close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

7 2 Строительство ВОЛС

код для вставкиСкачать
 Кабель типа ОКЛ.
Кабель типа ОКБ.
Конструкция волоконно
-
оптических кабелей и подземные способы
строительства ВОЛС.
Волоконно
-
оптические линии связи (ВОЛС) занимают в настоящее время лидирующее место по их развитию и строительству, что объясняется огромной пропускной способностью, большими длинами участков регенерации, более низкими эксплуатационными расходами. Проклад
ка кабеля непосредственно в грунт.
Характеризуется определенными требованиями к конструкции самого ВОК. Прежде всего
это наличие бронепокровов
того или иного вида, необходимых для
защиты сердечника ВОК от
различного рода механических повреждений при давлении грунта.
Факторы, которые определяют надежность построенной таким способом ВОЛС, обусловлены качеством подготовки траншеи (наличием изгибов, камней и других неоднородностей), воздействием атмосферного электричества, т.к. кабель имеет металлические покровы, коррозия, механические повреждения сторонними организациями. В результате, ВОЛС может эксплуатироваться весь нормативный срок службы ±
25 лет, при надлежащем выполнении ремонтно
-
восстановительных раб
от.
Прокладка ВОК в защитную трубу.
Предварительно прокладывается в грунт за
щитная селикоровая труба
, а затем в неѐ пневмоспособом задувается ВОК. При укладке кабелей в трубопроводах повышается степень защиты последних от вибрационных воздействий и механических напряжений, возникающих в результате деформации грунта или протекания мерзлотно
-
грунтовых процессов (морозного пучения, перемещения грунта при оттаивании, морозобо
йных трещин и др.). ВОЛС становится полностью диэлектрической т.к. требования к механическим характеристикам ВОК ниже и необходимость применения бронепокровов
отпадает, поэтому кабель становится дешевле. Инжектор ПСИ
-
1 для задувки кабеля.
ВОК для пневмопрокладки
1.
Центральный силовой элемент:
диэлектрический (
ДПО
碌
стальной (
СПО
2.
Оптическое волокно (от
х до
ти в
каждом модуле)
3.
Оптический модуль (от
го до
ти)
4.
Гидрофобный заполнитель
5.
Кордель
6.
Полиэтиленовая оболочка
А, так, прокладывают оптические кабели или трубы непосредственно в грунт.
Прокладка ВОК в
кабельную канализацию.
Этот способ применяется, как правило, в населенных пунктах. Его реализация осуществляется либо прокладкой бронированного кабеля непосредственно в асбоцементный канал кабельной канализации, либо сначала затаскивают в канал поли
этиленовую трубу, а затем в неѐ ВОК более простой конструкции и, соответственно, более дешевый.
Применяются бетонные, керамические, асбестоцементные, полиэтиленовые, поливинилхлоридные, пековолокнистые и др. трубы, преимущественно внутренним диаметром
100 мм (ограниченно от 55 до 90 мм) и длиной от 1 до 6 м. Соединение труб
каждого вида осуществляется т.
о., чтобы обеспечивались минимальная водопроницаемость и достаточная механическая прочность. В городской черте для прокладки оптических кабелей, как правило, используется имеющаяся инфраструктура -
кабельная канализация, коллектора, туннели. При прокладке оптического кабеля в кабельную канализацию наиболее широко используется метод затягивания кабеля с помощью лебѐдки, снабжѐнной устройством ограничен
ия тягового усилия. Организация переходов через различные преграды.
Безусловно, основным методом для организации кабельных переходов через различного рода коммуникации, дороги, реки, озера или просто неудобные места, является горизонтально (вертикально) направленное бурение. Оно организуется посредством специальных машин и механизмов,
отвечающих конкретным условиям прокладки кабеля.
Реально это выглядит достаточно сложно и требует специальных решений по размещению оборудования, его обслуживанию и пр
.
, но достоинства неоспоримы.
Метод горизонтально
-
направленного бурения является альтернативной традиционному траншейному методу и позволяет преодолевать преграды, встречающиеся на пути линейной части трубопроводов (реки, дамбы, дороги,
железнодорожные насыпи и т.д.), без нарушения режима их функционирования
.
Широкополосные сети абонентского доступа.
Прежде всего необходимо определиться с основными понятиями ±
что такое широкополосные сети и для чего они нужны.
В семейство FTTx
входят различные виды архитектур:
FTTN
(
Fiber
to
the
Node
) ²
волокно до сетевого узла;
FTTC
(
Fiber
to
the
Curb
) ²
волокно до микрорайона, квартала или группы домов;
FTTB (Fiber to the Building) ²
волокно до здания;
FTTH
(
Fiber
to
the
Home
) ²
волокно до жи
лища (квартиры или отдельного коттеджа).
