Подземная кабельная линия Советский патент 1992 года по МПК H02G9/02 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к прокладке кабельных коммуникаций непосредственно в промерзающем зимой и оттаивающем летом слое грунта, подверженного морозобойному растрескиванию,

Известен кабель связи содержащий внутренний проводник и защитную оболочку в виде пучка гидрофобных нитей с коэффициентом температурных деформаций, превышающим коэффициент температурных деформаций промерзающего грунта.

Недостатком известного кабеля связи является то, что он не гарантирует надежность работы в результате воздействия на него цикличных растягивающих усилий, развивающихся в процессе морозобойного растрескивания грунта Кроме этого, весной и летом пространство внутри оболочки (в случае ее разрыва) заполняется грунтовой водой, что приводит к выводу из строя значительных по протяженности участков кабеля.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является субминиатюрный коаксиальный кабель, содержащий внутренний проводник, изоляцию и внешний проводник, причем изоляция выполнена в виде вытянутых бочкообразных шайб расположенных с определенным шагом плавно переходящий в тонкостенные трубки, соединяющие эти шайбы

Недостатком известного кабеля является то, что он не обеспечивает надежность работы в условиях воздействия на него морозобойного растрескивания грунтов

Целью изобретения является повышение надежности работы подземной кабельной линии путем предотвращения возможности заполнения внутреннего пространства ее оболочки грунтовой водой.

Поставленная цель достигается тем, что в подземной кабельной линии, содержащей проложенный в грунте кабель и средства защиты его от разрушающего воздействия морозобойного растрескивания грунта,

L

-ч4 О Ю

СА)

а

включающие защитную оболочку, охватывающую кабель, и вертикальные каналы с заполнителем выходящие на поверхность грунта и расположенные на расстоянии друг от друга по длине кабеля, определяемом расстоянием между соседними морозо- бойными трещинами, возникающими в грунте в естественных условиях, согласно изобретению, оболочка выполнена герметичной с уширениями, каждое из которых сообщается трубкой размещенной в соответствующем вертикальном канале, внутреннее пространство защитной оболочки также заполнено заполнителем, в качестве которого использовано вязко текучее вещество с температурой замерзания ниже минимально возможной температуры грунта и твердеющее при контакте с воздухом, при этом, трубки и защитная оболочка выполнены из эластичного материала.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что оболочка выполнена герметичной с уширениями, каждое из которых сообщается с трубкой, размещенной в соответствующем вертикальном канале, внутреннее пространство защитной оболочки заполнено вязкотекучим веществом с температурой замерзания ниже минимально возможной температуры грунта, и твердеющее при контакте с воздухом, при этом, трубки и защитная оболочка выполнены из эластичного материала.

На фиг.1 представлена общая схема (вид сбоку) линии; на фиг.2 - то же, поперечный разрез.

Подземная кабельная линия содержит кабель 1, защитную оболочку 2, выполненную с уширениями 3, расположенными на заданном расстоянии друг от друга, ниппель 5 и трубку 6. Ниппель 5 расположен внутри уширения 3 защитной оболочки 2, отверстие выведенное наружу соединено с нижним концом трубки 6. Пространство между наружной поверхностью кабеля 1 и защитной оболочкой 2 заполнено вязкотекучим веществом 4, незамерзающим при отрицательной температуре и твердеющим при контакте с воздухом.

