Грозозащитный трос с оптическим кабелем связи (варианты)

Изобретение относится к области электротехники. Грозозащитный трос с оптическим кабелем связи, количество оптического волокна до 96 штук в модуле, изготавливается по двум вариантам: из нержавеющей марки стали, первый слой девяти стальных оцинкованных проволок, второй слой выполнен из девяти алюминиевых проволок и из нержавеющей марки стали, первый слой девяти стальных оцинкованных проволок пластически деформирован по наружной поверхности слоя, степень обжатия поперечного сечения слоя 2,0÷5,5%, второй слой выполнен из девяти алюминиевых проволок. При этом первый и второй слои выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении с линейным касанием проволок первого и второго слоев, пластически деформированы по наружным поверхностям проволок второго слоя со степенью обжатия площади поперечного сечения 2,0÷5,5%. Изобретение обеспечивает создание троса с пониженной массой при одновременном сохранении работоспособности оптического кабеля в течение длительного срока эксплуатации в составе воздушной линии электропередачи и выполнении всех технических требований, определяющих надежность ВЛ. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям грозозащитных тросов, изготовленных свивкой стальных оцинкованных проволок, а также алюминиевых проволок, с встроенным оптическим кабелем, и может быть использован для подвески на воздушных линиях электропередачи (ВЛ) для защиты ВЛ от прямых ударов молнии и для оптической связи по кабелям, встроенным в грозозащитный трос.

Известен грозозащитный трос, содержащий центральный стальной сердечник и скрученные вокруг него два повива из стальных проволок, слоя деблокирующего материала, полимерную оболочку из композиции сшитого полиэтилена, оптическое волокно, гидрофобный заполнитель и полимерную трубку (см. описание полезной модели к патенту РФ №45046, МПК Н01В 7/10, опубликовано 10.04.2005).

Основным недостатком известного изобретения является, покрытие стальных проволок полимерной оболочкой, что не соответствует основному назначению троса, защиты от прямых ударов молнии.

Известен оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос (варианты), (см. описание полезной модели к патенту RU 108648 U1, G02B 6/44, опубликовано 20.09.2011, Бюл. 26), содержащий центральный элемент выполненный из стальной проволоки плакированной алюминием, вокруг центрального элемента скручены несколько повивов и оптический модуль, герметичная трубка которого выполнена из нержавеющей стали с уложенными внутри нее оптическими волокнами и заполнена гидрофобинольным заполнителем, при этом оптический модуль расположен в первом повиве, который выполнен из стальной проволоки плакированной алюминием или проволоки из алюминиевого сплава, или комбинированным из стальной проволоки плакированной алюминием и проволоки из алюминиевого сплава.

Оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос, содержащий оптические модули, вокруг центрального элемента скручены несколько повивов и оптических модулей,

В качестве центрального элемента использован оптический модуль, герметичная трубка которого выполнена из нержавеющей стали с уложенными внутри нее оптическими волокнами и заполненная гидрофобинольным заполнителем, вокруг оптического модуля скручены несколько повивов, при этом первый повив выполнен из стальной проволоки плакированной алюминием или проволоки из алюминиевого сплава, или комбинированным из стальной проволоки плакированной алюминием и проволоки из алюминиевого сплава.

Все варианты грозозащитного троса с встроенным оптическим модулем изготавливаются с точечным касанием проволок между слоями. Данная конструкция троса характерна низкой конструктивной плотностью, а также высокими контактными напряжениями внутри троса. При точечном касании возникают большие контактные напряжения смятия, которые способствуют износу проволок с последующим их обрывом. С точки зрения технологии изготовления они не экономичны из-за большого количества свивочных операций.

Использование оптического модуля, у которого герметичная трубка выполнена из нержавеющей стали, контакт с повивом выполненным из стальной проволоки плакированной алюминием или проволоки из алюминиевого сплава, снижает коррозионную прочность троса из-за активной коррозии, Так как выпадающие из атмосферы соли и химические загрязнения на поверхности металла выступают в качестве электролита и приводят к ускоренному разрушению алюминия.

