Оптический самонесущий кабель ОКСМ: применение и преимущества

ОКСМ — самонесущий металлический оптический кабель. Конструкция ОКСМ схожа с конструкцией ОКГТ:

Рис. 1. Эскиз кабеля типа ОКСМ

Кабель содержит центральный стальной оптический модуль со свободно уложенными волокнами. Свободное пространство в оптическом модуле заполнено гидрофобным гелем. На центральный оптический модуль спирально накладываются один или несколько повивов стальных канатных оцинкованных проволок или стальных проволок, плакированных алюминием.

Цветовая идентификация оптических волокон в модуле (по согласованию с заказчиком цвета волокон могут быть изменены):

В центральном оптическом модуле возможно размещение до 48 оптических волокон. В модуле с числом волокон более 12 возможна группировка волокон в пучки. Каждый пучок волокон имеет обмотку цветной синтетической нитью. Вместо обмоточных нитей возможна идентификация волокон с помощью кольцевых меток.

Цветовая идентификация обмоточных нитей:

Пример кодового обозначения кабеля ОКСМ производства завода Инкаб:
ОКСМ – 48 G.652D – 10,9 мм – 110кН.

Расшифровка:

• ОКСМ — оптический кабель самонесущий металлический;
• 48 — количество оптических волокон в кабеле;
• G.652D — тип оптических волокон (одномодовое волокно, с низкими потерями и улучшенными изгибными характеристиками, соответствующее рекомендациям G.652D+G.657.A1);
• 10,9 — номинальный наружный диаметр ОКСМ, мм;
• 110 — механическая прочность на разрыв, кН.

Область применения ОКСМ

ОКСМ используется на линиях электропередач среднего и высокого напряжения в тех случаях, когда не представляется возможным использовать ОКГТ и ОКСН или это экономически нецелесообразно. Данный кабель не предназначен для передачи электричества. Относительно небольшие габариты и вес позволяют свести к минимуму нагрузку на опоры, при этом кабель обеспечивает необходимые требования по стрелам провеса. Возможна подвеска ОКСМ, как в межфазном пространстве, так и ниже фазных проводов (рис. 2), в некоторых случаях без отключения ВЛ.

Рис. 2. Места возможной подвески ОКСМ на опоре ЛЭП

Стоит отметить, что кабели типа ОКСМ (англ. «МASS» — MetallicAerialSelf-SupportingCable), применяются для построения ВОЛС во многих странах мира и выпускаются такими
лидерами как AFL, NKTCables, ZTT. Методы монтажа и эксплуатации ОКСМ аналогичны ОКГТ (смотрите инструкцию).

Монтаж ОКСМ и ОКГТ с помощью натяжных машин:

Преимущества самонесущего металлического кабеля ОКСМ перед ОКСН

Рассмотрим одинаковый номенклатурный ряд кабелей: 48 оптических волокон с МДРН 30, 50, 70 и 100 кН. ОКСМ в сравнении с ОКСН обладает следующими преимуществами:

Рис. 3. Сравнительный график диаметров ОКСМ и ОКСН

Рис. 4. Сравнительная диаграмма удлинения ОКСМ и ОКСН при МДРН

Рис. 5. Сравнительный график стрел провеса ОКСМ и ОКСН при МДРН. Монтажная стрела провеса 1%. 3-я гололедная зона по ПУЭ

Рис. 6. Сравнительный график нагрузок на опоры ОКСМ и ОКСН. Условие: габарит до земли не менее 5 м. 3-я гололедная зона по ПУЭ

Рис. 7. Сравнительный график цены ОКСМ и ОКСН

К дополнительным преимуществам ОКСМ можно отнести его нечувствительность к пожарам под линией. Примерно треть всех повреждений ОКСН, как правило, возникает в результате вандализма, в основном из-за стрельбы из охотничьих ружей, в то время как ОКСМ практически неуязвим для дроби. Следовательно, для подобных условий применение кабеля типа ОКСМ становится не только экономически целесообразным, но и, в отсутствии возможности подвески ОКГТ, практически единственным вариантом организации ВОЛС.

Расчет кабеля на условном примере

Входные данные:

1. Длина пролета 550 метров.
2. Высота подвеса ОК 30 метров.
3. Максимальное ветровое давление 1250 Па (6 зона по ПУЭ).
4. Максимальная стенка льда 20 мм (6 зона по ПУЭ).
5. Минимальный габарит до земли при максимальном режиме 5 метров.

Результаты расчетов:

1. Для кабеля типа ОКСН потребуется конструкция с МДРН 100 кН, при этом монтажная нагрузка составит 32,5 кН, а максимальная стрела провеса — 26 м, что не обеспечит требуемый габарит до земли.
2. Для кабеля типа ОКСМ также потребуется конструкция с МДРН 100 кН, при этом монтажная нагрузка составит 24 кН, а максимальная стрела провеса — 23 м, что с запасом обеспечивает требуемый габарит до земли.

Для справки

Возможность подвеса ОКСМ в межфазном пространстве (в качестве ОКГТ) упомянута в стандарте ОАО «Россети»: П. 4.13.4.2. «Подвес ОКГТ в межфазном пространстве допускаетсявыполнять в отдельных случаях, при невозможности подвеса ОКГТ или ОКСН другим способом…».

Рекомендации и допуски по подвесу ОКСМ в межфазном пространстве перечислены в следующих пунктах:

• 4.2.4. — при обоснованном отказе от использования ОКГТ в районах с низкой грозовой деятельностью;
• 4.7.1. — при пересечении ВОЛС с другими ВЛ;
• 4.7.2. — при пересечении ВОЛС с железными дорогами;
• 4.7.3. — при пересечении с автомобильными дорогами;
• 4.13.1.1. — при невозможности объединения ОВ в одном кабеле;
• 4.13.1.2. — при необходимости подвеса двух ОКГТ для обеспечения термической стойкости, на опорах, имеющих один узел крепления для ГТ.

В таблице 4.13.1. СТО регламентированы допустимые наименьшие изоляционные расстояния (в свету) между ОКСМ, подвешенным в межфазном пространстве, и фазными проводами в пролете. При невозможности соблюдения допустимых наименьших изоляционных расстояний между ОКСМ, подвешенным в межфазном пространстве, и фазными проводами ВЛ рекомендуется применять изолирующие межфазные распорки.

Практическое применение кабеля ОКСМ

Анализ реального проекта ВОЛС длиной 128 км на Дальнем Востоке со сложными переходами позволил предложить замену классическому диэлектрическому самонесущему кабелю с МДРН 30–75 кН на металлический типа ОКСМ с экономией более 4 млн руб. При этом удалось снизить среднеэксплуатационную нагрузку на опоры и обеспечить лучшие габаритные расстояния по стрелам провеса.

Параметры эксплуатации (по согласованию с заказчиком диапазон рабочих температур может быть изменен):

Заключение

При изготовлении кабелей типа ОКСН применяются только импортные материалы. Основную долю себестоимости кабеля по материалам, помимо оптического волокна, составляют арамидные нити и полиэтилен. При изготовлении кабелей типа ОКСМ используется отечественная стальная проволока и алюминий. Таким образом, доля российских материалов в кабеле типа ОКСМ достигает 70%, соответствуя заданному курсу на импортозамещение. Учитывая также указанные в статье технические и экономические преимущества, проекты ВОЛС с использованием кабеля типа ОКСМ имеют большую актуальность и перспективы к внедрению и применению на объектах электроэнергетики.

Дмитрий Гиберт,
заместитель генерального директора по техническим вопросам
Завода Инкаб