Кабели оптические с растягивающим усилием 7

Кабели оптические с растягивающим усилием 7: конструкция, стандарты и применение

Кабель оптический с растягивающим усилием 7 (часто обозначаемый как КОК-7, ОКК-7 или в международной классификации как ADSS с определенным запасом прочности) представляет собой специализированный тип самонесущего волоконно-оптического кабеля, предназначенного для подвеса на воздушных линиях электропередачи (ВЛ) и связи без использования грозозащитного троса или фазного провода. Цифра «7» в маркировке напрямую указывает на величину допустимого растягивающего усилия (ДРУ), выраженного в килоньютонах (кН). Таким образом, кабель с индексом 7 рассчитан на длительно допустимое растягивающее усилие не менее 7 кН (≈714 кгс). Это ключевой параметр, определяющий механическую прочность кабеля и область его применения.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция кабеля ОК-7 является многослойной и тщательно сбалансированной для обеспечения одновременной оптической целостности и высокой механической надежности. Типовая структура, от центра к периферии, включает следующие элементы:

• Оптический модуль (сердцевина): В центре кабеля расположен силовой элемент, обычно выполненный из стеклопластикового прутка (FRP – Fiber Reinforced Plastic). Он предназначен для компенсации растягивающих нагрузок и обеспечения минимального остаточного удлинения. Вокруг него или в отдельные трубки укладываются оптические волокна (от 4 до 48 и более) в свободном буфере. Количество волокон и их тип (SM, MM) определяются проектом.
• Промежуточная оболочка: Оптические модули и силовой элемент покрываются внутренней полиэтиленовой или полипропиленовой оболочкой, которая формирует круглую основу кабеля и защищает волокна от механического давления.
• Силовые армирующие элементы: Поверх промежуточной оболочки накладываются пучки арамидных (кевларовых) нитей или высокопрочных стеклянных нитей. Именно этот слой воспринимает основную часть растягивающей нагрузки. Расчет количества и типа арамидных нитей напрямую связан с достижением заявленного ДРУ в 7 кН с необходимым запасом прочности.
• Внешняя защитная оболочка: Наружная оболочка изготавливается из полиэтилена (PE) для стандартных условий или, что критически важно для подвеса на ВЛ, из атмосферостойкого полиэтилена с добавлением сажи (чёрный PE) или, чаще, из специального трекингостойкого полиэтилена (AT – Anti-Tracking). Для линий с напряжением выше 10 кВ обязательным является использование оболочки из гидрофобного сшитого полиэтилена (XLPE), обладающего высокой стойкостью к электрической эрозии под воздействием коронного разряда и ультрафиолета.

Ключевые технические параметры и стандарты

Основные характеристики кабеля ОК-7 регламентируются международными (IEC, IEEE) и национальными стандартами (ГОСТ Р 52266-2004, ТУ 3587-001-86226-2013). Помимо ДРУ в 7 кН, к критически важным параметрам относятся:

• Максимально допустимое растягивающее усилие (ПТР – предел прочности при растяжении): Обычно составляет 25-30 кН и более. Это усилие, при котором кабель разрушается.
• Допустимая нагрузка при монтаже (кратковременное растяжение): Как правило, не более 60% от ПТР.
• Стрела провеса: Рассчитывается для конкретных условий подвеса (диапазон температур, тип климатического района, шаг опор) и должна соответствовать стреле провеса фазных проводов ВЛ.
• Диапазон рабочих температур: Стандартно от -60°C до +70°C.
• Минимальный радиус изгиба: Обычно не менее 20 наружных диаметров кабеля при эксплуатации и не менее 15 диаметров при монтаже.
• Электрические параметры: Для кабелей, подвешиваемых на ВЛ, нормируется уровень индуцированного напряжения и требования к стойкости оболочки к электрической эрозии.

Сравнительная таблица типовых параметров кабеля ОК-7

Параметр	Значение / Описание	Примечание
Допустимое растягивающее усилие (ДРУ)	7 кН (≈714 кгс)	Длительная нагрузка в рабочих условиях
Предел прочности при растяжении (ПТР)	≥25 кН	Разрушающая нагрузка
Количество оптических волокон	8, 12, 16, 24, 48	Наиболее распространённые варианты
Тип оптических волокон	G.652.D (стандартное SM), G.657.A1/A2 (с изгибом)	SM – одномодовое
Диаметр кабеля	11,5 – 14,5 мм	Зависит от количества волокон и конструкции
Вес	130 – 200 кг/км	Зависит от конструкции
Материал внешней оболочки для ВЛ 35 кВ и выше	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Обязательное требование для стойкости к эрозии

Области применения и методы подвеса

Кабели с ДРУ 7 кН относятся к кабелям средней механической прочности. Их основное применение:

• Воздушные линии связи (ВОЛС) на отдельно стоящих опорах: В населенной местности, вдоль дорог, по эстакадам.
• Подвес на воздушных линиях электропередачи 0,4-10 кВ: Наиболее распространенная сфера. Кабель крепится к стойке опоры или к фазному проводу с помощью специальных диэлектрических крепежных элементов (спиральные подвесы, тангенциальные зажимы).
• Подвес на ВЛ 35-110 кВ: Возможен, но требует тщательного расчета точки подвеса (обычно в нижней части опоры, ниже фазных проводов) для минимизации электрического воздействия и использования оболочки из XLPE.
• Переходы через инженерные сооружения и водные преграды малой ширины: При условии расчета допустимой стрелы провеса и нагрузок.

