RU2784837C1 - Грозозащитный трос со встроенным волоконно-оптическим кабелем связи (варианты) - Google Patents
Грозозащитный трос со встроенным волоконно-оптическим кабелем связи (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784837C1 RU2784837C1 RU2021139044A RU2021139044A RU2784837C1 RU 2784837 C1 RU2784837 C1 RU 2784837C1 RU 2021139044 A RU2021139044 A RU 2021139044A RU 2021139044 A RU2021139044 A RU 2021139044A RU 2784837 C1 RU2784837 C1 RU 2784837C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cable
- optic communication
- lightning
- fiber
- steel wires
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 229910000611 Zinc aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- -1 zinc-aluminum Chemical compound 0.000 claims description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000011112 process operation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 7
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 6
- 230000001965 increased Effects 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000002965 rope Substances 0.000 description 4
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic Effects 0.000 description 3
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Использование: в области электроэнергетики для организации волоконно-оптических линий связи защиты с защитой воздушных электрических сетей от прямых ударов молнии. Технический результат - повышение стойкости грозозащитного троса с волоконно-оптическим кабелем связи к раздавливающим нагрузкам и удару молнии. Грозозащитный трос выполняют из стальных проволок, свитых по типу полосового касания. Вокруг волоконно-оптического кабеля связи выполняют 2-3 концентрических слоя, с одинаковым числом проволок в слое, свитых в одном направлении и с одинаковым шагом свивки. Согласно второму варианту центральная часть свита за отдельную технологическую операцию и состоит из 4-10 проволок стальных, свитых по типу полосового касания вокруг волоконно-оптического кабеля связи. Стойкость к раздавливанию грозозащитного троса при этом составляет 1,5-2 кН/см. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение предназначено для защиты воздушных электрических сетей от прямых ударов молнии, а также для организации волоконно-оптических линий связи.
Известен оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос, выполненный из стальной проволоки, плакированной алюминием, и проволок из алюминия или алюминиевого сплава (RU 145245U1, МПК G02B 6/44, 06.06.2014).
Недостатком полезной модели является низкая стойкость к ударам молнии, стальные проволоки, плакированные алюминием и проволоки из алюминия или алюминиевого сплава, имеют низкую стойкость к токам короткого замыкания, в связи с чем может произойти обрыв проволок, глубокие оплавления покрытий.
Известен грозозащитный трос с оптическими волокнами, содержащий скрученные оптические модули в виде пластиковых трубок (RU 182803U1, МПК H01B 11/22, 2017).
Недостатком изобретения является низкая стойкость к раздавливающим нагрузкам и неэффективное использование сечения из-за уменьшенного сечения металлических элементов, при увеличенных растягивающих нагрузках оптическая часть может деформироваться от давления, создаваемого в зажимах.
Известен (принят за прототип) грозозащитный трос с оптическим кабелем связи, содержащий центральную трубку с оптическими волокнами, гидрофобным заполнителем, при этом трубка выполнена из теплозащитного и высокопрочного композитного материала (RU 2441293C1, МПК H01B 11/22, 03.11.2010).
Недостатком изобретения является низкая стойкость к раздавливающей нагрузке, вследствие небольшой пластического обжатия - 2-4%, а также возможное деформирование трубки с оптическими волокнами в процессе производства троса.
Технический результат изобретения - получения грозозащитного троса со встроенным волоконно-оптическим кабелем связи с повышенной стойкостью к удару молнии, раздавливающим нагрузкам, а также одновременное выполнении функции кабеля связи и передачи данных.
Технический результат достигается тем, что грозозащитный трос, состоящий из проволок стальных, свитых по типу полосового касания в 2-3 концентрических слоя вокруг волоконно-оптического кабеля связи, с одинаковым числом проволок в слое; при этом проволоки стальные в слоях свиты в одном направлении и с одинаковым шагом свивки; при этом стойкость к раздавливанию грозозащитного троса составляет 1,5-2 кН/см.
