Все для монтажа волс по опорам

ВОЛС — Урок 006. Монтаж волоконно-оптических линий связи

Основные понятия и определения

Наиболее ответственной операцией в процессе строительства ВОЛС, предопределяющей качество и дальность связи, является монтаж оптических волокон. Такое соединение волокон и монтаж кабелей производятся как в процессе производства, так и при строительстве и эксплуатации кабельных линий.

Монтаж подразделяется на постоянный (сварка волокна) и временный (разъемные соединители). Соединители оптических волокон, как правило, представляют собой арматуру, предназначенную для юстировки и фиксации соединяемых волокон, а также для механической защиты сростка.

Основными требованиями к соединителям являются:

• простота конструкции;
• малые переходные потери;
• устойчивость к внешним механическим и климатическим воздействиям;
• надежность;
• Дополнительно к разъемным соединителям предъявляется требование неизменности параметров при повторной стыковке.

Потери, вносимые соединением оптических волокон в тракт передачи кабеля, делятся на внешние и внутренние .

Внешними называются потери, связанные с особенностями метода соединения, в том числе с подготовкой концов волоконных световодов, и включающие в себя поперечное смещение сердцевины, разнесение торцов, наклон осей, угол наклона торца волокна, френелевские отражения.

Внутренними называются потери, связанные со свойствами самого оптического волокна и обусловленные, например, вариациями диаметра сердцевины, числовой апертуры, профиля показателя преломления, нециркулярностью сердцевины, неконцентричностью сердцевины и оболочки.

Внутренние потери

Внутренние потери являются следствием соединения двух неодинаковых оптических волокон, обладающих в основном различными диаметрами и числовой апертурой.

При прямом распространении света (слева направо) потери на стыке равны нулю, при обратном направлении распространения света часть периферийных лучей переходит в оболочку оптического волокна с меньшим диаметром и теряется.

В одномодовых волоконных световодах внутренние потери не зависят от направления передачи и определяются только несоответствием диаметров поля моды сопрягаемых оптических волокон.

Возможным источником потерь является также неконцентрическое размещение сердцевины внутри светоотражающей оболочки. То есть сердцевина оптического волокна смещена относительно центральной точки оптического волокна. Также дополнительные потери в оптическом волокне может вносить неидеальная форма поперечного сечения оптического волокна в кабеле .

Также внутренние потери могут быть обусловлены неравенством диаметров оболочек оптического волокна. Что может сказаться при механическом соединении оптических волокон.

Внутренние потери, обусловленные:
а — неконцентричностю;
б — эллиптичностью формы сердцевин.

Внутренние потери, обусловленные неравенством диаметров оболочек

Внешние потери

Внешние потери обуславливаются четырьмя основными причинами:

• радиальным смещением оптических волокон;
• угловым смещением;
• осевым смещением;
• качеством торцов.

Оптическое волокно в соединителе должно размещаться вдоль его центральной оси. Если центральная ось одного волокна не совпадает с такой осью другого, то неизбежно появляются потери за счет радиального смещения . Также, если соединение двух оптических волокон разделено небольшим зазором (осевое смещение), то оптическое волокно становится подверженным дополнительному виду потер.. Который обусловлен действием френелевского отражения, которое связано с разницей показателей преломления волокон и среды в зазоре (обычно воздуха).

Френелевское отражение:
а — при отсутствии воздушного зазора;
б — при наличии воздушного зазора.

Отражение на границе раздела двух сред характеризует я параметром R, который представляет собой отношение мощности отраженной волны к мощности входной волны.

Также сколы обработанных оптических волокон должны быть перпендикулярны осям волокон и параллельны друг другу при соединении. Потери, связанные с угловым рассогласованием ориентации оптических волокон относительно друг друга ( угловое смещение ), приведены на рисунке. Уровень потерь в этом случае также определяется величиной числовой апертуры NA.

