Особенностью ОК по сравнению с электрическими является наличие кварцевого волокна вместо меди, которое подвержено старению, деградации и может явиться причиной .выхода кабеля из строя. Поэтому необходимо отдельно рассмотреть ОВ и отдельно ОК в целом.
Оптическое волокно подвержено водородной коррозии, влаге, термомеханическим воздействиям, кроме того оно испытывает остаточные термоупругие напряжения. Все эти факторы приводят к тому, что на поверхности волокна появляются микротрещины и происходит его разрушение. За счет радиации на поверхности возникают пятна затемнения и возрастает затухание. Поэтому ОК снаружи должны иметь соответствующие покрытия и оболочки, защищающие его от. радиации, воды и других атмосферно-климатических воздействий.
Установлено, что при соблюдении технических режимов изготовления ОВ и обеспечении защиты их от атмосферно-климатических воздействий волокна могут находиться в эксплуатации порядка 25 лет.
Основные трудности определения надежности и срока службы ОК в целом связаны с эксплуатационной проверкой полученных аналитических данных. Срок 25 лет слишком большой, поэтому целесообразно в качестве предварительной оценки параметров надежности ОК использовать имеющийся большой опыт применения электрических кабелей симметричной и коаксиальной конструкции в различных регионах страны. Конструктивные решения и основные материалы в ОК, кроме волокна, те же, что и в электрическом кабеле.
Изготовляемые в настоящее время ОК имеют две разновидности: ОКм—кабель с металлическими элементами (оболочки, жилы дистанционного питания, силовые проводники) и ОКд — кабели полностью диэлектрические, без металла. Первые, как и электрические кабели, подвержены всем видам влияний (гроза, коррозия, ЛЭП и т. д.), поэтому повреждения у них аналогичные. Вторые свободны от этих влияний, но их конструкции, не имеющие металлических оболочек, менее стойки к внешним механическим воздействиям (повреждения сторонними организациями, стихийные бедствия, просадка грунта, мерзлотные явления, грызуны и т, д.). Установлено, что плотность механических повреждений ОКд примерно в 1,3 раза больше, чем ОКм.
С учетом этих особенностей в табл.6 приведены данные плотности повреждений (m) и времени восстановления (Tв) электрических, оптических с металлом (ОКм) и оптических полностью диэлектрических (ОКд) кабелей. Для ОКд рассмотрены два варианта: Окд1 — учтено увеличение механических повреждений в 1,3 раза; Окд2—без учета этого коэффициента. Такой кабель должен иметь надежную механическую защиту из неметаллических оболочек (стеклопластик, полиэтиленовая труба).
Таблица 6
m , % |
mTв , ч |
||||||
| Причина повреждения | Тв ,ч | ||||||
| ЭК,ОКм | Окд1 | Окд2 | ЭК,ОКм | Окд1 | Окд2 | ||
| Земляные работы сторонних организаций вблизи места прокладки кабеля | 48, 84 |
63, 49 |
48,84 |
3, 42 |
167, 03 |
217,14 |
167,03 |
| Удары молний | 17,4 |
— |
— |
7,9 |
137,8 |
— |
— |
| Мерзлотные грунтовые явления | 8,2 |
10,66 |
8,2 |
6,7 |
54,9 |
71,4 |
54,9 |
| Оползни, обвалы, просадка, грунта | 13,94 |
17,42 |
13.94 |
6,97 |
89,8 |
116,7 |
89,8 |
| Дефекты изготовления кабеля | 0,53 |
0,53 |
0,53 |
5,1 |
2,7 |
2,7 |
2,7 |
| Дефекты строительства | 2,94 |
2,94 |
2,94 |
6,3 |
18.5 |
18,5 |
18,5 |
| Дефекты эксплуатации | 3,80 |
3,8 |
3,8 |
3,1 |
11,78 |
11,78 |
11.48 |
| Влияние ЛЭП | 0,65 |
— |
— |
7.53 |
4,9 |
— |
— |
| Коррозия | 0,77 |
— |
— |
2,83 |
2,18 |
— |
— |
| Старение кабеля | 0.24 |
0,24 |
0,24 |
3,31 |
0,79 |
0,79 |
0,79 |
| Прочие и не выявленные | |||||||
| Причины | 2,65 |
2,65 |
2,65 |
5,1 |
13,5 |
13,5 |
13,5 |
| Всего | 100,0 % |
511,24 |
452,7 |
359 |
|||
Из приведенных в таблице данных видно, что наибольший удельный вес составляют механические повреждения (48,8%), велико также влияние стихийных бедствий (22%). Удельный вес агрессии молнии составляет 17,4%. Для устранения повреждений наибольшего времени требуют стихийные воздействия (мерзлотные трещины, удары молнии, паводки и др.).
Произведение плотности повреждений на время восстановления (тTв) по каждому виду повреждений даст общее время восстановления кабельной линии. По соотношению этих времен можно определить срок службы кабелей.
Из таблицы также видно, что общее время восстановления повреждений для электрических и оптических кабелей с металлом составляет 511 ч, а у диэлектрических кабелей ОК1 — 452 ч (с учетом увеличения механических повреждений в 1,3 раза) и Окд2—359 ч (без учета). Тогда, имея в виду, что для электрических кабелей гарантированный срок службы составляет 25 лет, получим ОКд1=28,2 года , ОКд2=36,5 лет.
Отсюда видно, что срок службы ОКд, не подвергающихся электрическим .воздействиям, больше, чем электрических кабелей, и составляет 36,5 года. Но этот срок реализуется только в случае должной защиты кабеля от механических повреждений.
Если ОК не имеет дополнительной механической защиты, то его срок службы практически равен сроку службы электрических кабелей (28,2 года).
Таким образом, ожидаемая эффективность ОК, обусловленная отсутствием электрических воздействий в реальных условиях, не достигается в силу меньшей стойкости их к механическим повреждениям.
Для повышения надежности и срока службы ОК рекомендуется: защищать кабель от воды и механических повреждений, прокладывать его в полимерных трубах и ставить их под газовое давление, использовать традиционные .методы повышения надежности, состоящие в увеличении глубины прокладки кабеля и применении грозозащитных тросов (для ОКм).