Технический результат достигается тем, что грозозащитный трос, состоящий из проволок стальных, свитых по типу полосового касания в 2-3 концентрических слоя, с одинаковым числом проволок в слое, вокруг центральной части, при этом центральная часть свита за отдельную технологическую операцию и состоит из 4-10 проволок стальных, свитых по типу полосового касания вокруг волоконно-оптического кабеля связи, при этом стойкость к раздавливанию грозозащитного троса составляет 1,5-2 кН/см.
Технический результат достигается тем, что проволоки стальные грозозащитного троса имеют цинк-алюминиевое покрытие.
Технический результат достигается тем, что проволоки стальные грозозащитного троса имеют цинковое покрытие.
Внедрение в конструкцию грозозащитного троса оптических волокон позволяет быстро и эффективно создавать на основе инфраструктуры ЛЭП высокоскоростные современные линии передачи информации.
Применение волоконно-оптического кабеля связи, встроенного в грозозащитный трос, позволяет повысить экономическую эффективность использования тросовой защиты, путем создания канала связи на основе оптических волокон. При этом не требуется использование отдельных кабелей связи, увеличивающих нагрузку на опоры и не требующих дополнительных затрат на их монтаж и эксплуатацию.
Грозозащитный трос со встроенным волоконно-оптическим кабелем связи обладает чрезвычайно высокой механической и термической прочностью, в том числе, в случае удара молнии или короткого замыкания.
Грозозащитный трос содержит центральный стальной оптический модуль со свободно уложенными волокнами. Свободное пространство в оптическом модуле заполнено гидрофобным гелем. Количество волокон может достигать 144.
К отличительным признакам предлагаемых вариантов грозозащитного троса относится их конструктивное исполнение.
Выбор конструкции грозозащитного троса со встроенным волоконно-оптическим кабелем связи зависит от номинального диаметра троса, так с увеличением диаметра увеличивается число концентрических слоев в грозозащитном тросе.
Конструкция грозозащитного троса со встроенным волоконно-оптическим кабелем связи по пункту 1 предпочтительна для диаметров 8,0 - 15,0 мм, а по пункту 2 - для диаметров свыше 15,0 мм.
Грозозащитный трос по пункту 2 производится за две технологические операции, за первую изготавливается центральная часть, а затем производится одновременная свивка последующих слоев. Таким образом, центральная часть предохраняет волоконно-оптический кабель связи от раздавливания в процессе эксплуатации и повреждения при свивке и силовой обработке последующих слоев.
Свивка проволок по типу полосового касания обеспечивает максимальное заполнение площади поперечного сечения троса, позволяет при меньшем диаметре сохранить технические характеристики троса и увеличить прочность.
Меньший диаметр позволяет снизить вес и стрелы провеса тросов, не увеличивая для воздушных линий электропередач горизонтальные нагрузки от тяжения на опоры и не ухудшая их термическую стойкость.
Полосовое касание проволок в грозозащитном тросе обеспечивает стойкость к циклическому, знакопеременному воздействию ветровой нагрузки. В процессе эксплуатации трос подвержен вибрации, что вызывает усталостные разрушения проволок в местах контактов, что, в свою очередь, провоцирует преждевременные разрушения таких конструкций в наиболее нагруженных изгибающими нагрузками местах. Полосовое касание проволок исключает усталостные разрушения.
Полосовое касание проволок троса обеспечивает высокий модуль упругости, что снижает относительное удлинение, которое уменьшает провисания при эксплуатации. Не происходит снижения прочности, разрывов или оплавления проволок по основному металлу после ударов молнии.
За счет полосового касания проволок трос имеет гладкую, ровную поверхность. Благодаря меньшей площади, гладкой поверхности обеспечивается меньшее по массе гололедообразование и стойкость к ветровым воздействиям.
