Испытания системы "Самонесущий кабель ? спиральный зажим"

Синякин А. Испытания системы "Самонесущий кабель ? спиральный зажим" // Вестник связи. 2003 . №11. C. 85-86

Среди оптических кабелей, выпускаемых ЗАО "ТРАНСВОК", диэлектрические самонесущие занимают особое место, поскольку составляют основу ВОЛС МПС и проложены вдоль всех железных дорог России.

Предприятие постоянно совершенствует свою продукцию и стремится расширить области ее использования. Известно, что диэлектрические самонесущие кабели широко применяются для подвески на воздушных ЛЭП высокого напряжения. При этом по сравнению с кабелями, подвешенными на опорах контактной сети железных дорог, они работают в более тяжелых условиях и испытывают дополнительные нагрузки. Кабели производства ЗАО "ТРАНСВОК" выдержали обязательные квалификационные испытания, предусмотренные программой РАО "ЕЭС России", и в настоящее время успешно эксплуатируются на различных предприятиях Минэнерго России.

Большие расстояния между опорами ЛЭП и воздействие механических нагрузок предъявляют особые требования к системе крепления волоконно-оптического кабеля. На воздушных ЛЭП крепление ОК осуществляется при помощи спиральной арматуры. Исходными данными при расчете натяжных и поддерживающих зажимов спирального типа являются не только максимально допустимые растягивающая нагрузка и раздавливающее усилие, но и номинальный диаметр, а также допуск на наружный диаметр кабеля.

Прочность заделки кабеля в спиральном зажиме обеспечивается при допуске на наружный диаметр не более ? 0,25 мм. Это означает, что вся партия кабеля, изготавливаемая для строительства данной ВОЛС, должна иметь стабильный наружный диаметр с указанным допуском.

Стабильность обеспечивается в процессе изготовления кабеля автоматизированной системой управления. Оборудование, установленное на заводе, автоматически регистрирует наружный диаметр кабеля и установленное поле допусков в процессе его изготовления в реальном режиме времени и выводит результаты измерения на экран монитора. Точность измерения диаметра кабеля составляет 0,02 мм.

Одновременно процессор обсчитывает частоту отклонений от среднего диаметра и выдает результаты расчета в виде гистограммы. На основании этих данных обслуживающий персонал имеет возможность оценить техническое состояние оборудования и принять решение о настройке линии, чтобы обеспечить требуемую точность изготовления кабеля.

Таким образом, предприятие может контролировать и регулировать геометрические параметры выпускаемого кабеля для обеспечения необходимой прочности его заделки в спиральные зажимы. Прочность заделки оценивалась экспериментально на стенде ЗАО "Электросетьстройпроект".

Испытания проводились на кабеле марки ОКМС-А-4/2(2,4)Сп-16(2), рассчитанном на растягивающее усилие 19,5 кН, с номинальным диаметром 14,8 мм и на спиральном натяжном зажиме марки НСО-14,8П-01(38) производства ЗАО "Электросетьстройпроект" с расчетной прочностью заделки 38 кН.

Усилие растяжения системы кабель-зажим увеличивали от 2 до 20 кН и далее поэтапно с шагом 5 кН до предельного значения. Выдержка времени на каждом этапе составляла около 4 мин., в течение которых проводили также измерение оптического затухания. Результаты, представленные на рисунке, свидетельствуют, что затухание в кабеле начинает увеличиваться после 25 кН.

Испытания завершились разрушением кабеля при нагрузке более 43 кН. Таким образом, подтвердились расчетные значения прочности заделки кабеля в спиральном зажиме.

Поскольку программой квалификационных испытаний оптических кабелей РАО "ЕЭС России" испытания на стойкость к растягивающим нагрузкам при повышенной температуре не предусмотрены, а самонесущий кабель предназначен для эксплуатации при температуре до 70? С, то представляет интерес провести испытания при данной температуре. Необходимость этого обусловлена и тем, что механическая прочность полиэтиленовой оболочки самонесущего кабеля зависит от температуры. Известно, что модуль упругости полиэтилена выражается уравнением:

IgЕ = а + bТ,

где: Е ? модуль упругости, а Т ? температура.

Значения коэффициентов а и b, зависят от степени кристалличности и разветвленности полимера. Практически модуль упругости полиэтилена отечественного производства при увеличении температуры с 25 до 60 ?С уменьшается почти в три раза. Для изготовления подвесных самонесущих кабелей на ЗАО "ТРАНСВОК" такой полиэтилен не применяется.

Испытания на стойкость к растягивающим усилиям при повышенной температуре проводили на самонесущем кабеле на растягивающее усилие 19,5 кН с двумя натяжными зажимами спирального типа. Один из них и прилегающий к нему кабель помещали в специальную камеру длиной 3 м.

При достижении температуры в камере +70 ?С на кабеле была установлена растягивающая нагрузка 10 кН, что соответствует среднеэксплуатационному значению.

Данные условия испытаний являются достаточно жесткими, поскольку вероятность возникновения такого режима невелика. Величина растягивающей нагрузки и температура в камере поддерживались на заданном уровне в течение 16 ч.

В ходе испытания смещения протекторов относительно кабеля и зажимов относительно протекторов не наблюдалось. Несмотря на жесткие условия, конструктивных изменений кабеля не произошло. Проведенные испытания подтвердили работоспособность системы "кабель марки ОКМС на растягивающее усилие 19,5 кН ? натяжные зажимы НСО-14,8П-01(38)" при температуре +70 ?С.