Потери при угловом смещении

Монтаж оптических волокон

В процессе монтажа оптической магистрали осуществляется стационарное (неразъемное) соединение отдельных строительных длин кабеля. При вводе ВОК в здание или регенераторные для многократного соединения-разъединения с оптоэлектронным оборудованием применяются разъемные соединители — коннекторы. Соединение оптических волокон осуществляется в определенной последовательности. Вначале осуществляется подготовка торцов оптических волокон, а потом производится сращивание.

До начала соединения двух волоконных световодов требуется некоторая подготовка торцов волокон, которая заключается в удалении первичного защитного покрытия волокон с последующей заготовкой гладкого торца путем скалывания или шлифовки. Для удаления первичного покрытия с оптического волокна можно использовать как химические способы зачистки, так и механические.

Скалыванием называют подготовку торца оптического волокна с нанесением царапины и последующим разломом. В идеале скол оптического волокна должен быть перпендикулярен. Любое отклонение не должно превышать 1—2 о .

В одномодовом соединении с плоскими отшлифованными торцами и при наличии воздушного зазора между сопрягаемыми волокнами часть энергии отражается назад к источнику и создает возвратные потери. Одним из способов уменьшения возвратных потерь является закругление концов оптических волокон при шлифовке.

Сращивание осуществляется методом сварки или с помощью механического сростка . В качестве инструмента используется электрическая дуга , возникающая между электродами, пламя газовой горелки или лазер. По принципу действия сварочные аппараты подразделяются на аппараты с ручным управлением, полуавтоматические и автоматические. Механическое сращивание подразделяется на активное или пассивное в зависимости от того, производится ли выравнивание оптического волокна для оптимизации потерь или нет.

При механическом сращивании отдельных волокон доминируют три технологии :

• четырехстержневые направляющие компании TRW;
• эластомерные сростки компании GTE;
• вращаемый сросток компании AT&T.

Соединение оптических волокон с помощью четырехстержневых направляющих

Соединение оптических волокон с помощью эластомерного сростка

Соединение оптических волокон с помощью вращаемого сростка

Соединение оптических волокон с помощью замка Fibrlock

Основным способом соединения активного сетевого оборудования с оптоволоконной линией является применения оптических коннекторов, соединяемых посредством оптического адаптера, который устанавливается в оптическом кросс. Внутри оптического кросса развариваются оптические волокно, которые оконцовываются пигтейлами с оптическими коннекторами.

Оптический коннектор — это механическое устройство, предназначенное для многократных соединений. Он обеспечивает быстрый способ переконфигурации оборудования, проверки волокон, подсоединения к источникам и приемникам света. Коннектор для соединения одиночных оптических волокон состоит из двух основных частей: штекера и соединителя.

Источник

Прокладка ВОЛС по опорам

К прокладке ВОЛС по опорам прибегают в тех случаях, когда использовать прокладку в канализации или траншейным методом нецелесообразно (либо невозможно). При строительстве внутризоновых и магистральных оптических сетей получило распространение использование оптического кабеля в грозозащитном тросе — это самый удобный и надежный способ подвески ВОЛС на ЛЭП напряжением 110 кВ и более. На внутризоновых и местных линиях применяется также подвеска самонесущего кабеля с креплением на нижнем траверсе. Этот вариант используется как на ЛЭП напряжением 110 кВ и выше, так и на воздушных линиях менее высокого напряжения (10 кВ и ниже) наряду с низковольтными линиями, линиями освещения, опорами контактных сетей железных дорог.

К числу достоинств прокладки ВОЛС по опорам можно отнести сокращение сроков строительства наряду со снижением капитальных и эксплуатационных затрат (необходимость отвода земель и согласований с заинтересованными организациями отсутствует), уменьшение масштабов возможных повреждений в местах городской застройки и промзонах, а также независимость от типов почвы.

И хотя воздушная прокладка оптических кабелей существенно проще подземной, нужно отметить и такие недостатки прокладки ВОЛС по опорам, как сокращение срока службы из-за влияния окружающей среды, подверженность повышенным механическим напряжениям при неблагоприятных погодных условиях, а также сложности расчета при воздействии нагрузок в различных условиях эксплуатации.

