Obliczanie wytrzymałości słupów energetycznych w projektowanych sieciach FTTH

Obliczanie wytrzymałości słupów eNN

Podczas projektowania i budowy sieci FTTH z wykorzystaniem istniejącej podbudowy słupowej wymagane jest od Inwestora, Projektanta  lub Wykonawcy obliczanie wytrzymałości słupów (stanowisk słupowych) wykorzystywanych do podwieszania nowych kabli światłowodowych. Przygotowanie dokumentacji i uzgodnienie z właścicielem infrastruktury projektowanej trasy wymaga sprawdzenia poziomu przeciążenia dla każdego stanowiska. Jest to niezbędne do potwierdzenia, czy instalacja nowego kabla FTTH zapewni jego bezpieczną eksploatację.

W Polsce obowiązują normy definiujące dopuszczalne obciążenia stanowisk słupowych, generowane przez naprężenia przewodów, siły parcia wiatru na elementy linii napowietrznych, obciążenia sadzią przewodów. Obliczanie wartości obciążeń wymaga zastosowania wielu parametrów wejściowych. przygotowanie danych wejściowych jest czasochłonne i wymagana jest specjalistyczna wiedza. Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom Inwestorów i Biur Projektowych przygotowaliśmy oprogramowanie, które zapewnia wsparcie projektanta w wykonaniu tych czynności. Przedstawione rozwiązanie oparte jest o obowiązujące w Polsce normy, w tym PN/E/05100 i albumy linii napowietrznych opracowane dla projektowania linii napowietrznych niskiego napięcia. Wprowadzanie danych jest ograniczone do prostego wprowadzenia lokalizacji słupów (punkty) i narysowania sekcji linii napowietrznej (linia) w systemie QGIS. Pozostałe wartości dostarczone są w konfiguracji kalkulatora oraz obliczone są z geometrii wprowadzonych danych (słupów i przebiegu linii napowietrznej).

Obliczanie wytrzymałości słupów eNN
Obciążenie stanowiska słupowego

Kalkulator do obliczania wytrzymałości słupów

System FTTH Design Studio jest wyposażony w moduł – Kalkulator obciążeń statycznych, który służy do obliczania parametrów tych obciążeń dla słupów energetycznych wykorzystywanych przy projektowaniu trasy kabli FTTH.

Użytkownik po wprowadzeniu wymaganych danych, takich jak:

  • słup eNN i jego funkcja w sekcji odciągowej (P, K, O, N, R)
  • oraz linię reprezentująca sekcję odciągową i jej rodzaj (4xAL25, 4xAL35, 4x70AsXsn), która przechodzi przez konkretne słupy,

otrzymuje on-line wynik o przeciążeniu danego słupa (stanowiska słupowego).

Kalkulator przedstawia wyniki w postaci schematu, występujących wektorów sił dla poszczególnych stanowisk wyznaczonych na podstawie danych o geometrii sekcji odciągowej i funkcji słupa w tej sekcji.

Zastosowanie technologii GIS pozwala wyznaczyć automatycznie podstawowe parametry fizyczne danej sekcji na podstawie współrzędnych – np.:  długości przęseł, kąty poszczególnych segmentów, odległości – bez konieczności ręcznych obliczeń.

Skonfigurowane w FTTH Design Studio typowe stanowiska słupowe dla żerdzi wirowych i typu ŻN umożliwiają szybkie wyznaczenie parametrów obciążeniowych stanowiska bez konieczności wprowadzania danych katalogowych. Poprowadzenie kabli światłowodowych dla projektowanej trasy w trybie on-line przedstawia wyniki obliczeń i zaznacza przeciążone stanowiska. W standardowej konfiguracji znajdują się modele stanowisk opisanych w Albumie linii napowietrznych opublikowanych przez PTPIREE. Użytkownik ma możliwość manipulacji stanowiskiem  słupowym w obszarze jego usytuowania względem sekcji odciągowej – korekta obrotu osi Fx i Fy, zmiana parametrów dopuszczalnych obciążeń, zmiana parametrów katalogowych linii eNN i kabla światłowodowego.

Obliczenia są dostępne w postaci: graficznej – stanowisko z wypadkowym wektorem siły obciążenia na tle możliwego obciążenia w postaci elipsy dla konkretnych kierunków Fx/Fy oraz w formie tabelarycznej. W postaci tabelarycznej raport zawiera, dla każdego stanowiska, podstawowe dane:

  • dopuszczalne obciążenia w osiach Fx/Fy,
  • obciążenia przewodów wiatrem,
  • dopuszczalne obciążenia wiatrem dla stanowiska,
  • wpływ oprawy.

Konfiguracja kalkulatora umożliwia wprowadzenie parametrów dla różnych stref obciążenia wiatrem i sadzią.

Obciążenie słupa eNN
Parametry obciążeniowe słupa
Obciążenie linii słupowej
Atrybuty obciążenia słupa

Schemat profilu przęsła

Modułem rozszerzającym Kalkulator obciążeń statycznych jest moduł do generowania schematu profilu przęsła dla projektowanych kabli FTTH. Na podstawie wprowadzonych danych i wyznaczonej geometrii – długość przęsła, współrzędnych słupów – Generator schematu udostępnia wizualny diagram z podstawowymi parametrami takimi jak: profil terenu, wysokości słupów, zwis linii eNN i kabli FTTH, minimalna odległość od poziomu terenu. Profil terenu jest automatycznie pobierany z danych publicznych dostępnych dla terenów Polski – Numeryczny Model Terenu.

Generator schematu przęsła korzysta z danych wprowadzonych dla Kalkulatora obciążeń. Schemat wytworzony przez generator może zostać zapisany w typowych formatach graficznych (png/jpg/svg) i umieszczony bezpośrednio w dokumentacji projektowej.

Schemat profilu przęsła

Asystent Projektanta

W celu usprawnienia pracy użytkownika FTTH Design Studio zapewnia funkcje Asystenta Projektanta. W standardowe konfiguracji dostępne są dwie podstawowe funkcje: Maksymalna wypadkowa siła działająca na stanowisko słupowe i propozycję rozwiązania dla stanowisk przeciążonych.

Na podstawie geometrii sekcji odciągowej i parametrów katalogowych wyznaczona jest teoretyczna maksymalna siła i przedstawiona w postaci rzeczywistego wektora przyłożonego do stanowiska słupowego. Na tej podstawie można korygować pozycję stanowiska w stosunku do kierunku przebiegu linii sekcji odciągowych.

Podpowiedzi dla przeciążanych stanowisk zawierają wskazówki, które sugerują jak można skorygować ustawienia/wzmocnienie słupa lub wskazują na błędne dane wejściowe.

Maksymalnasiła działająca na słup
Propozycja rozwiązania dla przeciążonych stanowisk

Przygotowanie dokumentacji z wynikami obliczonych obciążeń

Wyniki obliczeń i schematy można łatwo osadzać w dokumentacji projektowej korzystając z ogólnie dostępnych narzędzi eksportu danych do pliku: XLS, PDF, JPG.

Schematy obciążeń można wzbogacić o standardowe elementy dokumentacji technicznej – ramki, logotypy, informacje o Inwestorze i Projektancie.

Możliwa też jest masowa produkcja składników dokumentacji projektowej przy wykorzystaniu standardowych mechanizmów programu FTTH Design Studio.

Schemat obciążeń
Obciążenie słupa

Wymagania systemowe

Pakiet obliczeniowy do projektowania sieci FTTH na liniach napowietrznych dostępny jest w wersjach GNI Advanced i GNI Design Studio.