Статьи

Проектирование подвеса волоконно-оптического кабеля на опорах ВЛ до 1 кВ.

Проектирование подвеса волоконно-оптического кабеля на опорах ВЛ до 1 кВ.


          Основные технические решения и указания к проведению необходимых расчетов, при выполнении проектирования по размещению оптического кабеля (ОК) на опорах ВЛ до 1 кВ.


1. Сбор исходных данных

 

           Перед началом проектирования должна быть собрана и рассмотрена вся имеющаяся информация по ВЛ, на которой организуется ВОЛС: паспорт линии, поопорная ведомость, климатические условия, заданные при проектировании ВЛ, отчеты о периодических осмотрах, отказах, планы подстанций, схемы опор, применяемых на ВЛ, проектная документация по ВЛ, информация об особенностях эксплуатации и возможности отключения ВЛ на период строительства ВОЛС и т.п.

           Для установки опоры УЦН взамен существующей опоры, по согласованию с организацией, в чьей зоне ответственности находится ВЛ, могут быть использованы геологические изыскания на момент проектирования этой ВЛ, а при их отсутствии в месте установки этой опоры следует заново выполнить геологические изыскания.

           Для размещения муфт на анкерно-угловых опорах, расчёта стрел провеса и тяжений подвешиваемого ОК, расчёта строительных длин ОК, определения допустимых изоляционных расстояний и оценки объема мероприятий по приведению ВЛ в нормативное состояние необходимы данные по следующим параметрам ВЛ:

  • марка применяемого фазного провода;

  • максимальные длины пролетов между опорами;

  • углы поворота трассы;

  • типы опор;

  • наличие ненормативных отклонений опор от вертикального положения;

  • наличие ненормативных отклонений траверс опор от горизонтального положения.


           Также, при наличии возможности, рекомендуется собрать данные по координатам опор, длинам всех пролётов, стрелам провеса фазных проводов и температуры окружающей среды.

           В случае если срок службы обследуемой ВЛ продлевался, и организация, в зоне ответственности которой находится данная ВЛ, не подтверждает нормативное состояние ВЛ, следует провести выборочное инструментальное обследование опор и закреплений опор в грунте. Инструментальное обследование в части определения отклонений опор следует проводить в соответствии с нормативными требованиями.

           По результатам выполнения обследования следует подготовить отчёт, который выпускается отдельным документом.

           Для определения опасности влияния наведённого потенциала в местах пересечения с ВЛ 220 кВ и выше и выбора типа ОК и/или оболочки ОКСН в месте пересечения следует точно определять высоты фазных проводов пересекающей ВЛ в точках пересечения с ВЛ до 1 кВ и температуру окружающей среды. Для ВЛ 220 и 330 кВ дополнительно следует зафиксировать значение токовой нагрузки, а так же скорость и направление ветра на момент определения высоты фазных проводов.

                                                                                     

                                                                                                       2. Технические решения по подвесу на ВЛ выбранных типов ОК и муфт


               При создании ВОЛС-ВЛ необходимо обеспечить надежную и безопасную эксплуатацию ВЛ и ВОЛС.

               ОКСН на ВЛ до 1 кВ следует подвешивать на опоре, как правило, ниже фазных проводов.

               Расстояние по вертикали между ОКСН и неизолированными фазными проводами на опорах ВЛ до 1 кВ – не менее 0,4 м.

               Расстояние в свету в пролёте между ОКСН и фазным проводом ВЛ до 1 кВ, ОКСН и проводами линий связи (ЛС) и линий проводного вещания (ЛПВ) при максимальном расчетном ветровом давлении, сниженном расчетном ветровом давлении (половина, четверть, одна шестая и одна восьмая), максимальной температуре окружающей среды должно быть не менее 0,05 м.

               Расстояние по вертикали до земли от ОКСН, подвешенного ниже уровня фазных проводов, при наибольшей расчетной стреле провеса должно быть не менее:

  • в населённой местности – 5 м;

  • в ненаселённой местности – 4 м.

                   Для всех ветровых и гололедных районов рекомендуется по умолчанию выбирать ОКСН с максимальной допустимой растягивающей нагрузкой (МДРН) равной 3 кН.

