ВОЛС на воздушных линиях электропередачи (стр. 5 )

Рис. 3. Типовая конструкция ОКСН

Следует иметь в виду, что кабели типа ОКСН практически очень трудно подвесить в точке нулевого потенциала, для минимизации электромагнитных полей, воздействующих на кабель. Поскольку новый ОКСН подвержен ползучести (явление аналогичное осадке в строительстве) необходимо контролировать и знать его конечные характеристики после начала эксплуатации ВОЛС-ВЛ и по ним произвести пересчет стрел провеса и повторно провести анализ распределения электромагнитного поля. Все это требует высокой квалификации персонала, осуществляющего планирование, проектирование и организацию эксплуатации ВОЛС-ВЛ, а также тесных контактов проектных институтов с производителями кабелей.

Теоретически можно разработать ОКСН для очень большой длины пролета ВЛ из-за его малой массы, однако, для пролетов длиной более 500м ОКСН выпускают редко, поскольку цена на кабель растет логарифмически с увеличением количества используемых арамидных нитей. Кабель типа ОКСН удобно подвешивать и осуществлять его стыковку. В настоящее время выпускаются  и поставляются ОКСН, емкостью свыше 100 ОВ.

Кабели такой конструкции выпускают Alcatel (Швецария); Alcoa Fujikura Ltd. (США); Focas (Великобритания); Pirelli (Италия); Siemens (Германия) (теперь подразделение Corning Optical Cables); Севкабель-Оптик (С-Петербург); Самарская Оптическая Кабельная Компания (СОКК); Оптен (С-Петербург); Трансвок (Боровск, Калужской обл.). Следует отметить, что ОКСН отечественного производства не имеют описанных выше специальных решений в конструкции оболочек - промежуточной и внешней, за исключением компании -Оптик», которая освоила выпуск кабелей типа ОКСН с баллистической защитой.

Выпускаются и другие варианты конструкций ОКСН, в частности с профилированным пластиковым сердечником, но они пригодны для подвески на ВЛ напряжением до 110 кВ и имеют несколько худшие технические и эксплуатационные характеристики [10], или разработаны специально для применения в многоволоконных ленточных кабелях.

На рис. 3 схематически представлена типовая конструкция ОКСН. В табл. 5 приведены основные характеристики типовых ОКСН, рекомендуемых для подвески на ВЛ 110 и 220 кВ

ОКН

На существующих ВЛ, находящихся в хорошем состоянии, применялись различные технологии по подсоединению ОК к несущим проводам линии: с помощью ленты, зажимов и навивки. Навивка, как показала практика, оказалась наиболее удачной из всех этих технологий по всем показателям, таким как надежность системы, низкая стоимость монтажа, малые затраты на эксплуатацию, продуктивная работа, и на сегодняшний день является наиболее жизнеспособной технологией присоединения ОК. Основная идея этой технологии состоит в том, чтобы использовать уже существующий грозозащитный трос или один из фазовых проводов в качестве несущего проводника, на который наматывается специальный ОК - ОКН. При этом ОКН может быть малогабаритным и иметь малую массу (около 40-50 кг/км), так как основная силовая нагрузка в этом случае приходится на несущий проводник. Для ОКН емкостью в  24 ОВ его диаметр составляет порядка 6 мм. Никаких работ по усилению несущей структуры не требуется, поскольку дополнительные нагрузки, привносимые ОКН, ничтожны.

Испытания в аэродинамической трубе как с моделированием гололеда, так и без него, и более чем двадцатилетняя практика применения ОКН, показали, что навитый ОК не вызывает появления нестабильностей и неустойчивых состояний в несущем проводнике. Следует также отметить, что спирально навитый ОКН дополнительно помогает противостоять вибрации и раскачиванию грозотроса или фазного провода с кабелем так, как это делает петля спирали, намотанная вокруг трубы, при сильном ветре.

Современные кабели типа ОКН разработаны для навивки на грозотрос ВЛ любого номинального напряжения или на фазный провод ВЛ напряжением до 150 кВ при обеспечении равномерного и постоянного тяжения  кабеля. ОКН обеспечивают целый ряд преимуществ при строительстве ВОЛС-ВЛ, включая возможность их навивки на грозотрос действующих ВЛ напряжением 220 кВ и выше при достаточно высокой скорости подвеса и монтажа.

