Подвеска оптического кабеля на опорах ЛЭП. Подвеска оптоволоконного кабеля между зданиями. Основные положения технологии подвески волоконно-оптического кабеля (ВОК) Подвеска вок на опорах контактной сети
Московский государственный университет
Путей сообщения (миит)
Кафедра «Автоматика и телемеханика
на железнодорожном транспорте.»
По дисциплине:
«Волоконно – оптические системы передачи.»
«Расчет механической прочности полностью
Диэлектрического самонесущего
Волоконно – оптического кабеля.»
Выполнил: студент группы ТУС–361 Осипов С.Е.
Волкова Е.С.
Москва – 2017
1. Описание конструкции кабеля A-D(T)2Y.
2. Описание работ производимых при подвеске самонесущего ВОК на опорах контактной сети.
3. Механический расчет самонесущего ВОК.
3.1.Расчет удельной нагрузки от собственной силы тяжести кабеля.
3.2.Расчет удельной нагрузки от воздействия льда при гололеде.
3.3.Расчет удельной нагрузки от собственной силы тяжести кабеля и силы тяжести льда.
3.4.Расчет удельной нагрузки от давления ветра на кабель (при отсутствии гололеда).
3.5.Расчет удельной нагрузки от воздействия ветра на кабель, покрытый гололедом.
3.6.Расчет удельной нагрузки от силы тяжести кабеля, покрывающего его льда и воздействия ветра.
4.Определение критической длины пролета.
5.Расчет стрелы провеса.
Описание конструкции кабеля CORNING ADSS A-D(T)2Y.
На рисунке приведена конструкция кабеля компании Corning ADSS A-D(T)2Y (диэлектрический самонесущий ВОК)
1. Диэлектрическая многоволокновая центральная трубка (D)
2. Концентрический элемент, несущий нагрузку на растяжение (арамид) (2Y).
3. Полиэтиленовая оболочка (Т)
К особым характеристикам относится:
Монтаж без отключения электроэнергии;
Большие длины пролёта;
Малый вес;
Малый наружный диаметр
Рабочая температура от -40 до +40ºС
Описание работ производимых при подвеске самонесущего ВОК на опорах контактной сети.
Работы по подвеске и монтажу ВОК могут быть начаты только при наличии утвержденного заказчиком рабочего проекта на строительство ВОЛС, альбомов типовых узлов и деталей и разрешения службы электроснабжения железной дороги на производство работ в зоне контактной сети и высоковольтной линии автоблокировки.
Для разработки проекта заказчик передает проектной организации исходные данные в составе задания на проектирование ВОЛС.
До начала монтажных работ по подвеске ВОК должны быть выполнены следующие работы:
изучена проектная документация;
проведено натурное ознакомление с трассой подвески ВОК и конструкциями опор;
установлены очередность и сроки замены опор, сроки установки новых и дополнительных опор;
произведена замена опор с недостаточной несущей способностью и установлены новые и дополнительные опоры в соответствии с проектом линий, а также требуемые по проекту оттяжки на опорах;
уточнены анкерные участки и установлена наиболее рациональная очередность и направление монтажа анкерных участков;
при необходимости проведена вырубка деревьев и кустарников;
подготовлены автодрезины, мотрисы, вагоны для работников, выполняющих работы по подвеске ВОК, механизмы для погрузки-выгрузки кабельной продукции, оборудования и места для сварочных работ, монтажа муфт;
подготовлены и проверены принадлежности, материалы, оборудование, инструмент, радиостанции и источники питания;
определены порядок и время доставки к месту работы работников, оборудования и инструмента;
определен порядок предоставления "окон".
При подвеске и монтаже ВОК должны предусматриваться "окна" продолжительностью не менее 3 - 4 часов в соответствии с порядком, утвержденным начальником железной дороги.
"Окна" для подвески и монтажа ВОК должны предоставляться, как правило, в светлое время суток. На участках, где "окна" в графике движения поездов предусматриваются в темное время суток, руководитель обязан обеспечить место производства работ в соответствии с установленными нормами.
При протяжке ВОК выполняются следующие работы:
протяжка диэлектрического трос-лидера;
протяжка ВОК.
Работы по протяжке ВОК могут вестись "с пути" со снятием напряжения и с занятием перегона, либо при наличии подъездов к пути и обеспечении электробезопасности - "с поля" без снятия напряжения.