Метод подвеса определяется проектом и зависит от напряжения ВЛ, типа опоры и топологии трассы. Используются как мертвые (глухие) зажимы на анкерных опорах, так и скользящие (подвижные) на промежуточных опорах.

Проектирование и монтаж: критические аспекты

При работе с кабелем ОК-7 необходимо выполнить ряд обязательных расчетов:

• Выбор точки подвеса на опоре ВЛ: Определяется величиной напряженности электрического поля. Используются карты полей, рассчитываемые для конкретной опоры. Подвес должен осуществляться в зоне с напряженностью не более 12-15 кВ/см для PE и до 20-25 кВ/см для XLPE оболочек.
• Механический расчет: Включает определение тяжения кабеля, стрелы провеса при различных температурах и условиях обледенения (по регионам), проверку соответствия ДРУ и ПТР максимальным расчетным нагрузкам. Учитывается ветровая нагрузка и вес гололеда.
• Монтажные процедуры: Требуют использования динамометров для контроля натяжения. Запрещается превышение допустимого кратковременного усилия. Радиусы изгиба при раскатке и на опорах строго контролируются. Для сращивания используются герметичные монтажные муфты, а для ответвлений – разветвительные муфты, устанавливаемые на опорах.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель с ДРУ 7 кН от кабеля с ДРУ 4 кН или 12 кН?

Отличие заключается в механической прочности и, как следствие, в области применения. Кабель ДРУ 4 кН легче и дешевле, применяется на коротких пролетах (до 50-70 м) в ненаселенной местности. Кабель ДРУ 12 кН тяжелее, прочнее и дороже, предназначен для длинных пролетов (более 150 м), переходов через препятствия и подвеса на ВЛ высокого напряжения (110 кВ и выше). Кабель ДРУ 7 кН является универсальным решением для большинства типовых задач на ВЛ 0,4-35 кВ.

Можно ли подвешивать кабель ОК-7 на высоковольные линии 110 кВ и выше?

Технически это возможно при условии использования оболочки из XLPE и точного расчета точки подвеса в зоне допустимой напряженности поля. Однако для ВЛ 110 кВ и выше, особенно на анкерных пролетах и переходах, чаще и надежнее применять кабели с более высоким ДРУ (12-18 кН) из-за больших механических нагрузок.

Как определить необходимый тип внешней оболочки?

Выбор оболочки зависит от напряжения линии, на которую производится подвес:

• PE/AT-PE: Для ВЛ 0,4-10 кВ в районах с невысоким уровнем загрязнения атмосферы.
• XLPE: Для ВЛ 10 кВ и выше (особенно 35 кВ и выше), в приморских, промышленных зонах и районах с частыми туманами (повышенная вероятность возникновения трекинга и эрозии).

Как производится заземление кабеля ОК-7 при подвесе на ВЛ?

Сам кабель является диэлектриком и не требует заземления по всей длине. Однако для защиты от грозовых перенапряжений и наведенных потенциалов, металлические элементы арматуры (зажимы, кронштейны) на опорах должны быть заземлены на контур заземления опоры ВЛ согласно ПУЭ.

Что важнее контролировать при монтаже: натяжение или стрелу провеса?

Первичным контролируемым параметром является натяжение (усилие), измеряемое динамометром. Оно не должно превышать допустимых значений для данного кабеля (длительных и монтажных). Стрела провеса является производной величиной от натяжения, температуры, веса кабеля и длины пролета. Она фиксируется в проекте и проверяется после монтажа, но в процессе натяжения контроль усилия является главным.

Заключение

Оптический кабель с растягивающим усилием 7 кН представляет собой сбалансированное инженерное решение для создания надежных волоконно-оптических линий связи на базе существующей инфраструктуры воздушных линий электропередачи и связи. Его успешное применение целиком зависит от корректного выбора типа оболочки, тщательного механического и электрического расчета трассы, а также от строгого соблюдения технологических норм монтажа. Понимание конструкции, параметров и ограничений данного типа кабеля позволяет проектировщикам и монтажникам создавать ВОЛС с высокой доступностью и длительным сроком службы в сложных условиях эксплуатации.