2.11. Геометрические и механические характеристики вс

2.11.1. Геометрические характеристики важны для строительства и эксплуатации ВОЛС, определяют уровень потерь при сварке, количество успешных сварок. Жесткие допуски на геометрические параметры ВС упрощают и ускоряют сварку и заделку в разъемы. В спецификациях должны быть отражены:

- диаметр оболочки 2b и допуск на диаметр оболочки ;

- диаметр сердцевины 2a и допуск на диаметр сердцевины ;

- некруглость сердцевины ;

- погрешность концентричности сердцевины относительно оболочки (расстояние между центрами) ;

- диаметр защитного покрытия ;

- погрешность концентричности покрытия относительно оболочки (расстояние между центрами);

- радиус собственной кривизны ;

- строительная длина .

На электрические (оптические характеристики) влияют, в основном, параметры сердцевины и оболочки.

2.11.2. Механические характеристики важны для эксплуатационной надежности. Потенциально прочность бездефектного - волокна больше, чем стальной проволоки того же сечения, однако микротрещины при наличии натяжения волокна, влаги, высокой температуры приводят к обрывам даже при незначительных нагрузках, так как под нагрузкой микротрещины растут.

Математическое ожидание времени обрыва может уменьшиться до года и даже нескольких месяцев (вместо десятков тысяч лет при нормальных условиях). В технических условиях регламентируются следующие параметры:

1. Долговременная механическая прочность – определяется параметрами статической усталости, основным из которых является безразмерный параметр n, связывающий рост трещин с натяжением ВС. Чем выше n ,тем выше надежность. Для стандартных ВС n=20, а для ВС особой прочности n=25.

На рис. 2.20 показаны стандартные размеры ММ и ОМВС.

Многомодовый ВС Одномодовый ВС

Рис. 2.20. Поперечные сечения ВС

2. Инертная прочность определяется размером наибольшего дефекта по всей длине. Для выявления этого дефекта в процессе производства производится перемотка ВС под фиксированной нагрузкой (proof-test). Указывается усилие натяжения в ГПа или % удлинения ВC (обычно усилие 0,7 ГПа для обычных и 1,4 ГПа для подводных ОК). Для ВОЛС с l=100км гарантия безаварийной службы в течение 25 лет (с вероятностью разрушения 0,001). Отношение натяжения перемотки к эксплуатационному (запас по перемотке) должен составлять 34.

3. Натяжение ОВ при эксплуатации. Напряжение возникает из-за нарушения технологии производства кабеля, технологии прокладки, мерзлотных деформаций, сейсмических продвижек, оползней, обледенения подвесных кабелей и т.д. Поэтому необходим контроль натяжения ВC. Самым эффективным методом является метод, основанный на анализе спектров бриллюэновского рассеяния света в ВC (бриллюэновский рефлектометр). Метод позволяет оценить натяжение ВC, выявить ненадежные участки и оценить

механическую надёжность в процессе эксплуатации. Для l=100км в течение 25 лет удлинение не должно превышать 0,2…0,25%.

4. Усилие стягивания покрытий стриплером (легкость разделки при скалывании и сращивании ВC) (1,3-8,9)н.

2.11.3. Характеристики при воздействии внешних факторов в первую очередь учитывают изменение поглощения. В спецификациях указывается допустимое значение изменения (старение ВC) при воздействии:

- (опорное);

- циклы температура-влажность при влажности 98%;

- выдержка в воде при ;

- тепловое старение при ;

Прирост не должен превышать 0,05.

12. ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ

2.12.1. Линейные оптические кабели (ОК) могут быть подземные, подвесные, подводные, внутриобъектные (распределительные и станционные) и монтажные. Можно выделить следующие конструктивные элементы ОК:

-оптическое волокно или волоконный световод (ВС) – основной элемент, выполняющий роль направляющей системы (среды);

-оптический модуль (ОМ) выполняет роль защитного элемента. Он может быть трубчатым, профилированным и ленточным (рис. 2.21). В одном ОМ может быть () ВС. В трубчатом ОМ ВС могут скручиваться вокруг центрального силового элемента (ЦСО) из стали,Al, армидных нитей или стеклопластика.

- оптический сердечник (ОС) из одного или нескольких () ОМ или пучков ОМ скрученных вокруг ЦСЭ или корда, что повышает механическую

прочность ОК. В сердечник могут включаться жилы дистанционного питания (рис.2.22);

-броня – из оцинкованной или нержавеющей стали из одного или 2-х повивов, из стальной ленты, из арамидных нитей или стеклопластика и т.д.

В России ОК выпускают больше 12 заводов с разными обозначениями марок ОК. В одном ОК до 288 ВС. Освоены одномодульные ОК с количеством ВС 248, ВС – которые допускает усилие растяжения 80кн.

2.12.2. Номенклатура оптических кабелей (ОК) подразделяется по разным признакам:

1. По унификации оптического сердечника;

Рис. 2.21. Варианты конструкций оптических модулей

Рис. 2.22. Конструкции оптических сердечников

2. По допускаемому растягивающему усилению для подземных и подводных ОК:

- тип 1 ;

- тип 2 ;

- тип 3 ;

- тип 4 .

3. Подвесные ОК в грозотросе ЛЭП (импортные) по материалам подразделяются на 4 группы. Они выдерживают натяжение до 735 кВ и токи до 160А.

4. Подводные (морские) наиболее сложные, так как морская вода под давлением проникает через пластмассы. В защитной оболочке используются Al, Cu, Pb, броня из стали.

5. Полевые – временные (без металла)- имеют повышенную гибкость.

6. ОК для внутренней прокладки – облегченные, нет защиты от влаги, не содержат металла (количество ВС до 12).

7. Многоволоконные распределительные ОК для внутренней разводки: число ВС кратно 2, выполняются в виде жгутов из микрокабелей. Количество ВС – 1672, число жгутов 412 с армидными нитями и пластиковой оболочкой.

8. Композитные кабели – для оконечной разводки. Цветная маркировка ВС производится на буферном покрытии. Эти ОК более тяжелые, чем распре-делительные. Могут использоваться и для внешней разводки в защищенных каналах.

В зависимости от условий прокладки существуют следующие виды ОК:

- ОК скрытой горизонтальной проводки;

- ОК для скрытой вертикальной проводки (снижения);

- комбинированные ОК с витыми парами;

- оптические шнуры для специальных целей.

Особые требования к пожаробезопасности, т.е. все ОК должны быть выполнены из негорючего и недымящего материала.