Лекции по Технической эксплуатации ВОЛС   

3. Защита ОК от опасных электромагнитных воздействий и приемка в эксплуатацию ЛКС

3.3 Определение вероятного числа повреждений оптических кабелей ударами молнии

Вероятное число повреждений ОК ударами молнии характеризуется вероятной плотностью повреждений. Под вероятной плотностью повреждений понимается общее число грозовых повреждений с перерывом связи, отнесенных к 100 км кабельной линии в год, т. е.

,                                                                 (3.1)

где N - общее число повреждений, равное числу опасных ударов молнии, на всей кабельной линии в течение рассматриваемого промежутка времени; К - промежуток времени, за который произошло N повреждений, лет; L - длина линии, км.

 Для определения вероятной плотности повреждений ОК необходимо знать следующие данные:

- молниестойкость кабеля (допустимый ток молнии, не вызывающий повреждения ОК с перерывом связи), кА,

- интенсивность грозовой деятельности в районе прокладки ОК (удельная плотность ударов молнии в землю или среднегодовая продолжительность гроз в часах),

- удельное сопротивление грунта, Ом∙м, и его строение,

- наличие вблизи кабеля возвышающихся объектов (лес, отдельно стоящие деревья, ВЛС, ВЛ и т.п.).

Для определения вероятной плотности повреждений ОК марки ОЗКГ-1 с жилами ДП и ОКЗО-1 необходимо дополнительно к перечисленным данным знать электрическую прочность изоляции наружной защитной оболочки, кВ.

Допустимый ток молнии в металлической оболочке (бронепокрове) ОК, при котором не возникает повреждения кабеля с перерывом связи, определяется экспериментально в соответствии с рекомендацией К. 25 МСЭ-Т «Защита волоконно-оптических кабелей от ударов молнии».

Значения допустимого тока молнии для основных марок ОК, выпускаемых заводами России для магистральной и внутризоновых сетей связи, с указанием их категории по молниестойкости приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 Значения допустимого тока молнии для основных марок ОК

Марка кабеля

Технические условия

Назначение кабеля

Максимальный допустимый ток, кА

Категория по молниестойкости

ОК без жил ДП

ОКЛК-03

ТУ16.К71-079-90

магистральный внутризоновый

90

II

ОКЛБ-01

те же

то же

30

IV

ОКЛАК-01

те же

то же

105

I

ОМЗКГ-10-3

ТУ16.К71-018-88

то же

90

II

ОЗКГ-1

ТУ16.705.455-87

внутризоновый

90

II

ОКЗК-1

ТУ16-К71.115-91

то же

40

IV

ОКЗБ-1

те же

то же

30

IV

ОКЗО-1

те же

то же

-

IV

ОКЗМК-1

те же

то же

105

I

ОК с жилами ДП

ОКЛБ-01

ТУ16.К71-079-90

магистральный внутризоновый

20

IV

ОКЛАК-01

те же

то же

105

I

ОКЗК-1

ТУ16-К71.115-91

внутризоновый

30

IV

ОКЗБ-1

те же

то же

30

IV

ОКЗО-1

те же

тоже

-

IV

ОКЗМК-1

те же

то же

105

I

ОЗКГ -1

ТУ 16.705.455-87

то же

-

IV

При заказе ОК по импорту необходимо требовать от поставщика сведений о максимально допустимом токе молнии, выдерживаемом поставляемым кабелем, и электрической прочности изоляции между металлическими элементами и между последними и землей.

Интенсивность грозовой деятельности определяется по удельной плотности ударов молнии в землю (ожидаемое число ударов молнии в 1 км поверхности земли за год) исходя из среднегодовой продолжительности гроз в часах. Ее устанавливают по сведениям метеостанций, расположенных на трассе оптической кабельной линии, или региональным картам продолжительности гроз. Для определения удельной плотности ударов молнии в землю по данным о продолжительности гроз необходимо воспользоваться таблицей пересчета.

Ориентировочную оценку интенсивности грозовой деятельности можно производить по карте среднегодовой продолжительности гроз в часах для территории Казахстанана.

Определение удельного сопротивления грунта и его строения на трассе проектируемой кабельной линии включает:

- сбор исходных материалов и разбивку предполагаемой трассы кабеля на отдельные районы с однотипным строением земли,

- натурные электроразведочные исследования электрического строения земли.

Данные о строении земли на трассе проектируемой кабельной линии собираются на основании изучения геологических карт масштаба 1:200000 или 1:100000. На основе имеющихся данных выделяются районы с однотипным строением земли, наносятся стыки различных пород и границы тектонических разломов, пересекающих трассу кабеля. Уточнение границ районов с однотипным строением земли проводится по картам масштаба 1:50000 или 1:25000.

