Тема 1.1.2 Воздушные линии СЦБ. Состав элементов

В зависимости от назначения подвешенных цепей воздушные линии связи разделены на три класса.

К I классу относятся линии связи, на которых подвешены цепи, связывающие Министерство путей сообщения с управлениями дорог, а также последние между собой; ко II классу — линии, несущие цепи, которые связывают управления дорог с отделениями дорог и отделения дорог между собой, а также линии, на которых подвешены цепи отделенческой связи; к III классу — линии местной (станционной) связи.

В зависимости от интенсивности гололедных отложений на проводах воздушных линий связи эти линии строят четырех типов: О — облегченный, Н — нормальный, У — усиленный и ОУ — особо уси-ленный. Линии типа О строят в негололедных и слабогололедных районах, где эквивалентная толщина стенки льда на проводе не превышает 5 мм. В районах со средней интенсивностью гололеда, где эквивалентная толщина стенки льда может увеличиться до 10 мм, строят линии типа Н. В сильногололедных районах, где эквивалентная толщина стенки льда достигает 15 мм, строят линии типа У, а где эквивалентная толщина стенки льда достигает 20 мм и более — линии типа ОУ.

Зависимость числа опор на 1 км и длины пролета от типа линии показана в таблице 1.

 

Таблица 1

 

На разных типах линии устанавливают разное число усиленных и противоветровых опор, обеспечивающих устойчивость линии при гололеде и ветре.

В отличие от воздушных линий связи высоковольтные (ВЛ) и высоковольтно-сигнальные линии автоматики и телемеханики (ВСЛ СЦБ) строят трех типов: Н, У, ОУ.

Воздушные линии автоматики, телемеханики и связи состоят из стальных, медных или биметаллических неизолированных проводов, подвешенных на деревянных или железобетонных опорах, по которым передаются электрические сигналы.

К воздушным линиям относятся высоковольтные линии электропередачи (ЛЭП), высоковольтно-сигнальные линии СЦБ и линии связи.

На воздушных высоковольтно-сигнальных линиях подвешивают провода трехфазной силовой цепи с линейным напряжением 10 кВ (ранее применяли напряжение 6 кВ) для электропитания перегонных и станционных устройств СЦБ. Кроме проводов силовой цепи, на опорах высоковольтно-сигнальной линии подвешивают и сигнальные провода.

На воздушных линиях связи подвешивают провода магистральной, дорожной и отделенческой телефонно-телеграфной связи, провода местной связи, а также провода автоматической и полуавтоматической блокировки, диспетчерской централизации и диспетчерского контроля, телеуправления тяговыми подстанциями и др. На работу воздушных линий оказывают влияние метеорологические и климатические условия района, по которому проходит линия, интенсивность грозовой деятельности, а также линии электропередачи и тяговая сеть электрических железных дорог. Из метеорологических факторов на работу воздушных линий наибольшее влияние оказывают гололедные осадки (лед, изморозь) и ветер.

Гололед — однородное прозрачное ледяное отложение плотностью около 900 кг/м3, образующееся на поверхности различ­ных предметов и в том числе на проводах и опорах воздушных линий, когда капли дождя замерзают при прикосновении к сильно охлажденной поверхности этих предметов или когда на их поверхность оседает обильный туман.

Образования гололеда наиболее часты в периоды зимне-весеннего (февраль-март) и осенне-зимнего (ноябрь-январь) неустойчивого состояния атмосферы при отрицательной, но близкой к нулю температуре. Продолжительность гололеда в большинстве случаев не превышает двух-трех суток, но может длиться в течение не­скольких недель.

Изморозь, образующаяся в морозные дни при туманной погоде на ветвях деревьев, кустарников и на проводах воздушных линий, имеет вид белого, рыхлого иглистого осадка нежного строения плотностью от 50 до 700 кг/м3. Толщина изморози на проводах обычно не превышает 2,5 см, но может в отдельных случаях достигать 5 см и более.

При переменной погоде на проводах воздушных линий может образоваться смешанный осадок из чередующихся слоев льда и изморози. Гололедные отложения на проводах воздушных линий заметно увеличивают механическую нагрузку проводов и опор. Эта нагрузка особенно возрастает в том случае, если гололедообразование сопровождается сильным ветром. Неблагоприятное сочетание гололеда и ветра может вызвать обрывы проводов и поломку опор. Изморозь, имеющая обычно значительно меньшую по сравнению с гололедом плотность, не создает большой механи­ческой нагрузки на провода и опоры. Однако отложения изморози на проводах так же, как и отложения льда, значительно увеличивают затухание в телефонных цепях воздушных линий связи, уплотненных токами высокой частоты.

Необходимую надежность работы воздушных линий в условиях гололедных отложений обеспечивают правильным выбором элементов этих линий на основе расчета их механической прочности; в случае угрожающих размеров отложений их с проводов обивают. Для обеспечения удовлетворительной работы каналов высокой частоты в гололедных районах на уплотненных цепях линий связи устанавливают вспомогательные усилительные пункты, включающиеся при возникновении гололедных отложений на проводах.

Воздействие ветра на воздушные линии не ограничивается только увеличением нагрузки на провода и опоры. При скорости ветра до 5 м/с на открытой местности иногда возникает вибрация проводов. При вибрации колебательная энергия провода передается к месту его крепления вязкой на изоляторе. Механическое напряжение в месте крепления, быстро меняющееся в проводе, способствует изнашиванию провода и вызывает его обрыв. Для борьбы с последствиями вибрации проводов применяют специальное крепление проводов к изоляторам (рессорную вязку).

