Кабельные и магистральные линии связи и работы по их строительству

Виды линий связи делятся на следующие виды: воздушные, высоковольтные, кабельные и волоконно-оптические линии связи.

Воздушные линии связи предназначены для создания сравнительно небольших пучков каналов связи: телефонных, телеграфных, передачи данных, а на железных дорогах ещё и для сигналов телеуправления, телеконтроля и телесигнализации.

Воздушные линии обладают большой механической прочностью, имеют длительные сроки службы и позволяют осуществлять связь на значительные расстояния, противостоят ветрам, снегопадам, гололёду, грозовым разрядам и т.п.

Определение мест повреждений проводов воздушных линий и устранение повреждений не вызывает значительных затруднений. В то же время эти линии имеют ряд недостатков:

  • невозможность передачи частот выше 150 кГц;
  • зависимость электрических параметров цепей от метеорологических условий;
  • громоздкость конструкций;
  • подверженность повреждениям,
  • электромагнитным воздействиям;
  • значительная стоимость одного канало-километра связи. Основные требования к проектированию ВОЛС:
  • учет объема информации, который необходимо пропускать через линию;
  • принимается во внимание число стандартных каналов, скорость передачи, ширина полосы;
  • проектирование ВОЛС осуществляется в соответствии с типом передаваемой информации: она может быть аналоговой или цифровой.
  • оценка климатических факторов, типа рельефа и всех прочих условий, в которых планируется прокладка ВОЛС;
  • необходимо предусмотреть возможность восстановления и резервирования систем в случае возникновения нештатных ситуаций.

В зависимости от назначения подвешенных цепей линии разделяются на 3 класса. К первому (I) относятся линии, несущие цепи магистральной, дорожной и оперативно — технологической связи, ко второму (II) — несущие только цепи дорожной и оперативно-технологической связи и к третьему (III) — линии с цепями местной (внутристанционной) связи. Линии первых двух классов несут наиболее ответственные и протяжённые цепи. Поэтому к их прочности и надёжности предъявляются более высокие требования при строительстве и обслуживании.

Наибольшую механическую нагрузку воздушные линии испытывают при гололёде из-за увеличения массы проводов и поверхности, подвергающейся действиям ветра. Толщина стенки гололёда зависит от климатических условий района строительства.

Поэтому по механической прочности линии I и II класса делятся на четыре типа:

  • О — облегчённый,
  • Н — нормальный,
  • У — усиленный,
  • ОУ — особо усиленный, отличающиеся главным образом числом опор, устанавливаемых на 1 км линии, и числом подвешиваемых проводов (табл. 1).

Таблица 1 – Характеристики линии

Тип линии Максимальная эквивалентная толщина стенки льда гололеда, мм Число опор на 1 км Среднее расстояние между опорами (пролёт), м
О 5 20 50
Н 10 20 50
У 15 25 40
ОУ 20 28 35,7

За эквивалентную толщину стенки льда гололёда принимают такую, при которой масса равномерно распределённого по поверхности и длине провода льда с плотностью 0,9-103 кг/м3 равна массе льда при реальном гололёде. В действительности толщина стенки льда и его плотность изменяются по поверхности и длине провода.

Воздействие ветра на воздушные линии не ограничивается только увеличением нагрузки на провода и опоры. При скорости ветра до 5 м/с иногда возникает вибрация проводов, т.е. их колебание в вертикальной плоскости с частотой 10—100 Гц и амплитудой в несколько миллиметров. Меняющееся механическое напряжение в месте крепления провода способствует изнашиванию провода, что может вызвать его обрыв. Для борьбы с последствиями вибрации проводов применяют специальное крепление проводов к изоляторам.

На линиях III класса при числе подвешиваемых проводов до девяти допускается устанавливать 12 опор для линий О; 16 для Н; 20 для линий У и ОУ на 1 км линии. Кабели, провода и шнуры являются электрическими изделиями, предназначенными для передачи электрической энергии, электрических или световых сигналов информации.

Кабель — это электрическое изделие, состоящее из одной или нескольких изолированных жил (проводников), заключенных в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой может быть расположен защитный покров.

Провод состоит из одной неизолированной жилы, изготовленной из одной или нескольких скрученных проволок или из одной или более

изолированных жил, которые могут быть заключены в легкую неметаллическую оболочку с обмоткой и оплеткой или только оплеткой волокнистыми материалами и проволокой.

Шнур — это провод с изолированными жилами повышенной гибкости, предназначен, как правило, для соединения неподвижных устройств с подвижными или подвижных между собой.

Кабели, провода и шнуры содержат токопроводящие жилы или оптические волокна, изоляцию, экран, оболочку и наружные покровы.

Современные кабели связи классифицируются по ряду признаков: в зависимости от назначения, области применения, условий прокладки и эксплуатации, спектра передаваемых частот, конструкции, материала и формы изоляции, системы скрутки, рода защитных покровов.

В зависимости от области применения кабели связи разделяются на магистральные, зоновые (внутриобластные), сельские, городские, а также кабели для соединительных линий и вставок. Изготовляются также радиочастотные кабели для фидеров питания антенн радиостанций и монтажа радиотехнических установок.

1. Конструкция оптического волокна

Современные кабели связи классифицируются по ряду признаков: в зависимости от назначения, области применения, условий прокладки и эксплуатации, спектра передаваемых частот, конструкции, материала и формы изоляции, системы скрутки, рода защитных покровов.

В зависимости от области применения кабели связи разделяются на магистральные, зоновые (внутриобластные), сельские, городские, а также кабели для соединительных линий и вставок. Изготовляются также радиочастотные кабели для фидеров питания антенн радиостанций и монтажа радиотехнических установок.

