Строительство ВОЛС на опорах ВЛ 220 КВ

Диэлектрические ОК не подвержены ударам молний и влиянию ВЛ и контактной сети электрифицированных железных дорог (ЭЖД). Поэтому для них примем среднюю интенсивность отказов 0,2846. При среднем времени восстановления 7,247ч (смотри таблицу 7.3) получаются следующие показатели надежности ОК [7]:

Коэффициент готовности на длине 100км.........................0,99976

Наработка между отказами на длине  линии 100км............30774ч

Наработка между отказами на длине 13900км....................214,2ч

Коэффициент готовности на длине 13900км.........................0,967

Таким образом, ожидаемые коэффициенты готовности ОК существенно выше, чем это требуется для существующей первичной сети.

При строительстве новых дорогостоящих  подземных ВОЛС можно осуществить  дополнительные меры по уменьшению числа  случаев повреждений ОК от стихийных  явлений. Имеются в виду более  тщательные обследование и учет грунтовых условий на трассе прокладки кабеля при проектировании; правильный выбор защитных покровов кабелей, соответствующим грунтовым условиям; внедрение наиболее современных методов эксплуатации и осмотра трассы кабелей.

Исключая повреждения от стихийных природных явлений и влияния ВЛ и ЭЖД, получим значение интенсивности отказов, равное 0,1955. При этом будут следующие показатели надёжности [7]:

коэффициент  готовности на длине 100 км .......................0,99984

наработка между отказами на длине 100 км .....................44801 ч

наработка между отказами на длине 13900 км ..................315,1 ч

коэффициент  готовности на длине 13900 км .....................0,9775

Для достижения требуемого значения коэффициента готовности (0,985) при данной плотности отказов (0,1995) необходимо уменьшить время восстановления до 4,85 ч. Это возможно при использовании временной оптической кабельной вставки.

Рассчитаем показатели надёжности ОК для проектируемого участка ВОЛС ПС Восточная – ПС Заря:

 

Исходные данные: L = 32,849 км; l = 100 км; m = 0,2846;

                                      t = 7,247 ч.

K_rl = (8760 – t_m) / 8760 = (8760 – 7,247*0,2846) / 8760 = 0,99976;

T_l = K_rl*t / (1 – K_rl) = 0,99976*7,247 / (1 – 0,99976) = 30773 ч;

T_L = (8760*l – mLT) / (mL) = (8760*100 – 0,2846*32,849*7,247) / / (0,2846*32,849) = 93682 ч;

1. Исходные данные: L = 32,849 км; l = 100 км; m = 0,1955;

                                      t= 7,247 км.

K_rl = (8760 - t*m) / 8760 = (8760 – 7,247*0,1955) / 8760 = 0,99984;

T_l = K_rl * t / (1-K_rl) = 0,99984*7,247 / (1 – 0,99984) = 44801 ч;

T_L = (8760*l-m*L*t)/(m*L) = (8760*100 – 0,1955*32,849*7,247)*

* (0,1955*32,849) = 135441 ч;

K_rL = T_L / (T_L + t) = 136441 / (136441 +7,247) = 0,99994.

7.3 Расчет параметров  готовности

подвесной ВОЛС

Единая энергетическая система Российской Федерации обладает протяженной и разветвленной  сетью воздушных линий электропередачи. В таблице 7.4 приведены цифры протяженности  ВЛ в зависимости от их напряжения [7].

 

Таблица 7.4

Напряжение ВЛ U, кВ	Длина ВЛ, тыс. км.
220	83
330	10
400...500	34
750	2,6
1150	0,5

            Причины и относительное количество  повреждений ВЛ приведены в  таблице 7.5 [7].

Таблица 7.5

Причины повреждений	Частость отказов , %
Перекрытие и разрушение Изоляторов	57,0
Перекрытие с фазы на опору	3,8
Перекрытие с фазы на проезжаю- щие механизмы	3,3
Обрыв грозозащитного троса	3,1
Обрыв фазного провода	2,4
Перекрытие на деревья	1,6
Набросы на фазу	1,8
Прочие	27,0

             Как уже сказано, оптические  кабели либо встраиваются в грозозащитный трос либо навиваются на трос или фазовый провод. Поэтому представляет интерес статистика обрывов фазовых проводов и грозозащитных тросов (таблица 7.6)

Таблица 7.6

 

Напряжение ВЛ, кВ	Интенсивность отказов, m
	Фаза	трос
110	0,17...0,19	0,22...0,25
220	0,05...0,07	0,06...0,09
330	0,04...0,06	0,05...0,08
500	0,03...0,05	0,03...0,06

Нормативное среднее  время восстановления повреждений  на ВЛ напряжением 110 и 220 кВ составляет 12,4 ч, на ВЛ-330 и ВЛ-500 – 6,2 ч.