Дождь, туман и мокрый снег также влияют на работу воздушных линий. Они снижают сопротивление изоляции проводов из-за появления на изоляторах влажной пленки. Появление влаги на стальных проводах вызывает их коррозию. Для того чтобы сопротивление изоляции проводов соответствовало установленным нормативным значениям, загрязнившиеся изоляторы периодически чистят, а битые заменяют. При изготовлении стальных проводов в сталь добавляют медь, а поверхность оцинковывают, что повышает их коррозионную устойчивость.

При прямом ударе молнии в воздушную линию повреждаются провода, изоляторы и опоры. Воздушные линии защищают от грозы при помощи молниеотводов, устанавливаемых на наиболее ответственных опорах (угловых, оконечных, кабельных и др.).

Атмосферные перенапряжения, возникающие в проводах, вызванные грозовыми разрядами, представляют опасность для аппаратуры, включенной в эти провода. Эту аппаратуру защищают включением в провода разрядников и предохранителей.

В результате электромагнитного влияния в проводах воздушных линий, имеющих сближения с высоковольтными линиями электропередачи и тяговой сетью электрифицированных дорог, могут появляться опасные и мешающие напряжения.

Для защиты цепей сигнализации и связи от опасных и мешающих влияний высоковольтных линий электропередачи разработаны мероприятия, позволяющие снизить эти влияния до установленных нормативных значений.

При строительстве воздушных линий автоматики, телемеханики и связи следует принимать меры по защите деревянных опор от гниения (пропитка опор антисептиками, устройство антисептических бандажей, применение железобетонных приставок к опорам), а железобетонных опор — от коррозии блуждающими токами и от воздействия химических веществ, находящихся в почве (покрытие поверхности подземной части опоры битумной мастикой).

В процессе эксплуатации воздушные линии необходимо оберегать от падения на них деревьев, от набросов на провода различных предметов, а также от возможных повреждений линий в заливаемых во время половодья местах.

Типовые профили опор ВЛ, ВСЛ СЦБ и воздушных линий связи

Профилем опоры называют принятое расположение цепей и проводов на опорах воздушной линии.

Высоковольтно-сигнальные линии автоблокировки применяют двух профилей: одноцепные и двухцепные. На одноцепных линиях провода трехфазной силовой цепи СЦБ напряжением 10 кВ располагают в верхней части опоры (рисунок 2, а). Один провод подвешивают на верхушечном штыре и два — на двухштырной траверсе. Сигнальные провода располагают ниже высоковольтных проводов на четырех-, шести- или восьмиштырной траверсе. На двухцепных линиях (рисунок 2, б), кроме проводов трехфазной силовой цепи, питающей устройства СЦБ, и сигнальных проводов, подвешивают вторую трехфазную высоковольтную цепь, называемую цепью продольного электроснабжения (ПЭ).

 

Рисунок 2- Профили высоковольтно-сигнальных линий

 

Эта цепь предназначена для снабжения электроэнергией помещений малых станций, разъездов и других потребителей, для питания передвижных и переносных инструментов, используемых путейскими рабочими при ремонте пути, и является резервом на случай повреждения основной высоковольтной линии. При двухцепном профиле провода высоковольтных цепей подвешивают на одной двухштырной и одной четырехштырной траверсах так, чтобы три провода основной цепи СЦБ располагались на одной стороне опоры, а три провода продольного электроснабжения — на другой.

На участках дорог, электрифицированных на постоянном токе, трехфазную высоковольтную цепь продольного электроснабжения обычно подвешивают на опорах контактной сети.

При однофазном переменном токе воздушные линии связи заменяют кабельными для того, чтобы защитить цепи связи от опасных электромагнитных влияний тяговых токов. По этой же причине часть жил кабеля связи используют для сигнальных цепей автоблокировки, а на опорах оставляют только высоковольтную линию напряжением 10 кВ.

На воздушных линиях связи с деревянными опорами применяют крюковой, траверсный и смешанный профили опор. При крюковом профиле (рисунок 3, профил 1) все провода на опоре укрепляют на крюках, а при траверсном (рисунок 3, профиль 4) — на траверсах. Если одну часть проводов располагают на крюках, а другую — на траверсах, то получают смешанный профиль (рисунок 3, профиль 2,3,3а). На линиях с железобетонными опорами провода крепят только на траверсах.

 

 

Рисунок 3- Профили опор воздушных линий

 

Расположение цепей на крюках применяют только на малопроводных линиях с числом проводов до 10—12.

На деревянных опорах многопроводных линий связи типов О и Н устанавливают до пяти траверс, что дает возможность подвески 40 проводов, а на линиях типов У и ОУ, испытывающих большие гололедные нагрузки, — не более трех. На линиях типов У и ОУ но-сигнальной линии СЦБ допускается размещать четыре- пять траверс, при этом деревянные опоры укрепляют железобетонными приставками. В случае использования железобетонных опор на многопроводных линиях всех типов может находиться до пяти траверс.

Для подвески проводов на крюках, кроме крюкового и смешанного профилей опор, рекомендуются профили с расстоянием между про-водами двухпроводной цепи, равным 300 мм, и между соседними цепями, расположенными с одной стороны опоры, — 900 мм. Такое расположение проводов увеличивает переходное затухание между двухпроводными телефонными цепями. Для удобства обслуживания и эксплуатации воздушной линии связи цепи располагают на профиле опоры в определенном порядке, зависящем от назначения этих цепей.