос 18 намотан мягкий слой 19, выполненный, например, из ленты ПВХ. На конце грозотрос 18 имеет закрепленный на нем бандаж 20, обжимающий проволоки грозотроса в зоне выхода из него стальных оптических модулей 21. Устройство в рабочем положении закреплено на плоском основании 22 оптической муфты 23, в которой оптические волокна 24 модулей 21 соединяются с другими оптическими волокнами оптической линии связи.
Во взаимосвязи названные элементы устройства образуют узел, который содержит полый ступенчатый корпус 1 (фиг.1) с полостями большего и меньшего диаметра, при этом внутри большей полости расположена конусная втулка 11 с кулачками 10. Каждый кулачек 10 в его продольном направлении имеет форму клина и своим узким концом он вставлен во втулку 11 с широкой стороны ее конусного центрального отверстия. Другой, утолщенной стороной, выступающей за пределы конусной втулки, кулачки 10 упираются в стенку корпуса, расположенную между большей и меньшей полостями корпуса. Внутренняя гайка 13, ввинченная в резьбу большей полости корпуса 1 через шайбу 12 упирается в торец конусной втулки 11 со стороны малого диаметра ее сквозного отверстия. Другой конец 2 корпуса 1 имеет меньший диаметр с наружной резьбой, предназначенной для крепления корпуса к основанию муфты. В полости корпуса со стороны его другого конца расположена уплотнительная втулка 6 из эластичного материала с отверстиями под оптические модули, каждый из которых имеет множество оптических волокон. Втулка 6 одним концом упирается в стенку, расположенную между большей и меньшей полостями корпуса 1, а с другой стороны в нее упирается втулка 7, в которую упирается накидная гайка 8.
Во внутренней гайке 13 расположено эластичное диэлектрическое уплотнение - мягкий слой 19, намотанный на гролзотрос и выполненный, например, из ленты ПВХ. Причем уплотнение-слой выполнен в виде кольца с центральным отверстием в нем под грозотрос. Указанное уплотнение выполнено эластичными, например, из клейкой ленты.
В торце каждого кулачка 10, обращенного в сторону полости корпуса меньшего диаметра, выполнена ступень, образующая со ступенями других кулачков углубление 25 (фиг.1), в котором расположен выполненный из множества витков мягкой проволоки бандаж 20, служащий для обжима обрезанного конца грозотроса 18.
На внешней поверхности внутренней гайки выполнен выступающий наружу поясок 26, расположенный между торцами корпуса 1 и колпачка 14. Ступень кулачка показана позицией 27 на фиг.10.
Показанные на фиг.3-9 уплотнительные втулки 6 представляют собой набор втулок, каждая из которых имеет собственное исполнение. В каждой втулке 6 выполнено или несколько не больших по диаметру отверстий 28 (фиг.3), или одно большое отверстие 29, или отверстие 30, имеющее средний диаметр, значение которого выбрано в пределах большого и меньшего диаметров отверстий. Каждое отверстие втулки выполнено параллельно по отношению к продольной оси 31 втулки (фиг.2).
Сборку устройства осуществляют следующим образом. Отрезают конусную часть 15 (фиг.10) колпачка 14 до образования в колпачке отверстия, необходимого для прохождения через него грозотроса 18. Надевают на грозотрос последовательно колпачек 14, внутреннюю гайку 13, обращенную лысками 16 в сторону от корпуса 1, шайбу 12 и конусную втулку 11 меньшим отверстием в сторону грозотроса.
В соответствии с технологической инструкцией проводят на заданной длине грозотроса его разделку и освобождают центральный модуль или повитые модули оптического кабеля встроенные в грозотрос. При этом обрезают лишнюю длину проволок повивов грозотроса и фиксируют распущенный конец грозотроса 18 (фиг.1) бандажом 20 из мягкой проволоки. В непосредственной близости к бандажу устанавливают вокруг окружности грозотроса кулачки 10 узкими концами в сторону кабеля и надвигают на них до упора конусную втулку 10. Далее собранный таким образом узел вставляют до упора в полость корпуса 1 со стороны конца 9 (фиг.10), вставляют в полость шайбу 12, ввинчивают, а затем затягивают ключом до отказа внутреннюю гайку 13. Надевают колпачок 14 (фиг.1) на выступающую из корпуса 1 часть внутренней гайки 13 до упора в поясок 26.
