8.3 Вимоги до щитів, пультів та електричних проводок у
вибухо- і пожежонебезпечних зонах
Щити управління рекомендується встановлювати в щитових приміщеннях з нормальними умовами. Якщо буде потреба установки щитів управління у вибухонебезпечних зонах, вони повинні мати відповідне виконання. Не допускається установка у вибухонебезпечних зонах щитів живлення з апаратами захисту (запобіжники, автоматичні вимикачі, пакетні вимикачі та ін.).
У вибухонебезпечних зонах приєднання електричних проводок до апаратів або зборок затискачів повинне бути виконане всередині корпусів або оболонок, що мають відповідний рівень захисту. У цих зонах не рекомендується установка в щитах розеток для переносного інструмента та освітлення.
Для електричних проводок застосовуються тільки мідні проводи з полівінілхлоридною або іншою негорючою ізоляцією.
У пожежонебезпечних зонах щити повинні бути виконані відповідно до класу пожежонебезпеки. Зборки затискачів повинні бути захищені коробками. Застосування електрифікованого інструмента та переносного освітлення допускається тільки відповідно до інструкцій з пожежної безпеки виробництва.
Електропроводки виконуються броньованими кабелями на лотках, на кабельних тримачах, у каналах і траншеях, а також неброньованими кабелями та ізольованими проводами в трубах або в сталевих коробах, а при відсутності механічних і хімічних впливів – на кабельних конструкціях і лотках. Забороняється застосування в усіх вибухонебезпечних зонах проводів із поліетиленовою ізоляцією.
Захисні труби повинні бути пофарбовані всередині і зовні та відрізнятися за кольорами від технологічних трубних проводок.
Заземлення електроустаткування виконується для всіх напруг постійного і змінного струмів.
Контрольні запитання
На які класи поділяються вибухонебезпечні зони?
На які класи поділяються пожежонебезпечні зони?
На які категорії з огляду пожежної безпеки поділяються виробництва?
На які рівні і види вибухозахисту поділяється електроустаткування?
Які вимоги необхідно задовольнити при виборі засобів систем автоматизації для вибухонебезпечних виробництв?
Які вимоги необхідно задовольнити при виборі засобів систем автоматизації для пожежонебезпечних виробництв?
9 Особливості проектування оптоволоконних ліній зв'язКу
9.1 Конструкції і марки оптоволоконних кабелів
Високошвидкісні обчислювальні мережі створюються із застосуванням оптоволоконних ліній зв'язку. До таких мереж відносяться мережі FDDI (Fider Distributed Data Interfase – розподілений інтерфейс передачі даних по оптоволоконним каналам), а також Fast Ethernet із стандартом сегмента IEEE 802.3u (100BASE-FX) на оптоволоконному кабелі.
Оптоволоконні кабелі (ОК) застосовуються в топологіях “зірка” і “кільце”, тому що мають незначне ослаблення сигналу при відстанях до десятків кілометрів.
Головним елементом оптоволоконного кабелю є прозоре скловолокно, по якому світло проходить з незначним ослабленням десятки кілометрів.
Оптоволоконні кабелі поділяються на об'єктові і монтажні, на одно- і багатоволоконні, а також на одномодові, які працюють тільки з лазерними прийомопередавачами, та багатомодові, які працюють зі звичайними світло- і фотодіодами.
У багатомодовому кабелі через особливості режиму проходження світла траєкторії світлових променів мають помітний розкид, у результаті чого форма сигналу на прийомному кінці кабелю спотворюється. Центральне волокно має діаметр 62,5 мкм при діаметрі зовнішньої оболонки 125 мкм. Довжина хвилі світла дорівнює 0,85 мкм. Припустима довжина кабелю – 5 км.
Одномодові кабелі мають діаметр центрального волокна близько 1,3 мкм при такій же довжині хвилі. Втрати сигналу при цьому незначні, що дозволяє передавати їх на значно більші відстані, ніж багатомодовим кабелем.
Для виготовлення ОК застосовують волокна двох типів: кварцові та кварц-полімерні.
Серцевина оптоволоконного кабелю оточена світловідбивною оболонкою товщиною 40...50 мкм і полімерно-захистним покриттям, у результаті оптичний модуль має діаметр близько 600 мкм (рис. 9.1).
1 – захисна поліетиленова оболонка, 2 – зміцнювальні нитки, 3 – оптичний модуль, 4 – еластичні демпфіруючі нитки, 5 – волоконний світловод
Рисунок 9.1 – Конструкція оптоволоконного кабелю
Смуга пропущення кабелю залежить від матеріалу провідної жили та оболонки, а також їхніх показників переломлення.
