Линии связи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Линии связи



Содержание

Введение

1. Назначение и классификация ВЛС

2. Конструкция ВЛС

3. Строительство ВЛС

4. Техника безопасности по ВЛС



Введение

Развитие линий связи. В настоящее время все шире применяются кабельные и радиорелейные линии, повышается уровень автоматизации связи. Все разнообразие используемых в технике и быту систем связи, в основном радиосвязи, можно свести к трем видам, отличающимся способами передачи сигнала от передатчика к приемнику. В первом случае используется ненаправленная радиосвязь от передатчика к приемнику, типичная для широкого вещания радио и телевидения. Такой способ радиосвязи имеет то преимущество, что позволяет охватить практически неограниченное число абонентов - потребителей информации. Недостатками такого способа являются неэкономное использование мощностей передатчика и мешающее влияния на другие аналогичные радиосистемы. В тех случаях, когда число абонентов ограничено и нет необходимости в широковещании, используется передача сигнала с помощью направленно излучающих антенн, а также при помощи специальных устройств, называемых линиями передачи сигнала. В широковещательной связи обычно используется однонаправленная передача сигнала от радиостанции к потребителю, при направленной же связи, как правило, применяется двусторонняя связь, то есть на каждом конце системы связи имеются и передатчик и приемник (приемопередатчик - ПП). При направленной связи не нужны передатчики большой мощности, и их можно установить на обоих концах системы. При направленной магистральной связи на дальние расстояния через пространства и в линиях передачи используются ретрансляторы, которые ставятся вдоль трассы. Они усиливают сигнал, очищают его от помех и передают дальше. Рассмотрим принципы работы основных видов линий передачи сигналов, начиная от двухпроводной линии, которая начала применятся в начале нашего века и кое-где в сельских местностях используется до сих пор для передачи телеграфных и телефонных сигналов, и кончая современной волоконно-оптической линией, которая наряду с космической (спутниковой) связью несомненно составит связь будущего. Двухпроводная линия: провода подвешиваются на столбах, расстояние между которыми порядка метра. Применяется для передачи сигналов на волнах порядка сотен и более метров, что соответствует частотам в диапазоне практически от 0 до 1 МГц. Используется для трансляции местного радиовещания. Электрический кабель. Электронные кабели делятся на низкочастотные и высокочастотные, одножильные и многожильные. Кабеля применяются для передачи сигналов на частотах до 1 ГГц, что соответствует длинам волн от 30 см., и более. Примером может служить телевизионный кабель, соединяющий антенну с телевизионным приемником. Метрический волновод представляет собой полую металлическую трубку круглого или прямоугольного сечения. Электр. волны могут распространятся по волноводу отражаясь от стенок. Металл. волноводы получили применение в качестве линий передачи сантиметровых и миллиметровых волн. Круглый волновод не получил применение для дальней связи, так как требуется выполнить прямолинейность трассы. Это оказалось очень дорогостоящим. Диэлектрический волновод - это стержень из диэлектрического материала, в котором могут распространятся электромагнитные волны с малыми потерями. Они получили применения для передачи сигнала на миллиметровых волнах на сравнительно короткие расстояния (метры, десятки метров). Они оказались чрезвычайно перспективными для применения в диапазоне световых волн, точнее, в диапазоне инфракрасных волн с длиной волны порядка микрометра. Радиорелейная линия. Чтобы обеспечить передачу сигнала за пределы прямой видимости, антенны с ретрансляторами помещали на высоко летящие объекты: самолеты и спутники, а также на специальные мачты высотой до 100 метров, устанавливаемые вдоль трассы на расстоянии 40-50 км., друг от друга. Радиорелейные линии сейчас широко применяются. Их можно увидеть вдоль магистральных шоссе и железнодорожных линий. Лучеводная линия. В коротковолновой части миллиметрового диапазона волн, субмиллиметровом диапазоне и вплоть до светового диапазона используются лучеводные линии передач. Представляют собой рад линз на подставках в свободном пространстве или помещенных в трубу, выполняющую роль механической защиты. Как и волноводные, лучеводные линии не нашли широкого применения в качестве магистральных линий дальней связи, прежде всего по экономическим причинам. Слишком дорого обходится прокладка таких линий из-за требований к точности установки линз или зеркал. Земля "дышит", и линзы смещаются. Волоконно-оптическая линия. Основу вол-опт. линии составляет волоконно-оптический кабель, главным элементов которого является волоконный световод стеклянное волокно из высококачественного оптического стекла. Стекла оказались более прозрачными в инфракрасном диапазоне. В настоящее время глубоко начались развиваться компьютерные сети. С помощью их можно осуществить практически любой способ передачи информации.

За последний период развития в области связи, наибольшее распространение получили оптические кабели (ОК) и волоконно-оптические системы передачи (ВОСП) которые по своим характеристикам намного превосходят все традиционные кабели системы связи. Связь по волоконно-оптическим кабелям, является одним из главных направлений научно-технического прогресса. Оптические системы и кабели используются не только для организации телефонной городской и междугородней связи, но и для кабельного телевидения, видео-телефонирования, радиовещания, вычислительной техники, технологической связи и т. д.

Применяя волоконно-оптическую связь, резко увеличивается объем передаваемой информации по сравнению с такими широко распространенными средствами, как спутниковая связь и радиорелейные линии, это объясняется тем, что волоконно-оптические системы передачи имеют более широкую полосу пропускания.

Для любой системы связи важное значение имеют три фактора:

- информационная емкость системы, выраженная в числе каналов связи, или скорость передачи информации, выраженная в бит в секунду;

- затухание, определяющее максимальную длину участка регенерации;

- стойкость к воздействию окружающей среды.

Важнейшим фактором в развитии оптических систем и кабелей связи явилось появление оптическогокВантового генератора - лазера. Слово лазер составлено из первых букв фразы Light Amplification by Emission of Radiation - усиление света с помощью индуцированного излучения. Лазерные системы работают в оптическом диапазоне волн. Если при передачи по кабелям используются частоты - мегагерцы, а по волноводам - гигагерцы, то для лазерных систем используется видимый и инфракрасный спектр оптического диапазона волн (сотни гигагерц).