По заранее подвешенным на кронштейны роликам протягивается трос-лидер. Для этого после занятия комплексом перегона и снятия напряжения один грузовой прицеп с катушками трос-лидера устанавливается в начале анкерного участка за 25 - 30 м от анкерной опоры, а второй прицеп в сцепе с автомотрисой начинает медленно двигаться к первой анкерной опоре. Напротив первой анкерной опоры автомотриса останавливается, монтажная люлька с двумя монтерами поднимается к кронштейну с роликом. Трос-лидер открепляется от люльки, пропускается через ролик и снова прикрепляется к люльке. В таком положении автомотриса медленно передвигается к следующей опоре. На следующей опоре трос-лидер снова пропускается через ролик и движение автомотрисы возобновляется. Таким образом трос-лидер протягивается по всему участку. После пропуска трос-лидера через ролик крайней анкерной опоры автомотриса с находящимся впереди нее прицепом с кабельными барабанами передвигается на расстояние 25 - 30 м за последнюю опору и останавливается. Во время протяжки трос-лидера монтеры, управляющие тягово-тормозным устройством с катушками, подтормаживают катушки, обеспечивая раскатку трос-лидера под натяжением.
В крайнем положении трос-лидер через устройство, препятствующее закручиванию ВОК, с помощью кабельного зажима "чулок" соединяется с ВОК, находящемся в барабане на грузовом прицепе. Автомотриса отцепливается от прицепа с кабельным барабаном и возвращается к первому прицепу со свободными от трос-лидера катушками. От автомотрисы с помощью гидропривода включаются двигатели тягового модуля и начинается медленная протяжка ВОК. При этом барабан, с которого раскатывается ВОК, притормаживается так, чтобы обеспечивались требуемые стрелы провеса ВОК в пролетах.
В последнее время наиболее популярным методом строительства ВОЛС становится вариант подвески ВОК на опорах ЛЭП энергетиков, опорах контактной сети и ЛЭП автоблокировки железнодорожного транспорта, а также на опорах осветительной сети и наземного электрического транспорта. В своем дипломном проекте я выбрал тип прокладки - подвесной, выбор сделан благодаря приемуществам указанным ниже. Проектируемая линия Уфа - Казань будет осуществлена вдоль автомагистрали на опорах ЛЭП (длина магистрали составляет 525 км). Таким образом при моделировании ВОЛС я имел запас в 25 км. Подвеска ВОК осуществляется на уже установленных опорах и не требует тщательной предварительной подготовки трассы прокладки, поэтому более технологична и проста, чем прокладка в грунт. Опыт строительства ВОЛС МПС РФ показывает, что стоимость строительства с использованием подвески ВОК обходится на 30-35% дешевле, чем при строительстве с прокладкой ВОК в грунт, при этом сроки строительства сокращаются в 2,5-3 раза. Особенность применения ВОК для подвески на опорах заключается в способности кабеля к упругому продольному растяжению до 1,5% без возникновения нагрузок на оптическом волокне. Для строительства ВОЛС методом подвески кабеля на опорах железнодорожного транспорта используется только диэлектрический самонесущий ВОК. Во время эксплуатации данный кабель испытывает значительные колебания температуры, скорости ветра и осадков, вибраций, что предъявляет определенные требования к технологии подвески. Одним из главных является принцип ограничения механических воздействий на оболочку, на растяжение ВОК, сдавливающие нагрузки, а также углы поворота трассы ВОК. Технология подвески ВОК должна обеспечить сохранность покрытия оболочки кабеля при протяжке от повреждений.
Современная технология подвески ВОК предусматривает два этапа:
подготовительный этап, включающий в себя обшестроительные работы, замену дефектных и поврежденных опор, установку дополнительных опор, заказ и приобретение специальных кронштейнов крепления ВОК в соответствии с типами, указанными в проекте, кронштейнов для крепления запасов кабеля и оптических муфт, узлов анкеровки.
на втором этапе, связанном непосредственно с подвеской ВОК, осуществляются: крепление кронштейнов на опорах; крепление на кронштейнах технологических роликов для протяжки трос-лидера, а затем с помощью его и кабеля; замена роликов на специальные натяжные или поддерживающие зажимы и крепление кабеля; монтаж муфт; устройство анкеровок и крепление запасов ВОК; подключение кабеля к кроссовому оборудованию; измерение и паспортизация пассивной части ВОЛС. Все работы по подвеске ВОК на опорах выполняются в соответствии с действующими правилами и нормами, а также техническими условиями, заложенными в проектах.
При строительстве ВОЛС методом подвески на опорах высоковольтных линий связи также применяют:
оптический кабель малого диаметра, который с помощью специальных механизмов наматывается с определенным шагом намотки на фазный провод или грозозащитный трос;
встроенный в грозотрос специальный оптический кабель (как правило, используется только при реконструкции высоковольтной линии с заменой грозотроса);
подвеска оптических кабелей к стальному канату (тросу), натянутому между столбовыми опорами на консолях;
подвеска кабеля с встроенным тросом на консолях специальной конструкции.
В любом из этих способов подвески ВОК должны обеспечиваться заданные оптические параметры в течение всего срока службы (на менее 25 лет).