Они отличаются главным образом тем, насколько близко к пользовательскому терминалу подходит оптический кабель. Вместе с тем это различие характеризует уровень доступности широкополосной сети к пользователю.
Поняти
ем FTTx описывается общий подход к организации кабельной инфраструктуры сети доступа, в которой от узла связи до определенного места (точка "х") доходит оптика, а далее, до абонента, ±
медный кабель (возможен и вариант, при котором оптика прокладывается не
посредственно до абонентского устройства). Таким образом, FTTx по большому счету ±
это только физический уровень. Однако фактически данное понятие охватывает и большое число технологий канального и сетевого уровня. С широкой полосой систем FTTx неразрывно связана и возможность предоставления большого числа новых услуг.
Выбор архитектуры зависит от множества условий, и в первую очередь -
от плотности размещения абонентов. Но ориентировочно, можно высказаться за применение системы FTTB для многоэтажных жилых
зданий. Для частной застройки или офисов, в зависимости от платежеспособности заказчика и его потребности в высокоскоростных приложениях, больше подойдет FTTC или FTTH. При этом желательно планировать сеть таким образом, чтобы точка "х" находилась как мож
но ближе к абоненту.
Так же имеет значение топология сети, которая должна быть адаптирована под технологию передачи данных. В противном случае может быть затруднено подключение новых абонентов или расширение сети будет сопровождаться значительными издержк
ами. Структура сетей и их классификация
Использование оптической магистрали в сочетании с распределительной внутридомовой сетью на коаксиальном кабеле успешно используется местными операторами КТВ.
Таким образом, применение оптических решений на сетях доступа становится единственным подходящим способом организации широкополосного фиксированного доступа. Уже сейчас, используя реальные оптические технологии (
Passive
Optical
Network
, Active
Ethernet
, Micro
SDH
и др.), возможна организация высокоскоростных потоков 1
-
2,4 Гбит/с до абонента. А применение технологий волнового мультиплексирования позволит передавать такие потоки на каждой из нескольких оптических несущих. Причем оптические технологии постоянно совершенствуются и удешевляются.
P
ON способна обеспечить через единственный канал широкополосного доступа стабильную работу сразу трѐх наиболее востребованных сервисов: высокоскоростной Интернет, цифровое телевидение и телефонию. При этом обеспечивается «независимость» потоков между собой,
что бы пользователи
,
использующие одну из услуг
,
не создавали сложностей с доступом к другим сервисам. Требования к скорости и предоставляемым услугам.
Видеотрафик вносит наибольшую лепту в загрузку полосы пропускания
. Для передачи одного HDTV
видеопотока разрешения 1280x720 с прогрессивной разверткой (720р) с 25 кадрами в секунду стандарта сжатия MPEG
-
4 требуется скор
ость приблизительно в 10 Мгб
/c. Уже десять таких потоков полностью займут традиционный 100
-
мегабитный канал предоставляемый поль
зователю, в то время как у PON займѐт лишь одну длину волны.
Традиционная сеть на медной паре
Пассивная оптическая сеть
Кол
во абонентов: 64
Кол
во абонентов (ONT): 64
Услуги:
Скорости (Мбит/c)
Услуги:
Скорости (Мбит/c)
Абон. поток
Общий поток
Абон. поток
Общий поток
Телефония
ﰰ
Телефония
ﰰ
Интернет
Интернет
ЛВС
ЛВС
Телевидение
Требуемая общая: 1456
Требуемая общая: 1983
Примерный перечень услуг Triple Play
Высокоскоростной доступ в интернет
(до 50 Мгб/с).
Абоненты получают доступ ко всем ресурсам интернета на ПК или непосредственно на телевизоре, а также к дополнительным сервисам (почта, хостинг, и т.д.). Доступ к сети интернет с телевизора является удобным и экономичным сре
дством, особенно для абонентов, которые не располагают персональным компьютером. Обычно, в связи с отличием формирования изображения в телевизорах и ПК, доступ в интернет осуществляется через специальный портал оператора (Walled Garden).
Услуги телефонной связи
(до 0,256 Мгб/с).
IP
-
телефония и/или местная связь. Услуги IP
-
телефонии включают как непосредственное осуществление голосовой связи, так и целый набор дополнительных услуг, таких как информация о телефонных вызовах (на экране ТВ отображаются данные о
вызовах), телефонная книга и автоматический номеронабиратель, АОН и др.
Телевизионное и радиовещание
(до 500 Мгб/с).
Онлайн
-
трансляция телевизионных и радиоканалов на телевизоры или ПК. Передача пакетов телевизионных программ по запросу абонентов, в том ч
исле и программ телевидения высокой четкости HDTV (High
-
Definition Television).
Услуги платных ТВ
-
программ –
платные видеоканалы PPV (Pay Per View)
(до 200 Мгб/с). Предоставление абонентам популярного контента (новые фильмы, спортивные события, развлекател
ьные программы).
