Теоретичні відомості

Підвісні оптичні кабелі описані в рекомендаціях ITU-Т L.56 (Installation of optical fibre cable along railways) і L.57 (Air-assisted installation of optical fibre cables). Для підвісу можуть застосовуватись наступні типи кабелів:

- ADSS - all dielectric self supporting optical fiber cable (повністю діелектричний самонесучий волоконно-оптичний кабель).

- MASS - metal armoring self supporting optical fiber cable (самонесучий волоконно-оптичний кабель армований металевими елементами).

- WADC - wrapped all dielectric cable (повністю діелектричний кабель, що навивається).

- GWWOP - ground wire wrapped optical fiber cable (волоконно-оптичний кабель, що навивається на канат грозозахисту).

- OPGW - optical fiber composite ground wire cable (волоконно-оптичний кабель, що вбудований у канат грозозахисту).

Такі кабелі рекомендується використовувати для підвісу на ЛЕП з напругою від 35 до 220 кВ.

Оптичні кабелі, що використовуються для підвісу і котрі мають у своєму складі металеві елементи, повинні витримувати випробувальну напругу 8 кВ (згідно стандарту ІЕС 60794-1-2), мати опір ізоляції зовнішньої оболонки не менше чим 2000 МОм/км (згідно стандарту ІЕС 60794-1-1), витримувати постійну напругу 20 кВ або змінну напругу 10 кВ з частотою 50 Гц в продовж 5 с, а також витримувати імпульсний струм силою 105 кА тривалістю 60 мкс (згідно рекомендації ITU-Т К.25).

Діелектричні оптичні кабелі, підвішені на опорах ЛЕП і ЕЗД схильні до пошкоджень кабельних оболонок внаслідок явища електротермічної деградації.

Оскільки напруженість електричного поля на поверхні підвісних оптичних кабелів досягає від 70 до 130 кВ/м, що може призвести на забрудненій поверхні оптичного кабелю до виникненню розрядів і порушенню цілісності оболонок кабелю.

Окрім того, у випадку різкої зміни електромагнітного поля зміна поляризації, що виникає в оптичному волокні може призвести до порушення передачі по оптичному кабелю сигналу.

Як правило, ЕТД викликає пошкодження ВОК в місцях його кріплення до затискачів і появою здуття і руйнації оболонок кабелю в прольотах між опорами.

ЕТД відбувається внаслідок появи ємкісних струмів витоку і впливу струму витоку від дротів ЛЕП, котрі течуть по вологій поверхні волоконно-оптичного кабелю, на волоконно-оптичний кабель, і особливо в місцях, де оболонки кабелю були навіть незначно, але пошкоджені при прокладанні кабелю. Окрім того дроти ЛЕП формують електромагнітне поле, котре викликає в елементах конструкції ВОК поляризаційні процеси, що супроводжуються виділенням тепла.

Тому на етапі проектування будівництва ВОЛЗ з допомогою підвісних кабелів, потрібно визначити місця зближення на відстань менше 2м оптичного кабелю з електричними дротами, місця, де поверхня оптичного кабелю може сильно забруднитись (залізничні станції де відбувається робота по навантаженню і розвантаженню), висока загазованість повітря від промислових об'єктів, зближення траси ближче чим 500м до солоних озера і морів, місць з напруженістю електричного поля більше 5кВ/м.

В якості мір по запобіганню на таких ділянках явищу ЕТД рекомендується використовувати більш стійкі до електророзрядів типи затискачів кабелю, використання армідних ниток які входять до складу оптичного кабелю з просоченням, котра не переходить у газоподібний стан при виділені тепла під впливом зовнішнього електромагнітного поля, використання спеціальних зовнішніх оболонок кабелю.

Враховуючи вищенаведене на опорах, ЛЕП рекомендується підвішувати оптичний кабель, котрий вбудовано в грозозахисний трос, тому що він не має наведених вище недоліків.

Прокладка оптичного кабелю на опорах ЛЕП здійснюється наступними способами:

Прокладка оптичного кабелю, вмонтованого в грозозахисний трос або фазовий провід.

Зовнішні металеві повіви оптичних кабелів, котрі вбудовані в грозозахисний трос, повинні мати низьке питомий опір (порядку от 0, 11 до 0, 80 Ом/км), високу щільність струму короткого замикання (до 25 кА в продовж 1 с, сила струму залежить від марки кабелю), і термічну стійкість до струму короткого замикання (от 18 до 332 кА в продовж 1 с, сила струму залежить від марки кабелю). А також стійкість к грозовому розряду.

Використовуються конструкції кабелю з профільованим і трубчатим типом осердя. Профільований стрижень осердя краще захищає оптичні волокна, чим алюмінієва трубка. Трубка не має опори для радіальних навантажень, внаслідок чого трубка може змінити форму.

Після проходження струму нагрів йде в алюмінієве профільоване осердя, котре ефективно захищає волокна від появи місць з високою температурою. Такі кабелі і методика їх тестування описані в стандарті ІЕЕЕ 1138.