Экономическая часть
Современные транспортные системы для увеличения пропускной способности оптических линий используют многоканальные мультиплексоры. Мультиплексоры помогают сэкономить значительные средства, обеспечивая передачу информации на различных длинах волн по одной линии и делая тем самым ненужным прокладку новых оптоволоконнных линий.
Стоимость волоконно-оптической сети сегодня составляет десятки и сотни миллионов рублей, и при ее создании требует решать более 50 разноплановых технических и организационных задач, которые должны быть координированы во времени и иметь гарантированное материально-техническое обеспечение. Поэтому успех выполнения проекта сети зависит, прежде всего, от организации работ. Нарушение организационной структуры выполнения проекта резко снижает качество работы.
Типовая структура цены волоконно-оптической линий связи, которую сегодня часто строят вдоль автомагистрали или полотна железной дороги, имеет следующее распределение средств (в процентах).
Техническое обслуживание подвешенного на опорах контактной сети и автоблокировки ВОК, должно осуществляться в соответствии с правилами его эксплуатации.
Техническое обслуживание ВОК, подвешенного на опорах контактной сети и автоблокировки, должны осуществлять эксплуатирующие ВОЛС организации и дистанции электроснабжения железных дорог. На искусственных сооружениях организационные мероприятия по техническому обслуживанию ВОК осуществляют дистанции пути железных дорог.
Дистанции электроснабжения осуществляют техническое обслуживание кронштейнов, хомутов и деталей анкеровок, поддерживающих и натяжных зажимов, деталей крепления муфт на опорах контактной сети и высоковольтных линий автоблокировки, на мостах и в тоннелях, проверку габаритов подвески ВОК.
Эксплуатирующие ВОЛС организации осуществляют контроль состояния целостности ВОК, проверку требований по радиусам изгиба ВОК, техническое обслуживание вводов в служебные здания и подземных переходов ВОК, трубок с протянутым ВОК в тоннелях.
Дистанции пути производят обслуживание элементов мостов, к которым прикреплены кронштейны, специальных коробов с проложенным ВОК, тоннельной обделки в местах крепления кронштейнов.
При замене пролетных строений или реконструкции тоннелей эксплуатирующая ВОЛС организация обязана обеспечить демонтаж ВОК на период производства работ.
В состав работ, выполняемых дистанциями электроснабжения, должны включаться:
периодический осмотр и оценка состояния кронштейнов, поддерживающих и натяжных зажимов;
замена поврежденных кронштейнов, хомутов, поддерживающих и натяжных зажимов и других деталей крепления ВОК, проведение антикоррозийной покраски кронштейнов;
при обследовании кабельных муфт и технологического запаса ВОК на опорах по заявке эксплуатирующей ВОЛС организации производить отключение электроэнергии с контактной сети и проводов;
перемонтаж кронштейнов и зажимов ВОК при замене исчерпавших ресурс опор, а также при их повреждениях;
обеспечение габаритов подвески ВОК.
В состав работ, выполняемых эксплуатирующей ВОЛС организацией, должны включаться:
периодический осмотр поддерживающих и натяжных зажимов (без подъема на опоры, на мосты, к тоннельной обделке);
обследование соединительных и разветвительных муфт и технологического запаса ВОК на опорах;
осмотр целостности наружной оболочки ВОК (без подъема на опоры, на мосты, к тоннельной обделке);
устранение повреждений и обрывов ВОК;
обслуживание вводов ВОК в служебные здания;
обслуживание подземных переходов ВОК;
обслуживание трубок с протянутым ВОК в тоннелях;
устранение недопустимых изгибов ВОК в местах крепления, поворотов.
В состав работ, выполняемых дистанциями пути, должны включаться:
техническое обслуживание специальных коробов на мостах;
окраска элементов мостов в местах крепления ВОК при нарушении антикоррозионного покрытия.
Эксплуатирующие ВОЛС организации могут устанавливать периодичность работ по техническому обслуживанию ВОК, исходя из требований устойчивости работы ВОЛС. Электробезопасность при проведении указанных работ обеспечивают дистанции электроснабжения.
При осмотре кронштейнов, поддерживающих и анкеровочных зажимов и узлов их крепления следует определять:
состояние сварных и болтовых соединений;
неизменность положения анкеровочных зажимов на ВОК;
состояние подвески поддерживающих зажимов.
В сварных швах не допускаются трещины и разрывы швов. Кронштейны с трещинами в сварных швах и с разрывами сварных швов должны заменяться.
В болтовых соединениях не допускаются трещины и обрывы болтов. Дефектные болты должны заменяться.
В анкеровочных зажимах не допускается проскальзывание зажимов вдоль ВОК, обрывы проволок в спиралях.
Не допускаются также трещины и вмятины в поддерживающих зажимах, деформации крепежных деталей.