"Видео по запросу" VoD (Video on Demand)
(до 100 Мгб/с)
. Выбор абонентами видеоконтента с сервера провайдера, когда можно вызвать на свой телевизионный экран любой новый или любимый фильм. Прямо с экрана телевизора абонент смотрит анонсы, заказывает просмотр фильма и тут же начинает его смотреть. Одной из разновидностей услуги VoD является SVOD (Subscription Video On Demand) ±
видео по подписке. Возможна, например, выборочная подписка на ТВ
-
программы или на премьеры фильмов, подписка на опр
еделенные периоды просмотра и т. п.
Трансляция со сдвигом по времени (Time Shifted TV)
. Демонстрация каналов/программ с задержкой на определенный промежуток времени (предварительно производится их запись и хранение в сети)
"Отложенный просмотр"
. На экране телевизора нажатием одной кнопки можно начать запись текущей ТВ программы и продолжить просмотр с того места, где абонент вынужден был отвлечься.
Персональный видеомагнитофон (PVR)
(до 12 Мгб/с)
. Видеомагнитофон в приставке, виртуальный сетевой персональны
й видеомагнитофон. Абонент может назначить время начала и окончания записи любого выбранного ТВ
-
канала или прямо в EPG планирует запись телепрограммы для того, чтобы просмотреть ее в удобное время.
Аудио
-
по
-
запросу (AoD)
(до 5 Мгб/с)
. Выбор абонентами ауди
оконтента с сервера провайдера ±
загрузка аудиофайлов и аудиоархив из сетевой библиотеки на свои устройства и сохранение их на сетевом сервере библиотеки.
"Интерактивные сервисы"
( скорость в обратном канале для абонента до 10 Мгб/с)
. Интерактивные игры (G
oD), голосования, рейтинги и т. д. Абоненты могут играть в игры на экране телевизора с помощью своих пультов дистанционного управления (игры с компьютером, когда вторым игроком выступает сетевой сервер или телевизионная приставка, интерактивные сетевые игр
ы, дающие абонентам возможность взаимодействовать и играть с другими абонентами сети и т. п.).
Телевизионная реклама и маркетинг
. Позволяет оператором получать дополнительные доходы, в том числе и от рекламодателей, которые хотят продвигать свою продукцию целевой аудитории. Услуга адресной рекламы позволяет абонентам сразу же выполнять поиск и приобретение различных категорий товаров, получать о них подробную информацию, фотографию или видеоролик. В любой момент времени можно абсолютно достоверно сказать о числе абонентов, которые смотрят ту или иную программу. Можно эффективно управлять показом рекламы в любом месте, для любой целевой аудитории.
Телевизионная коммерция
. Позволяет абонентам не выходя из дома заказывать различные товары у сторонних продавцов,
связанных договором с провайдером услуг.
ТВ
-
банк (TV banking)
. Поддерживает доступ абонента к персональному банковскому счету.
Видеотелефония и видеоконференцсвязь
(до 8 Мгб/с)
. Позволяют абонентам в процессе общения видеть другого участника телефонного разговора и проводить многосторонние переговоры.
"Образовательные программы"
. Позволяет обеспечить диалог с преподавателем в реальном времени, провести обучение и тестирование, дает абоненту неограниченные возможности по совершенствованию собственных знани
й путем доступа ко множеству учебных курсов и учебников.
Услуга мгновенных сообщений
. Позволяет абонентам обмениваться текстовыми сообщениями (чат) с другими абонентами, абоненты могут также составлять и отсылать текстовые сообщения (SMS) на мобильные теле
фоны.
Телевизионная электронная почта
. Организует доступ абонентов к своим почтовым ящикам.
Дополнительные интерактивные инфоуслуги
. Могут включать доступ к онлайновым аукционам, биржевым сводкам, проведение различных голосований, ежедневные гороскопы, сов
еты, и т. п.
Другие услуги
. Информация о погоде, расширенный спортивный контент, телевизионные лотереи и ставки, новости и местная информация, сетевой фотоальбом (для централизованного хранения изображений абонента), дистанционное медицинское обслуживание и телемедицина, удаленный контроль за безопасностью жилища, удаленное управление бытовыми приборами и др.
Необходимо отметить, что в данной таблице не приводятся другие немаловажные характеристики системы передачи, как: время установления соединения, задер
жка между отправкой запроса и получением ответа, допустимая вероятность ошибок, протяженность линии передачи, потребление полосы служебными ресурсами и др
, что должно оцениваться и рассчитываться при проектировании сети
. Пассивные компоненты
.
Опуская вопр
осы использования активного оборудования, которому должен быть пос
вящен отдельный раздел и вопроса
м согласования с параметрами кабельной сети, остановимся на пассивных элементах.