Направляющей системой для оптоволоконных систем связи являются диэлектрические волноводы, или волокна, как их называют из-за малых поперечных размеров и метода получения. В то время когда был получен первый световод, затухание составляло порядка 1000 дб/км это объяснялось потерями из-за различных примесей присутствующих в волокне. В 1970 г. были созданы волоконные световоды с затуханием 20 дб/км. Сердечник этого световода был изготовлен изкВарца с добавкой титана для увеличения коэффициента преломления, а оболочкой служил чистыйкварц. В 1974 г. затухание было снижено до 4 дб/км, а в 1979 г. Получены световоды с затуханием 0,2 дб/км на длине волны 1,55 мкм.

Успехи в технологии получения световодов с малыми потерями стимулировали работы по созданию оптоволоконных линий связи.

Оптоволоконные линии связи по сравнению с обычными кабельными линиями имеют следующие преимущества:

- Высокая помехоустойчивость, нечувствительность к внешним электромагнитным полям и практически отсутствие перекрестных помех между отдельными волокнами, уложенными вместе в кабель;

- Значительно большая широкополосность;

- Малая масса и габаритные размеры. Что уменьшает стоимость и время прокладки оптического кабеля;

- Полная электрическая изоляция между входом и выходом системы связи, поэтому не требуется общее заземление передатчика и приемника. Можно производить ремонт оптического кабеля, не выключая оборудования;

- Отсутствие коротких замыканий, вследствие чего волоконные световоды могут быть использованы для пересечения опасных зон без боязни коротких замыканий, являющихся причиной пожара в зонах с горючими и легковоспламеняющимися средами;

- Потенциально низкая стоимость. Хотя волоконные световоды изготавливаются из ультра чистого стекла, имеющего примеси меньше чем несколько частей на миллион, при массовом производстве их стоимость не велика. Кроме того, в производстве световодов не используются такие дорогостоящие металлы, как медь и свинец, запасы которых на Земле ограничены. Стоимость же электрических линий коаксиальных кабелей и волноводов постоянно увеличивается как с дефицитом меди, так и с удорожанием энергетических затрат на производство меди и алюминия.

В мире вырос огромный прогресс в развитии оптоволоконных линий связи (ОВЛС). В настоящее время оптоволоконные кабели и системы передачи для них, выпускаются многими странами мира.

Особое внимание у нас и за рубежом уделяется созданию и внедрению одномодовых систем передачи по оптическим кабелям, которые рассматриваются как наиболее перспективное направление развития техники связи. Достоинством одномодовых систем является возможность передачи большого потока информации на требуемые расстояния при больших длинах регенерационных участков. Уже сейчас имеются оптоволоконные линии на большое число каналов с длиной регенерационного участка 100-150 км.

Последнее время в США ежегодно изготовляется по 1,6 млн. км. оптических волокон, причем 80% из них - в одноподовом варианте.

Получили широкое применение современные отечественные оптоволоконные кабели второго поколения, выпуск которых освоен отечественной кабельной промышленностью к ним, относятся кабели типа:

- ОКК - для городских телефонных сетей;

- ОКЗ - для внутризональных;

- ОКЛ - для магистральных сетей связи.

Оптоволоконные системы передачи применяются на всех участках первичной сети ВСС для магистральной, зональной и местной связи. Требования, которые предъявляются к таким системам передачи, отличаются числом каналов, параметрами и технико-экономическими показателями.

На магистральной и зональных сетях применяются цифровые оптоволоконные системы передачи, на местных сетях для организации соединительных линий между АТС также применяются цифровые оптоволоконные системы передачи, а на абонентском участке сети могут использоваться как аналоговые (например, для организации канала телевидения), так и цифровые системы передачи.

Максимальная протяженность линейных трактов магистральных систем передачи составляет 12500 км.

При средней длине порядка 500 км. Максимальная протяженность линейных трактов систем передачи внутризоновой первичной сети может быть не более 600 км. При средней длине 200 км. Предельная протяженность городских соединительных линий для различных систем передачи составляет 80-100 км.

История развития линий связи.

Линии связи возникли одновременно с появлением электрического телеграфа. Первые линии связи были кабельными. Однако вследствие несовершенства конструкции кабелей подземные кабельные линии связи вскоре уступили место воздушным. Первая воздушная линия большой протяженности была построена в 1854 г., между Петербургом и Варшавой. В начале 70-х годов прошлого столетия была построена воздушная телеграфная линия от Петербурга до Владивостока длиной около 10 тыс. км. В 1939 г., была пущена в эксплуатацию величайшая в мире по протяженности высокочастотная телефонная магистраль Москва-Хабаровск длиной 8300 км.

Создание первых кабельных линий связано с именем русского ученого П.Л. Шиллинга. Еще в 1812 г., Шиллинг в Петербурге демонстрировал взрывы морских мин, использовав для этой цели созданный им изолированный проводник.

В 1851 г., одновременно с постройкой железной дороги между Москвой и Петербургом был проложен телеграфный кабель, изолированный гуттаперчей. Первые подводные кабели были проложены в 1852 г., через Северную Двину и в 1879 г., через Каспийское море между Баку и Красноводском. В 1866 г., вступила в строй кабельная трансатлантическая магистраль телеграфной связи между Францией и США,

В 1882-1884 гг., в Москве, Петрограде, Риге, Одессе были построены первые в России городские телефонные сети. В 90-х годах прошлого столетия на городских телефонных сетях Москвы и Петрограда были подвешены первые кабели, насчитывающие до 54 жил. В 1901 г., началась постройка подземной городской телефонной сети.

Первые конструкции кабелей связи, относящиеся к началу XX века, позволили осуществлять телефонную передачу на небольшие расстояния. Это были так называемые городские телефонные кабели с воздушно-бумажной изоляцией жил и парной их скруткой. В 1900-1902 гг., была сделана успешная попытка повысить дальность передачи методами искусственного увеличения индуктивности кабелей путем включения в цепь катушек индуктивности (предложение Пупина), а также применения токопроводящих жил с ферромагнитной обмоткой (предложение Крарупа). Такие способы на том этапе позволили увеличить дальность телеграфной и телефонной связи в несколько раз.