Известен оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос, содержащий оптический модуль в виде герметичной трубки, с уложенными внутри нее оптическими волокнами, и заполненная гидрофобинольным заполнителем, вокруг оптического модуля скручен один или несколько повивов из металлических элементов, герметичная трубка оптического модуля выполнена из нержавеющей стали покрытой алюминием, или из алюминия, при этом повивы, наложенные на герметичную трубку могут быть выполнены из стальной проволоки, плакированной алюминием или проволок из алюминия, или алюминиевого сплава, или комбинированного сочетания из стальной проволоки, плакированной алюминием и проволок из алюминия или алюминиевого сплава, (см. описание полезной модели к патенту RU 145245 U1, G02B 6/44, опубликовано 10.09.2014, Бюл. 25).

Необходимо отметить, что предлагаемые конструкции позволяют изготовление кабеля небольшого диаметра и веса, а также обеспечивают повышенную термическую стойкость к воздействию тока короткого замыкания, возникающего в процессе эксплуатации.

К недостаткам можно отнести следующее, покрытие герметичной трубки оптического модуля выполненной из нержавеющей стали алюминием, которое может осуществляться методом холодной сварки, при которой взаимная диффузия молекул металлов происходит без нагрева под высоким давлением внутри камеры, куда экструдированием подается пластичный алюминий нагретый до температуры 400°С. Нагревается алюминий только за счет трения и собственной деформации, что крайне негативным образом скажется на коэффициенте затухания оптических волокон и их целостности.

Коррозионная стойкость кабеля не будет увеличена из-за контакта трубки выполненной из нержавеющей марки стали с алюминием, что подтверждается последней редакцией международного стандарта IEEE-1138-2009, в который внесены изменения, в соответствии с которыми в районах с повышенной коррозионной активностью, к которым можно отнести все промышленные и густонаселенные районы, совместное использование в ОКГТ оптического модуля из нержавеющей марки стали и проволок с алюминиевым покрытием запрещено.

Известен оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос ОКГТ-ц, ОКГТ-с, производства Сарансккабель-оптика по ТУ 3587-006-51154035-2005 состоящий из оптического волокна, гидрофобного заполнителя, герметичной трубки из нержавеющей марки стали, стальной оцинкованной или проволоки плакированной алюминием, проволоки из алюминия или алюминиевого сплава.

К основным недостаткам приведенных конструкций грозотроса с оптическими волокнами можно отнести следующие, низкая стойкость троса данной конструкции, с точечным касанием проволок между слоями, к прямым ударам молнии. Точки контакта проволок между слоями являются концентраторами напряжений, что ведет к повышению местных значений напряжений не только при изгибе, но и при растяжении грозозащитного троса, что значительно снижает технический ресурс данного изделия. Контакт герметичной трубки с оптическими волокнами, из нержавеющей марки стали с алюминием конструкции проволок, при эксплуатации на открытом воздухе становится причиной активной коррозии, выпадающие из атмосферы соли и химические загрязнения на поверхности металла выступают в качестве электролита и приводят к ускоренному разрушению алюминия.

Задачей заявляемого изобретения является разработка грозозащитного троса с оптическим кабелем связи, количество оптического волокна до 96 штук в модуле, выполненным из нержавеющей марки стали с гидрофобным наполнителем, с пониженной массой троса, при одновременном сохранении работоспособности оптического кабеля в течение длительного срока эксплуатации в составе воздушной линии электропередачи и выполнении всех технических требований, определяющих надежность ВЛ.

Грозозащитный трос с оптическим кабелем связи, количество оптического волокна до 96 штук в модуле, изготавливается по двум вариантам.

Вариант 1.

Оптический кабель связи содержит центральную трубку 1 с оптическими волокнами 2 в количестве до 96, трубка выполнена из нержавеющей марки стали с гидрофобным наполнителем. Вокруг центральной трубки расположен первый слой девяти стальных оцинкованных проволок 3 и второй слой девяти алюминиевых проволок 4, при этом первый и второй слои выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок первого и второго слоя, наружные поверхности проволок второго слоя пластически деформированы. Степень обжатия площади поперечного сечения грозозащитного троса с встроенным оптическим кабелем 2,0÷5,5%. В результате кругового пластического обжатия троса круглое поперечное сечение алюминиевых проволок троса становится фасонным. Увеличена площадь контакта между проволоками второго слоя, грозозащитный трос в целом уплотнен по наружной поверхности и герметичен к проникновению жидких атмосферных осадков.