Энергонезваисимая часть структуры
сети любого уровня
определяется стандартами
состоит из следующих пассивных оптических элементов:
одномодовое оптоволокно и волоконно
-
оптические кабели;
оптические соединители;
пассивные ответвительные элементы;
пассивные оптические аттенюаторы;
сращивания.
Волоконно
-
оптические кабели
.
Согласно треб
ованиям Рекомендации ITU
-
T G.983, для строительства сетей FTTx
и использования технологий PON должны применяться кабели с одномодовыми оптическими волокнами типа G.652 или совместимые с ними (например, G.657А).
Эта
рекомендация (G.652) была утверждена осен
ью 1984 года. Ныне действует седьмая версия, принятая зимой 2009 года. В настоящее время при строительстве сети
применяется несколько типов оптических волокон, характеристики которых регламентированы рекомендациями
ITU
-
T
. Класс (тип) оптических волокон
Рекомендация ITU
Многомодовое 50/125 мкм с градиентным профилем показателя преломления
︶
Стандартное одномодовое
︶
Одномодовое со смещенной дисперсией
︶
Одномодовое со смещенной длиной волны отсечки
︶
Одномодовое
с ненулевой смещенной дисперсией
︶
Одномодовое с ненулевой дисперсией для широкополосной оптической передачи
︶
Одномодовое с уменьшенными потерями на изгибах с малыми радиусами
︶
Параметры оптических волокон в соответствии с рекомендациями можно посмотреть в соответствующей литературе.
Конструкции оптического кабеля
При строительстве пассивной оптической сети используют оптические кабели, прокладываемые на различных участках, например: магистральный, распределительный, абонентский и в различных условиях, например: в канализации или в зданиях абонентов.
Требования, предъявляемые к кабелю на каждом из этих этапов отличаются принципиально, что приводит к многообразию их конструкции. В первую очередь, они определяются условиями прокладки к
абеля -
будь то в грунт, в кабельную канализацию, подвеска на опорах, прокладка во внутренних кабель
-
каналах и стояках здания, а так же необходимым числом волокон. При подземной прокладке кабеля принципиально важно иметь защиту от грызунов (обычно ±
броня
из стальной гофрированной ленты) и попадания влаги (толстая полиэтиленовая оболочка, влагозащитный барьер, гидрофобное заполнение сердечника), а также от растягивающих усилий, случайных механических повреждений и других факторов. Для подвесных оптических
кабелей очень важным является стойкость к растягивающим усилиям (обеспечивается подбором несущего троса или другими силовыми элементами) и перепадам температур (обеспечивается, в основном, материалом и конструкцией наружной оболочки).
К основным требовани
ям к кабелям, прокладываемым внутри помещений, относятся: нераспространение горения (применяются не поддерживающие горение оболочки) и гибкость, а также легкость, защита от случайных ударов, растягивания, скручивания, сдавливания.
Условия прокладки
Основные воздействующие факторы
Конструктивные методы защиты
Непосредственно в грунт
Атаки грызунов
, растягивающие усилия, случайные удары, проникновение влаги, раздавливающие усилия, скручивание.
Броня
, продольные силовые элементы, влагозащитный барьер, гидрофобный наполнитель, конструкция сердечника, наружная оболочка.
В кабельной канализации
Атаки грызунов
, растягивающие усилия, проникновение влаги, скручивание.
Броня
, прокладка в защитных трубах, продольные силовые элементы, влагозащитный барьер, гидрофобный наполнитель, оболочка.
Подвеска на
опорах
Растягивающие усилия
, перепады температур, проникновение влаги, солнечная радиация, ветровые нагрузки, обледенение.
Продольные силовые элементы из арамидных
нитей или стеклопластиковых прутков, влагозащитный барьер, гидрофобный наполнитель, трекинго
-
эррозионно стойкая оболочка.
Кабельные вводы в дом
Изгибы
, растягивающие усилия, проникновение влаги, скручивание, возгорание.
Продольные силовые элементы, влагозащитный барьер, гидрофобный наполнитель, наружная оболочка LSZH
или PVS
.
Внутри помещений
Изгибы с недопустимым радиусом, растягивающие усилия, скручивание, возгорание, случайные удары, раздавливающие усилия.
Силовые элементы ±
арамидные нити, влагозащитный барьер, гидрофобный наполнитель, наружная оболочка LSZH
или PVS
.
В
таблице указаны факторы, которые воздействуют на оптические кабели, проложенные в различных условиях и конструктивные методы защиты от них
,
что позволяет выбрать конструкцию ВОК в соответствии с требованиями проектных решений
. Разветвители –
сплиттеры.
Сплавного типа.
Такие конструкции,
образующие два конуса (при вводе и выводе), получили название сплавных биконических разветвителей (Fused Biconic Taper, FBT). В них используется эффект туннелирования: перетекания части оптической мощности из одного световода в другой через боковую поверхность при их плотном соприкосновении на некотором «участке взаимосвязи» (coupling length).