Для прокладки ВОЛС методом подвески к опорам в населенных пунктах часто используют подвеску оптоволоконного кабеля к стальному тросу, который натягивается между опорами на консолях. Применяется также подвеска оптоволоконного кабеля со встроенным тросом на консолях специальной конструкции.

При подвеске оптоволоконного кабеля к стальному тросу каждая консоль крепится к опоре с помощью специальных шурупов. С учетом нормальной стрелы провеса высота установки консолей должна быть такова, чтобы расстояние от уровня земли до самой нижней точки кабеля составлял 4,5 м и более. К тросу оптоволоконный кабель крепится с помощью подвесов, выполненных из оцинкованной тонколистовой стали. Такие подвесы должны свободно перемещаться по стальному тросу и плотно охватывать оптоволоконный кабель.

В случае подвески оптоволоконного кабеля, в который встроен несущий трос, применяется стандартная электросетевая арматура и поддерживающий зажим. Для натяжного крепления самонесущего оптоволоконного кабеля применяют спиральные зажимы (перемонтаж спиральных натяжного и поддерживающего зажимов запрещен).

Как упоминалось выше, среди недостатков прокладки ВОЛС по опорам — сложность расчета всех нагрузок, действующих на воздушно-кабельный переход. Что касается расчета несущего троса, то он включает расчет фактической силы натяжения в условиях эксплуатации (она не должна превышать предельной прочности троса на разрыв) и расчета расходуемой длины троса. Такие характеристики троса, как его предельная прочность на разрыв и удельный вес указываются в технической документации производителя. При расчете натяжения троса необходимо учитывать все составляющие нагрузки, способные повлиять на его растяжение в реальных условиях, следовательно, нужно подсчитать его полную весовую нагрузку. Ведь в самом худшем случае трос может растянуться под действием вертикальной составляющей нагрузки (собственный вес троса, вес кабеля и крепежной конструкции, а также вес намерзающего зимой льда). Кроме того, нагрузка на трос может увеличиваться под действием горизонтальной составляющей нагрузки (силы ветра). Таким образом, расходуемую длину троса нужно рассчитывать с учетом провеса, а он способен меняться в зависимости от колебаний силы натяжения и температуры.

Учитывать последнее нужно и при выборе конструкции соединительной муфты а также размера и конструкции сплайс-кассеты. Колебания температуры приводят к изменению длины кабеля. Это может привести или к появлению макроизгибов в сплайс-кассете.

Как свидетельствует практика, надежность прокладки ВОЛС по опорам гарантирована при использовании троса, натяжение которого не превышает 60 % от его предельной прочности на разрыв (в любых условиях эксплуатации).

Источник

Прокладка ВОЛС по опорам

Технология прокладки волоконно-оптического кабеля на опорах заслуженно занимает первое место среди остальных способов строительства ВОЛС. Более 60% всех существующих оптических линий связи в нашей стране — подвес. А если говорить о строительстве, то в рамках реализации федерального проекта по устранению цифрового неравенства (УЦН), на сегодняшний день, методом подвеса ОК построено более 75% всех ВОЛС УЦН.

Нормативные документы, стандарты и правила:

Оптические кабели, используемые для подвеса

В качестве основных элементов в подвешиваемом ОК используются: арамидные нити и/или стеклонити (рис. 2 и 3) либо стеклопластиковые прутки и/или стальная проволока (рис. 5 и 6). Арамидные нити прочнее стеклонитей, и только кабель с арамидом разрешен для использования на линиях электропередачи ОАО «ФСК ЕЭС» (согласно СТО 56947007 33.180.10.175, п.п. 4.2.9).

В оптических кабелях встроенных в грозотрос ОКГТ (рис. 7 и 8) и самонесущих металлических ОКСМ (рис. 4), может применяться стальная проволока плакированная алюминием (исключает коррозию).