                   Для IV района и выше требуется дополнительно провести расчёт, чтобы убедиться, что максимальная нагрузка на выбранный ОКСН не превышает допустимых значений.  

                   В случае, если по расчёту выбранный ОКСН по показателю растягивающей нагрузки превышает допустимые значения необходимо предусмотреть использование кабеля с большим значением МДРН.

    Для выбранного ОКСН должны быть выполнены следующие расчёты:

        - Расчет габаритных расстояний до поверхности земли при наибольшей стреле провеса и до пересекаемых объектов при соответствующих климатических условиях независимо от вида местности.

        - Механический расчет ОКСН, включая расчеты на сближение ОКСН с фазными проводами, с проводами ЛС и ЛПВ, а так же расчет расстояний от ОКСН до фазных проводов в местах пересечения проектируемой ВОЛС-ВЛ с другими ВЛ.

        - Расчет механической прочности опор и их закреплений в грунте с учетом дополнительной нагрузки, возникающей при подвесе ОКСН, если на опорах ВЛ уже подвешена одна и более ЛПВ и ЛС.

          - Для определения допустимых нагрузок на ОКСН, монтажных стрел провеса, а также габаритов до земли и элементов ВЛ, по трассе которой организуется ВОЛС, и пересекаемых ВЛ требуется выполнить механический расчёт ОКСН. При проведении расчётов следует учитывать климатические характеристики района прохождения трассы, указанные в исходных данных (задании на проектирование) и физико-механические характеристики ОКСН.

    Расчёт следует выполнять для наибольшего пролёта ВЛ, по трассе которой организуется ВОЛС, и для пролётов пересечения с объектами, расположенными ниже проводов ВЛ, на которой организуется ВОЛС.

           Если ВЛ, по трассе которой организуется ВОЛС, была спроектирована и построена по нормативам, действовавшим до вступления в силу ПУЭ 7 издания, то расчёт нагрузок от ОКСН, воспринимаемых опорами, расчеты на сближение ОКСН с фазными проводами при различных климатических условиях следует проводить в соответствии с требованиями ПУЭ и строительными нормативами, действовавшими на момент проектирования ВЛ, а механический расчет ОКСН следует проводить в соответствии с требованиями ПУЭ 7 издания.

             Механический расчет ОКСН рекомендуется проводить с учетом вытяжки кабеля, как при среднеэксплуатационной нагрузке, так и после воздействия максимальной внешней климатической нагрузки в соответствии с требованиями и c соблюдением допустимых нагрузок на оптическое волокно (ОВ), которые определяются изготовителем кабеля.

             Допустимо проводить механический расчет без учета вытяжки ОКСН по начальному (монтажному) модулю упругости, но в этом случае, расстояния необходимо увеличить на 0,2 м.

             Механический расчёт ОКСН по методу приведённого пролёта не допускается. Допускается проводить расчет монтажных стрел провеса и тяжений для каждого пролета ВЛ в пределах анкерной секции как для анкерного пролета.

                     Полученные в результате механического расчета значения тяжений не должны превышать допустимых значений при максимальных и среднеэксплуатационных нагрузках, указанных изготовителем ОКСН.


                     Если по результатам выполнения механического расчёта будет выявлено превышение допустимых нагрузок на опоры и их закрепления в грунте, следует предусмотреть меры по усилению конструкции опор и закреплений.

                     Особое внимание следует обращать при подвесе ОКСН на анкерно-угловые опоры, т.к. подвес ОКСН на этих опорах может привести к возникновению большой нескомпенсированной нагрузки от ОКСН, направленной в сторону угла поворота трассы, что может привести к недопустимому отклонению опор.

                     Таким образом при проектировании ВОЛС-ВЛ на этапе обследования следует определить все анкерно-угловые опоры по трассе ВЛ, выполнить расчет нагрузок на эти опоры от существующих фазных проводов, ОК, ЛС и ЛПВ, а также подвешиваемого ОКСН и оценить опасность возникающей дополнительной нескомпенсированной нагрузки от подвешиваемого ОКСН для опор.

