книги из ГПНТБ / Гроднев, И. И. Линейные сооружения связи учебник

Для обеспечения требуемых величин переходного затухания уплотненные цепи входа и выхода в усилительные пункты распо­ лагаются на отдельных линиях. Воздушный ввод допускается при уплотнении одной цепи до 150 кГц. При уплотнении нескольких цепей их ввод в усилительный пункт осуществляется отдельными кабелями с отдельных кабельных опор.

Для уменьшения влияния через третьи цепи (наряду с подве­ ской цепей входа и выхода на разных линиях), кроме цепей, уп­ лотненных до 150 кГц, в УП вводятся и все остальные цепи и провода, подвешенные на той же линии. Применяются также до­ полнительные защитные устройства в виде запирающих катушек (гл. 5) и запирающих фильтров. Запирающие катушки ЗК вклю­ чаются во все цепи и телеграфные провода, вводимые в усилитель­ ный пункт (на входе и выходе), а также в цепи ЦМ, уплотнен­ ные до 150 кГц, при их вводе в оконечные пункты. Кроме того, они включаются в телефонные и телеграфные цепи параллельных линий, удаленных от линии с уплотненными цепями на расстоя­ ния, меньше допустимых.

Запирающие фильтры (ЗФ) предназначаются для увеличения переходного затухания между выходом и входом уплотненных цепей через третьи цепи (двухпроводные и однопроводные), на­ ходящиеся на одной линии с цепью, уплотненной до 150 кГц. Они включаются в провода и цепи, не уплотненные 12-канальной си­ стемой и проходящие через усилительный пункт напрямое.

Ввод в усилительный пункт стальных цепей может быть воз­ душным или кабельным. Уплотняемая стальная цепь может вво­ диться в УП с двух кабельных столбов или с одного. При этом должны быть выдержаны требуемые нормы переходного затуха­ ния между кабельными цепями входа и выхода.

При уплотнении нескольких стальных цепей для входа и вы­ хода цепей пользуются отдельными кабелями, подводимыми с разных кабельных опор.

В местах подхода цепей двух линий оборудуются разрезные опоры.

РАСЧЕТ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ с в я з и НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ

7.5. ИСХОДНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПО РАСЧЕТУ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ

Провода и опоры воздушных линий рассчитываются как на на­

прочности проводов является определение стрелы провеса прово­ да для того, чтобы при наиболее неблагоприятных условиях рабо­ ты допускаемые напряжения не были превышены.

Стрелой провеса называется расстояние от наинизшей точки провеса провода до горизонтальной линии, соединяющей точки

—423 —

подвеса. Для соблюдения установленных норм требуется выбирать высоту опор с учетом максимальной стрелы провеса. При расче­ тах необходимо строго соблюдать габарит линии, т. е. расстоя­ ние от наинизшей точки провода до земли или до верхней точки наземных предметов.

Целью расчета опор воздушных линий на механическую проч­ ность является выбор наиболее целесообразных конструкций, раз­ меров опор и их дополнительных креплений. Нормативная ветро­ вая нагрузка qH, нормальная к поверхности сооружения, опреде­ ляется из выражения

где <7о — нормативный скоростной напор ветра, кг/м2; іс— .аэродинамический коэффициент, зависящий от формы по­

верхности, на которую действует ветер.

В зависимости от наблюдаемой скорости ветра территория на­ шей страны делится на четыре района. Почти вся территория

СССР, за исключением береговой полосы морей и океанов, шири­ на которой принимается до 100 км, относится к первому району. Для этого района расчетная скорость ветра, при отсутствии го­ лоледа, принимается 25 м/с. Для других районов расчетную ско­ рость ветра принимают от 27 до 40 м/с.

Принято различать три температурные зоны: первая с темпе­ ратурой —55 до +30°С, вторая от —40 до +40°С и третья от —20 до +60°С. Расчетная скорость ветра при гололеде прини­ мается 15 м/с, а температура —5°С. При минимальной и макси­ мальной температурах скорость ветра считается равной нулю.

Нормативный скоростной напор ветра определяется по фор­ муле

где V — скорость ветра, м/с.

Колебания и вибрация проводов при ветрах приводят к преж­ девременному разрушению проводов за счет действия перемен­ ных периодически изменяющихся напряжений в их материалах. Эти напряжения приводят « усталости материала, преждевремен­ но истирают и ломают провода в местах закрепления (у изолято­ ров). Для увеличения надежности креплений на линиях связи ис­ пользуют усиленные или рессорные вязки проводов, обеспечиваю­ щие большую надежность.

