Admin

Особенности обслуживания волоконно-оптического кабеля

Волоконно-оптический кабель связи (ВОК) не содержит металлических составляющих. Первоначально он рассматривался как не имеющий опасной электрической проводимости. Поэтому в короткий срок был произведен монтаж ВОК на опорах контактной сети (КС) большой протяженности.

Однако после нескольких лет эксплуатации на участках переменного тока выявили два новых типа систематических повреждений кабеля. Во-первых, появились точечные вздутия полиэтиленовой оболочки по всей длине ВОК. Во-вторых, развивалось кольцевое выгорание оболочки в месте ее соприкосновения с резиновой вставкой поддерживающегэ зажима. Дальнейшее развитие повреждения возле него приводит к pajpyiueHHto внутренней составляющей кабеля (кевлара), потере несущей способности и обрыву.

При обследовании ВОК на некоторых участках Северо-Кавказской дороги установили следующее: поверхность кабеля покрыта твердыми атмосферными отложениями, на отдельных участках через кабель протекает переменный ток до 40 мА, между поверхностью кабеля, металлическими деталями опор контактной сети и поддерживающим зажимом имеется переменное напряжение до 140 В.

Для измерений тока и напряжения на ВОК использовали дрезину района контактной сети. Вначале было снято напряжение с контактной сети и линии ДПР. После установки и закрепления на ВОК токовых клещей с большой разрешающей способностью и вольтметра с высоким внутренним сопротивлением напряжение 27,5 кВ подавали вновь. Чтобы не создавать экранирующего эффекта, дрезина от места измерений отъезжала к следующему пролету.

По результатам исследования установлена зависимость между расстоянием от ВОК до проводников, находящихся под напряжением 27,5 кВ, и током, протекающим по его оболочке. На некоторых опорах выявлены различные стадии первоначального разрушения оболочки кабеля возле зажимов и материала его резинового вкладыша. Протекание тока прекратилось после протирки поверхности кабеля на 0,5 м ветошью, смоченной в растворителе.

Загрязнение поверхности ВОК происходит из-за наличия в атмосфере токопроводящей пыли и взвешенного углерода. На Северо-Кавказской дороге наиболее сильно это проявилось вблизи некоторых промышленных предприятий и в местах систематического горения камышовых зарослей. Непосредственно на ВОК концентрация загрязнения отмечена вблизи поддерживающего зажима и в раструбе его вкладыша.

Выявленная электрическая проводимость ВОК превращает его в электрическую линию с распределенными параметрами, находящуюся в электромагнитном поле других линий высокого напряжения (КС и ДПР). Соотношение величины гальванического, магнитного и электрического влияний сети с напряжением 27,5 кВ на ВОК еще предстоит определить.

В данных условиях электрическое влияние наиболее наглядно проявляется в зависимости от тока, протекающего по кабелю, от расстояния до влияющего провода. Емкостная связ^ между ВОК и влияющими линиями образует некий делите пь напряжения или устройство емкостного отбора мощности.

С точки зрения магнитного влияния, каждая высоковольтная линия может рассматриваться как первичная обмотка воздушного трансформатора. Его вторичная обмотка состоит из совокупности последовательно расположенных вдоль дороги замкнутых контуров, образованных проводящими элементами опор, ВОК и рельсами. Гальваническое влияние в некоторых режимах работы КС и ДПР не исключено. Однако возможность протекания по ВОК некоторой части тока утечки через изоляторы КС и ДПР маловероятно.
Поверхности высоковольтных изоляторов КС и ДПР так же постепенно загрязняются, и по ним возрастают токи утечки с фаз А и В на рельсы, фазу С. Эти токи несоизмеримо малы по сравнению с токами нагрузки. При достижении некоторых параметров проводимости дуговым разрядом различной мощности происходит самопроизвольное очищение поверхности фарфоровых изоляторов.

Все заземляемые элементы каждой опоры металлически связаны с рельсами. Кронштейн, на котором подвешен ВОК, обычно не присоединяют к металлическим элементам опор контактной сети. Между ним и остальными элементами опор (бетон) имеется довольно большое переходное сопротивление. Поэтому элементы конструкции ВОК в охему утечек тока через изоляторы сети 27,5 кВ и в цепь дугового разряда не попадают.

Сопротивление рельсов относительно земли можно считать бесконечно малым. Переходное сопротивление между железобетонным телом опоры, комель которой всегда в увлажненном грунте, и землей относительно невелико и составляет до 13 — 15 кОм.

На пути тока, стекающего с ВОК на землю (рельсы) через опору, имеется несколько участков с переменным сопротивлением. Они образуются из переходных сопротивлений между бетонными и металлическими элементами опоры и ВОК. В этом случае в отдельных точках ток, стекающий с поверхности ВОК на землю, может достигать значительных величин.