Важным этапом в развитии техники связи явилось изобретение, а начиная с 1912-1913 гг., освоение производства электронных ламп. В 1917 г. В.И. Коваленковым был разработан и испытан на линии телефонный усилитель на электронных лампах. В 1923 г., была осуществлена телефонная связь с усилителями на линии Харьков-Москва-Петроград.

В 30-х годах началось развитие многоканальных систем передачи. В последующем стремление расширить спектр передаваемых частот и увеличить пропускную способность линий привело к созданию новых типов кабелей, так называемых коаксиальных.

Но массовое изготовление их относится лишь к 1935 г., к моменту появления новых высококачественных диэлектриков типа эскапона, высокочастотной керамики, полистирола, стирофлекса и т. д. Эти кабели допускают передачу энергии при частоте токов до нескольких миллионов герц и позволяют производить по ним передачу телевизионных программ на большие расстояния. Первая коаксиальная линия на 240 каналов ВЧ телефонирования была проложена в 1936 г.

По первым трансатлантическим подводным кабелям, проложенным в 1856 г., организовывали лишь телеграфную связь, и только через 100 лет, в 1956 г., была сооружена подводная коаксиальная магистраль между Европой и Америкой для многоканальной телефонной связи.

В 1965-1967 гг., появились опытные волноводные линии связи для передачи широкополосной информации, а также криогенные сверхпроводящие кабельные линии с весьма малым затуханием. С 1970 г., активно развернулись работы по созданию световодов и оптических кабелей, использующих видимое и инфракрасное излучения оптического диапазона волн. Создание волоконного световода и получение непрерывной генерации полупроводникового лазера сыграли решающую роль в быстром развитии волоконно-оптической связи.

К началу 80-х годов были разработаны и испытаны в реальных условиях волоконно-оптические системы связи. Основные сферы применения таких систем - телефонная сеть, кабельное телевидение, внутри объектовая связь, вычислительная техника, система контроля и управления технологическими процессами и т. д.

В России и других странах проложены городские и междугородные волоконно-оптические линии связи.

Им отводится ведущее место в научно-техническом прогрессе отрасли связи.



1. Назначение и классификация ВЛС

Воздушные линии связи (ВЛС) довольно просты по конструкции: деревянный (реже металлический) столб который является опорой, с укрепленными фарфоровыми изоляторами, к которым крепятся провода. Расстояние между опорами, в зависимости от местности и климата, может быть от 20 до 100 и более метров.

Высота опор напрямую зависит от количества проводов на ВЛС и способа крепления изоляторов к опоре. В свое время на базе ВЛС строились и эксплуатировались линии междугородной и международной связи протяженностью многие тысячи километров. Начиная с конца XIX столетия ВЛС широко использовались в тел. сетях крупных городов с несколько измененной конструкцией. Также к воздушным линиям связи можно отнести проводные линии между домами, линии соединяющие две точки без использования опор (столбов).

При подъеме проводов на опоры, анкерный монтируемый пролет следует заземлять с обоих сторон. Последние 10 витков провода или троса нужно сматывать с барабана вручную. При переходе через препятствия начинать монтаж следующего провода можно только после завершения натяжки и закрепления предыдущего. Подходить к проводу с внутренней стороны угла для его освобождения если он зацепился при натяжке - запрещается.

Классическая телефонной сети в прошлом включала телефонные столбы с траверсами и стеклянными изоляторами, используемыми для поддержания неизолированных пар проводов воздушной линии связи. В дальнейшем за исключением сельских районов, воздушная линия связи была заменена много парными кабельными системами. Главное преимущество воздушной линии связи заключается в ее сравнительно малом затухании (несколько сотых децибела на милю в диапазоне частот речевого сигнала). Следовательно, воздушная линия связи особенно полезна при использовании ее в качестве длинной абонентской линии сельской связи. Главные недостатки состоят в необходимости разделять провода, используя траверсы с тем, чтобы предотвратить возможность короткого замыкания, а также большой расход меди, диаметр отдельной жилы воздушной линии связи в 5 раз больше, чем у обычной жилы много парного кабеля. Таким образом, воздушная линия связи требует, грубо говоря, в 25 раз больше меди, чем много парный кабель. Вследствие необходимости решения проблемы эксплуатации, а также постоянного снижения цен на электронные компоненты, в сельских местностях также стали заменять воздушные линии связи на кабельные системы с включением усилителей для поддержания требуемого уровня затухания на длинных линиях.

Кабельные пары. Как реакция на проблему перегруженных траверсов и высокие эксплуатационные расходы в 1883 г., были введены в эксплуатацию системы много парных кабелей. Сегодня в одном кабеле может размещаться от 6 до 2700 пар.

Рис. 1. - Многопарный кабель (с разрешения фирмы Bell Telephone Laboratories):



Если используются телефонные столбы, то достаточно одного кабеля, чтобы организовать связи в заданном направлении, тем самым исключая необходимость введения траверса на столбах. Позднее стали отдавать предпочтение прокладке кабеля под землей без канализации (зарытый в землю кабель) или с канализацией (подземный кабель).

При разговоре наши голосовые сигналы преобразуются в пакеты данных, которые затем сжимаются.

Далее эти пакеты данных посылаются через Интернет приемной стороне. Когда пакеты данных достигают адресата, они декодируются в аналоговый голосовой сигнал.

2. Конструкция ВЛС

Провода, опоры и арматуры.

Воздушные линии (ВЛ) служат для передачи электроэнергии по проводам, проложенным на открытом воздухе и закрепленным на специальных опорах или кронштейнах инженерных сооружений с помощью изоляторов и арматуры.

Основными конструктивными элементами ВЛ являются провода, защитные тросы, опоры, изоляторы и линейная арматура. В городских условиях ВЛ получили наибольшее распространение на окраинах, а также в районах застройки до пяти этажей. Элементы ВЛ должны обладать достаточной механической прочностью, поэтому при их проектировании, кроме электрических, делают и механические расчеты для определения не только материала и сечения проводов, но и типа изоляторов и опор, расстояния между проводами и опорами и т. д.