Проволоки стальные в слоях свиты в одном направлении и с одинаковым шагом свивки, таким образом снижаются внутренние контактные напряжения в проволоках, а также износ. В результате чего увеличивается срок эксплуатации грозозащитного троса.
Проведены испытания грозозащитного троса со встроенным волоконно-оптическим кабелем связи, значения показателей для троса диаметром 11,0 мм приведены в таблице.
Грозозащитный трос со встроенным волоконно-оптическим кабелем связи стоек к эоловой вибрации - 100 млн. циклов.
Грозозащитный трос стоек к воздействию 100 тысяч циклов галопирования (пляски) на резонансной частоте с двойной амплитудой, равной 1/25 длины пролета или к эквивалентному воздействию пульсирующей продольной нагрузки, т.е. нагрузки с частотой от 1 до 2 Гц и амплитудой от 20 % до 26 % от разрывного усилия троса.
Трос стойкий к термическому воздействию тока короткого замыкания, возникающего в процессе эксплуатации троса при однофазных и двухфазных замыканиях на землю.
Грозозащитный трос со встроенным волоконно-оптическим кабелем связи обладает абсолютной молниестойкостью (класс 4) с сохранением 100% прочности; стойкостью к последовательным видам воздействий: удар молнии - полный цикл вибраций.
| Таблица Технические показатели грозозащитного троса со встроенным волоконно-оптическим кабелем связи |
||
| Диаметр, мм | 11,0 | |
| Площадь поперечного сечения троса, мм2 | 79,42 | |
| Маркировочная группа, Н/мм2 | 1770 | |
| Механическая прочность на разрыв МПР, кН | 128 | |
| Электрическое сопротивление постоянному току при 20 0С, Ом/км | 2,52 | |
| Внутреннее индуктивное сопротивление , Ом/км | 0,34 | |
| Модуль упругости, Н/мм2 | 1,70*105 | |
| Среднеэксплуатационная нагрузка (СЭН), кН | 54 | |
| Максимально-допустимая растягивающая нагрузка (МДРН), кН | 81 | |
| Коэффициент затухания на длине волны 1550 нм, дБ/км | Не более 0,5 | |
| Раздавливающее усилие, кН/см | 2,0 | |
| Водонепроницаемость (длина образца: 3 м, время: 24 часа) | Отсутствие воды на конце отрезка | |
| Осевые закручивания - на угол ±360° на длине 4 м |
Отсутствие повреждений | |
| Каплепадение гидрофобного компаунда при 70°С |
Отсутствие каплепадения | |
| Климатические воздействия - диапазон температур от плюс 85 0С до минус 60 0С, 3 цикла, время цикла 24 часа |
Δα* ≤0,05 дБ/км | |
| Стойкость к удару молнии(испытания) | ||
| Разряд, Кл | 110 | |
| Падение прочности, после разряда, % МПР | отсутствует | |
| Подтверждение класса молнестойкости | Соответствует 4 класс | |
| Эоловая вибрация после ударов молнии(испытания) | ||
| Количество циклов | 108 | |
| Падение прочности, после вибрации, % МПР* | 0 | |
| * - прирост затухания оптического волокна в кабеле на нормированных длинах волн. | ||
Стойкость к раздавливанию грозозащитного троса составляет 1,5-2 кН/см (нормированное значение 1,0 кН/см), такое значение обеспечивается за счет максимального увеличения площади заполнения металлом сечения троса и многослойной конструкции троса.
Предложенные конструкции обеспечивают гарантированную защиту волоконно-оптическим кабеля связи от воздействия внешних факторов.
Особенность заявленного изобретения в том, что в зависимости от среды эксплуатации грозозащитного троса со встроенным волоконно-оптическим кабелем связи выбирают проволоки стальные с цинк-алюминиевым покрытием или цинковым покрытием.
Грозозащитный трос обладает высокой коррозионной стойкостью за счет применения проволоки с покрытием.