Эта
технология и поныне является популярной
, так как разветвители подобного типа позволяют делить мощность основного сигнала в нужной пропорции, 0,2, 0,5, 0,8 и т.д. Однако они имеют один существенный недостаток ±
могут работать только на одной длине волны, т
.е. однооконные
, максимум двухоконные
.
Технические характеристики сплавных разветвителей.
Сравнительная таблица максимальных значений вносимых потерь в зависимости от коэффициента деления (симметричное разделение сигнала). (1310 нм)
X
1 × X
2 × X
Отклонени
е распределения, %
Вносимые потери (дБ)
Вносимые потери (дБ)
ﰲ
ﰳ
ﰳ
ﰶ
ﰵ
ﰸ
ﰱ
ﰷ
ﰹ
ﰹ
ﰲ
ﰴ
ﰷ
ﰱ
ﰶ
Сравнительная таблица максимальных значений вносимых потерь в зависимости от соотношения деления. (1310 нм)
Соотношение
деления, %
Максимальные вносимые потери, дБ
однооконный
двухоконный
︴
︶
︸
︱
︴
︷
35/65
5.0/2.2
5.3/2.4
30/70
5.6/1.8
6.0/1.9
25/75
6.3/1.5
6.9/1.6
20/80
7.4/1.2
7.9/1.3
15/85
8.8/0.9
10.0/0.9
10/90
10.8/0.6
11.3/0.6
5/95
13.8/0.4
15.2/0.45
Планарные разветвители.
Более совершенной разновидностью разветвителей является ±
планарные оптические делители (PLC (planar lightwave circuit). Такие устройства изготавливаются методами интегральной оптики. На кремниевой подложке химически осаждаются поочередно слои с материалами сердцевины и оболочки, после чего через маску вытравливается планарный волновод необходимой конфигу
рации, который также покрывается материалом отражающей оболочка. Так формируется планарный волновод с равномерным разветвлением оптической мощности 1:2. Устройства с большим количеством выходных портов формируются последовательным каскадированием делителей
1:2. В результате образуется практически оптическая микросхема, к которой присоединяются входные и выходные волокна.
В таких конструкциях легче добиться точности деления мощности, а их спектральные характеристики практически не изменяются в широком диапа
зоне 1260÷1680 нм. Однако из
-
за круговой несимметричности канала PLC достаточно чувствительны к поляризации излучения, а отражения в местах соединения планарных и волоконных световодов могут быть выше, чем в сварных конструкциях. Тем не менее, PLC оптическ
ие делители характеризуются широкой полосой рабочего диапазона, стабильными параметрами, высокой надежностью.
Технические характеристики планарного разветвителя.
Делитель
1×8
1×16
2×16
1×32
2×32
Рабочие длины волн (нм)
1260
-
1650
Вносимое ослабление(
дБ)
10.8
14
14.9
17
18.6
Обратные потери (дБ)
50/55
Направленность (дБ)
55
PDL (дБ)
0.3
Тип волокна
SMF
-
28e(G652D)
Потери в зависимости от длины волны не более (дБ)
0.2
0.3
Температурная нестабильность в диапазоне -
40 ÷ +85 ° С не более (дБ)
0.3
0.4
Рабочая температура (° С)
-
40 ÷ +85
Сравнение сплавных и планарных оптических разветвителей
Характеристика
Оптические разветвители
Сплавные
Планарные
Технология изготовления
более простая
более сложная
Габаритные размеры
большие, при большом количестве портов
небольшие
Стоимость
низкая
приемлемая, при достаточно большом
количестве портов (>1:8)
Механическая прочность
хорошая
удовлетворительная
Зависимость потерь от длины волны
существенная
несущественная в диапазоне
1300
-
1600 нм.
Поляризационно
-
зависимые
потери
малые
удовлетворительные
Точность реализации
коэффицента деления
уменьшается с количеством
портов
достаточно высокая
Потери на отражение
удовлетворительные
малые
Зависимость вносимых потерь
от температуры
малая
удовлетворительная
Варианты конструктивного изготовления
Безкорпусное исполнение
, с выводами волокна диаметром 250 мкм. Размеры корпуса зависят от количества выводов. Предназначены для установки в соединительных кассетах. При корпусном исполнении
делителя его помещают в отдельный прочный металлопластиковый корпус, защищающий ОР от механических, климатических и химических воздействий. Выводы волокна организуются через 0,9мм, 2 мм или 3 мм оптический кабель. В корпусах есть сквозные отверстия диамет
ром 2÷3 мм для крепления к плоской поверхности.