Опоры воздушных линий связи могут быть простыми и сложными. К простым относят промежуточные опоры, устанавливаемые на прямолинейных участках линии, к сложным - угловые, устанавливаемые в местах изменения направления линии и дополнительно укрепляемые подпорой или оттяжкой, оконечные, устанавливаемые в начале или конце линии, для которых используют промежуточные опоры, укрепляемые оттяжкой, и кабельные, устанавливаемые в местах перехода воздушной линии на кабельную, и наоборот.

Опоры воздушных линий связи могут быть простыми и сложными.

Профилем опоры воздушной линии связи называется такое расположение проводов на опорах, при котором сохраняется определенное расстояние между проводами каждой цепи и между цепями.

Таким образом, каждая воздушная линия связи соответствует вполне определенному профилю опор с установленным расположением на них цепей и проводов. Это принято для единообразного и правильного скрещивания телефонных цепей. Профили опор линий связи подразделяют на крюковые, траверсные и смешанные.

На опорах воздушных линий связи подвешивают телефонные и телеграфные провода, а также провода полуавтоматической блокировки, электрожезловой сигнализации и других видов электрической сигнализации.

Расстояния от газопровода до опор воздушной линии связи, контактной сети трамвая, троллейбуса и электрифицированных железных дорог следует принимать как до опор воздушных линий электропередачи соответствующего напряжения.

Расстояния от газопроводов до опор воздушных линий связи, опор контактной сети трамвая, троллейбуса и электрифицированных железных дорог следует принимать опор воздушных линий электропередач соответствующего напряжения.

Расстояния от газопровода до опор воздушных линий связи, контактной сети трамвая, троллейбуса и электрифицированных железных дорог следует принимать такими же, как до опор воздушных линий электропередачи соответствующего напряжения. Минимальные расстояния от газопроводов до теплосети не канальной прокладки с продольным дренажем принимаются такими же, как и при канальной прокладке, а до теплосети без дренажа - такими же, как и до водопровода. При наличии на теплосети камер условия прокладки должны соответствовать изложенным выше требованиям.

Расстояния от газопроводов до опор воздушных линий связи, опор контактной сети трамвая, троллейбуса и электрифицированных железных дорог следует принимать, как до опор воздушных линий электропередачи соответствующего напряжения.

К качеству древесины для опор воздушных линий связи предъявляются высокие требования. Сухие, ровные, мелкослойные столбы служат дольше, чем суковатые, крупнослойные и имеющие трещины. Не допускается применение древесины, пораженной грибками (синева, красная гниль), а также сухостоя. В зависимости от назначения и места установки различают следующие виды опор:

- промежуточные, предназначенные для поддержания проводов на прямых участках линий. Расстояние между опорами (пролеты) составляет 35-45 м., для напряжения до 1000В и около 60 м., для напряжения 6-10кВ. Крепление проводов здесь производится с помощью штыревых изоляторов (не наглухо);

- анкерные, имеющие более жесткую и прочную конструкцию, чтобы воспринимать продольные усилия от разности тяжести по проводам и поддерживать (в случае обрыва) все оставшиеся в анкерном пролете провода. Эти опоры устанавливаются также на прямых участках трассы (с пролетом около 250 м., для напряжения 6-10кВ) и на пересечениях с различными сооружениями. Крепление проводов на анкерных опорах производится наглухо к подвесным или штыревым изоляторам;

- концевые, устанавливаемые в начале и в конце линии. Они являются разновидностью анкерных опор и должны выдерживать постоянно действующее одностороннее утяжеление проводов;

- угловые, устанавливаемые в местах изменения направления трассы. Эти опоры укрепляются подкосами или металлическими оттяжками;

- специальные или переходные, устанавливаемые в местах пересечений ВЛ с сооружениями или препятствиями (реками, железными дорогами и тому подобное).

Они отличаются от других опор данной линии по высоте или конструкции.

Для изготовления опор применяют дерево, металл или железобетон.

Деревянные опоры в зависимости от конструкции могут быть:

- одинарными;

- А-образными, состоящими из двух стоек, сходящихся у вершины и расходящихся у основания;

- трехногими, состоящими из трех сходящихся к вершине и расходящихся у основания стоек;

- П-образными, состоящими из двух стоек, соединенных вверху горизонтальной траверсой;

- АП-образными, состоящими из двух А-образных опор, соединенных горизонтальной траверсой;

- составными, состоящими из стойки и приставки (пасынка), присоединяемой к ней бандажом из стальной проволоки.

Для увеличения срока службы деревянные опоры пропитывают антисептиками, значительно замедляющими процесс гниения древесины. В эксплуатации антисептирование проводится путем наложения антисептического бандажа в местах, подверженных гниению, с промазыванием антисептической пастой всех трещин, мест сопряжений и врубок.

Металлические опоры изготавливают из труб или профильной стали, железобетонные - в виде полых круглых или прямоугольных стоек с уменьшающимся сечением к вершине опоры.

Для крепления проводов ВЛ к опорам применяются изоляторы и крюки, а для крепления к траверсе - изоляторы и штыри. Изоляторы могут быть фарфоровыми или стеклянными штыревого или подвесного (в местах анкерного крепления) исполнения (рис. 2, а-в). Их прочно навертывают на крюки или штыри с помощью специальных полиэтиленовых колпачков или пакли, пропитанной суриком или олифой.

Рис. 2. - Изоляторы воздушных линий:

Где:

а - штыревой 6-10кВ;

б - штыревой 35кВ;

в - подвесной;

г, д - стержневые полимерные.

Изоляторы воздушных линий изготавливаются из фарфора или закаленного стекла - материалов, обладающих высокой механической и электрической прочностью и стойкостью к атмосферным воздействиям. Существенным достоинством стеклянных изоляторов является то, что при повреждении закаленное стекло рассылается. Это облегчает нахождение поврежденных изоляторов на линии.

По конструкции изоляторы разделяют на штыревые и подвесные. Штыревые изоляторы применяются на линиях напряжением до 1кВ, 6-10кВ и, редко, 35кВ (рис. 1, а, б). Они крепятся к опорам при помощи крюков или штырей. Подвесные изоляторы (рис. 1, в) используются на ВЛ напряжением 35кВ и выше. Они состоят из фарфоровой или стеклянной изолирующей части 1, шапки из ковкого чугуна 2, металлического стержня 3 и цементной связки 4. Подвесные изоляторы собирают в гирлянды, которые бывают поддерживающими (на промежуточных опорах) и натяжными (на анкерных опорах). Число изоляторов в гирлянде определяется напряжением линии;35кВ - 3-4 изолятора, 110кВ - 6-8.

