Воздушные способы строительства ВОЛС

1. Воздушные способы строительства ВОЛС

Эти способы обладают целым рядом неоспоримых
преимуществ перед подземными и заключаются в
следующем,
- нет необходимости в землеотводе,
- нет необходимости копать землю.
В результате стоимость строительства в 2
и более раз ниже, а скорость строительства в
несколько раз выше, что обусловлено, прежде
всего, возможностью «привязать» конструкцию
ВОК к тому или иному варианту.

2. Опоры для строительства ВОЛС

В качестве опор, которые могут быть
использованы для строительства воздушных
ВОЛС, рассматриваются следующие:
опоры
магистральных
линий
электропередачи
(ЛЭП) с
напряжением
от 35 кВ и выше;

3.

опоры распределительных ЛЭП, например, до 10 кВ,
которые, между прочим, подходят, практически,
к каждому населенному пункту;

4.

опоры контактных сетей электрофицированных
железных дорог (ЭЖД);

5.

опоры воздушных линий связи (если они в
нормальном состоянии).

6. Подвеска ВОК

Самый простой способ, который с успехом применялся и
при строительстве металлических линий связи
простейших
вариантов.
Наиболее
широко
распространенный
вариант
для
ВОЛС
это
использование кабеля типа 8-ки .
1Оптическое волокно M.10/125.04.UV
производства фирмы Fujikura (Япония).
2,4. Гидрофобные заполнители Naptel
851 и Naptel OP308 производства фирмы
British Petroleum (Великобритания).
3. Центральный силовой элемент –
стеклопластиковый пруток производства
фирмы Cousin (Франция).
5. Внешняя оболочки изготавливаются из
полиэтилена Borealis (Финляндия).
6. Внешний силовой элемент: стальной
трос.

7.

К недостаткам этого способа следует отнести –
высокая парусность ВОЛС, что приводит к
сильной вибрации, в результате происходит
отрыв троса от сердечника ВОК. Обледенение
кабеля в зимний период и обрыв линии.
Невозможность подвески в
условиях высоких
напряженностей
электрического поля
(особенно переменного) в
связи с протеканием по тросу
достаточно мощных наведенных вихревых токов.
Воздействие солнечной радиации и прочих
атмосферных факторов, приводящих к коррозии
внешней влагозащитной оболочки ВОК .

8. ВОК в грозозащитном тросе

Модульная конструкция.
Трубчатая конструкция.
Количество
оптических
волокон, шт.
2-288
Коэффициент затухания,
дБ/км
одномод
многомод
1550 нм
1310 нм
< 0,22
< 0,7
Допустимое
растягивающее
усилие, кН
Тепературный
диапазон, °С
Диаметр
по обол.,
мм
Масса
кабеля,
кг/км
от 80
-60...+80
от 13,9
от 627

9. Прокладываем ВОК в грозозащитном тросе

Натяжная машина в работе

10. Самонесущие ВОК

Способ строительства нашел наиболее широкое
распространение там, где длина пролетов
невелика. Контактные сети ЭЖД (Lпрол.≈70 м),
распределительные сети ЛЭП (Lпрол. – 50 ÷ 70 м.),
опоры ВЛС (Lпрол. – 50 ÷ 70 м.).
Кабель
С арамидными нитями
Со стеклопластиковыми
стержнями
Основные типы самонесущих ВОК

11.

Технология строительства достаточно проста, однако
её реализация требует некоторых специальных
механизмов
Натяжная и тормозная машина для
самонесущего ВОК.

12.

Монтаж самонесущего ВОК на опорах
контактной сети электрофицированной
железной дороги

13. Строительство ВОЛС на самонесущем ВОК

Строительство ВОЛС Киров - Пермь

14.