Техническое обслуживание вводов кабеля в дома связи, муфт, аппаратуры, обеспечивающее нормальное функционирование ВОЛС, а также ремонт опущенного ВОК при повреждениях, осуществляют организации, которым передано право их эксплуатации. Перечень работ по техническому обслуживанию ВОК и периодичность их выполнения устанавливает эксплуатирующая организация. В случае планового ремонта муфт, отдельных участков ВОК и необходимости обеспечения электробезопасности эксплуатирующие организации передают заявки в дистанции электроснабжения на проведение этих работ. На основании заявок дистанции выделяют необходимый персонал для обеспечения электробезопасного производства работ.
Работы по обслуживания ВОК дистанциями электроснабжения могут совмещаться с работами по обслуживанию контактной сети в соответствии с Правилами устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог, утвержденными МПС России 25.06.93 г., N ЦЭ-197.
Работы, выполняемые совместно дистанциями электроснабжения и эксплуатирующими ВОК организациями, должны вестись по согласованному графику. График является основным документом для выделения персонала и материальных средств, необходимых для проведения работ по обслуживанию ВОЛС. Дистанции по заявке эксплуатирующей организации должны выделять персонал для обеспечения электробезопасности работ.
Каждое повреждение ВОК должно быть учтено, расследовано и проанализировано. При этом выявляются причины повреждений, правильность монтажа, условий эксплуатации, и разрабатываются меры по предотвращению подобных повреждений. Расследование и учет указанных случаев производит организация, эксплуатирующая кабель ВОЛС. В случае возникновения аварийной ситуации организация, эксплуатирующая ВОЛС, и энергодиспетчер обязаны проинформировать друг друга и ревизорский аппарат отделения железной дороги (при отсутствии отделения - ревизорский аппарат железной дороги) и принять оперативные решения о срочном восстановлении связи и ликвидации аварийной ситуации в соответствии с ПТЭ.
Для восстановления связи при обрыве или повреждении ВОК создается бригада из 5-7 человек, которая обеспечивается необходимым оборудованием, запасом ВОК и средствами доставки к месту работы.
При повреждении ВОК, вызванном повреждением контактной сети, общее руководство по восстановлению контактной сети и ВОК осуществляет представитель дистанции электроснабжения.
При повреждении ВОК, не связанном с состоянием контактной сети, руководителя работ по восстановлению ВОК назначает эксплуатирующая ВОЛС организация.
При необходимости снятия напряжения передается заявка энергодиспетчеру на выполнение работ со снятием напряжения.
Представитель дистанции электроснабжения получает наряд и проводит на месте работ инструктаж бригады, производящей восстановительные работы в части электробезопасности.
На месте производства восстановительных работ бригада определяет последовательность их выполнения. При необходимости ВОК снимается с поддерживающих зажимов и опускается на землю, а остальной участок кабеля в обе стороны от места повреждения анкеруется с помощью натяжных зажимов. Подготавливаются рабочие места для проведения монтажно - сварочных работ, вырезается поврежденный участок ВОК и производится его сращивание со вставкой оптических муфт.
Восстановленный ВОК анкеруется и укладывается в поддерживающие зажимы. Муфты и запас ВОК закрепляются на опорах.
По окончании работ дается уведомление энергодиспетчеру, который подает напряжение в контактную сеть. Составляется паспорт восстановленного участка трассы кабеля.
Подготовительные работы и допуск к работе.
Накануне работ передать заявку энергодиспетчеру на выполнение работ со снятием напряжения в зоне работы с применением рабочей площадки автомотрисы (дрезины) и предоставление "окна" в движении поездов, с указанием времени и места работ.
Подобрать необходимый инструмент, монтажные приспособления, защитные средства и принадлежности, проверить их исправности и сроки испытаний.
Подобрать в соответствии с проектной документацией кронштейны, армировать их деталями крепления. Проверить внешним осмотром комплектность и качество изготовления всех деталей кронштейнов. На резьбовых соединениях прогнать резьбу и нанести на нее смазку.
Все кронштейны и детали крепления должны иметь антикоррозионное покрытие.
При монтаже на железобетонных опорах на участках постоянного тока кронштейны должны иметь изолирующую прокладку.
Подобранные кронштейны, инструмент и принадлежности погрузить на транспортное средство. Организовать их доставку вместе с бригадой к месту работы.
Получить приказ энергодиспетчера с указанием о снятии напряжения в зоне работы, закрытия железнодорожного пути для движения поездов, времени начала и окончания работ ("окна"). При работе на станционных путях согласовать ее выполнение с дежурным по железнодорожной станции, оформив запись в "Журнале осмотра путей, стрелочных переводов, устройств СЦБ, связи и контактной сети".
После закрытия железнодорожного пути перегона или станции получить разрешение дежурного по железнодорожной станции на его занятие. На перегон автомотриса отправляется на правах хозяйственного поезда в порядке, установленном Инструкцией по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах Российской Федерации, утвержденной МПС России 02.10.93 г., N ЦД-206.