Зміна коефіцієнта переломлення може мати східчастий або градієнтний (плавний) характер. В обох випадках промінь повністю відбивається від оболонки і поширюється тільки по провідній жилі.
Недоліком оптоволоконних кабелів є чутливість до ультразвукових коливань, що іонізують випромінювання, та до температури.
У якості характеристик оптичних кабелів застосовуються:
ослаблення світлового сигналу на довжинах хвиль 0,85 мкм і 1,3мкм; наприклад, для градієнтного кварцового скла ослаблення дорівнює 5 і 10 дБ/км, відповідно;
ширина смуги пропущення; наприклад, для градієнтного кварцового скла вона становить 200–500 МГц/км, для градієнтного кварц-полімерного – 25 МГц/км;
розривне зусилля (15 Н – для кварцового волокна і 50 Н – для кварц-полімерного);
мінімальний радіус вигину кабелю (10–20 см);
Оптоволоконні кабелі марок СМ і СБ мають східчастий профіль показника переломлення, кабель ОК – градієнтний.
Кабелі СМ – одножильні, СБ – одножильні, двохжильні та чотирьохжильні, ОК – чотирьохжильні та восьмижильні.
9.2 Види з'єднань оптичних кабелів
З'єднання кабелів можуть бути рознімними і нерознімними. Вид з'єднання визначається необхідною дальністю зв'язку.
Для рознімних з'єднань застосовують сполучні втулки, муфти (розетки) або металеві наконечники, для нерознімних з'єднань – клей або зварювання. При з'єднанні кабелю виникають такі втрати сигналу:
втрати від радіального зсуву осей світловодів, кутової неузгодженості, якості торцевих поверхонь (подряпини, відколи, неперпендикулярності осям і т.п.);
втрати від розходження числових апертур і діаметрів волокон, що стикуються, їхньої еліптичності і т.п.
Числова апертура (від лат. apertura – отвір) визначається діючим отвором оптичної системи за формулою:
,
де
– показник переломлення середовища,
–
кут конічного світлового пучка, що
входить до оптичної системи (кутова
апертура).
Внаслідок відбиття променя від оболонки він входить у приєднаний кабель конічним пучком – фоконом або фокусуючим конусом. Освітленість на виході при цьому зростає. Якщо приєднаний світловод буде мати іншу кутову апертуру (менший або більший діаметр торця), то частина променів може бути загублена – або вийде з бічної поверхні світловода, або відіб'ється до широкого торця.
У зв'язку з цим при з'єднанні волокон зварюванням не допускається ні збільшення, ні зменшення діаметра волокна (рис. 9.2).
а – правильно виконане з'єднання; б, в – дефектні з'єднання;
1 – оптичне волокно; 2 – захисне покриття
Рисунок 9.2 – Види з'єднання волокон зварюванням
Підготовка до з'єднання кабелю включає:
видалення захисної оболонки;
видалення покриття із оптичного волокна;
обробка торця (шліфування та полірування).
Зварювання виконують електродуговим методом у спеціальному пристосуванні.
Якість відколу волокна, обробки торця і зварювання перевіряють рефлектометричним методом. Із цією метою від джерела випромінювання потужністю 1,5 Вт через фокусуючу лінзу світловий потік спрямовують на один торець, а інший торець спрямовують на екран, розташований на відстані 300 мм. При гарній якості з'єднання пляма буде кругла і рівномірно освітлена. За результатами зварювання складається паспорт стику.
У рознімних з'єднаннях застосовуються спеціальні з'єднувачі, у яких світловоди жорстко фіксуються із забезпеченням співвісності. Закріплення з'єднувача на кабелі виконується або клеєм (епоксидною смолою), або обтисненням трубок з'єднувача. Для з'єднання багатоволоконних ОК застосовують металеві та поліетиленові циліндричні муфти. Муфта фіксується на кабелі за допомогою термоусадної трубки (ОТУТ), з'єднувачі розміщаються всередині муфти.
Оптоволоконні лінії зв'язку варто виконувати відкритими по поверхні стін і перекрить, у коробах і на лотках на висоті не меншій ніж 2 м від підлоги. Для прокладки кабелів по стінах застосовують заставні пряжки і дужки (металеві та пластмасові тримачі). Відстань між точками кріплень кабелів повинна становити 1 м. Крім цього кабелі можуть прокладатися по сталевих смугах або кутових профілях, у трубах, на лотках і в коробах, а в деяких випадках на тросі.
Оптичні кабелі прокладаються як електричні кабелі. Після прокладки кабелю перевіряється наявність обривів, а також визначається коефіцієнт загасання.