В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Дмитрий
Борис Практика строительства сетей связи показала, что направления передачи информации, особенно на магистральных участках, совпадают с направлениями передачи электрической энергии. Вследствие этого обстоятельства стала очевидна экономическая целесообразность объединения линейных сооружений связи и энергетики.
Возникновение технологии сооружения волоконно-оптических линий связи на высоковольтных линиях электропередачи (ВОЛС-ВЛ) пришлась в нашей стране на начало 1990-х гг. Именно в это время специалисты нашего кабельного завода совместно со связистами энергетических систем разработали первый отечественный полностью диэлектрический самонесущий оптический кабель связи (далее ОКСН) для диспетчеризации передачи электроэнергии. Дальнейшее развитие ВОЛС-ВЛ дало толчок созданию целой группы оптических кабелей, обладающих стойкостью к широкому диапазону перепада температур, воздействию высоких ветровых и гололедных нагрузок, атмосферных осадков и солнечного излучения. Среди этих кабелей особое место занимают ОКСН, усиленные высокомодульными прядями, и оптический кабель, встроенный в грозотрос (далее ОКГТ).
В общем случае конструкция кабеля ОКСН представляет собой скрутку оптического сердечника с наложенными на нее защитными покровами из арамидных или стеклоровинговых прядей и кабельных полиэтиленов. Кабели ОКГТ, в свою очередь, можно разбить на две группы: композиционные и полностью металлические конструкции. Основой композиционных конструкций является оптический сердечник из полимерных материалов, заключенный в алюминиевую трубку, изготовленную методом комформинга или сварки. Поверх оптического сердечника накладываются повивы из проволок, обеспечивающие необходимую механическую прочность и электрическое сопротивление. Подобные кабели выпускают компании NK Cables, Alcoa Fujikura, Corning и др. Отличительной особенностью полностью металлических конструкций ОКГТ является размещение оптических волокон в металлических трубках, которые могут располагаться как в центре кабеля, так и в повиве проволок. Металлический модуль может быть однослойным или двухслойным. В первом случае модуль изготавливается из ленты нержавеющей стали, сваренной продольно лазером (Alcatel, "Сарансккабель-Оптика" и др). Во втором - модуль из нержавеющей стали дополнительно закрывается слоем алюминия. Производятся такие кабели компаниями Prysmian, Fujikura и др.
К настоящему времени сложилась устойчивая практика применения кабелей ОКСН и ОКГТ: ОКГТ проектируется при строительстве новых линий электропередачи, ОКСН - при реконструкции существующих энергетических систем с напряжением до 330 кВ. Такая градация объясняется спецификой монтажа этих кабелей. Кабели ОКСН обычно устанавливаются на нижней или средней траверсе опоры линии электропередачи. Такое размещение позволяет, во-первых, при подвеске кабеля снизить за счет укорачивания рычага (в сравнении с монтажом ОКГТ на вершине опоры) динамическую нагрузку на изношенную опору, а во-вторых, проводить подвеску ОКСН без отключения напряжения на линии [1,2], что с учетом более низкой цены кабеля существенно снижает себестоимость строительства. По оценкам специалистов, с учетом стоимости проектно-изыскательских работ, вынужденных простоев и демонтажа старого грозотроса бюджет строительства ВОЛС-ВЛ с применением ОКГТ выше затрат варианта с подвеской ОКСН более чем в два раза. Кроме того, существуют линии электропередачи 110-500 кВ, для которых применению ОКСН нет альтернативы, поскольку они были сооружены без применения грозотросов [1, 3]:
Высокая надежность такого технического решения гарантируется большим количеством отечественных проектов, реализованных в тяжелых климатических и экологических условиях. Общий объем построенных линий связи превысил 10 000 км, причем большая часть выполненных проектов приходится на самые сложные участки Западной Сибири и Северо-Западного региона России.
Строительство новых воздушных линий электропередачи с применением грозотроса, в свою очередь, определяет очевидную целесообразность совмещения в ОКГТ двух функций. С одной стороны, он будет выполнять задачи обычного грозотроса, то есть отводить токи короткого замыкания, возникающие из-за перенапряжений на линии, а также обеспечивать защиту линии от ударов молнии. С другой - металлические покровы ОКГТ защищают оптические волокна от внешних воздействий.
В качестве материалов для изготовления ОКГТ используют нержавеющую сталь, сталь, плакированную алюминием, и алюминиевые сплавы. В зависимости от конструкции эти материалы могут сочетаться в различных комбинациях. Контакт нержавеющей стали и алюминия при эксплуатации на открытом воздухе становится причиной активной коррозии. Выпадающие из атмосферы соли и химические загрязнения, помет птиц на поверхности металла выступают в качестве электролита и приводят к ускоренному разрушению алюминия и выходу из строя ОКГТ. Этой проблеме посвящены изменения в последней редакции международного стандарта IEEE-1138-2009. В соответствии с этим документом в районах с повышенной коррозионной активностью, к которым можно отнести все промышленные и густонаселенные районы, применение ОКГТ с оптическим модулем из нержавеющей стали запрещено. В отличие от ОКГТ, самонесущие диэлектрические кабели не имеют такого недостатка. Современные разработки в области кабельных полиэтиленов позволяют обеспечить надежную и долговременную эксплуатацию ОКСН практически в любых климатических и экологических условиях. Применение дугостойких материалов для кабельных оболочек расширило область применения кабелей ОКСН на воздушные линии электропередачи с напряжением до 330 к В, а в отдельных случаях до 440 кВ. Подтверждением этому служат осуществленные проекты подвески ОКСН российского производства в Ленинградской и Мурманской областях общей протяженностью более 500 км.
В заключение необходимо отметить, что процедуру выбора конструкции оптического кабеля для строительства ВОЛС-ВЛ невозможно стандартизовать. Проектным организациям, осуществляющим этот выбор, следует учитывать в своей работе весь спектр технической и экономической информации по строительству и эксплуатации объединенной системы.
Литература
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #3, 2012
Посещений: 7413
Статьи по теме
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