Оптическое волокно (оптоволокно) – это волновод с круглым поперечным сечением очень малого диаметра (сравним с толщиной человеческого волоса), по которому передается электромагнитное излучение оптического диапазона. Длины волн оптического излучения занимают область электромагнитного спектра от 100 нм до 1 мм, однако в ВОЛС обычно используется ближний инфракрасный (ИК) диапазон (760-1600 нм) и реже – видимый (380-760 нм). Оптическое волокно состоит из сердцевины (ядра) и оптической оболочки, изготовленных из материалов, прозрачных для оптического излучения (Рис. 1).

Конструкция оптического волокна

Рисунок 1 – Конструкция оптического волокна

Свет распространяется по оптоволокну благодаря явлению полного внутреннего отражения. Показатель преломления сердцевины, обычно имеющий величину от 1,4 до 1,5, всегда немного больше, чем показатель преломления оптической оболочки (разница порядка 1%). Поэтому световые волны, распространяющиеся в сердцевине под углом, не превышающим некоторое критическое значение, претерпевают полное внутреннее отражение от оптической оболочки (Рис.2). Это следует из закона преломления Снеллиуса. Путем многократных переотражений от оболочки эти волны распространяются по оптическому волокну.

отражение волны в оптическом волокне

Рисунок 2 – Полное внутреннее отражение волны в оптическом волокне

На первых метрах оптической линии связи часть световых волн гасят друг друга вследствие явления интерференции. Световые волны, которые продолжают распространяться в оптоволокне на значительные расстояния, называются пространственными модами оптического излучения.

Понятие моды описывается математически при помощи уравнений Максвелла для электромагнитных волн, однако в случае оптического излучения под модами удобно понимать траектории распространения разрешенных световых волн (обозначены черными линиями на рис. 2). Понятие моды является одним из основных в теории волоконно-оптической связи.

Основные характеристики оптического волокна.

Способность оптического волокна передавать информационный сигнал описывается при помощи ряда геометрических и оптических параметров и характеристик, из которых наиболее важными являются затухание и дисперсия.

Геометрические параметры.

Помимо соотношения диаметров сердцевины и оболочки, большое значение для процесса передачи сигнала имеют и другие геометрические параметры оптоволокна, например:

  • некруглость (эллиптичность) сердцевины и оболочки, определяемая как разность максимального и минимального диаметров сердцевины (оболочки), деленная на номинальный радиус, выражается в процентах;
  • неконцентричность сердцевины и оболочки – расстояние между центрами сердцевины и оболочки (Рис.3).

Некруглость и неконцентричность сердцевины и оболочки оптоволокна

Рисунок 3 – Некруглость и неконцентричность сердцевины и оболочки оптоволокна

Геометрические параметры стандартизированы для разных типов оптического волокна. Благодаря совершенствованию технологии производства значения некруглости и неконцентричности удается свести к минимуму, так что влияние неточности геометрии оптоволокна на его оптические свойства оказывается несущественным.

2. Элементы воздушных линии связи

Провода воздушных линий связи подвергаются действию ветра, гололеда, влаги, химических реагентов, находящихся в воздухе, колебанием температуры. Поэтому линейная проволока, используемая для проводов этих линий, должна обладать хорошей механической прочностью, гибкостью, устойчивостью против коррозии и быть сравнительно недорогой, а также обладать высокой электропроводностью. Наибольшее распространение на линиях связи получили стальная, медная и биметаллическая проволоки.

Медная проволока, она дефицитна и имеет высокую стоимость, поэтому ее используют только для высокочастотных цепей магистральной и дорожной связи. Она обладает достаточной механической прочностью и мало подвержена коррозии, так как на воздухе покрывается плёнкой окиси меди, защищающей провод от дальнейшего разрушения, изготовляются d = 3,5 и 3 мм. Стальная проволока имеет хорошие механические свойства. Для устойчивости против коррозии её покрывают слоем цинка.

Недостатком такой проволоки является значительное возрастание затухания с ростом частоты передаваемого тока, что объясняется сильным проявлением поверхностного эффекта из-за большой магнитной проницаемости стали. Стальную проволоку применяют преимущественно для цепей оперативнотехнологической связи низшего уровня, d = 5; 4; 3; 2,5; 2; 1,5 мм. Она сравнительно недорогая. Биметаллическая стальная проволока состоит из стальной сердцевины с повышенным пределом прочности и медной оболочки (БСМ, БСА – биметаллическая сталемедная, биметаллическая сталеалюминевая).

При устройстве удлинённых пролётов и переходов через электрифицированные железные дороги используют многопроволочные тросы (канатики), обладающие высокой прочностью. Для цепей из стальной проволоки применяют стальные тросы из семи проволок диаметром 4,2 и 6,6 мм, а для цветных цепей — бронзовые марок ПАБ-10 и ПАБ-25 площадью поперечного сечения соответственно 10 и 25 мм.

Для крепления линейных проводов к изоляторам служит мягкая перевязочная проволока: стальная оцинкованная для стальных проводов, медная для медных и биметаллических. Диаметр перевязочной проволоки зависит от диаметра линейного провода. Для линейных проводов диаметром 5,4 и 3,5 мм берут перевязочную проволоку диаметром 2,5 мм, а при диаметре 3 мм — перевязочную проволоку диаметром 2 мм.

При подвесе проводов натяжение регулируется стрелой провеса, т.е. расстоянием по вертикали между линией, соединяющей точки подвеса провода и самой низкой точкой провода в пролёте. В процессе подвески проводам надо придать такую монтажную стрелу провеса, чтобы в самых трудных метеорологических условиях напряжения в проводе не превышали бы допустимых.

