Оптоволоконная линия прокладывается по опорам с подвеской кабеля на опорах и креплениями для оптоволокна.
Содержание страницы
Назначение и преимущества оптоволоконной линии на опорах
Назначение оптоволоконной линии на опорах заключается в обеспечении высокоскоростной транспортировки данных вдоль линейных объектов. Преимущества воздушной прокладки включают снижение стоимости земляных работ, ускорение ввода в эксплуатацию и простоту ремонта. На практике при прокладке по опорам фиксировалась скорость монтажа до 1 км в день при использовании кабельных лебедок и тросов указанной длины. Надежность повышается за счет доступа с опор и возможности оперативной замены муфт.
Проектирование трассы и согласование с электросетями
Оценка трассы выполнена с учетом охранной зоны ЛЭП, согласование с сетями и получение разрешений проведено.
Оценка трассы, охранная зона ЛЭП и согласование разрешений
Оценка трассы производится по сетевому проекту с проверкой координат опор и расстояний между ними в метрах; проверка зонов безопасности выполняется согласно требованиям охранной зоны ЛЭП 10 метров у ВЛ 0,4 кВ и 20 метров у ВЛ 110 кВ при пересечениях. Согласование разрешений оформляется через эксплуатационные службы энергокомпаний с предоставлением схемы прокладки, привязки опор и расчётов натяжения троса. Документы передаются в инженерный отдел, где проверка на соответствие СП и ПУЭ завершается подписью.
Выбор типов кабеля и комплектующих
Выбор ОК производится по числу волокон, брони, ОВ, типу подвески и совместимости с креплениями.
Кабельная арматура, сигнальные тросы и крепления для оптоволокна
Кабельная арматура подбирается по расчетной нагрузке и типу опоры. Применение анкерных и подвесных зажимов снижает натяжение троса при пролете до 200 м, а дистанционные подвесы обеспечивают снижение точки прогиба. Сигнальные тросы используються в линиях протяженностью свыше 5 км для резервирования и протяжки, их диаметр и прочность указываются в проекте.
Крепления для оптоволокна выбираются с учетом ветровой нагрузки, коррозионной защиты и совместимости с кабельной арматурой. Пример расчета на пролете 120 м показал снижение прогиба на 15 при установке двух дистанционных подвесов.
Расчет нагрузок и коррозионная защита
Расчет гравитационной нагрузки проводится по массе кабеля и троса, ветровая и снеговая нагрузки учитываются.
Гравитационная нагрузка, ветровая и снеговая нагрузка; методы защиты металла
Гравитационная нагрузка рассчитывается по массе кабеля и натяжению троса с учетом дистанционных подвесов и анкерных решений. Для пролётов до 200 м применяется допустимое прогибание 1,5% пролёта. Ветровая нагрузка принимается по СП 20.13330 с пиковой скоростью 28 м/с для регионов средней полосы. Снеговая нагрузка определяется по СНиП и локальным метеоданным, при этом запас прочности троса увеличивается на 20%. Методы защиты металла включают горячее цинкование опор, нанесение эпоксидных покрытий и использование коррозионно-стойких болтов. Контроль состояния производится через 5 лет, при обнаружении коррозии выполняется замена фланцев и анкерных элементов, применение комплектующих с коррозионной защитой продлевает срок службы линий.
Способы подвески кабеля на опорах
Подвеска производится на подвесных изоляторах и дистанционных подвесах с анкерными решениями и креплениями.
Подвесные изоляторы, дистанционные подвесы и анкерные решения
Подвесные изоляторы применяются для изоляции оптоволоконной линии от несущих конструкций, обеспечивая электрическую развязку и защиту от механических повреждений. Дистанционные подвесы используются при пересечениях с линиями электропередачи и при увеличенных пролётах, когда требуется снижение гравитационной нагрузки на опору. Анкерные решения проектируются с расчетом натяжения троса и учетом ветровой нагрузки; анкерные муфты подбираются по усилию растяжения и коррозионной стойкости. Монтаж производится с применением узлов натяжения, ограничителей прогиба и вибрационной защиты. Применение дистанционных креплений повышает ремонтопригодность трассы и уменьшает контактные нагрузки на крепежные элементы.
Методы натяжки и вибрационная защита
Натяжение троса выполняется лебедкой, методы натяжки подбираются по длине пролета и нагрузкам, вибрация гасится демпферами.