Применяются также полимерные изоляторы (рис. 1, г). Они представляют собой стержневой элемент из стеклопластика, на котором размещено защитное покрытие с ребрами из фторопласта или кремнийорганической резины:

К проводам ВЛ предъявляются требования достаточной механической прочности. Они могут быть одно- или многопроволочными. Однопроволочные провода из стали применяются исключительно для линий напряжением до 1000В, многопроволочные провода из стали, биметалла, алюминия и его сплавов получили преимущественное распространение благодаря повышенной механической прочности и гибкости. Чаще всего на ВЛ напряжением до 6-10кВ используются алюминиевые многопроволочные провода марки А и стальные оцинкованные провода марки ПС.

Сталеалюминевые провода (рис. 2, в) применяют на ВЛ напряжением выше 1кВ. Они выпускаются с разным соотношением сечений алюминиевой и стальной частей.

Чем меньше это соотношение, тем более высокую механическую прочность имеет провод и поэтому используется на территориях с более тяжелыми климатическими условиями (с большей толщиной стенки гололеда).

В марке сталеалюминевых проводов указываются сечения алюминиевой и стальной частей, например, АС 95/16.



Рис. 3. - Конструкции проводов воздушных линий:

Где:

а - общий вид многопроволочного провода;

б - сечение алюминиевого провода;

в - сечение сталеалюминевого провода.

Провода из сплавов алюминия (АН - не термообработанный, АЖ - термообработанный) имеют большую, по сравнению с алюминиевыми, механическую прочность и практически такую же электрическую проводимость. Они используются на ВЛ напряжением выше 1кВ в районах с толщиной стенки гололеда до 20 мм.

Провода располагают различными способами. На одноцепных линиях их, как правило, располагают треугольником.

В настоящее время широко используются так называемые самонесущие изолированные провода (СИП) напряжением до 10кВ. В линии напряжением 380В провода состоят из несущего неизолированного провода, являющегося нулевым, трех изолированных линейных проводов, одного изолированного провода наружного освещения. Линейные изолированные провода навиты вокруг несущего нулевого провода. Несущий провод является сталеалюминевым, а линейные - алюминиевыми. Последние покрыты светостойким термостабилизированным (сшитым) полиэтиленом (провод типа АПВ). К преимуществам ВЛ с изолированными проводами перед линиями с голыми проводами можно отнести отсутствие изоляторов на опорах, максимальное использование высоты опоры для подвески проводов, нет необходимости в обрезке деревьев в зоне прохождения линии.

Для ответвлений от линий напряжением до 1000В к вводам в здания используются изолированные провода марки АПР или АВТ. Они имеют несущий стальной трос и изоляцию, стойкую к атмосферным воздействиям.

Крепление проводов к опорам производится различными способами, в зависимости от места их расположения на изоляторе. На промежуточных опорах провода крепят к штыревым изоляторам зажимами или вязальной проволокой из того же материала, что и провод, причем последний в месте крепления не должен иметь изгибов. Провода, расположенные на головке изолятора, крепятся головной вязкой, на шейке изолятора - боковой вязкой.

На анкерных, угловых и концевых опорах провода напряжением до 1000В крепят закручиванием проводов так называемой «заглушкой», провода напряжением 6-10кВ - петлей. На анкерных и угловых опорах, в местах перехода через железные дороги, проезды, трамвайные пути и на пересечениях с различными силовыми линиями и линиями связи применяют двойной подвес проводов.

Соединение проводов производят плашечными зажимами, обжатым овальным соединителем, овальным соединителем, скрученным специальным приспособлением. В некоторых случаях применяют сварку с помощью термитных патронов и специального аппарата. Для однопроволочных стальных проводов можно применять сварку внахлестку с использованием небольших трансформаторов.

В пролетах между опорами не допускается иметь более двух соединений проводов, а в пролетах пересечений ВЛ с различными сооружениями соединение проводов не допускается. На опорах соединение должно быть выполнено так, чтобы оно не испытывало механических усилий. Линейная арматура применяется для крепления проводов к изоляторам и изоляторов к опорам и делится на следующие основные виды: зажимы, сцепная арматура, соединители и др.

Зажимы служат для закрепления проводов и тросов и прикрепления их к гирляндам изоляторов и подразделяются на поддерживающие, подвешиваемые на промежуточных опорах, и натяжные, применяемые на опорах анкерного типа (рис. 4, а, б, в)

Рис. 4. - Линейная арматура воздушных линий:

Где:

а - поддерживающий зажим;

б - болтовой натяжной зажим;

в - прессуемый натяжной зажим;

г - поддерживающая гирлянда изоляторов;

д - дистанционная распорка;

е - овальный соединитель;

ж - прессуемый соединитель.

Сцепная арматура предназначена для подвески гирлянд на опорах и соединения много цепных гирлянд друг с другом и включает скобы, серьги, ушки, коромысла.

Скоба служит для присоединения гирлянды к траверсе опоры. Поддерживающая гирлянда (рис. 3, г) закрепляется на траверсе промежуточной опоры при помощи серьги 1, которая другой стороной вставляется в шапку верхнего подвесного изолятора 2.

Ушко 3 используется для прикрепления к нижнему изолятору гирлянды поддерживающего зажима 4.

Соединители применяются для соединения отдельных участков провода. Они бывают овальные и прессуемые. В овальных соединителях провода либо обжимаются, либо скручиваются (рис. 3, е). Прессуемые соединители (рис. 3, ж) применяются для соединения проводов больших сечений.

В сталеалюминевых проводах стальная и алюминиевая части опрессовываются раздельно.

Тросы наряду с искровыми промежутками, разрядниками и устройствами заземления служат для защиты линий от грозовых перенапряжений.