При прибытии на место работы провести текущий инструктаж по технике безопасности всем членам бригады с росписью каждого в наряде. Четко распределить обязанности между исполнителями.
Заземлить провода, с которых снято напряжение, переносными заземляющими штангами с обеих сторон места работы в соответствии с нарядом.
Подняться на автомотрису, поднять и закрепить перила ограждения, привести площадку в рабочее положение.
Схема последовательного технологического процесса
Остановить автомотрису у опоры, где устанавливается кронштейн. Развернуть рабочую площадку в сторону крепления кронштейна.
Поднять подготовленный кронштейн на рабочую площадку автомотрисы.
Установить кронштейн на заданной отметке и вставить концы полухомутов в отверстия в кронштейне. Наживить гайки на резьбовую часть полухомутов.
Затянуть гайки крепления кронштейна.
Отрегулировать горизонтальное крепление кронштейна, а также расположить в плоскости, перпендикулярной оси пути.
Подвесить раскаточный ролик и поводок на нем, закрепить низ поводка на опоре.
Перевести площадку в транспортное положение.
Переехать к следующей опоре и осуществить с той же последовательностью монтаж очередного кронштейна.
Окончание работ
Собрать материалы, монтажные приспособления, инструмент, защитные средства.
Привести рабочую площадку в транспортное положение.
Снять заземляющие штанги.
Возвратить автомотрису на станцию примыкания на правах хозяйственного поезда в порядке, установленном Инструкцией по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах Российской Федерации, утвержденной МПС России 02.10.93 г. N ЦД-206.
Дать уведомление энергодиспетчеру об окончании работ. При работе на станции сделать запись в "Журнал осмотра путей, стрелочных переводов, устройств СЦБ, связи и контактной сети".
Подготовительные работы
Накануне работ уведомить энергодиспетчера о выполнении работ вблизи частей под напряжением.
Получить наряд на производство работ и инструктаж от лица, выдавшего наряд.
Подобрать необходимый инструмент приспособления, защитные средства и принадлежности, проверить их исправность и сроки испытаний.
Подобрать в соответствии с проектной документацией кронштейны, проверить их тип, комплектность, наличие шайб, гаек, качество сварки и антикоррозионной защиты. Прогнать резьбу и нанести на нее смазку.
Погрузить инструмент, приспособления, защитные средства и кронштейны в транспортное средство. Организовать доставку их вместе с бригадой к месту работы.
По прибытии на место работы провести текущий инструктаж по технике безопасности всем членам бригады с росписью каждого в наряде. Четко распределить обязанности между исполнителями.
Проверить целостность и исправность заземляющего устройства опоры и присоединения его к тяговому рельсу. При наличии в цепи заземления искрового промежутка или диодного заземлителя установить на них шунтирующую перемычку сечением 50 кв. мм, присоединив ее сначала со стороны рельса, а затем - со стороны опоры (работу выполнять в диэлектрических перчатках).
Осуществить допуск бригады к производству работ.
Схема последовательного технического процесса
Установить лестницу и закрепить ее.
Подняться исполнителю к месту работы на опоре.
С помощью удочки поднять кронштейн к месту установки.
Установить кронштейн в проектное положение, и затянуть крепежные гайки.
Проверить точность и правильность установки кронштейна на опоре.
С помощью удочки поднять раскаточный ролик, подвести его на кронштейне и пропустить через него поводок.
Повторить технологический процесс на других опорах.
Окончание работ
Отсоединить лестницу от опоры и опустить на землю.
В диэлектрических перчатках снять с цепи заземления опоры шунтирующую перемычку на искровом промежутке или диодном заземлителе, отсоединив ее сначала со стороны опоры, а затем - со стороны тягового рельса.
Собрать материалы, монтажные приспособления, инструмент, защитные средства и погрузить их на транспортное средство.
Дать уведомление диспетчеру об окончании работы.
Возвратиться на производственную базу района контактной сети дистанции электроснабжения железной дороги.
Опоры линий электропередачи часто используются не только по своему прямому назначению, но и как инженерные сооружения для подвеса кабелей связи. Ввиду того, что ЛЭП связывают воедино даже самые отдаленные уголки нашей страны, они являются практически идеальным способом организации связи. Для этого на опорах производят подвес различных видов волоконно-оптических кабелей (ВОК).
Мнение эксперта
Главный редактор LinijaOpory
Консультациями в области расчетов и проектирования ВОЛС на ВЛ занимаются наши коллеги. На сайте VOLS-psd.ru Вы можете ознакомиться с перечнем выполняемых расчетов и консультаций, а также узнать условия проектирования ВОЛС по Вашему ТЗ. Ни один вопрос не останется без ответа.