Собранный узел закрепляют на основании 22 муфты 23, для чего надевают уплотнительное кольцо 3 на конец 2 корпуса 1, и вставляют конец 2 в отверстие упомянутого основания муфты. Далее надевают шайбу 4 и навинчивают и затягивают до упора гайку 5.
После проведенных операций выбирают из набора втулок 6 (фиг.3-9) заданную в инструкции втулку, располагают в ее отверстиях оптические модули 24 оптического кабеля 18, вводят втулку 6 (фиг.1) в полость меньшего диаметра корпуса 1, а затем в эту полость вставляют втулку 7 и навинчивают гайку 8 на корпус 1. Далее проводят продольную герметизацию оптических модулей в корпусе, для чего навинчивают до упора гайку 8, а затем дотягивают ее на один полный оборот с помощью ключа.
Работает устройство следующим образом.
При завинчивании внутренней гайки 13, она своим торцом давит через шайбу 12 на торец конусной втулке 11, которая продвигаясь вглубь полости корпуса 1, надвигается на кулачки 10 по наружному повиву грозотроса. Так как конусная втулка 11 имеет внутреннее отверстие, диаметр которого уменьшается вдоль длины втулки, а толщина кулачков увеличивается вдоль их длины, то в этом случае чем глубже конусная втулка 13 надвинется на кулачки 10, тем меньше будет оставаться внутренний просвет между кулачками 10 и грозотросом и тем сильнее кулачки 10 будут прижиматься к поверхности грозотроса, создавая при этом усилие обжатия грозотроса по поверхности его наружного повива. При завинчивании накидной гайки 8, она давит на втулку 7, которая упирается в эластичную втулку 6, расплющивает ее в заданных пределах, при этом втулка 6 уплотняется к внутренней поверхности полости корпуса 1, в которой она находиться, и к наружной поверхности одного или нескольких оптических модулей. Это создает условия герметизации поверхностей полости корпуса 1, оптического модуля, уплотнительной втулки 6 и расположенных в каждом оптическом модуле оптических волокон. При этом достигается повышенная надежность уплотнения оптических модулей и их волокон, что существенно повышает надежность работы устройства и надежность работы оптических линий связи.
В случае динамических нагрузок на грозотросе при его раскачивании, эластичное диэлектрическое уплотнение - мягкий слой 19, намотанный на грозотрос, позволяет грозотросу отклоняться от проектного положения, демпфировать нагрузки и защищать внутреннюю гайку 13 от повреждений во всех направлениях, поскольку этот слой выполнен в виде кольца, в котором расположен грозотрос. Расположенный в углублении 25 (фиг.1) бандаж 20 существенно изменяет компоновку устройства и делает его более компактным по длине и диаметру, при этом бандаж 20, находящийся в углублении 25 защищен от его размочаливания в процессе работы устройства, что также повышает его надежность. Выполненный на внешней поверхности внутренней гайки выступающий наружу поясок 26, расположенный между торцами корпуса и колпачка, обеспечивает надежную и точную фиксацию колпачка относительно корпуса 1, а эластичное диэлектрическое уплотнение 19 предохраняет грозотрос и гайку 13 от повреждений, что положительно влияет на надежность устройства.
В сравнении с известными техническими решениями, в которых предусмотрен один оптический модуль в грозотросе, расположенный в центре грозотроса, описанная конструкция устройства позволяет вводить в муфту такой грозотрос, в котором имеется несколько оптических модулей с оптическими волокнами, причем модули могут быть расположены как в центре грозотроса, так и ближе к его периферии в сторону от центра. Устройство позволяет замещать одну или несколько проволок грозотроса, расположенных во внутренних слоях повива, которые образуют грозотрос, на имеющие металлические рубашки один или несколько оптических модулей.
В совокупности технических результатов устройство существенно повышает надежность фиксации оптических модулей и волокон в грозотросе, их защищенность от повреждений и при этом компактность устройства повышается.