Их подвешивают над фазными проводами на ВЛ напряжением 35кВ и выше, в зависимости от района по грозовой деятельности и материала опор, что регламентируется «Правилами устройства электроустановок». Грозозащитные тросы обычно выполняют из стали, но при использовании их в качестве высокочастотных каналов связи - из стали и алюминия. На линиях 35-110кВ крепление троса к металлическим и железобетонным промежуточным опорам осуществляется без изоляции троса.

Для защиты от грозовых перенапряжений участков ВЛ с пониженным по сравнению с остальной линией уровнем изоляции применяют трубчатые разрядники.

На ВЛ заземляются все металлические и железобетонные опоры, на которых подвешены грозозащитные тросы или установлены другие средства грозозащиты (разрядники, искровые промежутки) линий напряжением 6-35кВ. На линиях до 1кВ с глухозаземленной нейтралью крюки и штыри фазных проводов, устанавливаемые на железобетонных опорах, а также арматура этих опор должны быть присоединены к нулевому проводу.

3. Строительство ВЛС

Столбовые линии представляют собой систему деревянных и железобетонных опор для подвески проводов и кабелей связи. Опоры устанавливаются непосредственно в грунт.

В связи с широким внедрением на местных телефонных сетях кабельных линий связи в настоящее время воздушные столбовые линии применяются более ограниченно, чем раньше.

Они применяются в качестве соединительных (межстанционных) и абонентских линий сельской связи, а в отдельных случаях - как абонентские линии ГТС.

Есть множество факторов, которое должно учитывать строительство воздушных линий, и одним из них является классификация. Воздушные линии классифицируются в зависимости от типа тока на линии переменного и постоянного тока.

В большинстве случаев воздушные линии используются для передачи переменного тока.

Строительство воздушных линий постоянного тока актуально лишь иногда, например, для питания контактной сети, связи энергосистем, и так далее.

Все линии электропередачи классифицируются по назначению:

- сверхдальние (500кВ и более) для связи между энергосистемами;

- магистральные (220 и 330кВ) для передачи электроэнергии от электростанций, связи между энергосистемами и объединения станций;

- распределительные (35, 110 и 150кВ) для снабжения электроэнергий потребителей, то есть предприятий и жилого фонда больших районов;

- воздушные линии (20кВ и менее), которые подводят электрическую энергию непосредственно к потребителю;

- воздушные линии низшего класса напряжений (менее 1000В);

- среднего класса напряжений (от 1 до 35кВ), высокого класса напряжений (от 110 до 22кВ);

- сверхвысокого класса напряжений (от 330 до 500кВ) и ультравысокого класса напряжений (более 750кВ).

Строительство кабельных линий и проведение воздушных путей электропередачи должно принимать во внимание особенности каждого и типов.

Кроме того, при строительстве воздушных и кабельных линий следует принимать во внимание классификацию линий электропередач по напряжению. Эти виды сильно различаются, в особенности требованиями к расчетным и конструктивным условиям.

Иными словами, множество особенностей обуславливают необходимость доверять строительство кабельных линий и проведение воздушных линий в руки профессионалов.

Мы выполним проведение ВЛ и строительство кабельных линий качественно, со знанием дела и в сжатые сроки.

Разбивка трассы

Разбивку трассы воздушной столбовой линии связи необходимо производить в строгом соответствии с рабочими чертежами.

Трасса строительства линии должна быть согласована с заинтересованными организациями: с органами местной власти, управлениями железных и автомобильных дорог, организациями, ведающими лесными, речными хозяйствами и т. п.

При разбивке и строительстве линии необходимо соблюдать ее габариты, приведенные в проекте.

Разбивка трассы воздушной линии производится так, как указано в разделе 2 настоящего "Руководства..." с учетом следующих дополнительных требований…

В том случае, когда трасса проходит через возвышенность, используют дополнительную (четвертую) веху и место для установки столба. Нормами и расценками предусмотрена разбивка трассы в условиях, которые в зависимости от трудоемкости работы разделены на 3 группы:

1 - легкие условия - работа на открытой ровной и сухой местности без снежного покрова или с покровом толщиной до 0,5 м.;

2 - условия средней трудности - работа на пересеченной или болотистой местности, в лесу и мелких населенных пунктах (селах, дачных поселках, усадьбах совхозов и т. п.) без снежного покрова или с покровом толщиной до 0,5 м., а также на открытой и ровной местности при снежном покрове толщиной св. 0,5 м., или в распутицу (весной и осенью);

3 - трудные условия - работа в крупных населенных пунктах (городах и поселках городского типа) и на территориях промышленных предприятий и строительных площадках, а также на любой местности, кроме открытой и ровной, при снежном покрове толщиной св. 0,5 м., или в распутицу (весной и осенью).

Нормами предусмотрены возможные отклонения от проектного количества опор на 1 км., линии, возникающие при разбивке трассы.

После разбивки линии и развозки столбов приступают к рытью ям. Форма ямы для опоры зависит от способов выкапывания. При ручном способе яма имеет ступенчатую форму.

При механизированном способе для рытья ям используют бурильно-крановые машины БМ-302 и БМ-204.

Такой агрегат позволяет высверливать в грунте 1-й категории ямы глубиной до 1,7 м., диаметром до 0,65 м. Время, затрачиваемое на бурение одной ямы, зависит от категории грунта и составляет 2-4 минуты. Средняя производительность машины - 103 ямы за восьмичасовой рабочий день.

Для изготовления опоры бревно очищают стругом от коры и затесывают вершину на два ската так, чтобы угол между ними был близок к 90 градусам, а вершина опоры имела площадку шириной 3 см. при устройстве врубки для траверс учитывают то, что поперечная площадка при траверсном профиле должна быть расположена вдоль линии. Этим достигается уменьшение стекания и разбрызгивания дождевой воды на провода и изоляторы, образования льда на них и т. д.

Врубки для траверс производят по шаблону с отметкой их центров, которые будут являться центрами отверстий для болтов крепления. По нанесенным отметкам делают запилы перпендикулярно оси столба электрофрезой, сдвоенной или обычной ножовкой до глубины 15 мм., для деревянных и 5 мм., для стальных траверс со сколом участка между запилами топором. В центре каждого запила просверливают отверстие для крепежного болта.