Другой дополнительной нагрузкой на провода воздушных ли­ ний являются гололед и изморозь. Гололед — это плотное проз­ рачное образование льда, получающееся при замерзании переох­ лажденных капель воды. Температура воздуха, при которой обра­ зуется гололед, находится в пределах от -Ь 1 до —6°С. Измо­ розь — это непрозрачный белый кристаллический снегообразный осадок. Явление гололедообразования наблюдается чаще всего в южных районах европейской части СССР (Донбасс, Поволжье,.

— 424 —

Удельная нагрузка от ветра при гололеде

Удельная нагрузка от собственной массы и давления ветра находится как геометрическая сумма двух нагрузок: уь действу­ ющей вертикально, и у4 , действующей горизонтально:

по некоторой кривой. Так как при практически используемых рас­ стояниях между точками подвеса жесткостью провода можно пренебречь, то при расчете предполагается, что провод — это гиб­ кая, равномерно нагруженная нить. При этом предположении счи­ тается, что кривая, по которой располагается провод, является цепной линией (рис. 7.16).

— 426 —

Подставляя в ур-ние (7.10) вместо х значение, равное поло­

Рис. 7.16. К выводу уравнения для стрелы провеса провода

В практике длина пролета I во много раз больше стрелы провеса f, поэтому стрела провеса с достаточной точностью опре­ деляется только первым членом. Тогда ур-ние (7.14) примет вид

Данное выражение представляет собой уравнение параболы. Расчеты показывают, что при стрелах провеса провода величиной до 6% от длины пролета погрешность, получаемая при расчете по ур-нйю (7.15), не превышает 0,5%.

Поделив числитель и знаменатель правой части ур-ния (7.15) на площадь поперечного сечения провода S, получим

где у— P/S — масса одного метра провода сечением 1 мм2, т. е. удельная нагрузка от собственного веса провода;

а —■напряжение в .проводе при определенном режиме

работы.

При устройстве воздушных линий в населенных пунктах, в осо­ бенности на городских телефонных сетях, часто приходится пере­ секать разного рода сооружения. Для соблюдения определенного приближения провода к пересекаемому сооружению необходимо знать стрелу провеса провода в этом месте (т. е. над данным сооружением).

— 427 —

Расстояние до любой точки провода, например М (см. рис 7.16), от горизонтальной прямой АБ, соединяющей точки подвеса провода, можно определить из уравнения параболы

7.8. ДЛИНА ПРОВОДА В ПРОЛЕТЕ

Длина провода по цепной линии от нижней точки провеса К до какой-либо точки М (см. рис. 7.16) определяется уравнением

h

Практически длина прохода весьма незначительно отличается от длины (пролета; чем «иже температура, тем разница между дли­ нами пролета и провода меньше. Изменение стрелы провеса влечет

Поэтому при подвеске провода, например, в летнее время не­ обходимо брать стрелу провеса с таким расчетом, чтобы зимой, при понижении температуры, допустимое напряжение не было пре­ вышено.

7.9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В ПРОВОДЕ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ И НАГРУЗОК

Длина закреп лен ново провода, меняющаяся в зависимости от колебаний температуры, влечет за собой изменение натяжения про­ вода. Так, при понижении температуры провод укорачивается, стре­ ла провеса уменьшается и увеличивается натяжение в .проводе. Обратное явление происходит при повышении температуры. Изме­ няются также « действующие на (провод удельные нагрузки,

— 428 —

Допустим, длина провода при температуре / и удельной на­ грузке у будет L. При изменившейся температуре Д и удельной нагрузке ух длина провода соответственно будет Lx.

Длина провода при изменении температуры до tx определится из выражения

где а — температурный коэффициент линейного расширения ма­ териала провода.

Это уравнение кубическое относительно ох; решается оно путем подбора корней на логарифмической линейке. Для этого уравнение

ПРИВОДИТСЯ К ВИДУ О х—В/о2х=А и л и о 3х —В=А\о2х-

Более удобным является следующий вид: о2х {ох—А)=В.

Для решения уравнения черта бегунка линейки устанавливается по верхней шкале против значения В. Задаваясь значениями ох, ставим против этих значений на нижней шкале единицу подвижной части линейки. По верхней шкале отсчитывается огх, при этом не­ обходимо следить, чтобы произведение о2х (о—А) было равно В.