Вариант 2.

Оптический кабель связи содержит центральную трубку 1 с оптическими волокнами 2 в количестве до 96, трубка выполнена из нержавеющей марки стали с гидрофобным наполнителем. Вокруг центральной трубки расположен первый слой девяти стальных оцинкованных проволок 3. Первый слой из девяти стальных оцинкованных проволок пластически деформирован по наружной поверхности слоя, степень обжатия поперечного сечения слоя 2,0÷5,5%. Второй слой девяти алюминиевых проволок 4, при этом первый и второй слои выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок первого и второго слоя, наружные поверхности проволок второго слоя пластически деформированы. Степень обжатия площади поперечного сечения грозозащитного троса с встроенным оптическим кабелем 2,0÷5,5%. В результате кругового пластического обжатия троса круглое поперечное сечение стальных оцинкованных проволок, алюминиевых проволок троса становится фасонным. Увеличена площадь контакта между проволоками второго и первого слоя, грозозащитный трос в целом уплотнен по площади поперечного сечения и герметичен к проникновению жидких атмосферных осадков.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображено поперечное сечение грозозащитного троса с встроенным оптическим модулем по первому варианту

Грозозащитный трос содержит оптический модуль в виде, центральной трубки 1, выполненной из нержавеющей марки стали, оптическое волокно 2, первый слой девяти стальных оцинкованных проволок 3, второй слой из девяти алюминиевых проволок 4. При этом первый и второй слои выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении с линейным касанием проволок первого и второго слоя. Пластическая деформация второго слоя, со степенью обжатия площади поперечного сечения 2,0÷5,5%, по наружным поверхностям проволок, увеличивает площадь контакта между проволоками 4 второго слоя уплотняет трос в целом. Определение диаметра девяти проволок 3 первого слоя и диаметра девяти проволок 4 второго слоя производят с учетом формирования «арочного эффекта» в первом и втором слоях стальных проволок, сводящих к минимуму пластическую деформацию на наружной поверхности центральной трубки 1 с оптическими волокнами 2, тем самым исключается недопустимое увеличение коэффициента затухания оптического волокна. Предлагаемая двухслойная конструкция грозозащитного троса с оптическим кабелем связи, позволяет использовать оптический кабель больших диаметров с количеством оптических волокон до 96.

По второму варианту, сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 2 изображено поперечное сечение грозозащитного троса с встроенным оптическим модулем

Грозозащитный трос содержит оптический модуль в виде, центральной трубки 1, выполненной из нержавеющей марки стали, оптическое волокно 2, первый слой девяти стальных оцинкованных проволок 3, второй слой стальных оцинкованных проволок 4. При этом первый и второй слои выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении с линейным касанием проволок первого и второго слоя.

Первый слой из девяти стальных оцинкованных проволок пластически деформирован по наружной поверхности слоя, степень обжатия поперечного сечения слоя 2,0÷5,5%. Второй слой из девяти алюминиевых проволок 4, при этом первый и второй слои выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок первого и второго слоя, наружные поверхности проволок второго слоя пластически деформированы. Степень обжатия площади поперечного сечения грозозащитного троса с встроенным оптическим кабелем 2,0÷5,5%. В результате кругового пластического обжатия троса круглое поперечное сечение алюминиевых проволок троса становится фасонным. Увеличена площадь контакта между проволоками второго и первого слоя, грозозащитный трос в целом уплотнен по площади поперечного сечения и герметичен к проникновению жидких атмосферных осадков.

