САМОНЕСУЩИЙ ИЗОЛИРОВАННЫЙ ПРОВОД С ОПТОВОЛОКОННЫМ КАБЕЛЕМ

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям самонесущих изолированных проводов для воздушных линий электропередач на номинальное напряжение до 0,6/1 кВ включительно.
Известен провод самонесущий изолированный, содержащий, по меньшей мере, одну многопроволочную токопроводящую жилу из алюминия с полимерной изоляцией, скрученную вокруг нулевой несущей многопроволочной жилы из сплава алюминия или сталеалюминевой неизолированной или содержащей полимерную изоляцию, который дополнительно содержит, по меньшей мере, одно оптическое волокно, заключенное в металлическую, стеклопластиковую или полимерную трубку, (патент RU №80279, М.кл. Н01В 11/22, опубликовано 27.01.2009).
Признаки известного провода, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в выполнении провода самонесущего изолированного, содержащего как минимум одну изолированную основную токопроводящую жилу, скрученную вокруг нулевой несущей многопроволочной жилы из сплава алюминия, содержащей полимерную изоляцию, и, дополнительно провод содержит, по меньшей мере, одно оптическое волокно, заключенное в трубку.
Отличительными признаками предложенной полезной модели и известной конструкции провода является наличие оптоволоконного кабеля с определенными параметрами, а не волоконно-оптического модуля (как в известной конструкции), скрученного вокруг нулевой несущей жилы вместе с основными токопроводящими жилами. Кроме того, в изоляции предложенного провода используется светостабилизированный самозатухающий сшитый полиэтилен с повышенными физико-механическими характеристиками.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении надежности работы самонесущего изолированного провода за счет использования изоляции из светостабилизированного самозатухающего сшитого полиэтилена с повышенными физико-механическими характеристиками и применении в конструкции оптоволоконного кабеля для контроля различных параметров при работе.
Технический результат достигается тем, что провод самонесущий изолированный, содержит основные изолированные токопроводящие жилы, скрученные с легким подвесным оптоволоконным кабелем вокруг изолированной несущей жилы, при этом, изоляция жил выполнена из светостабилизированного самозатухающего сшитого полиэтилена с прочностью при растяжении 12,5÷21,0 МПа, относительным удлинением при разрыве от 200% до 728,5%, кислородным индексом не менее 25, а оптоволоконный кабель содержит одномодовые волоконно-оптические модули с коэффициентом затухания не более 0,34 дБ/км при длине волны 1300÷1310 нм и не более 0,2 дБ/км при длине волны 1530÷1550 нм при ширине импульса 100 нс.
Токопроводящие жилы могут быть выполнены алюминиевыми, несущая жила выполнена из алюминиевого сплава, они должны быть круглой формы, уплотненные. Также самонесущий изолированный провод может быть выполнен с 1, 2 или 3 вспомогательными жилами для подключения цепей освещения. Оптоволоконный кабель, входящий в состав конструкции самонесущего провода выполнен с диэлектрическим сердечником и может быть усилен арамидными нитями.
На сегодняшний день в производстве кабельной продукции могут совмещаться несколько видов кабеля в один узел. В крупных городах нагрузка на линии электропередач увеличивается в разы. Огромное количество проводов нависает над открытыми участками и улицами, при этом провода испытывают серьезное климатическое воздействие и различные механические воздействия: влияние ветра, гололеда, касание веток деревьев, птицы нередко приводят к обрыву проводов. Поэтому большое внимание уделяется надежности эксплуатации данного вида проводов. В связи с этими требованиями разработана предложенная конструкция самонесущего изолированного провода, содержащего в своем составе основные токопроводящие жилы, оптоволоконный кабель для контроля различных параметров и вспомогательные жилы для подключения цепей освещения. При этом, обрыв проводов практически исключен благодаря применению в изоляции провода светостабилизированного самозатухающего сшитого полиэтилена с прочностью при растяжении 12,5÷21,0 МПа, относительным удлинением при разрыве от 200% до 728,5%, кислородным индексом не менее 25, который характеризуется стойкостью к ультрафиолетовому излучению, стойкостью к воздействию озона, сопротивляемостью к неблагоприятным погодным условиям, сохранениям механический прочности и электрическим параметрам при температурах от -60°С до +50°С и влагонепроницаемостью.