Применение спиральных
зажимов.
ЛИОК – передвижная
лаборатория для монтажа ВОК

15. Навивная технология строительства ВОЛС

Одна из наиболее интересных как с точки зрения технической реализации,
так и возможностей прокладки кабеля.
Достоинства навивной технологии неоспоримы. Прежде всего, это
возможность строить ВОЛС практически в любых условиях, как пересеченной
местности – горы, тундра, тайга там, где построены ЛЭП, так и различных
индустриальных преград – железные и автомобильные дороги, фидерные линии
различного назначения, дома, огороды, овраги и пр. без дополнительных
приспособлений и помостов.
Вторым важным фактором является то, что подобного типа линия не
требует большого числа дополнительных элементов крепления, а использует
мощные несущие конструкции существующих линий электропередач
(грозозащитный трос, фазовые провода), которые и обеспечивают должную
механическую защиту ВОЛС.
Кабель для накрутки на провода – один из самых дешевых т.к. не требует
дополнительных элементов жесткости. Единственное требование – высокая
трекинг-эррозионная стойкость внешней влагозащитной оболочки, поскольку
кабель, как правило, висит в мощном электрическом поле

16.

Навивные волоконно-оптические кабели ДПО, ДВО

17.

Реализация навивной технологии осуществляется с применением
специальной навивочной машины, которая и осуществляет накрутку
легкого, полностью диэлектрического ВОК на несущие элементы.
Впервые реализация этой технологии была осуществлена в Японии в
начале 80-х годов прошлого века, затем она переместилась в Европу и
США. Этой технологией занимались такие известные фирмы как
«FOKAS», корпорация «BICCCABLES».
В России это технология появилась в начале 90-х годов прошлого
века, прежде всего в таких известных организациях как ЕЭС РОССИИ,
ОРГГРЭС, в распоряжении которых находились магистральные ЛЭП.
Опыт строительства ВОЛС с использованием навивной технологии
практически полностью копировал разработки западных фирм.
Навивочная машина Европейского производства представляет
из себя некоторую тележку, которая перемещается по несущему тросу
(см. рис.) На эту тележку крепится барабан со строительной длиной
ВОК, причем ось барабана перпендикулярна оси несущего троса.

18.

При перемещении тележки вдоль несущего троса, одновременно
осуществляется ее вращение вокруг оси троса и сматывание ВОК на
трос. С противоположной стороны, относительно барабана,
установлен противовес, который автоматически перемещается к оси
вращения, компенсируя вес сматываемого кабеля.

19.

Основными недостатками подобной реализации являются:
- ограничение по полезной нагрузки – невозможно повесить на машинку,
например, 6 км кабеля, просто не влезет и не поднять;
- невозможность преодолеть неоднородности провода, на который
накручивается кабель, из-за плотной привязки роликов машинки к шагу
повива троса.
Вторым вариантом, который основан на этом же принципе, но
позволяет увеличить полезную нагрузку, которую несет навивочная
машина, предложен нашими энергетиками. В нем, вместо
противовеса, устанавливается второй барабан с кабелем, и на
несущий трос наматывается вместо одного одновременно два
кабеля (см.рис.). Эти варианты имеют два существенных
недостатка. В первом случае полезный вес кабельной нагрузки
практически в два раза меньше за счет наличия противовеса. Во
втором, необходимо навивать два кабеля, что не всегда является
необходимым.

20.

Навивочная машина с двумя барабанами

21.

Важнейшим недостатком предложенных систем состоит в том, что
все провода (грозозащитный трос, фазовые провода) имеют конечную
длину. При строительстве ЛЭП строительные длины проводов соединяют
специальными элементами достаточно больших габаритных размеров,
через которые навивочные машины, реализованные по этому принципу, не
переедут, т.к. их вращение обеспечивается за счет плотного прилегания к
тросу и отслеживания его шага скрутки. Можно представить себе картину,
когда подобный элемент находится над серединой широкой реки, через
которую переброшена ЛЭП, подъехав к нему, машина остановится и
возникнет проблема её освобождения. Кроме того, в процессе
эксплуатации ЛЭП возникают повреждения (обрыв) проволок троса и
энергетики делают бондажи, чтобы трос дальше не распускался. Это тоже
вызывает остановку машины.
Вариантом свободным от перечисленных недостатков, является
способ навивки кабеля на провод, предложенный специалистами
С-Пб ГУТ и Ставропольэнерго. Навивочная машина с соосным
размещением рабочего барабана с кабелем,
получившая авторское свидетельство , а технология запатентована.

22.

23.

24.