Уравнение (7.28) иногда называют уравнением состояния про­ вода в пролете. Зная напряжение провода а при удельной нагруз­ ке у и температуре воздуха t по уравнению (7.28), можно опреде­ лить напряжение в проводе ожпри удельной нагрузке ух и темпе­ ратуре tx.

— 429 —

удельном весе материала провода, т. е. при различной удельной на­ грузке уі подвешивать провода из разного материала е одинаковой стрелой провеса, что необходимо для уменьшения взаимных влия­ ний между цепями от конструктивных неоднородностей. Напряже­ ние в проводе при гололеде с ветром обычно бывает больше, чем яри температуре —40°С, без гололеда и ветра. Поэтому при расче­

те определяют оі, не допуская его вы­

различных отрицательных' и положительных температурах; по най­ денным напряжениям, пользуясь ф-лой (7.16), определить стрелы провеса для различных температур и составить таблицы и графи­ ки (рис. 7.17) монтажных стрел провеса. Данными таблицами пользуются при подвеске провода.

7.10. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПОДВЕСНЫХ ВОЗДУШНЫХ КАБЕЛЕЙ

Часто на опорах воздушных столбовых или стоечных линий го­ родских телефонных сетей подвешивают кабель. Так как кабели не обладают достаточной механической прочностью, то их подвеши­ вают на подвесках к стальным тросам (рис. 7.18). В последние го-

.1

ды для подвески по опорам воздушных линий применяются специальные, самонесущие кабели с встроенным тросом (рис. 7.19). Та­ кие кабели используются на сетях городской и сельской связи.

На сетях (внутриобластной связи (зоновой) применяется само­ несущий однокоаксиальный кабель с встроенным тросом, описан­ ный в гл. 2. Расчет стрелы провеса таких кабелей производится

-430 —

аналогично расчету провода воздушных линий с учетом веса кабеля

с тросом и дополнительных нагрузок от ветра и гололеда на всю поверхность кабеля.

Таким образом нри расчете определяют:

— удельную нагрузку от собственной массы троса

грузки по длине пролета, равный 0,9.

— удельную нагрузку от собственной массы троса, массы ка­ беля и массы льда

где qQ—нормативный скоростной напор ветра;

с — аэродинамический коэффициент, принимается равным 1,2;

— 431 -

A t — размер полиэтиленовой шейки между кабелем и тросом, рав­ ный примерно 3 мм;

— удельную нагрузку от ветра при гололеде

— удельную нагрузку от массы троса, массы кабеля и дав­

В остальном расчет троса не отличается от расчета провода; напряжение в тросе определяется по ф-ле (7.28) и стрела провеса по ф-ле (7Лі5) или (7.16). Допустимое напряжение в тросе обыч­ но принимается равным 50% от временного сопротивления.

Несущий стальной тросе у самонесущих кабелей заделывается в общую полиэтиленовую или, в зависимости от типа кабеля, в поливинилхлоридную оболочку. Температурный коэффициент ли­ нейного расширения пластмасс значительно больше, чем металлов, вследствие чего пластмасса деформируется больше, чем трос, что вызывает дополнительные напряжения в оболочке, которые будут увеличиваться с увеличением длины пролета.

7.11. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА КОМБИНИРОВАННЫХ ПРОВОДОВ

Особенности расчета комбинированных проводов обусловлива­ ются наличием в одном проводе двух металлов: стали и цветного металла (в дальнейшем цветной металл будет условно называть­ ся токоведущей частью провода). Температурный коэффициент ли­ нейного расширения стали ас меньше, чем у алюминия или меди (аТ/). Оба металла, находящиеся в одном проводе, должны иметь одинаковое удлинение, следовательно, « с< а о < а т, где ао — тем­ пературный коэффициент линейного расширения всего провода.

Следовательно, при изменении температуры удлинение всего комбинированного провода не равно удлинению составляющих его отдельных материалов и по этой причине в металлах возникают до­ полнительные напряжения. Так, при повышении температуры в стали возникает дополнительное напряжение растяжения, а в то­ коведущей части возникает температурное напряжение сжатия. При понижении температуры, наоборот, в стали появится темпе­ ратурное напряжение сжатия, а в токоведущей части — растя­ жение.

Температурный коэффициент линейного расширения всего про­ вода ао определяется из условия равновесия провода, при котором

— 43 2 —