Кроме внешней изоляции (оболочки) кабеля (тут может использоваться специальный трекингостойкий полиэтилен), остальные элементы по сравнению с «обычными» оптическими кабелями не претерпели больших изменений, это — гидрофобные гели, оптические модули (в ОКГТ, ОКСМ используются стальные оптические модули, также заполненные гидрофобным гелем) и т. д. Трекингостойкий полиэтилен в конструкции ОК предотвращает деградацию оболочки кабеля под воздействием поверхностных разрядов (рис. 1), тем самым обеспечивая защиту оптического кабеля там, где это необходимо.

Рис. 1 Электротермическая деградация оболочки

Только оптические кабели в диэлектрическом исполнении допускается подвешивать на линиях электропередач и энергообъектах: тут не идёт речь про ОКГТ (оптический кабель встроенный в грозотрос), а ОК имеющие в своей конструкции металл во всех остальных случаях (согласно ПУЭ).

Подписывайтесь на канал ВОЛС.Эксперт

Показываем, как правильно выполнять монтаж оптических муфт и кроссов, разбираем частые ошибки, даем полезные советы специалистам.

Кабели подвесные самонесущие (круглые)

Рассмотрим основные конструкции ВОК монтируемые на опоры.

Рис.2 Стандартный подвесной самонесущий кабель (ДПТ)

Рис. 3 Стандартный подвесной самонесущий (ДПТс)

Рис. 4 Легкий подвесной самонесущий (ДОТа)

Рис. 5 Легкий подвесной самонесущий (ДОТс)

Рис. 6 Оптический кабель самонесущий металлический (ОКСМ)

Более подробно о кабелях ДПТ (рис. 2), ДПТс (рис. 3), ДОТа (рис. 4), ДОТс (рис. 5) можно узнать в этой статье

Про ОКСМ (рис. 6) более подробно, можно прочитать в этом материале.

Также обратим ваше внимание, что все ОК подбираются из условий их будущей эксплуатации. Подробнее о выборе подвесного ОК читайте в специальной статье на эту тему.

Кабель подвесной с выносным силовым элементом (тип «восьмёрка»)

Также рассмотрим основные конструкции ВОК

Многомодульная конструкция кабеля:

Рис. 7 Стандартный подвесной с выносным силовым элементом (ДПОм)

Рис. 8 Стандартный подвесной с выносным силовым элементом (ДПОд)

Одномодульная конструкция кабеля:

Рис. 9 Легкий подвесной с выносным силовым элементом (ТПОм)

Рис. 10 Легкий подвесной с выносным силовым элементом (ТПОд)

Есть варианты оптического кабеля как с тросом (рис. 7 и 9), так и со стеклопластиковым стержнем (рис. 8 и 10). С последним кабель становится полностью диэлектрическим. Оба варианта выполняют роль основных выносных силовых элементов. В разрезе такой кабель имеет форму восьмёрки, за что и получил свое второе название. Существуют многомодульные (рис. 7 и 8), так и одномодульные конструкции (рис. 9 и 10). Одномодульные имеют относительно небольшую ёмкость ОВ.

Грозотрос, встроенный в фазный провод, навивной на фазный провод

Рис. 11 ОКГТ с центральным оптическим модулем (ОКГТ-Ц)

Рис. 12 ОКГТ с оптическим модулем в повиве (ОКГТ-С)

Рис. 13 Оптический кабель, встроенный в фазный провод (ОКФП)

Рис. 14 Навивной на фазный провод (ОМП-2Д-Э)

Данная линейка ОК (рис. 11, 12, 13, 14) применяется для организации волоконно-оптических линий связи на воздушных линиях электропередачи напряжением 35 кВ и выше.

О принципах подбора магистральных оптических кабелей, в том числе и подвесных можно подробно прочесть в этой статье.

Дроп-кабели («последняя миля» PON сетей)

Рис. 15 Кабель оптический ОКД-2Д

Рис. 16 Кабель оптический ОКДК-2Д

Проектирование ВОЛС на опорах ВЛ

Облегчить и упростить процесс проектирования подвесных ВОЛС помогут наши конфигураторы, они разработаны ЦТК «ВОЛС.Эксперт» при непосредственном участии ведущих технических специалистов заводов Инкаб и СвязьСтройДеталь. Конфигураторы — бесплатные онлайн-программы (для их использования требуется только регистрация на сайте).

Каждый конфигуратор функционально разбит на ряд последовательных шагов: на каждом этапе пользователь вносит исходные данные своего проекта и на выходе имеет результаты в виде соответствующих расчётов.

Другие конфигураторы в помощь:

Технологии и особенности монтажа ВОЛС на опорах

Технологии монтажа ВОК методом подвеса:

• подвес самонесущего (ОКСН)* или 8-образного кабеля;
• подвес оптического кабеля, встроенного в грозотрос (ОКГТ)* или подвес оптического кабеля, встроенного в фазный провод (ОКФП)*;
• навивка оптического кабеля на грозотрос, на фазный провод, на диэлектрический трос, на оптический самонесущий кабель (ОМП)*;

* Для примера взята маркировка ОК кабельного завода Инкаб

Монтаж самонесущих кабелей (ОКСН, ОКГТ)

Процесс строительства подвесной ВОЛС (рис. 17) со стороны может показаться сложным процессом, но это не так.

Рис. 17 Монтаж ОКСН, ОКГТ

Раскатка и подвес ОК производится под натяжением предварительной протяжкой «троса-лидера» по раскаточным роликам. Устанавливаются специальные механизмы, которые обязательно должны быть надежно закреплены в грунте и заземлены. После барабана с кабелем ставится тормозная машинка (обеспечивает постоянное усилие), а в конце трассы, которая определяется строительной длиной ВОК — натяжная машинка (её усилием «трос-лидер» наматывается на её барабан). На опорах прохождения ОК монтируются узлы крепления, рядом с узлом подвешивается раскаточный ролик, который должен обязательно совпадать с диаметром подвешиваемого ОК. «Трос-лидер» разматывается с барабана лебедки навстречу барабану с кабелем и на каждой опоре пропускается через ролики. После того как «трос-лидер» доходит до тормозной машинки, он также пропускается через неё и соединяется с концом ОК на барабане с помощью монтажного (кабельного) чулка. В процессе раскатки и подвеса ОК должен осуществляться контроль, чтобы подвешиваемый ВОК проходил через все ролики.

После того как ВОК прошёл через все ролики плюс 15–20 метров, около тормозной машинки оптический кабель закрепляется с помощью натяжного зажима. Сводные концы ВОК с обеих сторон строительной длины (барабана) должны быть такой длины, чтобы этого запаса хватало на удобный монтаж оптических муфт на земле. Далее раскаточные ролики снимаются и на их место монтируется арматура с заданной длиной провеса в пролётах согласно проекту. При подвеске ВОК необходимо обязательно соблюдать допустимые значения монтажных натяжений и изгибов согласно спецификации завода изготовителя.

Монтаж оптического кабеля на опоры

Монтажные работы могут проводится с приставной лестницы необходимой длины, так и с автомобиля-вышки, когда высота работ достаточно большая. Все работы проводятся с соблюдением всех норм и правил, в том числе — техники безопасности и охраны труда.

Помимо этого может использоваться навивочная машинка, позволяющая быстро и оперативно смонтировать ОК на существующий подвес. Для примера смотрите видео монтажа от ЗАО «Тералинк»:

Арматура для подвесных линий связи

У нас есть отдельная статья с описанием всего разнообразия арматуры для подвесных ВОЛС — читаем.

Заключение

Залог долгой и бесперебойной работы подвесной ВОЛС — это правильно подобранная связка: оптический кабель-арматура-муфта.

Для примера: основным поставляемым материалом для реализации проекта по УЦН является арматура (около 2000 позиций!), и ее правильный выбор напрямую влияет на сроки строительства объектов связи.

Именно использование всего разнообразия наших конфигураторов, поможет сделать продуманный и рациональный выбор комплектующих для строительства подвесных ВОЛС.

Источник