Возможны несколько вариантов строительства ВОЛС на ВЛ. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками. На нашем сайте Вы сможете найти исчерпывающую информацию о линиях связи данного вида. С каждым годом появляются новые способы подвеса и прокладки ВОК, но есть несколько «классических» вариантов, каждый из которых применяется достаточно часто.
Самонесущий волоконно-оптический кабель связи
Самонесущий оптический кабель (ОКСН) чаще других используется в проектировании и строительстве ВОЛС, так как его подвес может проводиться без снятия напряжения в линии, а это сильно снижает затраты на стройку.
Такой кабель характеризуется небольшим весом и неплохими возможностями к растяжению. Его подвес производят непосредственно на тело опоры или ее траверсу (в зависимости от типа и конструкции опоры).
В настоящее время существует множество специальных приспособлений, предназначенных для подвеса ОКСН. Все они будут рассмотрены на нашем ресурсе.
Оптический кабель, встроенный в грозотрос
Кабель, встроенный в грозозащитный трос (ОКГТ) применяется на линиях высокого и сверхвысокого напряжения. Распространен этот тип кабеля достаточно широко, так как на больших протяженностях трассы ЛЭП он является наиболее приемлемым вариантом.
ОКГТ выполняет как функцию передачи информации, так и классическую функцию защиты линии от перенапряжений. Для строительства ВОЛС на ОКГТ необходимо отключение напряжения линии. При проектировании необходимо учитывать множество факторов, которые влияют на износостойкость и долговечность троса. ОКГТ не создает дополнительных нагрузок на опоры ВЛ.
Оптический кабель, встроенный в фазный провод
Оптический кабель в фазном проводе (ОКФП) — относительно новая технология, которая применяется на территории РФ крайне редко. Это объясняется в первую очередь высокой стоимостью строительных материалов и сложностью монтажа такого провода.
При строительстве ВОЛС с использованием ОКФП напряжение в линии отключают и заменяют существующий фазный провод на кабель связи со сходными характеристиками. Это позволяет достичь как механической, так и электрической симметрии в линии. В настоящее время энергетики позволяют выполнять такие манипуляции редко и только тогда, когда других возможностей подвеса ВОК нет (например, в условиях больших пролетов).
Навивной оптический кабель
При использовании этой технологии по фазному проводу линии пускается специальная машина, которая, перемещаясь по проводу, равномерно накручивает на него ВОК.
В результате навивки ВОК не требует дополнительного крепления на опорах, и увеличивает нагрузки на них лишь незначительно. В современном строительстве эта технология используется достаточно часто на линиях напряжением до 35 кВ. Применение навивных машин требует от монтажников достаточной подкованности в некоторых технических вопросах, однако это окупается результатами работы. Особенно важно применение исправных и работоспособных механизмов в процессе монтажа.
Строительство ВОЛС на ВЛ — перспективное направление связи
Развитие волоконно-оптических сетей передачи данных происходит стремительно и широко. Используются самые разные инженерные сооружения и конструкции кабелей. Для обеспечения долгого и бесперебойного функционирования такие линии проектируются с учетом максимальных нагрузок, наблюдаемых за последние 25 лет.
Помимо того, что для нормирования подвеса ВОК существуют отдельные документы, в Правилах устройства электроустановок также есть соответствующий раздел.
Основные положения технологии подвески волоконно-оптического кабеля (ВОК)
В последнее время наиболее популярным методом строительства ВОЛС становится вариант подвески ВОК на опорах ЛЭП энергетиков, опорах контактной сети и ЛЭП автоблокировки железнодорожного транспорта, а также на опорах осветительной сети и наземного электрического транспорта. В своем дипломном проекте я выбрал тип прокладки - подвесной, выбор сделан благодаря приемуществам указанным ниже. Проектируемая линия Уфа - Казань будет осуществлена вдоль автомагистрали на опорах ЛЭП (длина магистрали составляет 525 км). Таким образом при моделировании ВОЛС я имел запас в 25 км. Подвеска ВОК осуществляется на уже установленных опорах и не требует тщательной предварительной подготовки трассы прокладки, поэтому более технологична и проста, чем прокладка в грунт. Опыт строительства ВОЛС МПС РФ показывает, что стоимость строительства с использованием подвески ВОК обходится на 30-35% дешевле, чем при строительстве с прокладкой ВОК в грунт, при этом сроки строительства сокращаются в 2,5-3 раза. Особенность применения ВОК для подвески на опорах заключается в способности кабеля к упругому продольному растяжению до 1,5% без возникновения нагрузок на оптическом волокне. Для строительства ВОЛС методом подвески кабеля на опорах железнодорожного транспорта используется только диэлектрический самонесущий ВОК. Во время эксплуатации данный кабель испытывает значительные колебания температуры, скорости ветра и осадков, вибраций, что предъявляет определенные требования к технологии подвески. Одним из главных является принцип ограничения механических воздействий на оболочку, на растяжение ВОК, сдавливающие нагрузки, а также углы поворота трассы ВОК. Технология подвески ВОК должна обеспечить сохранность покрытия оболочки кабеля при протяжке от повреждений.