По окончании обработки столбов их развозят по линии и укладывают каждый из них у забитого колышка или уже готовой ямы в удобном для установки положении. Здесь же производят оснастку столбов соответствующей арматурой.

Стальные траверсы крепят к деревянным опорам двумя шурупами с шестигранной головкой 12х100 мм., а подкосы - одним таким шурупом. К железобетонным столбам траверсы крепят стальными планками размером 40х40х5 мм., с двумя болтами диаметром 16 мм.

Деревянные траверсы вставляют в устроенные врубки и прикрепляют к столбу одним сквозным болтом 16х300 мм., а подкосы крепят к траверсам одним болтом 10х100 мм., а к столбу - шурупом с шестигранной головкой. На одинарных угловых опорах при нормальном вылете угла поворота от 5 до 7,5 м., на опорах пролета, превышающего установленную длину на 20-50%, и на контрольных опорах траверсы крепят к опоре четырьмя подкосами, по два с каждой стороны. Двойные траверсы закрепляют к опорам одним сквозным болтом 16х400 мм. Для большей устойчивости траверс между их концами устанавливают деревянные распорки.

Установку двойных траверс производят на одинарных кабельных, оконечных вводных, смежных с вводными, полуанкерных и других специальных опорах.

После укрепления штырей на траверсы насаживают изоляторы. Для этого на верхнюю завершенную часть штыря надвигают полиэтиленовый колпачок с отформованной резьбой или наматывают прядь просмоленной пеньки (каболку).

В последнем случае накладывают два слоя каболки путем намотки ее по часовой стрелке сначала снизу вверх, а затем сверху вниз. После этого на выполненную заготовку насаживают изолятор, вращая его рукой по часовой стрелке и надавливая сверху вниз.

Окончательную доводку изолятора до упора выполняют специальным ключом, устанавливая желобок в головке изолятора вдоль линии. Вращение изолятора в обратном направлении не допускается во избежание ослабления насадки.

Все кабельные, оконечные, угловые, переходные и другие сложные опоры оборудуют молниеотводами. Для этого стальную проволоку диаметром 4 - 5 мм., прибивают к опоре от вершины до комля стальными скобами через каждые 300 мм.

Конец проволоки у комля зарывают в грунт или приваривают к стержню заземления. На железобетонных опорах молниеотводы устраивают только на кабельных, контрольных и переходных, используя один из арматурных стержней, разделанный в торцах опоры.

В верхней части к нему приваривают стержень молниеотвода, в нижней - проволоку заземления.

Молниеотвод должен выступать над опорой не менее чем на 200 мм.

Установку опор производят с помощью бурильно-крановых машин (БМ, БУС), автокранов, ручных столбоставов (РС) и вручную. Железобетонные опоры устанавливают только с помощью автомеханизмов.

Засыпку ям производят послойно (на 150-200 мм.) и утрамбовывают каждый слой механической или ручной трамбовкой. Излишек земли насыпают вокруг установленного столба конусообразным возвышением (также с трамбовкой).

Заготовка, сборка и установка опор вручную.

Нормами и расценками данного параграфа предусмотрены установка одностоечных железобетонных и деревянных опор, заготовка и сборка сложных деревянных опор с установкой необходимого количества траверс и ригелей при одно- или двух- траверсном профиле опор. При крюковом профиле сложные опоры, предназначенные для подвески до четырех проводов, приравнивать к соответствующего типа опорам однотраверсного профиля.

По этому же параграфу нормируется установка перечисленной оснастки на одностоечных деревянных и железобетонных опорах.

Установка опор, как правило, должна производиться механизированным способом, поэтому нормы времени и расценки на установку опор вручную, приведенные в данном параграфе, относятся только к случаям, когда применять механизмы не представляется возможным.

Работа на опорах и монтаж проводов ВЛС.

Опоры воздушных столбовых линий подразделяются на следующие типы:

а) промежуточные, устанавливаемые на прямолинейных участках линии;

б) угловые, устанавливаемые в местах изменения направления линии;

в) переходные, устанавливаемые в местах перехода линий связи через железные, автомобильные дороги, водные и другие преграды;

г) контрольные, устанавливаемые в местах, где провода линии подвергаются контрольным электроизмерениям и испытаниям;

д) оконечные (вводные) и кабельные, устанавливаемые в пунктах ввода проводов в предприятия связи или здания другого назначения или при переходе с воздушной линии на кабельную.

Рис. 5. - Промежуточная опора для болотистых грунтов:

По материалу изготовления опоры подразделяются на деревянные, железобетонные и деревянные в железобетонных приставках.

Деревянные опоры должны изготавливаться из хвойных пород деревьев: сосны, лиственницы, кедра и ели. Деревянные опоры, приставки и траверсы должны быть пропитаны антисептиком.

В целях экономии древесины и увеличения срока эксплуатации ВЛС необходимо осуществлять изготовление и применение железобетонных опор и приставок.

Железобетонные опоры для воздушных линий связи различаются по форме поперечного сечения, прочности на изгиб и длине. Они изготавливаются длиной 6,5 или 7,5 и 8,5 м.

В зависимости от типов линий, числа подвешиваемых проводов, габарита линии и длины пролета железобетонные опоры рассчитаны на изгибающие моменты в плоскости, перпендикулярной оси линии связи:

- 1,75 т-м;

- 2,75 т-м;

- 4,4 т-м;

- 6,8 т-м.

Рекомендуется применять железобетонные опоры типа ПО (прямоугольная, облегченная с ненапряженной арматурой).

Или ГЮН (с предварительно напряженной стержневой арматурой) (рис. 6)

Могут также применяться железобетонные опоры центрифугированные круглые.

Рис. 6:



Подъем на опору или спуск с нее разрешается только с помощью монтерских когтей или иных специальных приспособлений. На опоре работы следует проводить стоя на двух когтях. Сбрасывать вниз инструмент или другие предметы можно только при условии отсутствия людей вблизи опоры.

Монтаж ВЛС будет сделан однозначно качественно - если выполняли работу сотрудники группы "Помощник".

Когда выполняется монтаж проводов ВЛС запрещается:

- подниматься на анкерную опору, а также находиться на ней со стороны тяжести проводов;

- работать на угловых опорах и влезать на них со стороны внутреннего угла;

- находиться под проводами во время их монтажа.