Определение диаметра девяти проволок 3 первого слоя и диаметра девяти проволок 4 второго слоя производят с учетом формирования «арочного эффекта» в первом слое из стальных оцинкованных проволок и втором слое из алюминиевых проволок, сводящих к минимуму пластическую деформацию на наружной поверхности центральной трубки 1 с оптическими волокнами 2, тем самым исключается недопустимое увеличение коэффициента затухания оптического волокна. Предлагаемая двухслойная конструкция грозозащитного троса с оптическим кабелем связи, позволяет использовать оптический кабель больших диаметров с количеством оптических волокон до 96.

Технология изготовления грозозащитного троса по двум вариантам, с встроенным оптическим модулем, сводится к следующему.

Вариант 1.

Свивку стальных оцинкованных проволок первого слоя 3 и проволок из алюминия второго слоя 4 троса, осуществляют за одну технологическую операцию. При этом шаг свивки для слоев проволок 3 и 4 сохраняется постоянным. Одновременно в процессе свивки выполняется вторая технологическая операция - это пластическая деформация изделия. При этом выполняют пластическое обжатие внешних проволок из алюминия второго слоя, со степенью обжатия по площади сечения троса в диапазоне 2,0÷5,5%, в результате чего наружные поверхности проволок 4 второго получаются пластически деформированными.

Вариант 2.

Свивку стальных оцинкованных проволок первого слоя 3 и проволок из алюминия, второго слоя 4 троса осуществляют за две технологические операции. Первая технологическая операция, свивка первого слоя с одновременной пластической деформацией, со степенью обжатия по площади поперечного сечения первого слоя стальных оцинкованных проволок в диапазоне 2,0÷5,5%. Вторая технологическая операция, свивка второго слоя из алюминиевых проволок, со степенью обжатия по площади сечения троса в диапазоне 2,0÷5,5%. При этом шаг свивки для слоев проволок 3 и 4 сохраняется постоянным.

Заявляемое изобретение позволяет, используя новую конструкцию, способ изготовления грозозащитного троса с оптическим кабелем связи, повысить стойкость к удару молнии, без снижения натяжения троса и обрыва проволок при разряде, с пониженной массой троса уменьшить вес, как минимум на 40%, от применяемого в настоящее время грозозащитного троса с оптическим кабелем связи, изготовленного из оцинкованных или плакированных алюминием стальных проволок, при одновременном сохранении работоспособности оптического кабеля в течение длительного срока эксплуатации в составе ВЛ и соблюдении всех технических требований, влияющих на надежность ВЛ.

1. Грозозащитный трос с оптическим кабелем связи, включающий центральную трубку с оптическими волокнами до 96 штук, выполненную из нержавеющей марки стали, первый слой девяти стальных оцинкованных проволок, отличающийся тем, что второй слой выполнен из девяти алюминиевых проволок, диаметры проволок первого и второго слоев определены с учетом формирования «арочного эффекта» в первом и втором слоях проволок, сводящих к минимуму пластическую деформацию на наружной поверхности центральной трубки, при этом первый и второй слои выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении с линейным касанием проволок первого и второго слоев, пластически деформированы по наружным поверхностям проволок второго слоя со степенью обжатия площади поперечного сечения 2,0÷5,5%.

2. Грозозащитный трос с оптическим кабелем связи, включающий центральную трубку с оптическими волокнами до 96 штук, выполненную из нержавеющей марки стали, первый слой девяти стальных оцинкованных проволок пластически деформирован по наружной поверхности слоя, степень обжатия поперечного сечения слоя 2,0÷5,5%, отличающийся тем, что второй слой выполнен из девяти алюминиевых проволок, диаметр проволок первого и второго слоев определены с учетом формирования «арочного эффекта» в первом и втором слоях проволок, сводящих к минимуму пластическую деформацию на наружной поверхности центральной трубки, при этом первый и второй слои выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении с линейным касанием проволок первого и второго слоев, пластически деформированы по наружным поверхностям проволок второго слоя со степенью обжатия площади поперечного сечения 2,0÷5,5%.



 

Похожие патенты:

Оптический электрический кабель для скважинных сред включает в себя несколько оптических волокон, расположенных внутри металлической трубки. Электропроводящий слой окружает внутреннюю часть металлической трубки, изолирующий слой окружает и контактирует с электропроводящим слоем, а внешняя металлическая трубка окружает и контактирует с изолирующим слоем.