                     В случае если возникающая нагрузка от подвешиваемого ОКСН может привести к ненормативному отклонению опор, то следует предусмотреть мероприятия по усилению опоры посредством применения оттяжки, закрепляемой на высоте размещения кабеля на анкерно-угловой опоре.

                 В случае если ВОЛС на ВЛ до 1 кВ имеет пересечения с ВЛ 220-750 кВ, то для выбора материала оболочки ОКСН или типа ОК в пролетах пересечения ВОЛС следует производить расчет величины наведенного потенциала электрического поля.

                 Высота фазных проводов ВЛ 220 – 750 кВ над землей в месте пересечения с ВЛ до 1 кВ должна быть скорректирована путем пересчета на среднеэксплуатационную температуру кривой провисания фазных проводов ВЛ 220 – 750 кВ относительно значения полученного на момент сбора исходных данных по ВЛ. Для ВЛ 220 – 330 кВ с учетом токовых нагрузок, температуры воздуха, скорости и направления ветра в момент сбора данных по пересечению, а для ВЛ 500 – 750 кВ с учетом температуры воздуха.

                   В зависимости от высот подвеса ОКСН и фазных проводов ВЛ 220 – 750кВ в местах пересечения определяется материал наружной оболочки ОКСН: стандартная, со стойкостью к наведенному потенциалу электрического поля не более 12 кВ, или трекингостойкая, со стойкостью к наведенному потенциалу электрического поля не более 25 кВ.

                     Наиболее предпочтительным вариантом является подвес в пролете пересечения ОКГТ с наименьшим диаметром при условии обеспечения требований по соблюдению изоляционных расстояний от фазных проводов до ОКГТ, который в этом случае приравнивается к заземленным частям опоры.

                     К подвешиваемому в таком случае в пролёте пересечения ОКГТ предъявляются те же требования и следует выполнить те же расчёты и проверки, что и для ОКСН.

                 Проверку на соблюдение допустимых наименьших изоляционных расстояний между ОКСН, подвешенным ниже фазных проводов, и фазными проводами и/или ОКСН (в случае подвеса на ВЛ более одного ОКСН) следует выполнять при климатических условиях (в части описания сочетаний климатических условий при грозовых и внутренних перенапряжениях) ПУЭ 7.


3. Пересечение проектируемой ВОЛС с другими объектами.

          

При подвесе ОК на пересекающих ВЛ до 1 кВ расстояние до фазных проводов пересекаемых ВЛ при максимальной температуре или гололёде без ветра должно быть не менее приведённого.

            При подвесе ОК на пересекаемой ВЛ до 1 кВ в месте пересечения с ВЛ 220-750 кВ должно быть проверено влияние наведённого потенциала ВЛ 220-750 кВ.

           При организации ВОЛС на действующих ВЛ до 1 кВ при пересечении с а.д. наименьшее расстояние от ОКСН при наибольшей стреле провеса (при расчетной максимальной гололедной нагрузке) до проезжей части дороги должно быть не менее 5,5 м.


4. Требования к расчёту строительных длин ОК.


           Строительные длины ОК для организации ВОЛС следует рассчитывать исходя из фактической длины трассы ВЛ.

           При расчете строительной длины должны быть учтены:

           - длины пролётов с учётом тяжений, стрел провеса и монтажного (начального) модуля упругости ОК;

 длины спусков ОК к муфтам;

            - технологический запас для возможности монтажа и перемонтажа муфт с использованием специализированного оборудования для сварки ОВ, размещаемого на земле без подъёма на опору.

            Технологические спуски ОК от мест крепления на опорах к муфтам должны включать в себя:

           - длину ОК, необходимую для спуска (прохождения) кабеля от места его крепления к опоре до места размещения муфты;

           - технологический запас для обеспечения монтажа и перемонтажа ОК в муфте, рассчитываемый для каждой опоры с муфтой как сумма высоты подвеса муфты относительно уровня земли и длины ОК не менее 10 м, необходимой для разделки кабеля в передвижной лаборатории на случай невозможности ее подъезда вплотную к опоре.