Кабели типа ОКН выпускаются традиционно английскими и японскими производителями. Конструкция кабелей западного и восточного производства различаются только в применении свободно уложенных и плотно упакованных ОВ соответственно. Мировым лидером в производстве ОКН является английская компания Focas, которая произвела и смонтировала свыше 15 000 км ОКН под торговой маркой Skywrap.

Конструкция ОКН Skywrap является классической и представлена на Рис. 4

Рис. 4. Конструкция ОКН

Таблица 6. Основные характеристики  ОКН

№	Марка  OK	Количество ОВ	Диаметр,  мм	Масса,  кг/км	Разрывная нагрузка,  кН	Несущий проводник	Макс. температура проводника, °С	Цена, USD  (справочно)	Производитель	Примечания
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	FD-16BA4-HA1	16	6,2	32	1	ГТ	300	6100*)	Focas (Англия)	ВЛ до 500кВ
2	FD-32BA4-HA1	32	7,3	44	1	ГТ	300	7700*)	то же
3	FD-16HA4-HA1	16	7,3	52	1	ФП	300	6400*)	ВЛ до 220кВ
4	FD-32HA4-HA1	32	8,1	64	1	ФП	300	8000*)	то же
7	FD-16JM4-HA1	16	7,3	51	1	ГТ	300	6850*)	ВЛ до 500кВ
8	FD-32JM4-HA1	32	8,4	69	1	ГТ	300	8450*)	то же
9	FD-16HM4-HA1	16	8,1	62	1	ФП	300	7150*)	ВЛ до 220кВ
10	FD-32HM4-HA1	32	9,0	77	1	ФП	300	8750*)	то же
11	OKH-6	2...24	7,5-8,0	48-54	0,35-1,2	ГТ	-	-	Оптен	ВЛ до 500кВ
12	OKH-10	2...24	8,0-8,5	51-57	0,35-1,2	ГТ	-	-	(г. С-Петербург)	то же
Примечания:	1. ГТ - навивка на грозотрос
2. ФП - навивка на фазный провод.
3. *) - Цены даны справочно

В ОКН вокруг центрального силового стержня располагаются трубки со свободно уложенными ОВ вместе с заполнителем и системой водоустойчивости, заключенными в специальную внешнюю оболочку. Кабель должен обеспечивать защиту от воздействия как электромагнитных полей, наведенных параллельно проходящими фазовыми проводами, так и любых внешних факторов и нагрузок, например, клевки птиц или выстрелы из огнестрельного оружия.

По всей длине ОКН независимо от навивки и нагрузки на кабель,  должно обеспечиваться нулевое напряжение в ОВ. С этой целью для защиты внутренних ОВ от проникновения влаги и предотвращения воздействия возможных внешних нагрузок свободно уложенные трубки с ОВ заполнены специальным гелем.

Кроме упомянутой компании Focas, кабели типа ОКН выпускают компании Corning Optical Cables (бывшее BICC, Великобритания), Fujikura (Япония), Hitachi (Япония), Furukawa (Япония). Были попытки произвести кабель ОКН и отечественными производителями (Оптен, С-Петербург), однако создать законченную навивную систему не удалось.

Другим путем создания системы присоединенных кабелей пошли фирмы Siemens (Германия) (теперь подразделение Corning Optical Cables); Alcatel (Германия). Однако о широком внедрении присоединенных кабелей говорить пока рано.

Основные характеристики и параметры типичных ОК отечественного и зарубежного производства, рекомендуемых  для подвески на ВЛ 110 и 220 кВ и имеющих необходимый уровень надежности в соответствии с правилами [9], представлены в таблицах 4–6. Подробные технические характеристики ОКГТ и ОКСН отечественного производства можно найти в справочниках  [10, 17].

Выбор технологии ВОЛС-ВЛ

В процессе планирования и принятия решения по выбору технологии ВОЛС-ВЛ следует учитывать и принимать во внимание различные факторы, такие как конструкция, класс напряжения и состояние ВЛ, географические особенности региона, климат, желательное время инсталляции, вопросы связанные с последующем гарантийным обслуживанием, общая стоимость проекта и надежность системы. Несмотря на то, что начальное вложение капитальных затрат является важной статьей расходов, непродуманная эксплуатация ВОЛС-ВЛ может существенно увеличить затраты на ВОЛС-ВЛ и даже привести  к значительным потерям не только телекоммуникационных услуг, но и от поставок электроэнергии. Поэтому очень важно выбрать правильную систему ВОЛС-ВЛ, как с технической точки зрения, так и с экономической.