Современная технология подвески ВОК предусматривает два этапа:
Подготовительный этап, включающий в себя обшестроительные работы, замену дефектных и поврежденных опор, установку дополнительных опор, заказ и приобретение специальных кронштейнов крепления ВОК в соответствии с типами, указанными в проекте, кронштейнов для крепления запасов кабеля и оптических муфт, узлов анкеровки.
На втором этапе, связанном непосредственно с подвеской ВОК, осуществляются: крепление кронштейнов на опорах; крепление на кронштейнах технологических роликов для протяжки трос-лидера, а затем с помощью его и кабеля; замена роликов на специальные натяжные или поддерживающие зажимы и крепление кабеля; монтаж муфт; устройство анкеровок и крепление запасов ВОК; подключение кабеля к кроссовому оборудованию; измерение и паспортизация пассивной части ВОЛС. Все работы по подвеске ВОК на опорах выполняются в соответствии с действующими правилами и нормами, а также техническими условиями, заложенными в проектах.
При строительстве ВОЛС методом подвески на опорах высоковольтных линий связи также применяют:
Оптический кабель малого диаметра, который с помощью специальных механизмов наматывается с определенным шагом намотки на фазный провод или грозозащитный трос;
Встроенный в грозотрос специальный оптический кабель (как правило, используется только при реконструкции высоковольтной линии с заменой грозотроса);
Подвеска оптических кабелей к стальному канату (тросу), натянутому между столбовыми опорами на консолях;
Подвеска кабеля с встроенным тросом на консолях специальной конструкции.
В любом из этих способов подвески ВОК должны обеспечиваться заданные оптические параметры в течение всего срока службы (на менее 25 лет).
Экономическая часть
Современные транспортные системы для увеличения пропускной способности оптических линий используют многоканальные мультиплексоры. Мультиплексоры помогают сэкономить значительные средства, обеспечивая передачу информации на различных длинах волн по одной линии и делая тем самым ненужным прокладку новых оптоволоконнных линий.
Стоимость волоконно-оптической сети сегодня составляет десятки и сотни миллионов рублей, и при ее создании требует решать более 50 разноплановых технических и организационных задач, которые должны быть координированы во времени и иметь гарантированное материально-техническое обеспечение. Поэтому успех выполнения проекта сети зависит, прежде всего, от организации работ. Нарушение организационной структуры выполнения проекта резко снижает качество работы.
Типовая структура цены волоконно-оптической линий связи, которую сегодня часто строят вдоль автомагистрали или полотна железной дороги, имеет следующее распределение средств (в процентах):
Управление проектом ~ 1-3 %
проектирование ~ 1-3 %
оборудование, включая системную интеграцию в единую сетевую структуру + стоимость оптического кабеля ~ 75 %
строительство ВОЛС ~ 6 - 10 %
создание центра управления и службы эксплуатации ~ 8 - 10 %
обучение ~ 1- 2 %
непредвиденные (прочие) расходы ~ 2 - 4 %
В общем случае, дополнительно нужно учитывать расходы на таможенные пошлины ~ 5-20 %, оплату налогов ~ до 20% от стоимости оборудования и расходы на эксплуатацию сети, которые в первый год могу составлять до 10 %.
Подчитаем стоимость проектируемой линии.
Длина волоконно-оптической линии равна 550 км, скорость передачи информации 2.5Гбит/с (STM-16).
Оборудование - 8-ми канальная транспортная система WL8 - компании Сименс.
Оптический кабель - ОКЛЖ - самарской компании, использующее различные типы волокон компании Корнинг.
Так как в дипломном проекте была показана возможность проектировать линию связи при использовании как стандартного одномодового волокна, так и при использовании одномодового NZDSF волокна, то и стоимость проекта подчитаем для двух типов волокон.
Стоимость оптического кабеля:
при использовании стандартного одномодового волокна SMF28 фирмы Корнинг 1 км оптического кабеля будет стоить - 90 000 рублей. Вся линия в 550 км будет стоить 90 000*550 = 49 500 000 руб. Один модуль МКД (волокна компенсирующего дисперсию) будет стоить - 200 000 рублей, потребуется 4 модуля, т.е. - 800 000 рублей. Используем модуль фирмы Корнинг DCM-95.
при использовании одномодового NZDSF волокна LEAF тм фирмы Корнинг 1 км оптического кабеля будет стоить - 120 000 рублей. Вся линия в 550 км будет стоить 120 000*550 = 66 000 000 руб.
Оборудование - транспортная система WL8 компании Сименс будет стоить ~ 9 000 000 руб.
Общая стоимость оборудование + оптический кабель будет составлять в:
1-ом случае - 59 300 000 руб.,
2-ом - 75 000 000 руб.