Устройство работает следующим образом. Слой сезонного промерзания грунта 7, в который заложена линия 1, расположенная в защитной оболочке 2 промерзает на некоторую глубину. При достижении глубины промерзания грунта значения Hi (не превышающего глубины заложения кабеля) замерзший слой оказывает давление (q) на уширение 3 защитной оболочки 2. При этом внутри уширенного пространства, заполненного вязкотекучим незамерзающим веществом 4, твердеющим при контакте с воздухом, создается повышенное давление, вызывающее повышение давления на всем протяжении кабеля. Ниппель 5 препятствует сбросу этого давления, предотвращает отжатие вещества 4 в трубку 6, выведенную на поверхность земли и служащую для периодической подачи вещества 4 уширенную полость 3. Увеличение давления вещества 4

0 на защитную оболочку 2 на участках между уширениями 3 обеспечивает сопротивление обжатию кабеля 1 промерзающим массивам грунта 7 и последующему его разрыву растягивающими напряжениями

5 (Ор), формирующими морозобойную трещину 8. Дальнейшее промерзание грунта 7 до глубины Н2 сопровождается повышением давления вещества 4 внутри защитной оболочки 2, а последующее летнее оттаива0 ние - его снижением.

Следует учитывать, что знакопеременные температурные и механические воздействия на защитную оболочку 2 кабеля 1 сопровождается температурным и усталост5 ным разрушением. Нельзя игнорировать и возможность повреждения оболочки 2 грызунами.

Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает надежность работы под0 земной кабельной линии и гарантирует невозможность заполнения пространства внутри защитной оболочки кабеля грунтовой водой и вывод его из строя на значительной протяженности.

5Проводилась лабораторная проверка

заявляемого устройства. Для этого из суглинистого грунта с влажностью 0,15 было изготовлено 20 одинаковых призм сечением 20x20 и длиной 100см. По середине сечения

0 этих призм вдоль их продольной оси были вморожены участки кабеля марки КСПП (используется в сельских линиях связи) в полимерной оболочке которого были выполнены уширения, в внутреннее пространство

5 заполнено солидолом. Перед испытанием призмы обжимались внешним давлением, а затем испытывались при отрицательной температуре (-5) и (-10)°С на растяжение на универсальной разрывной машине УММ-5С

0 по методике быстрого разрыва. Аналогичным испытанием подвергались 20 таких призм, в которые был вморожен обычный кабель КСПП.

После испытаний на разрыв все образ5 цы помещались на сутки в ванну с водона- сыщенным грунтом.

Результаты опытов показали, что иг первых 20 образцов опасным разрушениям подверглись лишь 2, а из последних - 15 При этом во всех 20 образцах первой партии

внутреннее пространство кабеля не заполнилось водой, а во всех без исключения образцах второй партии попадание воды в оболочку имело место.

Изобретение просто и технологично в изготовлении, монтаже и эксплуатации, экономично.

Формула изобретения 1. Подземная кабельная линия, содержащая проложенный в грунте кабель и средства защиты его от разрушающего воздействия морозобойного растрескивания грунта, включающее защитную оболочку, охватывающую кабель, и вертикальные каналы с заполнителем, выходящие на поверхность грунта и расположенные на расстоянии друг от друга по длине кабеля, определяемом расстоянием между соседними морозобойными трещинами, возникающими в грунте в естественных условиях, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, оболочка выполнена герметичной с уширениями, каждое из которых сообщается с трубкой, размещенной в соответствующем вертикальном канале, внутреннее пространство защитной оболочки также заполнено заполнителем, в качестве которого использовано вязкотекучее вещество с температурой замерзания ниже минимально возможной температуры грунта, и твердеющее при контакте с воздухом при этом трубки и защитная оболочка вь

полнены из эластичного матрпнзлп

2. Линия по п. 1,отличающаяся тем. что трубки и защитная OL .., :ка ио -ри- ты противопучинистой смазкой

Сущность изобретения при достижении глубины промерзания грунта определенной глубины, замерзший слой оказывает давле ние на уширение защитной оболочки При этом внутри уширенного пространства заполненного вязкотекучим незамерзающим веществом, твердеющим при контакте с воздухом, создается повышенное давление. Увеличение давления вещества на защитную оболочку на участках между уширениями обеспечивает сопротивление обжатию кабеля промерзающим массивам грунта и последующий его разрыв растягивающими напряжениями, формирующими морозобойную трещину 1 з п ф-лы, 2 ил.

Фиг. 2