Решающее значение на сохранность ВОК в местах его крепления к опорам имеет переходное сопротивление на границе резиновой вставки поддерживающего зажима и поверхностью кабеля. При протекании тока через это высокое переходное сопротивление выделяется тепло, и наступает электротермическая эрозия прилегающих материалов. Происходит постепенное выгорание резины вставки и оболочки ВОК.

Огромное электромагнитное влияние КС и ДПР обусловлено геометрической и электрической поперечной и продольной несимметриями этих систем. Напряжение нулевой последовательности ДПР достигает 1/з от их рабочего напряжения, т.е. более 9 кВ. Его величина сопоставима с напряжением нулевой последовательности, что имеется на линиях электропередач свыше 110 кВ.

Величина индуцируемого тока по ВОК, расположенного на опорах трехфазных высоковольтных линий 10 (6) кВ значительно меньше. На кабель влияют их высшие гармоники и напряжение нулевой последовательности, обуслоьленное неодинаковым расстоянием от ВОК до проводов.

По соотношению параметров (тока, напряжения и сопротивления) источник питания данной электрической системы, состоящей из ВОК (линии, подверженной влиянию) и влияющей линии (КС или ДПР), можно рассматривать скорее как источник тока, а не напряжения. Вследствие этого для снижения индуцируемого тока можно уменьшить мощность источника питания и сократить длину контура, подверженного влиянию.

Практически сокращение длины контура, подверженного влиянию в данных условиях, — снижение переходных сопротивлений от оболочки ВОК до заземляющих проводников опоры. Тогда длины контуров сократятся до длины одного пролета, и по оболочке будет протекать минимальный в данных условиях индуцируемый ток.

Можно максимально снизить переходное сопротивление в точке крепления кабеля, заменив резиновый вкладыш зажима на материал с малым удельным сопротивлением, например, применив заземленный металлический бандаж, охватывающий кабель.

Наличие проводимости ВОК создает совсем другие условия электробезопасности при его обслуживании и работах на КС. Те токи и напряжения, которые зарегистрированы на ВОК превосходят величины, определенные в стандартах по электробезопаснос и как предельно допустимые для прикосновения без применения защитных средств. Для кабелей необходимо уточнить условия по электробезопасности, ввести нормативы по его техническому обслуживанию. Кроме того, следует составить уточненные технологические карты.

Нерешенной пока проблемой остается документальное уточнение в правовых актах границы эксплуатационной ответственности между структурами железной дороги и компанией «Транстелеком». Также назрела необходимость уточнить ряд организационных вопросов.

Так, персонал дистанций электроснабжения (ЭЧК) по действующим нормативным актам привлекается только для аварийно-восстановительных работ и для верховых осмотров ВОК. Ныне возникает потребность систематической ревизии поддерживающих зажимов, оценки состояния их вкладышей для очистки или замены. Подобные виды работ требуют подъема на опору контактной сети более 5 м.

Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуат |ции электроустановок ПОТ РМ — 016—

2001 РД 153-34.0-03.150—00 относят работы на высоте более 5 м к верхолазным. В «Правилах безопасности при эксплуатации контактной сети и устройств электроснабжения автоблокировки железных дорог» (№ ЦЭ/750) работы, при которых необходимо приближаться непосредственно или через неизолированный инструмент на расстояние от 2 до 0,8 м к злект-роопасным элементам, определяют как работы <вблизи частей, находящихся под напряжением».

Однако персонал региональных отделений компании «Транстелеком» не имеет допуска на работы по категории «вблизи частей, находящихся под напряжением» и не может приближаться к токоведущим частям на расстояние менее

2 м. Тем самым, он теряет право систематически работать более чем на 80 % точек крепления ВОК на опорах КС.

По результатам опытов своевременного выявления участков с потенциальными очагами повреждений ВОК выявили необходимость систематического измерения переменного тока, протекающего по его оболочке. В первую очередь, это относится к участкам минимального сближения ВОК с проводниками сети ДПР 27,5 <L

Работы по измерению параметров ВОК являются уже плч ново-профилактическим обслуживанием и возлагаются на наиболее квалифицированный персонал ЭЧК, имеющий пятую, высшую группу по электробезопасности. Другим видом профилактических работ может стать периодическая очистка ветошью, смоченной в растворяющей жидкости, поверхности ВОК на угрожаемых участках вблизи поддерживающих зажимов. Это позволяет на некоторое время прервать цепь протекающего по ВОК индуцируемого тока.

Согласно ныне действующим инструкциям по технической эксплуатации ВОК (№ ЦИС-ЦЭ-842), типовой инструкции по охране труда (№ ТОЙ Р-32-ЦИС-838—01), технологическим картам для выполнения работ по технической эксплуатации ВОК, все работы по подвешиванию, закреплению и подъему ВОК на опоры контактной сети должны производиться силами дистанций электроснабжения в присутствии работников компании «Транстелеком», имеющих группу по электробезопасности до четвертой и право подъема на высоту.