Для изоляции проводов воздушных линий их укрепляют на изоляторах. Изоляторы служат для изоляции проводов и крепления их на опорах, поэтому они должны обладать значительной механической прочностью, большим электрическим сопротивлением и малыми диэлектрическими потерями. Необходимо, чтобы изоляторы минимально снижали изоляцию проводов относительно земли во время влажной погоды и быстро восстанавливали её при перемене погоды с влажной на сухую. Таким требованиям удовлетворяют фарфоровые, покрытые глазурью изоляторы ТФ (телефонный фарфоровый). Выпускаемые промышленностью стеклянные изоляторы ТС (телефонный стеклянный) в меньшей степени соответствуют предъявляемым требованиям, так как сопротивление их изоляции ниже.

Деревянные опоры можно использовать при строительстве линий в лесистых районах, в которых разрешена заготовка лесоматериалов. Деревянные опоры устанавливаются на участках сближения с высоковольтными линиями, если опасные индуктивные напряжения превышают допустимые для железобетонных опор по нормам техники безопасности.

Во всех остальных случаях следует применять железобетонные опоры. Основным элементом таких опор чаше всего является центрифугированная, пустотелая коническая стойка, хотя имеются и другие виды железобетонных стоек. Железобетонные опоры долговечнее деревянных, позволяют сохранить лес не боятся повышенной влажности, а также высоких и низких температур. Повышенные первоначальные затраты средств на их строительство оправдываются с течением времени.

Общим недостатком всех железобетонных конструкций является большой вес и меньшая транспортабельность, чем деревянных. Порядок расположения цепей на опоре воздушной линии называют профилем опоры. При подвеске проводов на крюках профиль называют крюковым, при подвеске на траверсах — траверсным, а в случае одновременного применения крюков и траверс — смешанным. Для упрощения составления схем скрещивания проводов и упорядочения линейного хозяйства разработано десять типовых профилей.

Простыми называют опоры, состоящие из деревянного столба или железобетонной стойки, оснащённых арматурой и не имеющих дополнительных креплений.

3. Виды скруток и связок проводов

Воздушные линии – это сооружения, служащие для образования каналов электрической связи и каналов для передачи сигналов автоматики и телемеханики между удаленными пунктами. Они состоят из опор, проводов, изоляторов, крюков и штырей для крепления изоляторов, накладок и подвесных крюков для скрещивания проводов, траверс и различных крепежных деталей.

Воздушные линии обладают относительно большой механической прочностью, имеют сравнительно продолжительный срок службы и по своим электрическим характеристикам позволяют осуществить связи на значительные расстояния и с применением высокочастотной аппаратуры.

Скрутка жил.

Жилы в кабелях связи скручивают в группы. Это повышает их защищенность от взаимных влияний и влияния цепей сильного тока. Скрутка облегчает взаимное перемещение жил при изгибах кабеля и обеспечивает необходимую гибкость кабеля, а также упрощает монтаж кабелей.

Виды скруток:

  • парная скрутка, две изолированные жилы скручивают вместе в пару;
  • звездная скрутка, четыре изолированные жилы размещают по углам квадрата и скручивают вместе с шагом 150 – 300 мм;
  • двойная парная скрутка, две предварительно скрученные с различными шагами пары скручивают вместе и образуют двойную парную скрутку;
  • скрутка «двойная звездная», образуют четыре пары, скрученные с различными шагами. Пары располагают по углам квадрата и скручивают вместе;
  • скрутка восьмеркой, восемь изолированных жил располагают вокруг сердечника. Из восьми жил образуют две четверки – одна из нечетных жил, другая из четных;
  • для образования сердечника кабеля, группы скручивают в общий сердечник кабеля повивной или пучковой скруткой.

Способ соединения проводов скруткой прост по исполнению, но требует обязательно последующей пропайки соединения. Провода при скрутке имеют мало контактных точек, и при протекании тока через соединение контакт перегревается, что может быть причиной пожара. Поэтому соединение проводов скруткой без пропайки не допускается. Пайка обеспечивает надежность электрического контакта и необходимую механическую прочность.

Для получения качественной пайки необходимо правильно выбрать припой, удалить пленку окиси соединяемых контактных поверхностей. При соединении медных пленка окиси удаляется перед пайкой, а при соединении алюминиевых жил — в процессе пайки. Температура разогрева места пайки должна быть на 30 — 50° С выше температуры плавления припоя и флюса.

Низкая температура дает так называемую «холодную пайку», обладающую малой механической прочностью и создающую ненадежный электрический контакт. Паяльник при пайке нельзя перегревать. Канифоль в этом случае начинает гореть и вместо того, чтобы очищать поверхность, загрязняет ее. Во избежание повреждения изоляции участок жилы длиной 2 — 3 мм до среза не обслуживают.

Особенностью пайки и сварки алюминиевых жил является то, что в процессе пайки пленка окиси с поверхности соединяемых жил удаляется механически под слоем расплавляемого припоя или химически — путем применения специальных флюсов, которые при определенной температуре разрушают пленку окиси. По окончании пайки остатки флюса тщательно удаляют, так как они могут вызвать разрушение контакта.

Паяные соединения алюминиевых жил в условиях влажного воздуха не рекомендуются из-за возможной коррозии. От воздействия влаги места пайки предохраняют защитными покровами. Способ соединения проводов скруткой прост по исполнению, но требует обязательно последующей пропайки соединения. Провода при скрутке имеют мало контактных точек, и при протекании тока через соединение контакт перегревается, что может быть причиной пожара. Поэтому соединение проводов скруткой без пропайки не допускается. Пайка обеспечивает надежность электрического контакта и необходимую механическую прочность.

Для получения качественной пайки необходимо правильно выбрать припой, удалить пленку окиси соединяемых контактных поверхностей. При соединении медных пленка окиси удаляется перед пайкой, а при соединении алюминиевых жил — в процессе пайки.

Температура разогрева места пайки должна быть на 30 — 50° С выше температуры плавления припоя и флюса. Низкая температура дает так называемую «холодную пайку», обладающую малой механической прочностью и создающую ненадежный электрический контакт.

Паяльник при пайке нельзя перегревать. Канифоль в этом случае начинает гореть и вместо того, чтобы очищать поверхность, загрязняет ее. Во избежание повреждения изоляции участок жилы длиной 2 — 3 мм до среза не обслуживают. Особенностью пайки и сварки алюминиевых жил является то, что в процессе пайки пленка окиси с поверхности соединяемых жил удаляется механически под слоем расплавляемого припоя или химически — путем применения специальных флюсов, которые при определенной температуре разрушают пленку окиси. По окончании пайки остатки флюса тщательно удаляют, так как они могут вызвать разрушение контакта.

Паяные соединения алюминиевых жил в условиях влажного воздуха не рекомендуются из-за возможной коррозии. От воздействия влаги места пайки предохраняют защитными покровами. Соединение и ответвление однопроволочных и многожильных медных проводов ПР, ПРВД, ПРД применяют в открытых проводках на роликах и изоляторах.

Такой способ используют также в электропроводках плоскими проводами ППВ и др., когда ответвительные коробки не имеют вкладышей с контактными зажимами. Способы проводов показаны на рисунке 4.

Способы соединения и ответвления проводов скруткой

Рисунок 4 – Способы соединения и ответвления проводов скруткой

Для соединения двух кусков проводов необходимо плотно скрутить проволочки токопроводящих жил и скрестить провода. Концом левого провода делают 6 — 8 оборотов вокруг правого, а концом правого также делают 6 — 8 оборотов вокруг левого, но в другом направлении.

Места соединения скруткой должны быть длиной не менее 10 — 15 диаметров соединительных жил. Соединения обжимают плоскогубцами, пропаивают припоем ПОС-3О или ПОС-40. Пропаянную скрутку изолируют на всю длину соединения с обязательным захватом незачищенной изоляции провода. Соединение между собой двух скрученных проводов выполняют вразбежку.

Пайки алюминиевых выполняют паяльником припоем А. Если применяют другие припои, то используют паяльную лампу. Припой А устойчив против коррозии, удобен при пайке и обслуживании жил. Окисная пленка алюминия разрушается механическим путем, когда палочкой припоя натирают провод, поэтому флюса при пайке не требуется.

При пайке однопроволочных алюминиевых жил сечением 2,5 — 10 мм2 соединение и ответвление проводят в виде двойной скрутки с желобком. С жил снимают изоляцию, зачищают наждачной бумагой до металлического блеска, соединяют внахлестку двойной скруткой с образованием желобка в месте касания жил.

Соединение нагревают паяльной лампой или паяльником до температуры начала плавления привоя. Палочкой припоя А с усилием отирают желобок с одной стороны. В результате трения пленка сдирается и желобок заполняется припоем. Аналогично заполняется припоем желобок с другой стороны. После остывания место соединения скруткой изолируют.

4. Подвеска кабелей на опорах, стойках, между зданиями

Требования к сооружениям и технологии подвески оптических кабелей (ОК) на несущих тросах по столбам и стоечным опорам на крышах зданий, а также к самонесущим кабелям не отличаются от установленных требований для электрических кабелей связи.

Для воздушной подвески используют полностью диэлектрические ОК, прикрепляемые к имеющимся воздушным линиям связи тросом; ОК с самонесущим тросом, либо самонесущие ОК. При подвеске следует учитывать прочность ОК при растяжении, длину пролета, стрелу провеса, механическую нагрузку (статическую и динамическую), колебания температуры, конструкцию опоры, способ натяжения ОК, конструкцию крепления к несущему тросу (если трос не встроен в кабель), защиту от грызунов, заземление, величину натяжения ОК при прокладке, способ выравнивания стрелы провеса, изменение натяжения ОК.

Несущий трос (отдельный или встроенный в кабель) должен обеспечивать минимальный радиус изгиба ОК и ограничивать оказываемую на него нагрузку. Подвеска кабелей, содержащих стальной трос, производится после установки консолей на всех опорах. Барабан с кабелем устанавливают на транспортере или в кузове автомобиля на козлах. На конце строительной длины трос отделяют от кабеля и крепят к опоре оконечной вязкой.

Барабан с кабелем везут по трассе, разматывают и поднимают на ролики, закрепленные на консолях (Рис.5). После размотки кабеля на длине пяти — шести пролетов кабель поверх пластмассового покрытия троса захватывают зажимом и натягивают блоками или лебедкой, укрепленными к опоре. Кабель вынимают из роликов и последовательно крепят в консолях на всех промежуточных опорах, начиная от опоры, смежной с той, на которой выполнена оконечная вязка троса. При этом обеспечивают требуемые стрелы провеса троса в пролетах. После закрепления кабеля в консолях на первом участке, его разматывают на втором и всех последующих.

Подвеска кабеля, не содержащего в своей конструкции троса, производится после подвески троса или проволоки. Трос разматывают и подвешивают в той же последовательности, но по участкам в восемь — десять пролетов. Кабель крепят к тросу с земли, для чего канат после подвески и регулировки стрел провеса опускают с консолей на участках по пять — шесть пролетов. Кроме тогo, кабель может быть поднят к канату с помощью двойного ролика или каретки и закреплен подвесами с лестницы.

Установка подвесов выполняется таким образом, чтобы они плотно обжимали кабель и свободно висели на тросе. Подвесы закрепляют металлическими поясками.

Подвеска кабеля

Рисунок 5 – Подвеска кабеля: а-ролик; б-положение ролика на опоре; в-кабель, поднятый на ролики; г-подъем кабеля двойным роликом; 1-оконечное крепление; 2-ролик; 3-блоки; 4-двойной ролик; 5-тяговый канат

На стоечных линиях ГТС также возможна подвеска ОК. Если кабель подвешивают индивидуально, то в качестве опор применяют не стойки, а вводные трубы. Подвеска кабелей производится так же, как на воздушных линиях. Несущие канаты заземляют на оконечных опорах, а также на промежуточных в населенных пунктах через каждые 250 м, а вне населенных пунктов — через 2 км. Провод заземления соединяют с тросом зажимом. Величины сопротивления заземления нормируются в зависимости от удельного сопротивления грунта. При замене подвесных кабелей первоначально намечают места обрезки кабелей. Их выбирают около опор и отмечают проволочными бандажами.

Трос опускают с консолей на таком участке, чтобы все работы можно было проводить с земли. Предварительно на опускаемом участке отключают от троса провода заземления. Кабель перерезают по проволочным отметкам. Если кабель подвешен к тросу, то подвесы поочередно снимают и укладывают кабель на земле. Затем заменяемый кабель наматывают на барабан. Новый кабель прокладывают на земле под тросом, крепят к нему подвесами и монтируют с концами рабочего кабеля.

Трос на опущенном участке поднимают и крепят в консолях, после чего к нему присоединяют провода заземления. Если трос нельзя опустить, то работы производят с лестниц.

На недоступных участках или стоечных линиях кабель с обеих сторон заменяемого участка перерезают. К одному из концов кабеля привязывают веревку. С другой стороны заменяемого участка кабель вытягивают к опоре, поочередно снимая подвесы, опускают кабель на землю или крышу здания и выкладывают кольцами. Если подвесы тормозят движение кабеля и набегают друг на друга, то втяжением за веревку кабель несколько перемещают назад, а затем продолжают вытягивать к опоре.

Для подвески ОК на линиях электропередач используют кабели без металлических элементов, подвешиваемые на опорах ЛЭП; самонесущие без металлических элементов, подвешиваемые традиционным способом; встроенные в грозозащитный трос. Пролет между опорами линий электропередач, на которых монтируется ОК, должен быть, как правило, не более 400м, при этом необходимо обеспечить требуемый габарит подвески от земли.

Прочность заделки кабеля в зажиме должна быть не менее 34 кН. Такие требования к креплению ОК могут успешно выполнить спиральные зажимы, которые навиваются на кабель. В случае приложения нагрузки зажим равномерно на значительной площади соприкосновения при малом удельном давлении обжимает кабель без деформации. Спиральные зажимы просты в монтаже и при малых затратах времени на их установку обеспечивают гарантированное качество крепления.

Крепления ОК на промежуточных опорах осуществляется поддерживающими, а на анкерно-угловых опорах натяжными зажимами.

Зажимы для крепления ОК на опорах линий электропередачи

Рисунок 6 – Зажимы для крепления ОК на опорах линий электропередачи: а-натяжной; б-поддерживающий; 1-коуш; 2-зажим; 3-протектор; 4-амортизатор

Оптические кабели типа OPGW, встроенные в грозозащитный трос (Opticalfibercom posite ground wire), используются для подвески на опорах ЛЭП напряжением от 330 до 750 кВ.

Наличие грозозащитного слоя обеспечивает механическую прочность кабеля, а также позволяет избежать мешающего влияния электрического поля. Известен также способ подвески ОК типа GWWOP (Ground wire wrapped opticalfiber cable) путем навивки его на грозотрос или один из проводов ЛЭП. Однако при этом способе кабель должен выдерживать увеличение температуры несущего проводника, а также значительно увеличивается нагрузка на опоры при образовании гололеда и больших напорах ветра за счет увеличения поверхности провода или троса.

Подвеска этим способом осуществляется установкой, состоящей из тяговой и обмоточной машин. Скорость подвески навивных ОК с помощью этой установки составляет 25 м/мин.

5. Методы прокладки кабеля в канализации

Процесс прокладки кабеля в телефонной канализации состоит из двух этапов: подготовительного и собственно прокладки. Подготовительный этап включает входной контроль кабеля, группирование строительных длин и подготовку телефонной канализации. Прокладка оптического кабеля в кабельную канализацию может выполняться непосредственно в канале или в полиэтиленовых трубах, предварительно затянутых в канал.

В одном трубопроводе городской телефонной канализации допускается прокладка не более трех оптических кабелей, как правило не имеющих наружного броневого покрова. Суммарная площадь сечения оптических кабелей не должна превышать 20-25% площади сечения канала.

Затягивание кабеля в свободные каналы осуществляется стальным тросом диаметром 5-6 мм. В занятые каналы кабели затягиваются с помощью пеньковых или стальных тросов в полиэтиленовых шлангах.

Скрепление оптического кабеля с тросом при прокладке осуществляют с помощью специального устройства — захвата или кабельного чулка. Вся нагрузка при прокладке в канализации воспринимают силовые элементы кабеля или внешние защитные покрытия, а стеклянные волокна не испытывают растягивающих усилий. Для уменьшения трения и поддержания усилий втяжения в пределах нормы используются смазочные материалы, которые позволяют снизить усилие втяжения минимум на 20%.

При прокладке оптического кабеля в кабельной канализации необходимы устройства, облегчающие эту прокладку и исключающие его повреждение. К таким устройствам относятся:

  • лебедка ручная проволочная с регулируемым усилием тяжести;
  • устройство для размотки кабеля с барабана;
  • труба, направляющая кабель от барабана до канала канализации;
  • ролики для прохождения заготовочного троса;
  • кабельные блоки для плавного поворота в угловых колодцах;
  • воронки, направляющие кабель в соответствующие трубы кабельной канализации;
  • кабельный чулок;
  • компенсатор кручения для исключения передачи на кабель скручивающих усилий.

И одним из главных требований, предъявляемых при строительстве местных телефонных сетей, является долговечность в эксплуатации, а также высокая надежность канализационных сооружений. Долговечность подразумевает возможность развития канализации благодаря гибкой структуре своей кабельной сети.

Гибкая структура кабельной сети обеспечивается благодаря возможности оперативного выявления и устранения проблем, возникающих на линии во время эксплуатации, проведению необходимых профилактических работ, измерений, а также благодаря простоте и легкости в замене кабелей. Надежность характеризуется длительным сроком службы кабельной системы и работоспособностью канализационных сооружений.

В городах и поселках городского типа прокладка волоконно-оптических линий связи должна производиться в существующей кабельной канализации телефонных сетей. В случае отсутствия такой возможности необходимо построить новую кабельную канализацию или осуществить докладку каналов к уже существующей канализации, с целью расширения местных телефонных сетей.

При строительстве кабельной канализации стоит предусматривать способы защиты:

  • от электрохимической коррозии;
  • от попадания в колодцы и трубопроводы воды и газа;
  • от механических воздействий и повреждений, вызванных сдвигами почвы, сдавливанием грунтом и температурным влияниям.

Важно также учитывать местоположение трасс кабельной канализации и при возможности выбирать для подземного строительства непроезжую часть улицы с хорошим покрытием и избегать пересечений с уличными дорогами и рельсовыми путями.

В каналах кабельной канализации могут прокладываться кабели всех видов проводной связи. Кабели телефонной канализации необходимо прокладывать в свободных каналах связи, где не должно располагаться более пяти-шести однотипных оптических кабелей.

6. Муфты, виды и материалы трубопроводов и кабельной арматуры

Кабельные линии состоят из отдельных кабеля, называемых строительными длинами, кабельной арматуры и кабельных сооружений. Кабельная арматура предназначается для соединения строительных длин, устройства ответвлений и оконечного включения кабеля.

Кабельные сооружения предназначаются для установки и монтажа кабельной арматуры, прокладки и крепления кабеля. К арматуре кабельных линий относятся свинцовые, алюминиевые и пластмассовые муфты, которые применяют для соединения отрезков кабелей строительных длин в местах ответвлений и для оконечной разделки, оконечные кабельные устройства, кабель роста и другие.

Муфты классифицируются на прямые, соединительные, разветвительные, изолирующие, газонепроницаемые и оконечные.

Прямые одноконусные муфты обозначают МС — муфта свинцовая прямая, а полиэтиленовые — МПС. Размеры муфт зависят от диаметра монтируемого кабеля, поэтому к обозначению муфты добавляют число, означающее — внутренний диаметр шейки муфты в миллиметрах, например МС-20, МПС-20.

Для монтажа магистрального кабеля применяют прямые одноконусные муфты (Рис. 7,а). Муфту, состоящую из трубы и двух отрезных конусов (Рис. 7,б) используют для соединения кабелей большой ёмкости; при концентрированном симметрировании, а также в случаях многократной распайки используют муфты (Рис. 7,в) с поперечным разрезом, для соединения кабеля более 200 пар применяют муфту с двумя поперечными разрезами (Рис. 7,г).

Виды муфт

Рисунок 7 – Виды муфт

Разветвиельные муфты бывают двух типов: тройниковые и разветвительные (перчатки). Тройниковые муфты используют для ответвлений от магистрального кабеля (Рис. 8,а, где 1 — горловина для ввода магистрального кабеля, 2 — корпус, 3 — горловина для ответвляющего кабеля, а разветвительные муфты — для разветвления в помещениях кабеля на несколько кабелей). Разветвительные муфты или перчатки бывают двух типов: круглые (Рис. 8,б) и плоские (Рис. 8,в) и выпускаются на 2, 3 и 4 направления.

Разветвиельные муфты

Рисунок 8 – Разветвиельные муфты

Оконечные муфты используют при монтаже кабелей вторичной коммутации, кабелей ответвлений и местной связи (Рис. 9, где 1 — корпус, 2 — горловина для ввода кабеля). В обозначениях оконечных муфт добавляются цифры, означающей емкость кабеля в четверках.

Оконечные муфты

Рисунок 9 – Оконечные муфты

Газонепроницаемые муфты предназначены для предотвращения утечки газа из-под оболочки кабелей. Такие муфты устанавливают при вводах кабелей в дома связи, усилительные пункты и в местах ответвлений от магистральных кабелей. Такие муфты рассчитаны на работу под постоянным избыточным газовым давлением 44—58 кПа (0,45—0,6 кгс/см2).

7. Виды земляных работ по строительству телефонной канализации

Прокладка линий связи под землей на территории городов и населенных пунктов осуществляется, как правило, в кабельной телефонной канализации. Она представляет собой систему подземных сооружений, состоящую из трубопроводов и смотровых устройств (колодцев и коробок).

Телефонная канализация обеспечивает прокладку, монтаж и замену кабелей, производство измерений, ремонтных и профилактических работ на линии без вскрытия уличных покровов и раскопок грунта, а так же защиту кабелей от механических повреждений и электрохимической коррозии.

По назначению телефонная канализация делится на магистральную, в которой проходят кабели магистральных и соединительных линий, и распределительную, в которой проходят только распределительные кабели. Если трасса магистральных и распределительных кабелей совпадает, их можно прокладывать в одной кабельной телефонной канализации. Телефонная канализация является наиболее перспективным видом коммуникаций для прокладки кабельных сетей.

Кабельная телефонная канализация обеспечивает оптимальные условия эксплуатации проложенных кабелей, простоту и легкость замены кабелей или прокладки новых, обеспечивая таким образом надёжность и гибкую структуру кабельной сети.

Строительство телефонной канализации может производиться как траншейным, так и бестраншейным способом. В общем понимании кабельная канализация представляет собой систему каналов, в которой может осуществляться прокладка кабеля всех видов проводной связи. В свою очередь кабельная канализация состоит из совокупности прокладываемых в земле трубопроводов и подземных смотровых устройств, таких как коробки и колодцы. Чаще всего подземная прокладка кабелей осуществляется в кабельной телефонной канализации, которая на сегодняшний день является одним из самых распространенных и востребованных видов коммуникаций для прокладки кабельных сетей.

Строительство телефонной канализации может быть выполнено двумя способами: траншейным и бестраншейным, с необходимостью нарушения поверхности грунта и с возможностью не нарушать поверхность грунта соответственно.

Колодцы кабелей связи – это самый распространенный вид смотровых устройств кабельной канализации. При строительстве телефонной канализации, как правило, применяются уже готовые сборные железобетонные колодцы. Другой важной составляющей кабельной канализации являются подземные трубопроводы, которые сооружаются из одноотверстных и многоотверстных труб.

Стоит отметить, что от метода изготовления труб существенно зависит продолжительность срока эксплуатации канализации. Чаще всего строительство кабельной канализации осуществляется в пешеходной части улицы. Работы, связанные с прокладкой и монтажом кабеля, производятся на глубине от 0,4 до 1,8 м.

Одним из основных преимуществ подземной кабельной канализации является возможность свободного доступа к системе кабельных каналов без вскрытия дорожного полотна и связанных с этим земляных работ. Это позволяет в любое время проверить состояние кабельных каналов, при необходимости осуществить ремонт и достроить существующую кабельную сеть для увеличения ее емкости.

8. Технология строительства магистральных сетей связи

Общие вопросы строительства волоконно-оптической линии связи.

На подготовительном этапе строительства ВОЛС необходимо:

  • изучить проектно-сметную документацию;
  • изучить условия проведения работ на трассе;
  • составить график выполнения работ;
  • определить число необходимых сотрудников;
  • подготовить необходимые механизмы, автотранспорт, измерительное и механическое оборудование;
  • определить места размещения по трассе строительно-монтажных подразделений;
  • решить вопросы, связанные с организацией оперативной связи при монтажных работах.

Строительство ВОЛС нельзя начинать без проведения следующих мероприятий:

  • входного контроля всех строительных длин ВОК, по технологической карте, на кабельной площадке;
  • входного контроля оптических параметров ВОК;
  • группирования строительных длин ВОК, по результатам которого составляется укладочная ведомость (к ней прикладываются заводские паспорта всех барабанов с ВОК).

Выбор вариантов прокладки ОК различных назначений и конструкций с металлическими элементами и без них производится с учетом следующих условий:

  • технических условий, таких как стабильность оптических и механических параметров при продолжительной эксплуатации, предотвращение проникновения влаги, стойкость к воздействиям внешних факторов, обусловленных природными явлениями и деятельностью человека;
  • экономических расчетов, включая оптимизацию стоимости на строительство и эксплуатацию;
  • эксплуатационных факторов, в том числе, оперативность монтажа и ремонтных работ, контроль за техническим состоянием кабеля и др.

Прокладку ОК, особенно при больших строительных длинах, производить только тогда, когда окружающая температура будет находиться в пределах, установленных для применяемого типа ОК. Температурные изменения воздушных кабелей в процессе их эксплуатации компенсируются, использованием специальных петель, удовлетворяющих значениям стрелы провеса.

Методы прокладки и режим практического использования ВОК оказывают влияние на долгосрочные характеристики передаваемых по ОК сигналов. Поэтому персонал, осуществляющий прокладку ОК, должны быть знаком с правильными методами прокладки, возможными последствиями их нарушения и обладать достаточными знаниями и навыками.

После принятия всех мер предосторожности, направленных на защиту кабеля и его ОВ от чрезмерной нагрузки, в частности при решении вопросов возможности его прокладки по данному маршруту, все еще сохраняется опасность, что кабель может подвергаться большим нагрузкам при манипуляциях с ним в процессе прокладки. В связи с этим, необходимо предусмотреть механизм предотвращения перегрузки кабеля. Существуют два класса приборов, обеспечивающих такую защиту, первый из которых размещается на первой или на промежуточной лебедке, а второй — на стыке кабель — трос.

Изгибать ОК при натяжении, в процессе его прокладки, следует с учетом его диаметра. Необходимо удостовериться в том, что направляющие системы и устройства являются пригодными для этой цели с учетом критерия изгиба, установленных предприятием-изготовителем ВОК. При этом минимальная величина радиуса изгиба должна не менее чем в 12 раз превышать диаметр кабеля, а прокладка ОК тяжением дополнительно требует это значение удваивать. Большинство направляющих устройств можно использовать как для волоконно-оптических, так и для металлических кабелей, однако при работе с большими строительными длинами может потребоваться много направляющих элементов, причем все они должны удовлетворять требованиям в отношении малого веса и малого трения.

При прокладке ВОК особое внимание следует уделять трению и смазке. Силы трения, воздействующие на материалы и поверхность оболочки кабеля необходимо устранить, в первую очередь.

Если из соображений ограничения нагрузки невозможно выполнить прокладку больших строительных длин использованием тянущего устройства только на одном конце, то может потребоваться применение метода разделения продольной нагрузки.

Различают следующие методы прокладки ВОК

Прокладка ВОК в грунте:

  1. Траншейный или бестраншейный метод при прокладке ВОК непосредственно в грунте.
  2. Протяжка тяжением или протяжка потоком сжатого воздуха при прокладке в предварительно проложенную в грунте пластмассовую гибкую трубку.

В кабельной канализации из асбоцементных или пластмассовых труб прокладывается следующими способами:

  • протяжка тяжением при прокладке непосредственно в канале кабельной канализации;
  • протяжка тяжением или протяжка потоком сжатого воздуха при прокладке в предварительно проложенную в канале дополнительную защитную пластмассовую трубу.

Прокладка ВОК через водные преграды:

  • траншейный или бестраншейный метод при прокладке с заглублением непосредственно в дно;
  • протяжка тяжением при прокладке в заглубленную в дно стальную или пластмассовую трубу;
  • протяжка тяжением при прокладке в стальную или пластмассовую трубу уложенную без заглубления в дно;
  • по мостам методом подвески или протяжка тяжением в стальную или пластмассовую трубу.

Подвеска ВОК на опорах: методом подвески или протяжки.

Прокладка ВОК в коллекторах и тоннелях: методом подвески или протяжка тяжением через предварительно проложенные металлические, асбоцементные или пластмассовые трубы.

Прокладка ВОК в помещениях:

  • в металлических, асбоцементных или пластмассовых трубах методом протяжки тяжением потоком сжатого воздуха;
  • методом подвески или укладки.

9. Текущий и капитальный ремонт кабельных сооружений

Текущим ремонтом называется минимальный по объему вид планового ремонта, при котором производятся работы по систематическому и своевременному предохранению сооружений от преждевременного износа и возникновения повреждений путем замены и (или) восстановления отдельных элементов сооружений. Текущий ремонт линейных сооружений местных сетей связи производится в объеме, определенном анализом их технического состояния.

Затраты на текущий ремонт производятся в пределах средств, предусмотренных сметой эксплуатационных расходов. Работы по текущему ремонту линейных сооружений связи трудоемки и, как правило, выполняются бригадой электромонтеров по нарядам.

При текущем ремонте линейно-кабельных сооружений выполняются следующие работы:

  • текущий ремонт кабельных линий:
    • а) проложенных в кабельной канализации и коллекторе;
    • б) проложенных в грунте;
    • в) подвешенных на столбовых и стоечных линиях;
    • г) проложенных по стенам зданий;
    • д) проложенных под водой и по мостам;
  • текущий ремонт колодцев и трубопроводов кабельной канализации;
  • текущий ремонт сигнальных знаков на подводных кабельных переходах;
  • текущий ремонт установок для содержания кабелей под постоянным, избыточным воздушным давлением.

При текущем ремонте кабельных линий выполняются следующие основные работы:

  • замена отдельных участков кабеля длиной до 200 м, замена и ремонт отдельных муфт, восстановление целостности защитных покровов кабеля;
  • устранение разбитости пар в кабеле, если требуется распайка не более одной — двух муфт;
  • доведение до нормы сопротивления изоляции кабелей;
  • восстановление поврежденных пар в кабелях;
  • осмотр, протирка и приведение в порядок кабелей и муфт в колодцах кабельной канализации;
  • осмотр и приведение в порядок настенных и подвесных кабелей;
  • осмотр и приведение в порядок трасс подземных кабелей;
  • ремонт распределительных шкафов, включая крепление шкафа, замену и выправку кроссировок, окраску шкафа, замену поврежденных плинтов, установку трафаретов на боксах, заливку шкафной доски, укомплектование недостающих клеммных винтов, чистку и проверку их надежности, слесарный ремонт шкафов;
  • ремонт распределительных коробок, включая крепление коробки, замену поврежденного плинта, очистку плинта от пыли и грязи, укомплектование недостающих и крепление до отказа существующих клеммных винтов, окраску металлического корпуса коробки;
  • ремонт кабельных ящиков с учетом требований, предъявляемых к ремонту распределительных коробок.

Кроме того, кабельные ящики должны быть укомплектованы исправными защитными устройствами, не иметь сломанных пружин на плинтах и быть закрытыми на замки; приведение к норме сопротивлений заземлений канатов (тросов) подвесных кабелей и кабельных ящиков.

Капитальный ремонт является наибольшим по объему видом планового ремонта, выполняемого с периодичностью более одного года, при котором производится смена изношенных частей и конструкций сооружений или замена их на более прочные и экономичные, улучшающие эксплуатационные возможности объектов.

При капитальном ремонте сооружения связи должны подвергаться модернизации, если определена ее техническая и экономическая целесообразность. Под модернизацией понимается частичное усовершенствование отдельных частей или деталей сооружений связи, производимое, как правило, одновременно с капитальным ремонтом.

Задачами капитального ремонта линейных сооружений являются обеспечение их модернизации и бесперебойной работы на протяжении всего срока службы.

Капитальный ремонт линейных сооружений местных сетей связи производится периодически в зависимости от межремонтного цикла и от технического состояния сооружений и планируется в каждом отдельном случае на основе данных технических осмотров, протоколов электрических измерений, актов проверки герметичности оболочек кабелей и составленных на этой основе ведомостей дефектов.

Средства, выделяемые на капитальный ремонт, определяются амортизационными отчислениями и местными условиями (возможностью и необходимостью выполнения работ).