После разбивки кабельной трассы на отдельные районы выполняются натурные исследования электрических характеристик грунтов.

Удельное сопротивление грунта измеряется методом четырех электродов при разносе крайних заземлителей на 6 м (т. е. расстояние между двумя соседними штырями а = 2м) или любым другим методом, обеспечивающим измерение удельного сопротивления грунта на той же глубине. Измерения производятся летом (в период максимальной грозодеятельности).

Точки измерения удельного сопротивления грунта должны располагаться в центрах районов с однотипным строением земли, но не реже чем через 5 км вдоль трассы проектируемой линии. Дополнительные измерения по трассе производятся в местах изменения рельефа земной поверхности (равнина, воз вышенность) или в местах смены растительности (степь, лес).

При отсутствии предварительных сведений о строении земли по трассе проектируемой кабельной линии измерение удельного сопротивления грунта следует производить через каждые 2 км.

Вероятное число повреждений ОК, проложенных на открытой местности (на 100 км длины кабеля в год), находится из таблицы 3.5. В таблице 3.5 приведены значения вероятного числа повреждений для различных значений удельного сопротивления грунта и допустимого тока молнии в металлической оболочке (бронепокрова) ОК при удельной плотности ударов молнии в землю q = 2 (1/км2 год)).

Таблица 3.5 Вероятное число повреждений ОК, проложенных в открытой местности

Удельное сопротивление грунта, Ом∙м

Вероятное число повреждений при допустимом токе Iдоп, кА

20

30

40

10

0,009

0,009

0,009

20

0,56

0,056

0,049

30

0,111

0,095

0,071

40

0,154

0,120

0,088

50

0,186

0,141

0,102

60

0,213

0,159

0,114

70

0,236

0,175

0,125

80

0,258

0,190

0,135

90

0,278

0,204

0,145

100

0,296

0,217

0,154

200

0,415

0,301

0,212

300

0,491

0,355

0,249

400

0,547

0,394

0,277

500

0,590

0,425

0,298

600

0,624

0,449

0,315

700

0,653

0,469

0,329

800

0,676

0,486

0,341

900

0,697

0,501

0,351

1000

0,714

0,513

0,360

2000

1,019

0,731

0,512

3000

1,251

0,897

0,628

4000

1,447

1,037

0,726

5000

1,619

1,160

0,812

7000

1,918

1,374

0,961

9000

2,176

1,558

1,090

10000

2,294

1,643

1,150

Вероятное число повреждений ОК марки ОЗКГ-1 с жилами ДП и ОКЗО-1, проложенных на открытой местности (на 100 км длины кабеля в год), находится из таблицы 3.6. В таблице 3.6 приведены значения вероятного числа повреждений для различных значений удельного сопротивления грунта при импульсной электрической прочности изоляции наружной защитной оболочки U пр = 120 кВ и удельной плотности ударов молнии в землю q = 2 (1/(км2 год)).

Для определения вероятного числа повреждений ОК при других значениях удельного сопротивления грунта, лежащих между приведенными в таблицах 3.5 и 3.6, необходимо пользоваться линейной интерполяцией.

При других значениях удельной плотности ударов молнии в землю q величину вероятного числа повреждений n , полученную из таблиц 3.5 и 3.6 следует умножить на отношение, учитывающее отличие исходных данных от тех, на основе которых получены табличные значения:

                                                                                   (3.2)

Вероятное число повреждений, получаемое из таблиц 3.5 и 3.6 и формулы (3.2), относятся к участку кабельной линии длиной 100 км. При необходимости определения абсолютного значения вероятного числа повреждений участка длиной l число повреждений, найденное по формуле (3.2), нужно умножить на отношение длин:

                                                                  (3.3)

Полученные по формуле (3.3) данные сравнивать непосредственно с данными таблице 3.1 нельзя, так как последние относятся к участку линии длиной 100 км. Чтобы те и другие данные можно было сравнивать, допустимое число опасных ударов молнии следует также привести к этой длине.

Таблица 3.6 Вероятное число повреждений ОК марки ОЗКГ-1 с жилами ДП и ОКЗО-1

р, Ом∙м

n

р, Ом∙м

n

р, Ом∙м

n

10

0,018

90

0,972

450

5,274

20

0,109

100

1,095

500

5,866

30

0,227

150

1,701

550

6,458

40

0,351

200

2,302

600

7,049

50

0,477

250

2,899

700

8,231

60

0,602

300

3,494

800

9,413

70

0,726

350

4,088

900

10,59

80

0,849

400

4,681

1000

11,77



*****

© 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.