Показатели готовности ОКГТ, вычисленные по этим данным, приведены в таблице 7.7 [7].

 

Таблица 7.7

U, кВ	m	T, ч	Krl	Tl, ч	TL, ч	KrL
110	0,025	12,4	0,99965	35028	239,7	0,9508
220	0,09	12,4	0,99987	97321	687,8	0,9823
330	0,08	6,2	0,99994	112301	801,8	0,9923
500	0,06	6,2	0,99995	134763	963,4	0,9936

Таким образом, ВОЛС, подвешенные  на опорах ВЛ 110 кВ, соответствуют требованиям  к коэффициенту готовности существующей сети связи, а ВОЛС, подвешенные на опорах ВЛ-220, 330, 500 кВ, - требованиям  к К_rL перспективной цифровой сети.

Рассчитаем показатели готовности ОКГТ для проектируемого участка ВОЛС-ВЛ ПС Восточная - ПС Заря:

Исходные данные: L = 32,849 км; l = 100 км; m = 0,09; t = 12,4 ч.

K_rl = (8760-t*m) / 8760 = (8760-12,4*0,09) / 8760 = 0,99987;

T_l = K_rl*t / (1-K_rl) = 0,99987*12,4 / (1-0,99987) = 97321 ч;

T_L = (8760*l - m*L*t) / (m*L) = (8760*100 – 0,09*32,849*12,4) /

/ (0,09*32,849) = 295934 ч;

K_rL = T_L / (T_L + t) = 295934 / (295934 +12,4) = 0,99995.

7.4 Анализ результатов  расчетов

На основании расчетов надежности ОК при подземной прокладке и воздушной подвеске в таблице 7.8 приведены сравнительные характеристики показателей надежности.

Таблица 7.8

Тип ВОЛС	Krl	Tl, ч	TL, ч	KrL
Подземная ВОЛС m = 0,2846 m = 0,1955	0,99976 0,99983	30773 44801	93682 136441	0,99992 0,99994
Подвесная ВОЛС	0,99987	97321	295934	0,99995

Из таблицы 7.8 следует, что по всем показателям надежности подвесной вариант строительства  ВОЛС на проектируемом участке      ПС Восточная - ПС Заря лучше чем  подземный.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 Строительство  ВОЛС-ВЛ на участке

ПС Восточная  – ПС Заря

8.1 Общие сведения

Технология монтажа  ОК на ВЛ имеет существенные отличия  от технологии монтажа проводов, принятой в России. Раскатка обычных проводов и тросов выполняется на земле  с последующим подъемом на опоры. При этом повреждаемость внешнего повива велика.

Конструкции же многих ОКГТ во внешнем повиве содержат стальные проволоки, плакированные тонким слоем  алюминия, повреждение которого приведет к коррозии стали и снижению несущей  способности троса. Раскатка же ОКСН с полиэтиленовой оболочкой по земле просто недопустима. Даже незначительные повреждения оболочки и нарушение ее герметичности приведет к проникновению в кабель влаги и резкому сокращению его срока службы в результате потери механической прочности оптических волокон.

Главная особенность  технологии монтажа ОК на ВЛ, принятой во всем мире, состоит в том, что  раскатка кабеля проводится под тяжением через систему роликов, смонтированных на опорах вблизи его точек подвеса. Технология направлена на то, чтобы  в процессе монтажа исключить возможность каких либо повреждений кабеля. Это достигается применением особых приемов, специального оборудования и приспособлений, позволяющих ограничить воздействия различных механических нагрузок (растягивающих, изгибных, раздавливающих, крутильных и других) в пределах максимально допустимых, заданных изготовителем.

8.2 Строительство  ВОЛС-ВЛ на монтажном участке  (опора №9 – опора №17)

Вся трасса ВОЛС-ВЛ ПС Восточная  – ПС Заря, протяженностью 32,849км, разбивается  на монтажные участки (12 штук), согласно таблице 8.1.