Как было сказано выше стоимость оборудования ВОЛС составляет примерно 75 % от всех затрат строительства проекта.
59 300 000 - 75 %
Себестоимость - 100 %
Себестоимость = (59 300 000 * 100)/ 75 = 79 000 000 руб.
75 000 000 - 75 %
Себестоимость - 100 %
Себестоимость = (75 000 000 * 100)/ 75 = 100 000 000 руб.
Подчитаем срок окупаемости проектируемой линии:
Цена одного канала STM-16 за час равен - 600 руб. Подчитаем за сутки: 600 * 24 = 14 400 руб. Так как линия 8-ми канальная: то за сутки - 115 200 руб.
Подчитаем сумму за год: 155 200 * 365 ? 42 000 000 руб.
Учтем, что система постоянно не загружена на 100 %. Подчитаем сумму при загруженности системы на 80 %, отсюда
42 000 000 - 100 %
За год - 80 %
За год = (42 000 000 * 80) / 100 ? 33 000 000 руб.
Из полученных результатов делаем вывод, что проектируемая мною линия в 1-ом случае окупит себя примерно за 2,5 года, во 2-ом случае примерно за 3 года.
Как было сказано выше нужно учитывать таможенные пошлины при ввозе оборудования, оплату налогов - до 20 % от стоимости всей системы, расходы на зарплату обслуживающему персоналу, расходы на экплуатацию сети, которые в первый год могут составлять до - 10 %.
С учетом выше перечисленного срок окупаемости увеличивается примерно в два раза т. е. будет составлять 5 и 6 лет соответственно в первом и втором случае.
Техника безопасности
В качестве техники безопасности при моделировании ВОЛСВ на ЭВМ, можно использовать эргономику рабочего места оператора ЭВМ.
Рабочее место оператора должно отвечать определенным требованиям, обеспечивать максимальную комфортабельность условий работы за компьютером, способствовать сохранению работоспособности и хорошего самочувствия в течение дня.
Рабочее место оператора ЭВМ включает:
Монитор является основным звеном безопасности в настольной вычислительной системе. Плохой монитор может стать вполне реальной угрозой здоровью человека. В тоже время монитор высокого качества благодаря высоким техническим данным и низкому уровню электромагнитных излучений повышает продуктивность работы, предотвращает зрительное утомление, усталость и головные боли. Монитор должен отвечать требованиям по размеру видимой части экрана, разрешению, частоте смены кадров, мультичастотности, экранному покрытию и настройке экрана. Частота регенерации кадров не менее 75 Гц при оптимальном для каждого класса разрешении. Монитор должен полностью удовлетворять стандартам MPRII, TCO и требованиям безопасности, установленным ГОСТ Р50948-96 " Средства отображения информации индивидуального пользования", по уровню переменных электромагнитных и электростатических полей.
клавиатура и манипулятор "мышь"
Клавиатура является основным устройством ввода и от ее конструктивной особенности зависит, как бистро устанет оператор и, следовательно, производительность труда. Недостатком клавиатуры является быстрая утомляемость кисти руки при длительной работе, так как кисть находится все время в подвешенном состоянии, что создает нагрузку на мышцы предплечья.
Особое внимание специалистов в области эргономики привлекает - манипулятор типа "мышь". Недостатком всех манипуляторов "мышь" является то что при каждом поднятии руки и повторяющемся ее удержании над каким-нибудь предметом предплечье испытывает значительную нагрузку. На рынке имеются подвижные опоры для кистей, перемещающиеся вместе с руками. Эти опоры размещаются так, чтобы кисти свободно с них свисали, что снижает нагрузку на предплечье и снижает утомляемость.
рабочий стол и кресло
Рабочая мебель при работе с компьютером играет важную роль в создании оптимальных условий работы человека. Грамотное ее использование позволяет снизить степень утомляемости, повысить работоспособность, производительность труда, концентрацию внимания.
Компьютерная мебель должна быть удобной, прочной надежной, и иметь аккуратный вид. При этом конструкция и размеры стола и кресла должны способствовать оптимальной позе оператора, при которых выдерживаются определенные угловые соотношения между "шарнирными" частями тела. Правильная поза (следовательно, и правильное функционирование организма) поможет сохранению здоровья и воспрепятствует симптомов синдрома компьютерного стресса, а также симптома постоянных нагрузок.
Выводы
Только правильное соблюдение требований и мероприятий по оптимизации труда оператора ЭВМ позволяет сохранить не только нормальную работоспособность, но и самое главное - здоровье.
Ведь вся разработка мероприятий по оптимизации условий труда оператора ЭВМ предназначена для предотвращения неблагоприятного воздействия на человека вредных факторов, сопровождающих работы с видеодисплейными терминалами и персональными электронно-вычислительными машинами.