Грозозащитный трос с проволоками цинк-алюминиевого покрытия обладает повышенной коррозионной стойкостью, а также стабильностью покрытия при высоких температурах - до 350°С, что приводит к увеличению срока службы.
Алюминий при контакте с воздухом быстро окисляется, в результате этого процесса образуется устойчивая оксидная пленка, которая химически пассивна и не разрушается с течением времени, предотвращая коррозию металла.
Изобретение иллюстрируется рисунками:
Фиг. 1 - поперечное сечение грозозащитного троса со встроенным волоконно-оптическим кабелем связи конструкции 1хК17(Т+8+8), где:
1 - волоконно-оптический кабель связи;
2 - проволоки стальные 1-го слоя;
3 - проволоки стальные 2-го слоя.
Фиг. 2 - поперечное сечение грозозащитного троса со встроенным волоконно-оптическим кабелем связи конструкции 1хК37(Т+6+15+15), где:
1 - волоконно-оптический кабель связи;
2 - центральная часть;
3 - проволоки стальные 2-го слоя;
4 - проволоки стальные 3-го слоя.
Рассмотрим подробное изготовление грозозащитного троса со встроенным волоконно-оптическим кабелем связи.
Изготовление троса конструкции 1хК17(Т+8+8) производится за одну технологическую операцию на канатовьющем оборудовании. При этом на канатовьющем оборудовании установлена роликовая клеть-волока для получения полосового касания проволок. В отдающее устройство канатовьющего оборудования установлен барабан с волоконно-оптическим кабелем связи 1, который протягивают через полый вал оборудования в центр распределительного шаблона.
Стальные проволоки 2 и 3 с зарядных шпуль протягивают через направляющие втулки ротора машины и распределяются согласно конструкции в распределительном шаблоне, затем поступают в обжимные плашки, свиваясь вокруг волоконно-оптического кабеля связи, трос сразу же поступает в роликовую клеть-волоку, где происходит радиальное обжатие. Так образуется полосовое касание проволок в слоях. Изготовление троса производится с одинаковым шагом свивки в слоях и в одном направлении. Далее, для снятия упругих напряжений трос подвергается рихтовке в рихтовальном приспособлении, затем набирается на вытяжной шкив и укладывается на барабан, установленный в приемном устройстве.
Грозозащитный трос со встроенным волоконно-оптическим кабелем связи имеет повышенную стойкость к удару молнии, без снижения натяжения троса и обрыва проволок при разряде, при одновременном сохранении работоспособности оптического кабеля в течение длительного срока эксплуатации в составе воздушных линий электропередачи и соблюдении всех технических требований, влияющих на надежность воздушных линий электропередачи.
Claims (6)
1. Грозозащитный трос, состоящий из проволок стальных, свитых по типу полосового касания в 2-3 концентрических слоя вокруг волоконно-оптического кабеля связи, с одинаковым числом проволок в слое; при этом проволоки стальные в слоях свиты в одном направлении и с одинаковым шагом свивки, при этом стойкость к раздавливанию грозозащитного троса составляет 1,5-2 кН/см.
2. Грозозащитный трос, состоящий из проволок стальных, свитых по типу полосового касания в 2-3 концентрических слоя, с одинаковым числом проволок в слое, вокруг центральной части, при этом центральная часть свита за отдельную технологическую операцию и состоит из 4-10 проволок стальных, свитых по типу полосового касания вокруг волоконно-оптического кабеля связи, при этом стойкость к раздавливанию грозозащитного троса составляет 1,5-2 кН/см.
3. Грозозащитный трос по п.1, отличающийся тем, что проволоки стальные имеют цинк-алюминиевое покрытие.
4. Грозозащитный трос по п.1, отличающийся тем, что проволоки стальные имеют цинковое покрытие.
5. Грозозащитный трос по п.2, отличающийся тем, что проволоки стальные имеют цинк-алюминиевое покрытие.