При прокладці самонесучоого оптичного кабелю, кабель підвішується на опорах ЛЕП нижче фазових проводів. Важною характеристикою конструкції таких кабелів є допустиме механічне навантаження (вітрове навантаження, навантаження внаслідок обледеніння, навантаження від власної ваги). Внаслідок виникнення індукції від підвішених вище паралельних фазових проводів використання кабелів з металевими елементами в конструкції не рекомендується.

Для зменшення навантаження від власної ваги (внаслідок наявності великих прольотів між опорами ЛЕП) використовують встановлення додаткових опор.

Прокладка оптичного кабелю під'єднанням його до грозозахисного або фазовому проводу

Розроблялись різноманітні методи кріплення кабелю до проводів ЛЕП, кріплення за допомогою липкої стрічки, кріплення за допомогою затискачів, навив навколо проводу ЛЕП. Найбільш розповсюдженим в дійсний час є метод навивання оптичного кабелю навколо фазового проводу або грозозахисного троса. Такий спосіб прокладання кабелю дає можливість уникнути заміни існуючих на ЛЕП грозозахисних тросів і фазових проводів і не потребує встановлення додаткових опор як у випадку підвісного самонесівного оптичного кабелю, однак у випадку необхідності заміни проводу, навколо якого навито оптичний кабель, останній також необхідно буде знімати, і прокладати заново. Навив кабелю, здійснюється за допомогою спеціальної навивної машини і швидкість прокладання кабелю при такому методі достатньо висока.

При прокладанні оптичного кабелю на опорах контактної мережі електрифікованих залізних доріг використовуються самонесівні оптичні кабелі, оптичні кабелі, вбудовані в провід і навивні оптичні кабелі (кабель навивається на грозозахисний трос або фазовий провід).

На опорах контактної мережі ЕЗД оптичні кабелі рекомендується розташовувати з польового боку опор. При цьому слід витримувати нормовані відстані оптичного кабелю і елементів його кріплення від секційних роз'єднувачів контактної мережі, ножів, елементів гасіння дуги не менше чим 3 м, до рівня фундаменту опор при максимальній стрілі провисання не менше чим 5 м. Самонесівні оптичні кабелі повинні підвішуватись в області мінімального потенціалу електричного поля.

Підвіс оптичного кабелю на опорах здійснюється по трьом схемам (лінія підвісу кабелів відносно лінії землі):

- Горизонтальне розташування проводів (всі кабелі відносно землі в горизонтальній площині (в ряд));

- Вертикальне розташування проводів (групи кабелів розташовані в вертикальній площині (один на другим));

- Змішане розташування проводів.

В районах з метереологічними умовами, при яких можливе об'єднання проводів з товщиною льоду більше 20 мм потрібно використовувати виключно схему горизонтального розташування оптичного кабелю.

Прокладка кабелю на опорах електрифікованих залізних доріг дозволяє суттєво спростити отримання проектної і погоджувальної документації, уникнути земляних робіт і витрат за потрави землекористувачам.

Окрім того, такий вибір прокладання кабелю вирішує проблеми входу і виходу з великих міст. Оскільки дозволяє уникнути труднощів пов'язаних з можливою докладкою в кабельній каналізації, її нового будівництва в межах міста, а особливо ділянок в місцях тісної приміської забудови і неможливості будівництва кабельної каналізації будівництва.

Прокладка кабелю на опорах повітряних ліній зв'язку здійснюється з використанням самонесучого оптичного кабелю, котрий не має в своїй конструкції будований несівний трос або ж кабель кріпиться до троса за допомогою спеціальних затискачів. Такий метод прокладання дозволяє використовувати існуючі опори повітряних ліній зв'язку, уникати земляних робот, що суттєво спрощує отримання проектної і погоджувальної документації, документації на землевідвід витрати, пов'язані з компенсацією за потрави землекористувачам.

Оптичний кабель кріпиться безпосередньо до опор або траверс, на котрі кріпляться проводи повітряної лінії зв'язку, а також до несівного тросу, котрий кріпиться безпосередньо до опор ПЛС.

Відстань між нижнім оптичним кабелем повітряної лінії зв'язку в точках найбільшого провисання мусить бути не менше чим 4, 5 м, а при переходах через дороги не менше 5, 5 м., при проходженні над домами не менше чим 1, 5 м над дахом. Відстань між двома підвішеними оптичними кабелями за найбільшої стріли провисання, в прольоті, не менше 1, 2 м, а в горизонтальному розташуванні від не менше 20 см до не менше 60 см в залежності від метеорологічних умов стосовно обледеніння і сили вітру.

З огляду на відкритість траси ВОК прокладену методом підвісу, кабель стає менш захищений від зовнішніх факторів, таких як погода, техногенні катастрофи, и вандалізм.

Муфти на підвісних оптичних кабелях кріпляться, як правило, безпосередньо до тіла опори, або в металевому ящику з укладеним запасом кабелю, котрий кріпиться до опори, під землею, край котловану при цьому мусить відступати від опори на відстань не менше 0, 5 м.

При цьому кабель котрий опускається по опоре до землі і ввід в котлован мусить знаходитися в пластиковій трубці і захищений металевим жолобом. Як виключення (в гірських районах, поблизу підземних переходів) муфта може кріпитись в прольоті безпосередньо до тросу.