             Если Заказчиком принято решение, что поставка ОК должна осуществляться одинаковыми мерными длинами по согласованию с   поставщиком ОК, а не строительными длинами, рассчитанными проектировщиком, следует учесть поставляемые длины при выборе опор, на которых будут размещены соединительные муфты, таким образом, чтобы снизить потери ОК на технологические отходы.

               Прочность заделки ОКСН в натяжном зажиме должна составлять не менее 95% разрывного усилия кабеля при растяжении. Прочность заделки ОКСН в поддерживающем зажиме должна составлять не менее 20% от разрывного усилия в кабеля при растяжении, а разрушающая вертикальная нагрузка поддерживающего узла должна быть не менее вертикальной нагрузки, рассчитанной при проектировании.


5. Размещение ОКСН на опорах


         Для подвеса натяжных и поддерживающих креплений ОКСН на опорах ВЛ следует разработать или применить готовые универсальные узлы крепления, размещаемые на стойках опор.

         Применение узлов крепления типа УК-Н-01 и УК-П-02 также возможно на стойках типа СВ.

          В случае, когда муфта размещается на промежуточной опоре, следует применить натяжные крепления. При этом в пролётах слева и справа от такой опоры должны быть установлены равные тяжения ОКСН.

          В натяжных и поддерживающих креплениях ОКСН изоляторы не предусматриваются.

         В креплениях ОКСН следует применять спиральные натяжные и поддерживающие зажимы. Допускается применение других типов зажимов, аттестованных в установленном порядке.

         При невозможности отключения ВЛ или одной цепи ВЛ, для подвеса ОКСН рекомендуется применять натяжные клиновые зажимы, если они аттестованы в установленном порядке.

         При подвесе ОКСН должны быть выполнены следующие расчеты:

         - Проверка расстояния от подвешиваемого ОКСН до фазных проводов пересекающих ВЛ 220-750 кВ для выбора материала оболочки ОКСН или типа ОК по условиям наведённого потенциала ВЛ 220-750 кВ в местах пересечения в соответствии с указаниями.     

         - Расчет на сближение ОКСН с фазными проводами и/или другим ОК (при подвесе на ВЛ более одного ОК) при воздействии различных климатических условий.

         - Проверка механической прочности опор и закреплений в грунте.

         - Проверка габаритов до пересекаемых объектов.  



6. Крепление муфт и технологического запаса ОКС                                                          


           Для прямого и разветвительного сращивания строительных длин ОКСН следует использовать оптическую муфту, например МТОК или МОПГ-М. Размещение оптической муфты и запаса ОКСН может быть выполнено в следующем виде:

          - на устройствах размещения запаса барабанного типа БШ;

          - в защитном шкафу типа ШРМ.


7. Монтаж ОК

          

           В состав проектной документации должны быть включены указания по монтажу ОК, которые должны учитывать характерные особенности конструкций ОК и опор, размещения ОК на ВЛ, описание трассы ВЛ. В том числе в указания по монтажу должны входить следующие требования:

               - Монтаж ОК должен осуществляться строго в соответствии c Инструкцией по монтажу подвешиваемого типа кабеля, поставляемой изготовителем, и таблицей монтажных тяжений и стрел провеса с соблюдений указаний, приводимых в монтажной ведомости.

               - Строительные длины ОК должны быть определены с учетом спусков ОК к муфтам для монтажа и перемонтажа кабеля в муфтах в процессе эксплуатации.


          Длина запаса ОК на организацию спусков должна быть учтена, как сумма высот опор, на которых устанавливаются соединительные муфты, и заходов по 10 м на каждую опору, на которой устанавливается муфта, необходимых для организации разделки и монтажа кабеля в муфтах в передвижной лаборатории.

          Радиус изгиба кабеля должен быть не менее 20 диаметров соответствующего кабеля.

               Для соединения ОК в муфте и расположением запаса кабеля на барабане, длину спусков ОК от их первого (на тросостойке опоры) изолированного крепления следует устанавливать для обоих концов ОК равной длины. Не допускается при намотке спусков ОК образование петель ОК, выходящих за пределы барабана.

           Для промежуточных опор, на которых предусматривается муфта, и крепление ОК выполняется при помощи натяжных креплений, на период монтажа ОК, следует предусматривать временную оттяжку.

 


Возврат к списку