Главная  Развитие оптической связи 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [ 40 ] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86]


Рис. 5.27. Конструкция комбинированного силового кабеля с ОВ: 1-стальные проволоки и полипропиленовые жгуты; 2-токопроводящие жилы; 3-ОВ; 4- обмотка стальными лентами и джутовыми нитями; 5-внешняя оболочка

Оптические волокна находят применение в силовых кабелях. ОВ являются диэлектриком, обеспечивают передачу сигналов без искажений в сильных электромагнитных полях, они размещаются между токопроводящими жилами в силовых кабелях (рис. 5.27). Температура эксплуатации ОВ при максимальной токовой на:рузке в кабеле достигает 80° С. Кабели выпускают сечением до Зх150мм на напряжение 12 кВ. Количество ОВ может достигать трех.

ГЛАВА ШЕСТАЯ

ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ

КАБЕЛЕЙ

6.1. ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Оптические кабели должны надежно работать в широком диапазоне воздействующих внешних факторов, обеспечивая постоянство характеристик. Малое относительное удлинение ОВ, чувствительность к деформациям приводят к тому, что конструирование ОК имеет целый ряд особенностей. Ниже будут рассмотрены рекомендации, позволяющие методологически обосновать подход к конструированию ОК исходя из требований к его оптическим и механическим параметрам.

Общая схема конструирования ОК может быть сформулирована следующим образом: определение параметров ОК на основе общих требований к оптической дании связи; расчет механической прочности ОК и выбор конструкции; расчет уровня затухания ОВ, применяемого для изготовления ОК.



6.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОК НА ОСНОВЕ ОБЩИХ ТРЕБОВАНИЙ К ВОЛС

При конструировании ОК нужно учитывать общие требования, предъявляемые к оптической кабельной линии связи в целом с точки зрения обеспечения заданного качества связи. При выборе параметров ОК следует стремиться к тому, чтобы ОК данного типа, предназначенный для использования на линиях до определенной длины, имел затухание, обеспечивающее заданную длину регенерационного участка, а дисперсия сигнала в выбранном ОК обеспечивала передачу сигнала с минимально допустимым уширением импульсов.

Потери в кабельной линии рассчитываются исходя из скорости передачи, вероятности ошибки, характера сигнала, числа периферийных устройств и расстояния между ними, типов источника света и фотоприемника, потерь на вводе излучения при стыковке, числа соединений в линии и их характера (разъемные или неразъемные), допусков на температурные изменения и на ухудшение характеристик компонент системы во времени:

ао.к = ао.во.в<(„-пр-ав-авв-«„а„-

-Ирар-а,-Аа,-Аа,-аз) р„, (6.1)

где -коэффициент затухания ОВ; к-коэффициент укрут-ки ОВ, определяющий превышение физической длины ОВ в ОК за счет скрутки ОВ или расположения ОВ в ОК, например, по геликоиде; Р„ - полная эффективная мощность излучения; Р- минимальная необходимая мощность излучения в приемнике; и -потери на ввод и вывод излучения в ОВ; и„ и - количество неразъемных и разъемных соединений; а„ и ар - вносимое затухание в неразъемном и разъемном соединениях;

-затухание в прочих компонентах оптической линии связи (разветвители, ответвители, переключатели и пр.); Аа.,-допуск на температурные изменения коэффициента затухания; Аа,- допуск на ухудшение качества компонент во времени; -запас по мощности излучения на непредвиденные обстоятельства.

В процессе прокладки и эксплуатации ОК подвергается воздействию различных механических нагрузок. Рассмотрим важнейшие из них.

Растягивающие нагрузки делятся на постоянные и переменные, статические и динамические. Постоянные статические нагрузки действуют, например, на кабель, намотанный под натяжением на барабан. Этот вид нагрузок вызывает усталостные напряжения, которые, особенно в присутствии влаги, могут вызвать разрушение ОВ при нагрузках значительно меньших, чем обеспечивает стекло, из которого оно изготовлено. Статические усталостные напряжения можно предотвратить, регулируя



отношение напряжения растяжения ОВ к максимально кратковременному разрушающему напряжению и применяя специальные меры по защите ОВ от влаги.

Переменная статическая и динамическая нагрузки воздействуют на ОК, например, при его прокладке или опускании в скважину. При этом переменная статическая нагрузка при прокладке (спуске) ОК определяется тяговым усилием лебедки (спускаемого груза), прикладываемым к концу ОК, и собственной массой ОК с учетом коэффициента трения ОК о поверхность трубы (скважины). Динамические нагрузки возникают при заклинивании ОК в трубе (скважине), резком ускорении или торможении тяговой лебедки и пр. (табл. 6.1).

Таблица 6.1. Инженерные формулы для расчета внешней растягивающей силы, действующей на ОК ири переменной статической нагрузке

-»-

Виды

прокладки

в канализации

Воздушная без учета ветровых нагрузок, обледенения и температуры

В грунте сила натяжения ОК на выходе из кабелеуклады-ваюшего ножа

Подводная или при эксплуатации в скважине

2г1р

±smp) (6.2)

+ Pof (6.3)

хехр[Д] (6.4)

в формулах, приведенных в табл. 6.1, приняты следующие обозначения: -масса единицы длины ОК в воздухе; /„- длина затаскиваемого отрезка ОК в кабельный канал; к.- коэффициент трения между материалами оболочки ОК и трубы кабельной канализации (кабелеукладывающего ножа); Р-угол наклона трассы (знак плюс берется при прокладке на подъем, минус-на спуск); /„-расстояние между точками подвеса; /-стрела провиса; -расстояние между осью кабельного барабана и осью направляющего ролика кабелеукладчика; -угол изгиба ОК и кабелеукладывающего ножа; Tip-коэффициент полезного действия направляющего ролика; -максимальная глубина прокладки ОК; Р-масса единицы длины ОК с учетом закона Архимеда для среды, в которой осуществляется прокладка ОК {Р„,к = Ро - ъУъ)- - объем вытесняемой изделием жидкости; -удельная масса жидкости (для морской воды Ув=1Д 10 кг/м); к-коэффициент запаса, А:з = 2,5н-3; Р- масса спускаемого объекта, укрепленного на ОК, с учетом закона Архимеда для среды, в которой осуществляется прокладка.

Изгибающие и раздавливающие нагрузки возникают при прохождении ОК через ролики блок-баланса. Значение этих нагрузок зависит от натяжения ОК и радиуса ролика и может быть найдено из выражения



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [ 40 ] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86]

0.0008