Таблица 8.1

№№  участков	Марка Кабеля	Длина Кабеля, м	Пролеты ВЛ	Места Установки муфт
1	ОКГТ-МТ-4	3350	ОПУ-1-9	Опора №9
2	ОКГТ-МТ-4	3420	9-17	Опора №17
3	ОКГТ-МТ-4	3380	17-25	Опора №25
4	ОКГТ-МТ-4	2950	25-33	Опора №33
5	ОКГТ-МТ-4	3245	33-43	Опора №43
6	ОКГТ-МТ-4	2505	43-50	Опора №50
7	ОКГТ-МТ-4	2775	50-56	Опора №56
8	ОКГТ-МТ-4	3225	56-64	Опора №64
9	ОКГТ-МТ-4	3335	64-72	Опора №72
10	ОКГТ-МТ-4	3090	72-80	Опора №80
11	ОКГТ-МТ-4	2460	80-87	Опора №87
12	ОК-50-2*	500	87-ОПУ

*) – кабель оптический  линейный с наружной оболочкой  из полиэтилена, с длиной волны  1,31мкм, с коэффициентом затухания  0,5дБ/км и количеством оптических  волокон – 4.

Границами монтажных  участков служат как анкерно-угловые, так и промежуточные опоры. В соответствии с протяженностью монтажных участков определена строительная длина кабеля.

Границы монтажных участков, типы и номера опор, ограничивающих монтажные участки, направление  раскатки кабеля и места расстановки  барабанов с кабелем указаны  на рисунке 1.1.

В дипломном проекте в качестве примера подробно рассмотрены вопросы  строительства и монтажа кабеля на монтажном участке опора№9 –  опора№17 (оп.№9 – оп.№17). ниже приведена  характеристика данного монтажного участка:

Длина участка, м........................................................................3315

Количество пролетов, шт...............................................................8

Опора П26м, шт...............................................................................9

Пересечения, шт:

Ручей.................................................................................................1

ВЛ 10кВ (у опоры№17)...................................................................1

Полевая дорога................................................................................1

Типы крепления кабеля ВОЛС, шт:

Анкерные..........................................................................................2

Промежуточные...............................................................................7

С целью повышения  уровня механизации и качества монтажа  кабеля связи проектом предусматривается  монтаж с использованием комплекса  машин, обеспечивающего монтаж кабеля под тяжением.

В комплекс машин входят размоточно – тормозная, тягово-намоточная установки, монтажный трос и монтажные приспособления (роликовые подвесы, соединительные и монтажные зажимы).

Минимальная температура  производства работ по раскатке и  подвеске кабеля связи – минус 10 градусов.

Основные машины, механизмы  и приспособления, используемые при строительстве на монтажном участке ОП.№9 – ОП.№17, приведены в таблице 8.2.

Наименование	Марка	Количество
Комплекс тяговой	---------------	1
Комплекс тормозной	---------------	1
Трактор	Т – 130	2
Автогидроподъемник	АГП – 22	2
Буровая машина	БМ – 302А	1
Кран автомобильный	КС – 2561К	1
Трос тяговый диаметром 11,5мм длиной 3600м	---------------	1
Раскаточный блок (Æ656мм)	-----------------	9
Вертлюг	-----------------	1
Чулок монтажный	------------------	2
Зажим специальный натяжной	-----------------	2

Специальная линейная и  монтажная арматура (натяжные и поддерживающие зажимы, коуши и крепежные струбцины) поставляются НПВП «Электросетьстройпроект» (г. Москва).

8.2.1 Подготовительные  работы

Качественное проведение монтажа кабеля в сжатые сроки, жестко определенные временем отключения линии, в значительной мере зависит от комплекса подготовительных работ.

Ниже рассмотрена технологическая  схема производства подготовительных работ для монтажного участка  ОП.№9 – ОП.№17.

1. До начала работ по монтажу кабеля необходимо проверить техническое состояние опор ВЛ, где будет производиться подвеска кабеля.
2. Смонтировать на опорах узлы крепления кабеля, соединительных кабельных муфт и кабельных шлейфовых барабанов.
3. Развезти дополнительно необходимую арматуру, материалы и приспособления.
4. Отключить ВЛ 10кВ. Смонтировать защиты№1.
5. Выполнить раскатку и завеску тягового монтажного троса в ролики, подвешенные к нижним траверсам опор.
6. Завезти к опоре№17 барабан№2 с кабелем длиной 3420м.
7. Расставить механизмы согласно схеме (рисунок 8.1).
8. Установить барабан с кабелем на тормозной комплекс, снять с него обшивку и проверить качество монтируемого кабеля. Задать необходимое тормозное усилие на кабеле.
9. Соединить у опоры№17 тяговый трос с кабелем при помощи монтажных чулок, через осевой шарнир (вертлюг).