Многовыводный оптический делитель 1U для монтажа в 19”
телекоммуникационную стойку. Входы и выходы располагаются на передней панели и подключение производится оптическими патчкордами. Возможна коммутация вет
вей сети. Воздушные способы строительства ВОЛС. Эти способы обладают целым рядом неоспоримых преимуществ перед подземными и заключаются в следующем, -
нет необходимости в землеотводе, нет необходимости копать землю. В результате стоимость строительства в 2 и более раз ниже, а скорость строительства в несколько раз выше, что обусловлено, прежде всего, возможностью «привязать» конструкцию ВОК к тому или иному варианту.
В качестве опор, которые могут быть использованы для строительства воздушных ВОЛС, рассм
атриваются следующие:
опоры магистральных линий электропередачи (ЛЭП) с напряжением от 35 кВ и выше;
опоры распределительных ЛЭП, например, до 10 кВ, которые, между прочим, подходят, практически, к каждому населенному пункту;
опоры контактных сетей электрофицированных железных дорог (ЭЖД);
опоры воздушных линий связи (если они в нормальном состоянии).
Реализация подобного типа ВОЛС может быть выполнена разнообразными способами, которые имеют свои преимущества и недостатки. Подвеска ВОК
.
Самый прос
той способ, который с успехом применялся и при строительстве металлических линий связи простейших вариантов. Наиболее широко распространенный вариант для ВОЛС это испол
ьзование каб
еля типа 8
-
ки
.
К недостаткам этого способа следует отнести ±
высокая п
арусность ВОЛС, что приводит к сильной вибрации, в результате происходит отрыв троса от сердечника ВОК. Обледенение кабеля в зимний период и обрыв линии. Невозможность подвески в условиях высоких напряженностей электрического поля (особенно переменного) в связи с протеканием по тросу достаточно мощных наведенных вихревых токов. Воздействие солнечной радиации
и прочих атмосферных факторов, приводящих к коррозии внешней влагозащитной оболочки ВОК.
Все это приводит к тому, что срок службы подобного типа линий не превышает 17 ±
18 Кабель в грозозащитном тросе. Один из самых дорогих вариантов строительства ВОЛС
. Сам кабель очень дорогой т.к. содержит достаточно много упрочняющих элементов
, сердечник кабеля модульный или
трубчатый, защищен дополнительной алюминиевой оболочкой,
и размещается между проволоками грозотроса. Они
проволоки выполняются из специального м
атериала, обеспечивающего высокую проводимость (для случая протекания токов разряда молнии) и высокую прочность. Его стоимость ле
жит в пределах 5000 ±
7000 $/км.
Кабель предназначен для подвески на опорах воздушных линий электропередач от 35 кВ и выше
.
Количество оптических волокон, шт.
Коэффициент затухания, дБ/км
Допустимое растягивающее усилие, кН
Тепературный диапазон, °С
Д
иаметр
по обол.
, мм
Масса кабеля, кг
/км
одномод
многомод
1550 нм
1310 нм
2
-
288
< 0,22
< 0,7
от 80
-
60...+80
от 13,9
от 627
Заземляющий провод, имеющий один или два слоя проволок из ASC, содержащий оптический сердечник, монтируется наверху ЛЭП и несет двойную фу
нкцию грозотроса и кабеля связи.
Проц
есс строительства таких ВОЛС, сложная техническая задача, связанная с применением мощных натяжных механизмов, а скорость строительства и технол
огия замены существующего троса на волоконно
-
оптический в очень сильной степени зависит от профиля ЛЭП, т.е. местности, по которой она проходит.
Высокая надежность ВОЛС реализованных на базе грозозащитного троса объясняется тем, что несущие конструкции ЛЭ
П рассчитаны на длительный срок службы (до 50 лет) и выдерживают внешние разрушающие нагрузки, вплоть, до ураганных. Кроме того, вряд ли возможны механические повреждения ВОЛС, которая расположена на высоте 10
-
ти этажного дома в очень прочной металлическо
й оболочке.
Этим объясняется их строительство в труднодоступных регионах, которых в нашей стране предостаточно.
Конструкция, внешний вид и некоторые характеристики ВОК в грозотросе.
Модульная конструкция.
Трубчатая конструкция.
Внешний вид.
Прокладка ОК в грозозащитном тросе.
Рис.3.19
. Натяжная и тормозная машина для
самонесущего ВОК.
ВОЛС на основе самонесущего ВОК.
Способ строительства нашел наиболее широкое распространение там, где длина пролетов невелика. Контактные сети ЭЖД (Lпрол.≈70 м)
, распределительные сети ЛЭП (
Lпрол. ±
50 ÷ 70 м.), опоры ВЛС (Lпрол. ±
50 ÷ 70 м.). Этот фактор обусловлен тем обстоятельством, что при увеличении длины пролета требуется
,
увеличение механических характеристик
ВОК, таких как длительно допустимого ра
стягивающего усилия, прочности на разрыв и пр., что неизбежно ведѐт к увеличению количества армирующих элементов в конструкции сердечника и, соответственно, веса ВО
К, что, в свою очередь, увеличивает вес кабеля в пролѐте и вызывает дальнейшую необходимость роста механических параметров ВОК. Технология строительства достаточно проста, однако еѐ реализация требует некоторых специальных механизмов, решения вопросов креп
ления ВОК к опорам, установки муфт и элементов спуска кабеля в грунт. Скорость строительства очень высока. Можно за одну смену подвесить одну или две строительные длины кабеля.
