Защита ОК от грозовых воздействий и лэп.

 

Лекция 14. Надежность работы ВОЛП.

Общие положения.

 

В данной главе рассматривается проблема обеспечения надежности эксплуатируемых линейно-кабельных сооружений при воздействии внешних факторов - влияние молнии, воздействие коррозии, механические напряжения в грунтах, температурные и механические нагрузки на кабели, вскрышные работы сторонних организаций, ошибки при проектировании, а также нарушения технологии при строительстве.

Особенности обеспечения надежности эксплуатации ЛКС с электрическими кабелями связи общеизвестны.

В настоящем разделе рассмотрена проблема обеспечения надежности эксплуатируемых ЛКС с волоконно-оптическими кабелями.

Данный раздел включает в себя также требования к надежности строительных длин волоконно-оптических кабелей связи и мероприятия по обеспечению надежности при проектировании и строительстве ЛКС.

14.2. Требования по надежности, предъявляемые к строительным длинам
волоконно-оптических кабелей связи.

 

Для строительных длин волоконно-оптических кабелей основными показателями надежности являютсясрок службы строительной длины кабеля и сохраняемость строительной длины кабеля.

Срок службы строительной длины кабеля - календарная продолжительность работоспособного состояния строительной длины кабеля с момента ввода в эксплуатацию до момента времени, при котором стоимость технического обслуживания и ремонта данной строительной длины кабеля становится сопоставимой с прокладкой новой строительной длины кабеля.

Сохраняемость строительной длины кабеля — свойство строительной длины кабеля сохранять в заданных пределах электрические, оптические и механические параметры в течение срока транспортировки и хранения в оговоренных технических условиях. Минимальныйсрок службы строительной длины ВОК должен быть не менее 25 лет. Срок службы строительных длин ВОК соответствует заданным значениям только при условии, что при строительстве и эксплуатации ЛКС соблюдались нормативы к соответствующим требованиям параметров оптических кабелей. Минимальныйсрок сохраняемости строительных длин ВОК при хранении в отапливаемых помещениях 25 лет, в полевых условиях под навесом - 10 лет. Срок сохраняемости строительных длин ВОК соответствует заданным значениям только при условии, что при транспортировании и хранении соблюдались нормативы к соответствующим требованиям параметров оптических кабелей.

Поэтапный состав испытаний строительных длин ВОК и перечень испытываемых параметров, а также методики испытаний устанавливаются конкретной программой испытаний на заводе-изготовителе при сертификации ОК.

Соответствием нормам показателей надежности строительных длин ОК является гарантия завода-изготовителя.

Требования по надежности ЛКС ВОЛП.

Под надежностью ЛКС подразумевают свойство линейных сооружений в течение заданного времени сохранять в установленных пределах заданные технические параметры. Таким образом, надежность в таком понимании связана с повреждаемостью и ремонтопригодностью элементов ЛКС, а также уровнем технического обслуживания.

В процессе эксплуатации ЛКС важнейшее значение имеет также готовность - то естьработоспособность ЛКС в любой произвольный момент времени, которая определяется какчастостью повреждений ЛКС, так и временем восстановления. Далее по тексту частость повреждений называется плотностью повреждений (отказов), как это принято в технической литературе по ЛКС.

Для обеспечения качественного функционирования ЛКС и оценки их технического уровня и экономичности вводится следующая номенклатура показателей надежности и готовности.

Показатели надежности:

•срок службы ЛКС.

•коэффициент готовности - Кг,

•наработка между отказами средняя - Т, час,

• среднее время восстановления -Т_В час.

Строго говоря, для однозначной оценки готовности достаточно задать любое сочетание двух показателей - Кг и Т, либо Кг и Т_В

Готовность ЛКС носит случайный характер и зависит от длины линии. Поэтому показатели готовности определяют для всей длины конкретной линии передачи, для отрезка линии эксплуатируемого отдельным производственным подразделением, для длин эталонных гипотетических цепей (ЭГЦ), а также для условной длины 100 км - длины однородного участка линии, на котором географические, геологические и климатические условия можно считать одинаковыми.

Для участка линии длиной 100 км задается плотность отказов m, и рассчитываются показатели надежности.

Показатели готовности определяют также статистической обработкой данных об отказах и времени восстановления при эксплуатации.

14.4 Расчетные соотношения для определения показателей надежности.

 

При расчете показателей надежности надо пользоваться следующими соотношениями:

(11.1)

 

(11.2)

 

(11.3)

 

(11.4)

 

(11.5)

 

(11.6)

 

(11.7)

 

где:

К_Г100 - коэффициент готовности однородного участка линии длиной 100 км;

T₁₀₀ - средняя наработка между отказами для однородного участка линии длиной 100 км;

T_L - средняя наработка между отказами для всей линии длиной L;

К_{Г L}. - коэффициент готовности линии длиной L;

К_{Г n} - коэффициент готовности линии, состоящий из последовательного соединения «n» однородных участков линии;

К_Г р - коэффициент готовности при параллельном взаимном резервировании "N" линий между двумя оконечными пунктами;

К_{Г L} норм. - норма для коэффициента готовности всей линии длиной L;

К_{Г l} норм. - норма для коэффициента готовности относительно короткого участка линии;

Т_В - среднее время восстановления;

m - плотность отказов на однородном участке линии длиной 100 км;

L - общая длина линии, км;

l - длина относительно короткого участка линии (l<L);

Требования к показателям надежности ЛКС ВОЛП.

 

Требования к показателям надежности ЛКС ВОЛП следует формировать на основе следующих принципов:

показатель надежности - срок службы должен быть существенно больше срока окупаемости данной линии передачи и, как правило, не менее 25 лет;

на участках линии с различными условиями должны применяться разные марки кабеля, соответствующие географическим, геологическим и климатическим особенностям трассы с тем, чтобы готовность однородных участков линии длиной 100 км была практически одинакова;

в исключительных случаях для участков трассы с особо тяжелыми условиями, где обеспечение усредненных показателей готовности требует очень высоких экономических затрат, допускается снижение коэффициента готовности, если оно компенсируется повышенными значениями коэффициента готовности на остальных участках линии;

гарантированное обеспечение высоких показателей готовности может быть обеспечено взаимным резервированием линий связи разных типов;

показатели надежности элементов ЛКС: муфт, оконечных устройств, цистерн необслуживаемых регенерационных пунктов (НРП), мачтовых креплений оптических кабелей в грозозащитном тросе - должны быть не хуже показателей надежности оптических кабелей;

показатели готовности линии передачи следует задавать как общие - для канала связи, так и раздельные - для аппаратуры и для ЛКС;

в оптических кабелях следует предусматривать резервные оптические волокна.

При проектировании ЛКС и разработке мероприятий по повышению их надежности следует учитывать, что снижение плотности отказов увеличивает капитальные, а снижение времени восстановления - эксплуатационные расходы.

Требования к показателям надежности ЛКС должны определяться исходя из требований готовности основного цифрового канала (ОЦК) перспективной цифровой сети. Для ГЦК протяженностью 13900 км (без резервирования) на перспективной цифровой первичной сети показатели готовности по отказам должны соответствовать следующим значениям:

коэффициент готовности - не менее 0,98.

Учитывая высокую готовность современной аппаратуры ЦСП, целесообразно принять значение коэффициента готовности ЛКС -0,985, а оконечной аппаратуры - 0,995.

Заданный коэффициент готовности ЛКС можно обеспечить при разных соотношениях между значениями плотности отказов и временем восстановления. В районах с относительно легкими условиями эксплуатации время восстановления следует задавать от 4 до 5 часов. При этом плотность отказов должна быть не более 0,2381...0,1905.

В районах с тяжелыми условиями эксплуатации, а также для ВОК, подвешенных на опорах высоковольтных ЛЭП, время восстановления следует задавать от 5 до 6 часов. При этом плотность отказов должна быть не более 0,1905...0,1587.