Протягивание кабеля между домами по воздуху.

Оснастка опор.

Изоляторы можно навертывать заблаговременно в мастерских с помощью тихоходного сверлильного станка (со скоростью вращения шпинделя не более 45-50 об/мин) и специального приспособления.

Приспособление состоит из стального корпуса, оканчивающегося хвостовиком с конусом Морзе, резинового и деревянного вкладышей и уплотнения. Применяемые номера конусов Морзе, материал вкладышей и уплотнения и размеры приспособления уточняются в зависимости от типов изоляторов и других местных условий. Крюк (или штырь или траверса с штырями) зажимается в тисках, укрепленных на сверлильном станке. На крюк устанавливают полиэтиленовый колпачок либо наматывают паклю (или пеньковое волокно), пропитанную олифой с тертым суриком. При этом должны быть обмотаны не только стержень крюка (резьбы), но и торец крюка или штыря.



Рис. 7. - Приспособления для навертывания изоляторов на штыри и крюки:

Где:

а - сверлильный станок с приспособлением;

б-в - рычажно-накидной ключ.

Изолятор насаживают вручную на подмотку и приспособление опускают на изолятор, включая станок, заворачивают изолятор на крюк или штырь до отказа, после чего приспособление поднимают в исходное положение.

А изолятор немного поворачивают при необходимости вручную так, чтобы направление желоба на головке изолятора совпадало с направлением провода. Станок следует снабдить автоматическим отключением при повышении нагрузки, наступающей в момент окончания навертывания изолятора.

Рычажно-накидной ключ для навертывания изоляторов типа ШД на штыри траверс опор имеет рукоятку 1, в конце которой просверлено отверстие. В этом отверстии шарнирно укреплен конец цепи 3. На небольшом расстоянии просверлено пять отверстий для крепления второго конца цепи.

Цепь имеет длину, несколько большую длины окружности монтируемого изолятора.

На цепь надет резиновый шланг 6, улучшающий сцепление цепи с изолятором и предохраняющий изолятор от повреждений. На конечное звено цепи надета скоба 4, укрепляемая пальцем или болтом 5 к рукоятке через любое из пяти отверстий 2.

Нужное отверстие подбирается при установке ключа на изолятор так, чтобы обеспечить падежное зажатие изолятора в ключе.

Ключ, показанный на рисунке имеются обоймы 1, рычаги-рукоятки 2 и резиновые прокладки 3, закрепляемые винтами 4.

При повороте ключа по часовой стрелке изолятор зажимается обоймами с резиновыми прокладками и поворачивается. При повороте рычагов в обратную сторону ключ скользит по изолятору.

В последние годы наибольшее распространение получило крепление изоляторов на крючьях и штырях с помощью полиэтиленовых колпачков. Применяется также заливка крючьев схватывающим раствором, который должен иметь коэффициент расширения, аналогичный коэффициенту расширения фарфора, во избежание повреждений изоляторов при резких понижениях температуры в период сильных морозов.

Для BЛ выше 1000 в изоляторы можно армировать раствором из 40% портландцемента марки не ниже 400-500 и 60% речного тщательно промытого песка.

Конец крюка покрывается слоем битума.

Цементный раствор для наружных проводок до 1000В может иметь, например, следующий состав (%):

- портландцемент марки 400-500;

- песок с крупностью зерен около 1,2 мм.;

- гипс - 3;

- хлористый кальции (CaCl2) - 2;

- вода - 19.

Хлористый кальций добавляют через 5 мин после смешения всех компонентов с водой, затем массу перемешивают вторично. Воду при замесе нужно добавлять небольшими порциями. На дно изолятора кладут подкладку толщиной 2-3 мм., из бумаги.

Подкладка нужна для компенсации расширения стального стержня, которое превышает расширение фарфора при повышении температуры. Затем гнездо изолятора заполняют схватывающим раствором на 2/3, после чего в гнездо ставят крюк или штырь.

Для заливки изоляторов возможно применение расплавленного полиэтилена высокого давления.

Он сравнительно недорог, химически стоек и обладает достаточной механической прочностью.

Изделия из полиэтилена высокого давления эксплуатируются при температурах от минус 60 до плюс 50°С.

Для удобства централизованной заливки изоляторов на крюки или штыри рационально применять специальные столы, на которых изоляторы можно располагать в два яруса, по два ряда в каждом ярусе. Таким образом, на каждом столе длиной 2 м., шириной 0,6 м., и высотой 1,15 м., устанавливают около 100 изоляторов.

Для обеспечения правильного расположения желобков в головках изоляторов (поперек плоскости крюка, т. е., вдоль провода ВЛ) на столе делается гребень, на который изоляторы ставят своим желобком.

Предусмотрены также пазы и выемки, обеспечивающие правильное положение изоляторов и крючьев, устанавливаемых для заливки. Применение стола ликвидирует перекосы, могущие быть при насадке изоляторов вручную, без приспособления, и повышает производительность труда.

Для сверления отверстий в деревянных опорах под крючья используют специальные приспособления и механизмы (см. выше), которыми оснащают бригады, выполняющие работы по заготовке и сборке опор, либо ручные бурава.

В некоторых случаях приходится сверлить отверстия на трассе перед установкой опор и даже в установленных опорах в период монтажа проводов. При мерзлой древесине и использовании буравов эта операция требует больших физических усилий.

Рис. 8. - Приспособления и инструменты для установки крючьев:

Производительность труда здесь низкая, бурава часто выходят из строя, и весьма трудно обеспечить правильное выполнение отверстий.

Для обеспечения нужного направления сверла (перпендикулярно к бревну), ускорения сверления и облегчения работы можно применить приспособление (рис. 8,а), имеющее винт 3 с шагом 5 мм., с рукояткой 4 и гайку, к которой приварены с одной стороны держатель цепи 2 и с другой крюк 5.

Сверло 1 вставляют в отверстие, имеющееся в конце винта, и закрепляют болтом 7.

Затем устанавливают приспособление к опоре 8, охватив ее цепью 6, укрепленной к держателю, и надев другой конец цепи на крюк. Сверление выполняют вращением за рукоятку.

...