При проведении испытаний на стойкость к воздействию пониженной температуры окружающей среды минус (60±2)°С, к воздействию повышенной температуры до 50°С, стойкости к воздействию солнечного излучения с длительностью непрерывного облучения - 5 суток, стойкости к монтажным изгибам каждой изолированной жилы в условиях пониженной температуры (40±2)°С в течение не менее 4 часов по ГОСТу 31946-2012, на поверхности изоляции не обнаружено никаких трещин, не было при этом также пробоя изоляции при испытании напряжением переменного тока частотой 50 Гц 4кВ. Кроме того, испытания таких физико-механических характеристик как прочность при растяжении и относительное удлинение намного превышают требования НД (нормативной документации), что отражено в следующей табл. 1.
Таким образом, приведенные данные доказывают, что использование в изоляции кабеля светостабилизированного сшитого полиэтилена с указанными характеристиками обеспечивает надежную эксплуатацию провода, при этом провода обладают высокой стабильностью как при воздействии факторов нагрузки во время работы ВЛЭП, так и при воздействии внешних факторов окружающей среды.
Опыт работы с самонесущими проводами показал, что для оптимизации работы провода в различных климатических и погодных условиях, необходимо также обеспечить постоянный контроль параметров работы провода, чтобы в случае возникновения неисправностей в энергосистеме, которые могут привести к выходу из строя провода, эти причины были своевременно устранены. В настоящее время для контроля провиса или обрыва проводов проводится осмотр трасс ВЛЭП монтерами и производится по графику выборочно отдельных линий или участков линий, что, естественно не может обеспечить своевременный контроль за работой ВЛЭП. С этой задачей успешно справляются оптоволоконные кабели, входящие в конструкцию самонесущего изолированного провода.
Волоконно-оптические модули, встроенные в конструкцию оптоволоконного кабеля, обеспечивают объективный контроль температуры с целью обнаружения критических мест на линии. С их помощью проводят:
мониторинг температуры провода вдоль всей длины линии электропередач;
расчет на основании полученных данных допустимой пропускной способности линии;
определение расстояния до места разрыва при повреждении провода;
повышают оперативность в принятии решений по работе определения мест перегрева и, таким образом, снизить количество случаев перегрева;
управление линией на основе данных контроля.
В соответствии со своим назначением, кабель с волоконно-оптическим модулем должен обладать теми же эксплуатационными характеристиками, что и стандартный провод без оптоволоконного кабеля, т.е. использование оптоволоконного кабеля в конструкции провода не ухудшает его эксплуатационных характеристик. Таким образом, изготовление самонесущего провода с изоляцией из светостабилизированного самозатухающего сшитого полиэтилена с указанными характеристиками совместно с применением в конструкции провода оптоволоконного кабеля для постоянного мониторинга и передачи информации обеспечивают решение поставленной технической задачи, а именно, повышение надежности эксплуатации самонесущего провода.
Процесс изготовления самонесущего провода с оптоволоконным кабелем выглядит следующим образом:
Основные круглые, уплотненные токопроводящие жилы из алюминия, нулевая несущая жила из алюминиевого сплава и оптоволоконный кабель скручиваются в один жгут на стандартном крутильном оборудовании. Нулевая жила и основные токопроводящие жилы провода изолированы светостабилизированным сшитым полиэтиленом с заданными характеристиками.
Изоляцию наносят на экструзионном оборудовании. Скрутка основных токопроводящих жил, оптоволоконного кабеля и вспомогательных жил (при их наличии) производится вокруг нулевой жилы. Нулевая жила выполняет функцию несущего провода. Оптоволоконный кабель выполнен в виде скрутки оптических модулей вокруг диэлектрического сердечника и содержит до 144 оптических волокон для передачи информации.
Конструкция заявленной полезной модели успешно опробована в условиях производства.