Стоимость каб
еля так же не очень велика и составляет, в среднем, для
легких вариантов строительства от 2800 до 3600 $/км.
ВОЛС на основе самонесущего кабеля подвергается самым разнообразным воздействиям, прежде всего это атмосферные факторы, -
ветровые нагрузки, солнеч
ная радиация, осадки,
обледенение, механические повреждения, вызванные ремонтными работами на других проводах или хищения кабеля. Более того, если кабель висит в электрическом поле (что происходит повсеместно), то в результате воздействия солнечной радиации на поверхности внеш
ней влагозащитной оболочки кабеля начинают возникать микротрещины, в которых накапливается грязь, влага и начинает развиваться трекинг
-
процесс ±
протекание поверхностных токов ±
треков. С течением времени плотность Кабель
С арамидными нитями
Кабель
Со стекло
пластиковыми жгутами
?H?k?g?h?\?g?u?_??l?b?i?u??k?Z?f?h?g?_?k?m?s?b?o?
?<?H?D
Монтаж самонесущего ВОК.
этих токов растѐт и кабель постепенно нач
инает гореть. Единственная рекомендация, обеспечивающая снижение влияния данного фактора, это применение трекинг
-
эррозионностойкой влагозащитной оболочки на основе фторполимерных материалов. В результате срок службы ВОЛС на о
снове самонесущих ВОК не превышает 18 ±
20 лет.
Навивная технология строительства ВОЛС.
Одна из наиболее интересных как с точки зрения технической реализации, так и возможностей прокладки кабеля.
Достоинства навивной технологии неоспоримы. Прежде всего, это возможность строить ВОЛС практически в любых условиях, как пересеченной местности ±
го
ры, тундра, тайга
там
,
где построены ЛЭП, так и различных индустриальных преград ±
железные и автомобильные дороги, фидерные линии различного назначения, дома, огороды, овраги и пр. без дополнительных приспособлений и помостов.
Вторым важным фактором являе
тся то, что подобного типа линия не требует большого числа дополнительных элементов крепления, а использует мощные несущие конструкции существующих линий электропередач (грозозащитный трос, фазовые провода), которые и обеспечивают должную механическую защи
ту ВОЛС. Кабель для накрутки на провода ±
один из самых дешевых т.к. не требует дополнительных элементов жесткости. Единственное требование ±
высокая трекинг
-
эррозионная стойкость внешней влагозащитной оболочки, поскольку кабель, как правило, висит в мощн
о
м электрическом поле
.
навивные волоконно
-
оптические кабели -
ДПО, ДВО
Навивочная машина с двумя кабельн
ыми барабанами
.
Реализация навивной технологии осуществляется с применением специальной навивочной машины, которая и осуществляет накрутку легкого, полностью диэлектрического ВОК на несущие элементы.
Впервые реализ
ация этой технологии была осуществлена в Японии в начале 80
-
х годов прошлого века, затем она переместилась в Европу и США. Этой технологией занимались такие известные фирмы как «
FOKAS
», корпорация «
BICCCABLES
»
. В России это технология появилась в начале 90
-
х годов прошлого века, прежде всего в таких известных организациях как ЕЭС РОССИИ, ОРГГРЭС, в распоряжении которых находились магистральные ЛЭП. Опыт строительства ВОЛС с использованием навивной технологии практически полностью копировал разработки западных фирм.
Навивочная машина Европейского производства представляет из себя некоторую тележку, которая перемещается по несущему тросу. На эту тележку крепится барабан со строительной длино
й ВОК, причем ось барабана перпендикулярна оси несущего троса. При перемещении тележки вдоль несущего троса, одновременно осуществляется ее вращение вокруг оси троса и сматывание ВОК на трос. С противоположной стороны, относительно барабана, установлен про
тивовес, который автоматически перемещается к оси вращения, компенсируя в
ес сматываемого кабеля
. Основными недостатками подобной реализации являются:
-
ограничение по полезной нагрузки ±
невозможно повесить на машинку, например, 6 км кабеля, просто не вле
зет и не поднять;
-
невозможность преодолеть неоднородности провода, на который накручивается кабель, из
-
за плотной привязки роликов машинки к шагу повива троса.
Вторым вариантом, который основан на этом же принципе, но позволяет увеличить полезную нагрузк
у, которую несет навивочная машина, Реализация навивочных машин.