Натяжение троса, методы натяжки, вибрационная защита и ограничители прогиба
Натяжение троса для воздушной прокладки оптоволоконной линии рассчитывается по формуле для провеса с учётом температуры и длины пролёта. Контроль осуществляется динамометром с погрешностью до 1 процента. Методами натяжки применяются ручные лебедки, гидравлические домкраты и мотоблоки с тормозной системой. Вибрационная защита обеспечивается установкой виброограничителей и демпферов на каждые 50–200 метров в зависимости от ветровой нагрузки. Ограничители прогиба монтируются у опор, при пролёте свыше 200 метров ⎻ анкерные решения с преднатяжением троса и проверкой угловых нагрузок.
Заземление опоры и электробезопасность
Система заземления опоры выполнена согласно СП и ПУЭ; сопротивление ниже 4 Ом; проверка измерителем опор проводится.
Система заземления опоры, правила техники безопасности и нормативы СП и ПУЭ
Система заземления опоры включает контур заземления с заземлителями глубиной от 0,8 м и проводником соединения с массами опоры для отвода токов короткого замыкания и наведенных напряжений. Проект должен предусматривать привязку к ПУЭ и СП 12.13330.2016 с расчетом сопротивления не выше 4 Ом в населенных пунктах при типичном составе грунта. Работы по монтажу заземляющего контура выполняются при отключенном напряжении и с применением заземляющих переносных шунтов. Контроль сопротивления выполняется мегомметром и клэмп-омметром. Требования по маркировке заземляющих проводников и комплектующих соблюдены в соответствии с ГОСТами. Охрана труда оформляется протоколом инструктажа, допускается только персонал с группой по электробезопасности не ниже III. Планы работ содержат шаги по проверке целостности контактов и затяжки болтовых соединений с моментами, указанными в проектной документации.
Монтажные работы и организация площадок
Транспортировка бухт и размещение монтажных площадок организованы с учетом доступа техники и хранения бухт.
Транспортировка бухт, монтажные площадки, сроки и этапы работ
Транспортировка бухт производится специализированными прицепами с барабанными стойками и фиксаторами; типичный груз для участка 10 км составляет 4 бухты по 2 км каждая. Выдача материала происходит с проверкой маркировки кабеля и паспорта. Разгрузка осуществляется с использованием кабельных лебедок и домкратов, катание по роликам на площадке. Монтажная площадка оборудуется ограждением, площадкой для муфт и контейнером для инструментов.
Этапы работ расписываются по дням: подготовка трассы, установка опорных креплений, протяжка троса, фиксация крепежа, приемочные испытания с OTDR. Сроки на 1 км в среднем 0,6 суток при рабочей бригаде из 4 человек и наличии механизации. План работ согласовывается с заказчиком и электросетями. Документация на монтаж оформляеться по ГОСТ и ПУЭ. Стоимость монтажных работ рассчитывается по фактическим нормам времени и расходу материалов.
Герметизация и муфты на стыках
Анкерные муфты и термоусадочные муфты применяются для герметизации стыков при подвеске оптоволоконной линии.
Анкерные муфты, термоусадочные муфты и герметизация стыков
Анкерные муфты применяются для фиксации оптоволоконной линии при проходе через опору и на ответвлениях. Исполнение выбирается по расчетной нагрузке троса и типоразмеру кабеля, например муфты на 4-12 пар волокон с алюминиевым креплением. Термоусадочные муфты используются для герметизации и защиты механики соединения, срок службы заявлен не менее 20 лет при соблюдении монтажа. Герметизация стыков производится с применением гигроскопичных вкладышей и силиконовых уплотнений, контроль герметичности проводится по методике давления и визуальной проверке. Монтаж допускается только при чистоте волокон и соблюдении полировочных стандартов.
Оптические соединения и качество канала
Полировка волокон и герметизация стыков влияет на потери в соединениях; OTDR измерения фиксируют значения.
Полировка волокон, оптические разъемы, потери в соединениях и OTDR измерения
Полировка волокон производится согласно стандарту IEC 61300 с контролем шероховатости торца под микроскопом 200х. Оптические разъемы выбираются по типу феррула и потерям; рекомендованы APC для линий с минимальными отражениями и UPC там, где отражения допустимы. Потери в соединениях измеряются парой портов; типичные значения сварных стыков 0,02–0,05 дБ, механических муфт до 0,3 дБ. OTDR измерения применяются для трассировки и поиска дефектов, шаг дискретизации 0,5–1 м, длины зонда 2–4 км в зависимости от затухания. Протокол испытаний фиксируется в акте с графиками и значениями потерь на каждом соединении.
Трассировка кабеля, маркировка и документация
Трассировка кабеля производится OTDR и визуально; маркировка каждой бухты и паспортизация монтажной документации оформляется.
Трассировка кабеля, маркировка кабеля, документация на монтаж и паспортизация
Трассировка кабеля выполняется методом подключения OTDR и визуальной проверкой путевой схемы с привязкой к опорам. Маркировка кабеля производится каждые 100 м на улицах и каждые 50 м в населенных пунктах; применяются пластиковые бирки с лазерной печатью и цветовые метки по ГОСТ. Документация на монтаж включает акт замера, журнал работ, чертеж трассы в масштабе 1 500 и паспорта на секции кабеля. Паспортизация содержит длину секции, серийные номера и потери на стыках, отраженные в протоколе приемки.
Резервирование линии и ремонтопригодность
Резервирование линии предусматривается кольцевыми схемами и дублями трассы; доступ для ремонта обеспечивается стояками.
Резервирование оптоволоконной линии, проколы и обходы препятствий, доступ для ремонта
Резервирование линии предусматривается через дублирующие ветви или запасные волокна внутри бронированного кабеля.
Проколы трубопроводов применяются при пересечении автодорог и железных дорог; диаметр траншеи и глубина регламентируются проектом. Обходы препятствий выполняются через арки на опорах или через переносные мачты; расчёт грузоподъёмности опор производится по нормативам СП и ПУЭ. Доступ для ремонта обеспечивается монтажными площадками и запасом кабеля в бухтах, маркировка и документация поддерживаются актуальными.
Тестирование и приемка работ
OTDR измерения выполнены, потери в соединениях зарегистрированы, приемка производится по протоколу с нормами.
OTDR измерения, испытания и критерии приемки с указанием допустимых потерь
OTDR измерения выполняются после монтажа оптоволоконной линии на опорах для выявления дефектов и подтверждения качества. Испытания включают проверку отражений в местах соединений и окончаний, измерение затухания в дБ/км и определение мест повреждений по времени. Критерии приемки сопоставляются с паспортными значениями кабеля и проектными потерями; для одномодового волокна общая потеря на стык не должна превышать 0,3 дБ, линейное затухание 0,35 дБ/км при длине до 10 км. OTDR трассировка проводится с двух концов, результаты сохраняются в отчете. Отдельно фиксируются пики отражений от муфт, оптических разъемов и анкерных муфт. Полировка волокон проверяется визуально и при необходимости переполируется; термоусадочные муфты оцениваются на герметичность. Протокол приемки включает графики OTDR, таблицу потерь на каждый соединительный узел и заключение о соответствии проектным требованиям.
Оценка стоимости монтажных работ и оптимизация бюджета
Смета включает труд, материалы, транспорт, лебедки; снижение затрат достигается двойным резервированием и планированием.
Смета, стоимость монтажных работ, факторы влияния и способы снижения затрат
Смета составляется по позициям: транспортировка бухт, монтажные площадки, лебедки и трос, крепления для оптоволокна, кабельная арматура, анкерные муфты и термоусадочные муфты, герметизация стыков, оптические разъемы и тестирование оптического канала OTDR измерения. Расчет учитывает гравитационная нагрузка, ветровая нагрузка и снеговая нагрузка; применяется коррозионная защита и заземление опоры, что увеличивает стоимость.
Снижение затрат достигается за счет стандартизации комплектующих, пакетных поставок, аренды кабельных лебедок вместо покупки и оптимизации маршрута трассы для уменьшения длины воздушной прокладки и количества анкерных решений;
Оборудование ЗАО «СИ» для прокладки кабеля: кабельные лебедки, кабельные домкраты, трос, кабельные толкатели, аксессуары
Предложена линейка кабельных лебедок с тяговым усилием 3,5 т и 7 т, предназначенная для прокладки оптоволоконной линии по опорам с воздушной прокладкой. Лебедки комплектуются барабанами под бухты 500/1000/1500/2000 м и тросом из коррозионностойкой стали диаметром 8 мм. Для работы на участках с ограниченным доступом поставляются кабельные домкраты гидравлического привода, обеспечивающие равномерное натяжение троса и контроль натяжения троса по шкале.
Кабельные толкатели разработаны для подачи микрокабеля через дистанционные подвесы и подвесные изоляторы без дополнительного демонтажа конструкции опор; В комплект аксессуаров включены анкерные муфты, термоусадочные муфты и наборы для герметизации стыков, а также наборы маркировки кабеля с устойчивыми к ультрафиолету метками. Предложены вибрационная защита и ограничители прогиба для снижения ветровой нагрузки, а также коррозионная защита арматуры на основе горячего цинкования и полимерного покрытия.
