Волоконно-оптические кабели, подвешиваемые на линиях электропередачи

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 621.31:681.7.068

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ, ПОДВЕШИВАЕМЫЕ НА ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

А.Р. Мухаметдинова,

магистрант 2 курса энергетического факультета,

Башкирский государственный аграрный университет,

Научный руководитель: Л.П. Андрианова,

д.т.н., профессор кафедры ЭПЭЭСХ,

Башкирский государственный аграрный университет,

г. Уфа, Российская федерация

В последние годы существенно преобразуется структура телекоммуникационных сетей в электроэнергетике. В рамках реализации программ по созданию интегрально-цифровых сетей связи в электроэнергетике на смену проводным линиям связи, приходят волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) с подвеской волоконно-оптических кабелей (ВОК) на линиях электропередачи.

Широкое распространение ВОЛС в электроэнергетике с подвеской ВОК на опорах линий электропередач обусловлено их существенными преимуществами по сравнению с ВОК, приложенными в грунте. Из методов подвески ВОК на воздушных линиях (ВЛ) наиболее высокой надежностью обладают ВОК, встроенные в грозозащитные тросы.

При выборе ВОК, подвешенных на ВЛ, необходимо знать следующие основные параметры линий электропередачи и ВОК в зависимости от схем и под вески: рабочее напряжение ВЛ; максимальный ток короткого замыкания (КЗ); время отключения защитой при КЗ на землю; тип и расположение ВОК; максимальная длина пролета; провес фазных проводов при рабочей температуре; способ монтажа проводов на опоре ВЛ; оптические волокна.

При выборе конструкции ОКГТ следует учитывать, что данный кабель должен выполнять две функции: обеспечение качественной и надежной передачи необходимого объема информации в течение не менее 25 лет и одновременно обеспечение надежной защиты ВЛ от грозовых разрядов и защиты от воздействий токов КЗ.

По конструкции выпускаемые в настоящее время ОКГТ можно разделить на три группы. К первой группе кабелей относятся ОКГТ, оптический сердечник которых заключен в трубку из алюминия и алюминиевого сплава. Указанная трубка обеспечивает механическую защиту оптического сердечника и имеет низкое электрическое сопротивление. Поверх трубки положены повивы из проволок, обеспечивающие механическую прочность ВОК и его электрические параметры. На рисунке 1 показана типичная конструкция ВОК первой группы.

Рисунок 1. Типичная конструкция ВОК первой группы: а - кабель фирмы "Alkoa Fujikura": 1 - проволка типа "алюмовелд"; 2 - оболочка из алюминия; 3 - заполнитель из арамидных нитей; 4 - оболочка оптического модуля; 5 - оптическое волокно; 6 - центральный стеклопластиковый элемент; 7 - слой полимерной ленты

Ко второй группе кабелей относятся ОКГТ, в которых оптические волокна свободно уложены в герметичной трубке из нержавеющей стали. При этом свободное пространство трубки заполнено гидрофобным заполнителем. Одна или несколько таких трубок с оптическими волокнами скручены вокруг центральной проволоки, образую первый повив кабеля. Образец указанного кабеля, выпускаемого фирмой "AEG", показан на рисунке 2. оптический кабель высоковольтная электропередача

Рисунок 2. Типовая конструкция ОКГТ второй группы: 1 - проволока из алюминиевого сплава; 2 - проволока типа "алюмовелд"; 3 - гидрофобный заполнитель; 4 - оболочка оптического модуля из нержавеющей стали; 5 - оптическое волокно

К третьей группе кабелей относиться ОКГТ, в которых оптические волокна свободно уложены в полимерной трубке, свободное пространство которой заполнено гидрофобом. Поверх полимерной трубки положены повивы из проволок, обеспечивающие необходимую механическую прочность и элекрическое сопротивление кабеля. Такого типа ВОК выпускают фирмы "Nokia" рисунок 3.

Рисунок 3. Типовая конструкция ОКГТ третьей группы: а - кабель фирмы "Nokia": 1 - проволока из алюминиевого сплава; 2 - проволока типа "алюмовелд"; 3 - гидрофобный заполнитель; 4 - температурная защита; 5 - оптическое волокно; 6 - полимерный сердечник

При выборе конструкции ОКГТ необходимо учитывать оптимизацию всех параметров: максимально допустимую растягивающую нагрузку, сопротивление постоянному току, массу, диаметр, число волокон, а также показатели надежности его элементов. Весьма важным является размещение ОКГТ на опорах ВЛ. При этом должны учитываться следующие условия: защита ВЛ от грозовых перенапряжений; коронирование ОКГТ в электрическом поле проводов ВЛ; пляска проводов ВЛ; условия работы ОКГТ в пролетах при сближении кабеля и фазных проводов при гололеде и ветре.

Проектируемые ОКГТ должны обеспечить заданные оптические параметры в условиях повышенных температур. Одновременно следует обеспечить высокую механическую прочность кабеля и низкое сопротивление постоянному току.

ОКГТ продукт двойного назначения, и выполняет как традиционную функцию грозотроса (защиту линии электропередачи от ударов молнии), так и функцию кабеля связи и передачи данных посредством оптического волокна. Этот кабель прокладывается на опорах линий электропередачи (ЛЭП) и облегчает строительство волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) в труднодоступных местах и переходах. Основными преимуществами ОКГТ являются наивысшая надежность ВОЛС - ВЛ и возможность их подвески на ВЛ 35 кВ и выше без ограничений по классу напряжений. Кроме того, ОКГТ, в отличие от остальных подвесных кабелей, являются элементами ЛЭП, места подвески которых запланированы при создании ЛЭП. ОКГТ подвешивается взамен существующего грозозащитного троса и, как правило, не требуют существенной реконструкции ВЛ. Конструктивно ОКГТ не отличается, разница заключается только в различном сечении алюминиевой составляющей сечения, которое определяется токовой нагрузкой. Наибольшее распространение в мировой практике получило создание ВОЛС путем подвески ОКГТ (около 80 %), такие кабели находят применение при строительстве магистральных (межзоновых и международных) ВОЛС и транспортных сетей различного масштаба. Ввиду наивысшей надежности, именно ОКГТ рекомендуется РАО ЕЭС России при строительстве магистральных линий связи.

Список использованной литературы

1. Гроднев, И.И. Волоконно-оптические системы передачи и кабели [Текст]: справочник / И.И. Гроднев. - Москва: Радио и связь, 1993. - 264 с.

2. Слепов, Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей [Текст]: учебник /Н.Н. Слепов. - Москва: Радио и связь, 2000. - 468 с.

3. Богданова, О.И. Конструкция оптических кабелей [Текст] /О.И. Богданова // Электрические станции. - 1997. - N2. - С. 36-43.

Размещено на Allbest.ru