предложен нашими энергетиками. В нем, вместо противовеса, устанавливается второй барабан с кабелем, и на несущий трос наматывается вместо одного
о
дновременно два кабеля
. Эти варианты имеют два существенных недостатка. В первом случае полезный вес кабельной нагрузки практически в два раза меньше за счет наличия противовеса. Во втором, необходимо навивать два кабеля, что не всегда является необходимым. Другой недостаток состоит в том, что все провода (грозозащитный трос, ф
азовые провода) имеют конечную длину. При строительстве ВОЛС строительные длины проводов соединяют специальными элементами достаточно больших габаритных размеров, через которые навивочные машины, реализованные по этому принципу, не передут, т.к. их вращени
е обеспечивается за счет плотного прилегания к тросу и отслеживания его шага скрутки. Можно представит себе картину, когда подобный элемент находится над серединой широкой реки, через которую переброшена ЛЭП, подъехав к нему, машина остановится и возникнет
проблема еѐ освобождения. Кроме того, в процессе эксплуатации ЛЭП возникают повреждения (обрыв) проволок троса и энергетики делают бондажи, чтобы трос дальше не распускался. Это тоже вызывает остановку машины.
Вариантом свободным от перечисленных недостатков, является способ навивки кабеля на провод
, реализующий принцип веретена
. Навивочная машина имеет два барабана, -
один рабочий, другой базовый. На рабочем барабане размещ
ается длина кабеля соответствующая длине пролета, на который он должен быть навит. Вся строительная длина ВОК находится на базовом барабане и, постепенно, по мере прохождения пролетов, сматываетс
я на рабочий барабан. Накрутка
кабеля и его укладка на провод
осущест
вляе
тся с помощью водила
. Основные достоинства такого способа состоят в том, что здесь ничего не крутится (кроме водила), которое сбрасывает витки кабеля на провод. Рабочий барабан зафиксирован на тележке, базовый барабан может располагаться как на
кронштейне тележки, так и на земле (в кузове автомашины, следующей за перемещением тележки). Ограничения на протяженность строительной длины в этом случае полностью снимаются, а ?G?Z?\?b?\?h?q?g?Z?y??f?Z?r?b?g?Z??k??k?h?h?k?g?u?f??j?Z?a?f?_?s?_?g?b?_?f?
?j?Z?[?h?q?_?]?h??[?Z?j?Z?[?Z?g?Z??k??d?Z?[?_?e?_?f?
вес машины с кабелем минимизирован ±
вес кабеля на длине пролѐта в среднем 4 ±
6 кГ, а вес машины не более 15 кГ (без базового барабана). Приведенные выше примеры современного строительст
ва ВОЛС можно представить на диаграмме
, дающей достаточно полное представление о достоинствах и недостатках тех или иных способах.
Современные технологии строительства ВОЛС
Современные технологии строительства ВОЛС
Подземные способы строительства
Прокладка ВОК непосредственно в грунт
Прокладка ВОК в защитную трубу Прокладка ВОК в кабельную канализацию
Воздушные способы строительства ВОЛС
Подвеска ВОК
ВОК в грозозащитном тросе
Самонесущие ВОК
Навивная технология строительства
Конструкция и стоимость ВОК
Прокладка ВОК в грунт
Прокладка ВОК в трубу Прокладка ВОК
в каб. кан
.
Подвеска ВОК
ВОК в грозотросе
Само
несущие ВОК
Навивная технология Брониро
ванный
2,8 –
3,6 т. $/км
Без брони
2,4 –
3,2 т. $/км
Оба варианта
Типа 8
-
ки с тросом
2,0
-
2,6 т. $/км
В
нутри грозотроса
6,0
-
8
,
0
$/км
диэлек
трический
3,4
-
4,2
т. $/км
Легкий
2,0
-
2,5
$/км
Скорость работ при прокладке
,
км/смена
1,0
-
1,5
км
, в зависимости от типа грунта
и возможности использования механизмов
До 4 км в смену
До 4 км в смену
До 5
-
6 км в смену
До 3
-
5
км в смену
Зависит от профиля трассы, как стоят опоры
Механизмы, лебедки, насосы кабелеукладчик
, трубы для переходов
,
инструмент для работы в поле
элементы креп
ления к опорам
Н
атяж
ные механиз
м
ы
нат
яжные лебёдки с конт
ролем
навивоч
ная машина
Подвержен
ность л
инии внешним влияниям
Разряды молний, сторонние организации, механические повреждения, грызуны, влага
Атм. факторы -
осадки, обледенение, вибрация
и пр.
Ураган
ные нагрузки
Атм. ф
-
ры с учетом солнечной радиации
Атм. ф
-
ры
с учетом солнечной радиации
Оценка срока службы линии
25
и более
лет
в зависимости от условий эксплуатации
До 15 лет
Срок службы ЛЭП –
50 лет
18
-
20 лет
До 25 лет
Автор
kulikov daniil
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2 512
Размер файла
827 Кб
Теги
7_2
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа