ВОЛС на воздушных линиях электропередачи (стр. 4 )

Одним из наиболее важных решений при разработке технического проекта ВОЛС на ОКСН является выбор ОК соответствующей конструкции, который мог бы выдержать различные напряжения, возникающие в кабеле в процессе строительства и эксплуатации ВОЛС-ВЛ. Важными характеристиками конструктивного исполнения ОКСН являются допустимые внешние механические нагрузки, такие как ветровая, гололедная и нагрузка собственного веса. При разработке подобного проекта важно понимать и учитывать влияние наведенных на ОКСН токов и напряжений, возникающих под действием соседних фазовых проводов. Для этого требуется знание свойств материалов, из которых изготовлен ОК, и правильный выбор (расчет) точек подвески ОКСН на опорах ВЛ, чтобы минимизировать наведенные токи без уменьшения расстояния ОК от земли  или увеличения риска контакта (перехлеста) кабеля с фазными проводами. Обычно для успешного проектирования  и монтажа ОКСН необходим полный анализ распределения электрических полей по поперечному сечению ВЛ, включая сечения по оси опор ВЛ. Также очень важно иметь в виду, что, только используя специальную арматуру можно обеспечить надежную работу ОКСН. В качестве силовых элементов ОКСН обычно применяют арамидные нити и/или стеклопластик. Из-за возникающей индукции от подвешенных параллельно фазовых проводов применение металлических силовых элементов не рекомендуется.

Традиционно область применения ОКСН – ВЛ с относительно небольшими пролетами (до 200-300 м). Так на ВЛ напряжением 10, 35 и 110 кВ, при отсутствии грозозащитного троса на линиях, кабель ОКСН является практически единственным решением для ВОЛС-ВЛ. Однако в некоторых случаях ОКСН используют и на ВЛ с рабочим напряжением 220 кВ и выше с длиной пролетов 300-400м. Известное ограничение применения ОКСН на ВЛ класса напряжения выше 150 кВ связано с явлением так называемого сухого дугового разряда, возникающего после загрязнения оболочки ОКСН из-за наведенных потенциалов электромагнитного поля. Математическая модель и анализ указанного явления проведен в [18].

Последние исследования [19, 20] и классификация МЭК позволяют ограниченно использовать ОКСН даже на ВЛ класса напряжения 500 кВ, что, однако экономически неэффективно в связи с большими длинами пролетов (обоснование этого будет дано ниже).

Поскольку  одной из уязвимых черт ОКСН является низкая стойкость кабеля к повреждению дробью, разработаны и выпускаются модификации кабеля с защитой от огнестрельного оружия (баллистическая защита).

Типовая конструкция ОКСН.

Наиболее распространенная конструкция ОКСН представляет собой оптический сердечник модульной скрутки, защищенный арамидными нитями, которые используются в качестве армирующих элементов (см. рис.3). При этом ОВ находятся внутри трубок (модулей), выполненных из прочного полибутилентерефталата (ПБТ) или полиамида, которые заполнены водоотталкивающим гелем. Различные компании используют, как правило, 5-ти или 6-ти элементную скрутку на центральный элемент, выполненный в виде стеклопластикового стержня, который, обладая отрицательным температурным коэффициентом, «держит» конструкцию при высоких температурах. Поверх скрученных модулей накладывается полиэтиленовая оболочка типа ПЭВП или ПЭНП, в зависимости от необходимой стойкости к раздавливанию. Для конструкций ОКСН, обеспечивающих баллистическую стойкость, внутренняя оболочка выполнена из специальных материалов повышенной прочности. На промежуточную оболочку приклеиваются арамидные нити, которые укладываются, как правило, в два слоя противоположного повива. Прочная внешняя оболочка обеспечивает защиту ОКСН от внешних воздействий. Предусмотрены варианты оболочки с повышенной стойкостью к электрическому пробою и агрессивным средам. Данные модификации рекомендованы для применения в тех случаях, когда велика напряженность внешнего электрического поля, или если предполагается эксплуатировать изделие в загрязненных средах, когда обычная изоляция может оказаться недостаточно эффективной.