Раскрыт способ и система для непрерывного производства оптоволоконного кабеля, при этом способ включает следующие этапы: (1) получение сердцевины кабеля посредством установки для получения сердцевины кабеля; (2) перемещение полученной сердцевины кабеля в первое устройство для накопления кабеля; (3) перемещение сердцевины кабеля из первого устройства для накопления кабеля в устройство для экструзии оболочки, при этом внешнюю часть сердцевины кабеля покрывают оболочкой с получением оптоволоконного кабеля после обработки; (4) подача оптоволоконного кабеля из устройства для экструзии оболочки в устройство для наматывания кабеля, при этом оптоволоконный кабель наматывают на катушку с получением готовой катушки с намотанным оптоволоконным кабелем; (5) проверка готовой катушки с намотанным оптоволоконным кабелем на соответствие требованиям и отправка не соответствующей требованиям готовой катушки с намотанным оптоволоконным кабелем в зону устранения несоответствий для приведения ее в соответствие с требованиями и (6) закрепление пломбы в виде пластин на соответствующей требованиям готовой катушке посредством пломбирующего устройства.

Изобретение относится к способам изготовления бронированных кабелей и кабельным машинам. Способ изготовления бронированного кабеля заключается в однократном перевиве металлического каната, при котором развивают внешний повив металлического каната с одновременным удалением его исходного центрального элемента и одновременным введением вместо него заменяющего центрального элемента и одновременно свивают упомянутый внешний повив вокруг заменяющего центрального элемента до восстановления прежних геометрических размеров металлического каната.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в конструкциях оптических кабелей связи при сооружении волоконно-оптических линий связи по руслу рек и переходах через реки и озера.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в конструкциях оптических кабелей связи при сооружении волоконно-оптических линий связи по руслу рек и переходах через реки и озера.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве защитной и несущей оболочки преимущественно в конструкциях волоконно-оптических и электрооптических кабелей, предназначенных для внутренней и наружной прокладки (в земле, в каналах кабельной канализации, трубах и коллекторах, для воздушной подвески).

Изобретение относится к кабелям для электронных устройств. Кабель (1) содержит оптоволоконный кабель, два электрических проводника, расположенных таким образом, что между ними помещается оптическое волокно, и штепсельные разъемы, расположенные на обоих концах, при этом каждый из разъемов содержит электрическую контактную часть, соединенную с каждым из электрических кабелей, при этом диаметр поперечного сечения покрытия каждого из указанных по меньшей мере двух электрических проводников больше, чем толщина покрытия указанного по меньшей мере одного оптоволоконного кабеля, штепсельный разъем содержит позиционирующую часть для соединения со штепсельной розеткой, и при соединении штепсельного разъема со штепсельной розеткой электрическая контактная часть перемещается внутрь указанной позиционирующей части.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Тяговая сеть электрифицированных железных дорог переменного тока содержит контактную сеть, рельсовую цепь и экранирующий провод.

Группа изобретений относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Тяговая сеть электрифицированных железных дорог переменного тока содержит контактную сеть, рельсовую цепь и дополнительный экранирующий проводник.

Изобретение относится к области электротехники. Согласно способу увеличения срока службы оптического кабеля строительную длину оптического кабеля подвергают воздействию температурных циклов, для чего барабан со строительной длиной оптического кабеля помещают в климатическую камеру, в которой после этого выполняют несколько температурных циклов, причем сначала в начале каждого цикла в климатической камере устанавливают заданную положительную температуру, затем в течение цикла последовательно понижают температуру в климатической камере до заданных отрицательных значений, затем последовательно повышают температуру в климатической камере до заданных положительных значений, после чего завершают цикл, при этом переход от одного заданного значения температуры к другому осуществляют в течение заданного интервала времени и каждое заданное значение температуры устанавливают в климатической камере на заданный интервал времени.

Изобретение относится к муфтам для соединения волоконно-оптических кабелей линий связи. Заявленная оптическая муфта содержит полый корпус со съемным оголовником, имеющем снаружи, по крайней мере, один патрубок ввода оптическиго кабеля в муфту.
Наверх