Реальность при ликвидации повреждений на КС, ДПР и ВОК заставляет по-иному распределить обязанности обслуживающего персонала. Необходимо оценить уже имеющийся опыт производства работ и расширить права сотрудников компании «Транстелеком», работающих в составе комплексных бригад.

После прохождения соответствующего курса обучения им можно передать право на производство следующих работ по категории «вблизи от частей, находящихся под напряжением», указанных в п. 6.17 инструкции № ЦИС-ЦЭ-842:

<г> устройство временной анкеровки кабелей;
<§> снятие кабеля с опор;

<§> замена конструкций, узлов и деталей;

подъем кабеля после монтажа по постоянной схеме, ан-керовка и закрепление технологических запасов кабеля.

Таким образом, расширив права работников компании «Транстелеком», можно ввести действия комплексных бригад в правовое поле, снизить время ликвидации повреждений, перерывы в движении поездов и действии средств связи.

От правильности установки заземлений также зависит надежность устройств СЦБ и безопасность движения поездов. Поэтому наличие в комплексной бригаде работника железнодорожного транспорта обязательно. Монтаж и восстановление ВОК должны производиться по наряду под наблюдением представителя дистанции электроснабжения, ответственного за электробезопасность.

Наряду с тем, что ВОК неооходимо максимально выводить из электромагнитного поля, его нужно сделать более доступным для обслуживания. В данном случае достаточно снизить высоту подвеса ВОК до уровня нижней точки консоли КС.

Для подъема к месту крепления поддерживающих зажимов можно пользоваться подъемником дрезины, приставной лестницей или монтерскими лазами. Во всех случаях требуется либо занимать перегон и проводить операции по отключению и включению контактной сети и ДПР, либо проводить работы по категории «вблизи частей, находящихся под напряжением». При жестких временных нормативах нецелесообразно располагать кабель в местах, доступных лишь с дрезины ЭЧК.

Применение дрезины района контактной сети требует занятия перегона, отключения КС и заземления ее переносными штангами. Опыт эксплуатации показал, что по такой технологии за время «окна» продолжительностью 2 ч удается обслужить ВОК лишь на нескольких опорах. Следовательно, любая работа на кабеле с применением дрезины осложняет выполнение графика движения поездов, весьма трудоемка и может выполняться лишь в особых случаях.

Более реально проводить измерения и обслуживать ВОК без отключения КС и ДПР, применяя переносные лестницы. Однако технология таких работ не отлажена, и технологические карты отсутствуют.

На опорах сети с неизолированными консолями ВОК во многих случаях оказался на расстоянии менее 1 м от ближайшего провода ДПР и на расстоянии менее 1,2 м до элементов контактной сети, находящихся под напряжением 25 кВ. При этом на многих участках ниже ВОК оказался проводник волновода. В данных случаях подъем на опору для наложения токоизмерительных клещей на ВОК с заземлением волновода, но без отключения контактной сети и ДПР, возможен.

Если на участке применена контактная сеть с изолированными консолями, то расстояние от частей, находящихся под напряжением, до опоры составляет менее 0,8 м. В этом случае подъем на опору для измерения параметров ВОК без отключения контактной сети запрещен. Однако во многих случаях можно для работы на ВОК снимать nai 1ряжнние с КС, но не отключать ДПР.

Следующей проблемой становится порядок заземления ВОК на месте работ. Поскольку величина тока по оболочке кабеля относительно невелика, для заземления достаточно (как для жил сигнально-блокировочных кабелей СЦБ) гибких медных проводников сечением 6 мм2. Для этого необходимы специальные зажимы, охватывающие поверхность кабеля, но не портящие его оболочку. Заземление следует устанавливать с двух сторон от места работ и присоединять к заземленным элементам опоры.

Согласно первоначальным планам предусматривалась эксплуатация ВОК в течение 25 лет. Предполагалось, что ВОК не будет мешать эксплуатации и аварийному восстановлению КС и ДПР. Однако жизнь заставляет изменить существующие требования технического обслуживания для максимального удлинения срока службы этого дорогостоящего кабеля.

Н.В. ОЖИГАНОВ, руководитель группы автоблокировки ДЭЛ Северо-Кавказской дороги

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

Если у вас возникли вопросы по работе сайте - пишите на почту admin@scbist.com

Скиталец

Интересно, почему в журнале "Локомотив", а не в профильном АСИ?

Admin

потому что контачи печатаются в Локомотиве

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

Если у вас возникли вопросы по работе сайте - пишите на почту admin@scbist.com

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin