Структурная схема элементарного кабельного участка ВОЛС. Расчёт затухания на элементарном кабельном участке ВОЛС.

Междугородные (магистральные) ОК в зависимости от условий их применения можно разделить на кабели для прокладки в трубах, кабельной канализации, коллекторах, непосредственно в грунт, подвесные (ЛЭП, Ж/Д, ..) и подводные (речные, морские). Кабели этой категории подвержены значительным механическим нагрузкам, возникающим в процессе их прокладки и эксплуатации. Температурные изменения окружающей среды, в которой находится кабель, также приводят к дополнительным механическим нагрузкам. Вредное влияние оказывают различные химически агрессивные вещества и влага. Воздействие грызунов на кабель может привести к ухудшению его рабочих характеристик или полному выходу из строя.

Все эти факторы определяют основные конструктивные элементы, характерные для этой катего-рии кабелей. К таким элементам относятся трубки со свободной укладкой оптических волокон, скручен-ные вокруг металлического или диэлектрического ЦСЭ или одна центральная трубка для укладки боль-шого числа ОВ; заполнение свободного пространства ГЗ или водоблокирующие ленты для обеспечения продольной водонепроницаемости; силовые элементы в виде слоев армидных нитей, стеклопластиковых стержней или стальной проволоки; защитная броня либо в виде стальной (чаще гофрированной) ленты для защиты от механических повреждений и грызунов, либо в виде крученых стальных нержавеющих или оцинкованных проволок, наложенных слоями для придания нужных механических защитных свойств; защит-ный шланг из полиэтилена черного цвета.

Кабели для прокладки в земле эксплуатируются, в основном, при изменении температурного режима от -60°С до +55°С, при воздействии на них воды, льда, гидростатического давления воды, агрессивных жидкостей, ударов твердых пород и пр. ОК данного типа прокладывают с помощью обычного оборудования, используемого для прокладки магистральных кабелей связи. Пример конструкции ОК для прокладки в земле представлены на рисунке.

Оболочка из полиэтилена служит защитой от проникновения влаги. Гофрированная стальная оболочка защищает кабель от повреждения при прокладке и грызунов. Наружный слой из полиэтилена уменьшает трение кабеля при его прокладке. Гидрофобный заполнитель кабеля препятствует проникновению внутрь влаги. Общий диаметр кабеля D составляет 14 ... 25 мм. Минимальный радиус изгиба кабеля обычно 20 D, максимально допустимое усилие растяжения от 2,5 до 4,0 кН. Количество ОВ обычно составляет от 2 до 144.

Броня этих кабелей выполнена из круглых стальных оцинкованных проволок.

Свободное размещение ОВ без натяжения и бокового давления в ОМ сердечника, подвижность волокон при изгибе кабеля и растяжении, высокая прочность, стойкость к удару и сжатию (вследствие применения алюминиевой или стальной гофрированной оболочек), экранирование и защита от удара молнии, возможное наличие токопроводящих жил питания, герметичность конструкции обеспечивают высокие эксплуатационные свойства данной конструкции и ее надежность.

Кабели для прокладки в каналах кабельной канализации, трубах и коллекторах должны иметь высокую механическую стойкость к растягивающим и изгибающим нагрузкам, продавливанию, кручению, влаге. Прокладку этих кабелей осуществляют протяжкой строительной длины в трубы, выполнены из полиэтилена, асбестоцемента или бетона. Длина участков для прокладки ОК может составлять от 100 до 500 м.

Конструкция кабеля содержит сердечник с армирующим элементом в виде стального троса или стеклопластикового стержня, вокруг которого скручены ОВ в полимерной оболочке, наложенной в виде трубки. Герметизация ОВ достигается через заполнение трубок желеобразным составом.

а) б) в)

Конструкция ОК для прокладки в трубах и коллекторах:а) - модульная; б) - с профильным сердечником;в) - с центрально расположенным модулем:1 - ОВ; 2 - трубка модуля; 3 - силовой элемент; 4 - заполняющий компаунд;5 - пластиковая пленка; 6 - защитный шланг из ПЭ; 7 - профилированный сердечник;8 - водоблокирующая лента; 9 - ленты с волокнами

В пазах профильного модуля применяется, как укладка одного ОВ, так и многоволоконная укладка. Причем в последнем случае укладка ОВ может быть ленточной. На рисунке справа приведена конструкция так называемых легких ОК фирмы Lucent Technologies (США). Эти ОК имеют сердечник в виде пластмассовой трубки с ленточной укладкой (до 96) ОВ. Трубка заполнена гидрофобным заполнителем. В качестве силового элемента используются две группы периферийно расположенных стеклопластиковых стержней. Для прокладки таких кабелей в кабельную канализацию нашел достойное место метод вдувания.

Поверх сердечника ОК накладывают скрепляющий элемент из полимерной пленки или алюмополиэтилена, полимерную оболочку, армирующий элемент и наружный защитный шланг. Предел прочности на разрыв составляет не менее 1,5 кН при относительном удлинении ОК не более 0,5%. Кабель выдерживает изгиб, как правило, радиусом 150 мм, воздействие вибраций при частоте 10 Гц, стоек к закручиванию на угол 360°.

В оптических кабелях этой серии оптический сердечник заключен в круглую броню из стальных оцинкованных проволок, обеспечивающую надежную защиту от грызунов.

Сердечник состоит из оптических модулей, скрученных вокруг центрального силового элемента. Кабели ДАС и САС дополнительно защищены водоблокирующей алюминиевой лентой.

Оболочки кабелей ДПН и СПН выполнены из негорючего материала, оболочки кабелей ДПГ и СПГ выполнены из материала, не содержащего галогены.

Кабели для подводной прокладки имеют конструкцию, зависящую от места их прокладки. Так например, глубоководный ОК для прокладки на дне морей и океанов имеет защиту от гидростатического давления, а кабель для прокладки на мелководье или в прибрежной полосе обеспечивается защитой от сетей и якорей. Также учитывается гибкость, нагрузки на кабель при его прокладке и извлечении со дна. Для защиты ОК от воздействия морской воды, которая под высоким давлением легко проникает через пластмассу, сердечник кабеля обычно защищается медной алюминиевой или свинцовой трубкой, а свободное пространство заполняется гидрофобом. Для необходимой механической прочности используется, как правило, двухслойная проволочная броня из гальванизированной стали. Слои проволоки скручиваются в противоположных направлениях для исключения возможности образования петель.

Одна из возможных конструкций ОК для прокладки через водоемы представлена на рисунке.

Рис. Оптический кабель для прокладки через озера и реки: 1 - ОВ в первичном покрытии; 2 - трубка модуля; 3 - ЦСЭ; 4 - гидрофобное заполнение; 5 - внутренняя оболочка из ПЭ, наложенная поверх скрепляющей пластиковой пленки; 6 - стальная гофрированная лента; 7 - внутренняя оболочка из ПЭ; 8 - подушка под броню; 9 - броня из стальной проволоки; 10 - защитный шланг из ПЭ.

Кабели для воздушной подвески: Кабели для воздушной подвески делятся на самонесущие диэлектрические, самонесущие с несущим тросом, навивные и встроенные в грозозащитный трос или провод высоковольтных линий электропередачи.

а) б)

Рис. Конструкции подвесных кабелей: а) - диэлектрический самонесущий кабель; б) - самонесущий кабель с тросом: 1 - ОВ; 2 - трубка модуля; 3 - центральный силовой элемент; 4- оболочка ЦСЭ; 5- гидрофобный заполнитель; 6- ПЭ оболочка; 7-стальная гофрированная лента; 8-защитный шланг; 9-стальной трос; 10-арамидная пряжа

Самонесущие кабели используются при подвеске на опорах воздушных линий связи и высоковольтных ЛЭП, контактной сети железнодорожного транспорта, а также на стойках воздушных линий городской телефонной сети. Диэлектрическая конструкция таких ОК имеет круглую форму, что снижает нагрузки, создаваемые ветром и льдом, и позволяет использовать кабель при больших расстояниях между опорами (до 100 метров и более). В качестве силового элемента таких ОК используется ЦСЭ из стеклопластика и пряжа из арамидных нитей, заключенная между полиэтиленовой оболочкой и полиэтиленовым защитным шлангом (рисунок).

Для прокладки в сельских районах, а также для устройства переходов от одного здания к другому могут применяться ОК с несущим тросом. Конструкция самонесущих кабелей с металлическим тросом имеет форму восьмерки; несущий трос вынесен отдельно от оптического сердечника и скрепляется с ним в единую конструкцию ПЭ оболочкой. В обоих видах кабелей свободное пространство заполнено ГЗ, но возможно использование водоблокирующих нитей и лент для уменьшения веса и ускорения процесса монтажа.

Кабель может эксплуатироваться при температуре от -40°С до +50°С, максимальное растягивающее усилие при установке 50 кН, минимальный радиус изгиба 300 мм, количество ОВ от 4 до 72.

Рис. Конструкция ОК с несущим тросом из неметаллических элементов для воздушной подвески: 1 - защитный шланг, 2 - кевлар, 3 - оболочка из полиэтилена, 4 - ОВ, 5 - сердечник из полимерного материала.

Оптические кабели для внутренней прокладкимарки ОКВО - /„Электоропровод“ , Москва/: предназначены для прокладки внутри аппаратуры, зданий и эксплуатации при температуре окружающей среды от –10 до +50° С.

Рис. 1. Центральный силовой элемент: — стальной трос — Т. 2. Оптическое волокно: — одномодовое (рекомендация МСЭ-Т G.652)—10, — одномодовое с ненулевой смещенной дисперсией, (МСЭ-Т G.655) — 8, — многомодовое градиентное с диаметром сердцевины 50 мкм (МСЭ-Т G.651) —50, — многомодовое градиентное с диаметром сердцевины 62,5 мкм (МСЭ-Т G.651) — 62,5. 3. Арамидные нити. 4. Оптический модуль (ОМ). 5. Промежуточная оболочка из ПВХ. 6. Оплетка из стальной оцинкованной проволоки. 7. Защитная оболочка из ПВХ