Этот способ принципиально отличается от предыдущих тем, что
барабан с кабелем располагается не перпендикулярно оси провода, а
соостно, и в навивочной машине используется принцип веретена или
без инерционной спиннинговой катушки.
Навивочная машина имеет два барабана, - один рабочий, другой
базовый. На рабочем барабане размещается длина кабеля
соответствующая длине пролета, на который он должен быть навит.
Вся строительная длина ВОК находится на базовом барабане и,
постепенно, по мере прохождения пролетов, сматывается на рабочий
барабан. Сматывание кабеля и его укладка на провод осуществляется с
помощью водила.
Ограничения на протяженность строительной длины в этом
случае полностью снимаются, а вес машины с кабелем минимизирован
– вес кабеля на длине пролёта в среднем 4 – 6 кГ, а вес машины не
более 15 кГ (без базового барабана). Этот принцип реализации
навивочной машины независим от шага скрутки троса, поэтому
ролики, которые обеспечивают перемещение машины вдоль троса,
могут быть выполнены в произвольной форме, обеспечивающей
свободное перемещение тележки через любые неоднородности
проводов, на которые навивается ВОК.

25.

Подвесная соединительная
муфта для навивного ВОК.
Сводной изолятор
Подмотка ВОК тросу (грозозащиты, фазовый и пр.)

26.

Мини навивочная машина
навивка на провода
освещения.
Строительство
распределительного участка
сети в котеджном поселке.

27.

Приведенные выше примеры современного строительства ВОЛС
можно представить на диаграмме, дающей достаточно полное
представление о достоинствах и недостатках тех или иных способах.
Современные
технологии
строительства
ВОЛС
Воздушные
способы
строительства
ВОЛС
Подземные
способы
строительства
Прокладка ВОК
непосредственно
в грунт
Прокладка
ВОК в
защитную
трубу
Прокладка
ВОК в
кабельную
канализацию
Подвеска
ВОК
ВОК в
грозозащитном
тросе
Самонесущие
ВОК
Навивная
технология
строительства

28.

Прокладк
а ВОК в
грунт
Прокладк
а ВОК в
трубу
Прокладка
ВОК в
каб. кан.
Подвеск
а ВОК
ВОК в
грозотрос
е
Конструкци
яи
стоимость
ВОК
Бронир
ованны
й
2,8 – 3,6
т. $/км
Без
брони
2,4 – 3,2
т. $/км
Оба
варианта
Типа 8-ки
с тросом
2,0-2,6
т. $/км
Внутри
грозотрос
а
6,0-8,0
$/км
Скорость
работ при
прокладке,
км/смена
1,0-1,5 км, в зависимости от типа
грунта и возможности
использования механизмов
До 4 км
в смену
До 4 км
в смену
До 5-6
До 3-5
км в
км в
смену
смену
Зависит от профиля трассы, как стоят опоры
Механизмы, лебедки, насосы
кабелеукладчик, трубы для
переходов,
инструмент для работы в поле
элемент
ы креп
ления к
опорам
Натяж
ные
механиз
мы
натяжны
е лебёдки
с конт
ролем
навиво
чная
машина
Подвержен
ность
линии
внешним
влияниям
Разряды молний, сторонние
организации, механические
повреждения, грызуны, влага
Атм.
факторы осадки,
обледенение
, вибрация и
пр.
Ураган
ные
нагрузки
Атм. ф-ры
с учетом
солнечно
й
радиации
Оценка
срока
службы
линии
Атм. фры с
учетом
солнечно
й
радиаци
и
25 и более лет в зависимости от
условий эксплуатации
До 15
лет
Срок
службы
ЛЭП – 50
лет
Само
несущие
ВОК
Навивная
технология
диэлек
трически
й
3,4-4,2
т. $/км
Легкий
2,0-2,5
$/км
18-20 лет
До 25
лет

29. Контрольные вопросы

1. Почему ВОЛС, реализованные на кабеле в
грозозащитном тросе, считаются самыми
надежными.
2. Что такое трекинг процесс и какое влияние он
оказывает на надежность ВОЛС.
3.Какие факторы необходимо учитывать при
проектировании ВОЛС на основе самонесущего
кабеля.