6. Грозозащитный трос по п.2, отличающийся тем, что проволоки стальные имеют цинковое покрытие.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2784837C1 true RU2784837C1 (ru) | 2022-11-30 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1099229B1 (en) * | 1998-07-20 | 2007-09-12 | Prysmian Cavi e Sistemi Energia S.r.l. | Hybrid electrical-optical cable for overhead installations |
| RU2441293C1 (ru) * | 2010-11-03 | 2012-01-27 | Алексей Константинович Власов | Грозозащитный трос с оптическим кабелем связи |
| RU161760U1 (ru) * | 2015-09-08 | 2016-05-10 | Алексей Константинович Власов | Молниезащитный трос с оптическим кабелем связи |
| RU182803U1 (ru) * | 2017-11-14 | 2018-09-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Инкаб" | Грозозащитный трос |
| RU2732073C1 (ru) * | 2020-01-24 | 2020-09-11 | Виктор Александрович Фокин | Грозозащитный трос с оптическим кабелем связи (варианты) |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1099229B1 (en) * | 1998-07-20 | 2007-09-12 | Prysmian Cavi e Sistemi Energia S.r.l. | Hybrid electrical-optical cable for overhead installations |
| RU2441293C1 (ru) * | 2010-11-03 | 2012-01-27 | Алексей Константинович Власов | Грозозащитный трос с оптическим кабелем связи |
| RU161760U1 (ru) * | 2015-09-08 | 2016-05-10 | Алексей Константинович Власов | Молниезащитный трос с оптическим кабелем связи |
| RU182803U1 (ru) * | 2017-11-14 | 2018-09-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Инкаб" | Грозозащитный трос |
| RU2732073C1 (ru) * | 2020-01-24 | 2020-09-11 | Виктор Александрович Фокин | Грозозащитный трос с оптическим кабелем связи (варианты) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104916369B (zh) | 一种光电复合耐扭曲中压风能电缆及其制备方法 | |
| CN101447244A (zh) | 一种高抗拉、耐弯曲移动电缆导体 | |
| RU2441293C1 (ru) | Грозозащитный трос с оптическим кабелем связи | |
| KR102057043B1 (ko) | 감소된 열 변곡점을 갖는 에너지 효율이 높은 도체 및 그의 제조방법 | |
| CN105788738A (zh) | 一种降低热拐点的高能效导线及其制造方法 | |
| RU2784837C1 (ru) | Грозозащитный трос со встроенным волоконно-оптическим кабелем связи (варианты) | |
| US11493716B2 (en) | Optical fiber composite ground wire using composite material | |
| CN203573670U (zh) | 一种施工电梯专用电缆 | |
| RU203046U1 (ru) | Трос одинарной свивки | |
| CN203895136U (zh) | 一种户外用移动加强型阻燃软电缆 | |
| RU78362U1 (ru) | Грозозащитный трос | |
| RU127239U1 (ru) | Грозозащитный трос (варианты) | |
| CN215577882U (zh) | 一种光纤复合岸电电缆 | |
| CN210015721U (zh) | 一种斗轮机、卸船机卷盘扁电缆 | |
| RU2781692C1 (ru) | Грозозащитный трос (варианты) | |
| CN213519359U (zh) | 额定电压35kV智能型改性聚丙烯绝缘电力电缆 | |
| RU2361304C1 (ru) | Грозозащитный трос | |
| RU202972U1 (ru) | Трос одинарной свивки | |
| CN207233426U (zh) | 一种机械用拖令电缆 | |
| CN212209027U (zh) | 一种耐曲挠户外测长电缆 | |
| CN111292895A (zh) | 高可靠性大跨度钢丝加强芯集束架空线及其加工工艺 | |
| CN219832238U (zh) | 断线预警型卷筒控制电缆 | |
| CN211455333U (zh) | 移动用拖链电缆 | |
| CN205751582U (zh) | 一种加强型防风晃吊具电缆 | |
| CN216487404U (zh) | 抗拉、耐曲绕、耐扭、耐磨的复合电缆 |