Таблица 5. Основные характеристики ОКСН

№	Марка OK	Основные характеристики	Цена, USD (справочно)	Производитель	Примечания
Количество ОВ	Диаметр, мм	Масса, кг/км	Разрывная нагрузка, кН	Макс. Допустимая  нагрузка, кН	Длительно допустимая нагрузка, кН
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	OKCH-23-17-16-E-04/0.25-7.7	16	17,2	315		17,6	7,7	4 870	Оптен  (СПб)	ВЛ 220 кВ
2	OKCH-24-17-16-E-04/0.25-7.7	16	18,2	365		21,8	9,5	5 570
3	ДТП-016Е04-05 (трекингостойкая оболочка)	16	15,0	180		18,0	10,0	3 950	Севкабель-Оптик	то же
4	ОКЛЖ-01-6-16-20,0	16	13,6	159		20,0		3 500	СОКК	ВЛ 110 кВ
5	ОКСНМ-10-01-0,22-16 (15,0)	16	14,8			15,0		2 550	Москабель-Фуджикура	то же
6	ОКК-10-0,22-16	16	14,8			20,0		3 195	Сарансккабель	то же
8	A-D(T)H 15mm2 1*32 E9/125 0.38F3.5+0.23 H18	32	11,6	140		10,0	8,0	5 551	Siemens (Германия)	то же
9	A-D(T)H 15mm2 1*16 E9/125 0.38F3.5+0.23 H18	16	11,6	140		10,0	8,0	4 322	то же
10	A-D(T)H 25mm2 1*32 E9/125 0.38F3.5+0.23 H18	32	12,7	165		16,5	12,5	6 839	то же
11	A-D(T)H 25mm2 1*16 E9/125 0.38F3.5+0.23 H18	16	12,7	165		16,5	12,5	5 610	то же
12	LL-SG5LV(FT-KKT25) 2*8 FSN 9/125	16	20,1	310	100,0	25,0		8 740	Alcatel (Швейцария)	то же
13	LL-SG5LV(FT-KKT25) 2*16 FSN 9/125	32	20,1	310	100,0	25,0		10 860	то же
14	LL-SG5LV(FT-KKT25) 2*8 FSN 9/125 (трекингстойкая обол.)	16	20,1	360	100,0	25,0		10 540	ВЛ 220 кВ
15	LL-SG5LV(FT-KKT25) 2*16 FSN 9/125 (трекингстойкая обол.)	32	20,1	360	100,0	25,0		12 660
16	ADSS-DF 2Y(ZN)2Y 4*4 E9/125 12kN	16	14,0	156	33,0	12,0		3 278	Alcatel Kabel AG&Co (Германия)	ВЛ 110 кВ
17	ADSS-DF 2Y(ZN)2Y 4*6 E9/125 12kN	32	14,6	156	33,0	12,0		4 684
18	ADSS-L525AT-16 opt. fiber	16	17	260	100,8	30,3	20,9	7 192	Alcatel (Франция)	то же
19	ADSS-L525AT-32 opt. fiber	32	17	260	100,8	30,3	20,9	8 660
20	FD-16DJ6/24-HA1	16	15,8	200	60,5	24,2		6 150	Focas (Англия)	то же
21	FD-32DJ6/24-HA1	32	15,8	200	60,5	24,2		7 750
22	FD-16DJ6/31-HA1	16	15,8	220	77,5	31,0		6 950
23	FD-32DJ6/31-HA1	32	15,8	220	77,5	31,0		8 550
		Примечания: 1. Характеристики ОКСН приведены для ВЛ 220 кВ и III климатической зоны.
		2. Рабочая температура окружающей среды  -50 - +500С.
		3. Цены даны справочно.

На рис. 3 схематически представлена конструкция ОКСН.