Транспортировка бухт реализована на прицепах с узлами крепления и тормозными барабанами. Документация на монтаж поставляется в виде пакета с паспортами, схемами установки оборудования и инструкцией по технике безопасности, соответствующей нормативам СП и ПУЭ.
Где применяется?
Применение оптоволоконной линии с воздушной прокладкой по опорам востребовано в сетях магистральной транспортировки данных, в распределительных сетях связи и в промышленных контурах с протяженностью трассы от сотен метров до десятков километров. Часто выбирается трасса вдоль ЛЭП, дорог и железных дорог, где экономия на земляных работах превышает 40 процентов по сравнению с кабельными канавами; при переносе связи на опоры телекоммуникационные проекты выполняются в сроками от нескольких дней до нескольких недель для участков до 5 км при наличии согласований. Прокладка применяется для подключения базовых станций с емкостью до 10 Гбит/с и для создания резервных магистралей между ЦОД; в сложных районах используются дистанционные подвесы и система вибрационной защиты, чтобы уменьшить износ. На промплощадках и в агропромышленном комплексе реализуются короткие участки до 2 км с воздушной подвеской по деревянным и железобетонным опорам; кабельная арматура и анкерные муфты используются для усиления узлов в местах пересечений и обходов препятствий. Экономическая эффективность подтверждена проектами в регионах с низкой плотностью застройки и при необходимости быстрого восстановления линии после аварий.
Как использовать?
Оптоволоконная линия на опорах применяется для организации связи вдоль существующих линий электропередачи и дорог. Прокладка по опорам предусматривает выбор трассы с минимальным вмешательством в земельные участки и с учетом охранной зоны ЛЭП 8 метров для высоковольтных линий 110 кВ и более. Подвеска кабеля на опорах осуществляется с применением дистанционных подвесов и подвесных изоляторов, что уменьшает контакт с проводами и снижает риск механического повреждения. Натяжение троса контролируется по табличным значениям, указанных в проекте, для типичных пролётов до 120 метров допускается натяжение 5–8 кН в зависимости от диаметра троса.
Монтаж производится с использованием кабельных лебедок и домкратов, транспортировка бухт организуется на автовышках и прицепах с тормозной фиксацией. Для герметизации стыков применяются термоусадочные муфты, анкерные муфты используются в точках высокой нагрузки. Трассировка кабеля и маркировка проводятся при прокладке для упрощения последующих работ. OTDR измерения выполняются после завершения прокладки для контроля потерь в соединениях; допустимые потери на одном соединении 0,3 дБ для PC-разъемов и 0,6 дБ для полированных без развальцовки.
Установление заземления опоры производится по ПУЭ, коррозионная защита крепежа осуществляется горячим цинкованием или полимерным покрытием. Ремонтопригодность обеспечивается доступными монтажными площадками через каждые 500–1000 метров в населённых зонах и через 1,5–3 километра вне населённых пунктов.
Что дает применение?
Применение оптоволоконной линии при воздушной прокладке по опорам обеспечивает одновременное выполнение нескольких технических задач. Передача трафика высокой плотности становится доступной благодаря пропускной способности волокна до 10 Тбит/с в магистральных участках при использовании современных мультиплексоров и оборудования. Экономия бюджета проявляется в снижении затрат на траншеи: укладка по опорам сокращает земляные работы и оформление разрешений на вырубку полосы отвода, что в проектах с длиной трассы свыше 10 км дает снижение затрат на 25–40 процентных пунктов по сравнению с подземной прокладкой. Монтаж оптоволокна на опорах упрощает доступ для ремонта; среднее время восстановления участка после повреждения сокращается до 4–8 часов при организации монтажных площадок каждые 5–10 км и наличия запасных бухт на складе региона. Резервирование линии обеспечивается применением двухтрековой схемы на опорах или укладкой сигнальных тросов с возможностью переключения через оптические разветвители. Применение дистанционных подвесов и вибрационной защиты увеличивает срок службы линий на 15–20 лет за счет снижения усталостных повреждений волокна.
Что такое?
Оптоволоконная линия на опорах представляет собой систему волоконно-оптических кабелей, проложенных воздушным способом с использованием подвески кабеля на опорах и специализированных креплений для оптоволокна. Конструкция включает несущий трос, оболочку кабеля, кабельную арматуру и сигнальные тросы при необходимости резервирования линии. Применение воздушной прокладки оправдано при большой протяженности трассы и при ограничениях по прокладке в грунте.
Маршрут формируется по проекту с учетом охранной зоны ЛЭП и согласования с электросетями. Для монтажа используются дистанционные подвесы, подвесные изоляторы и анкерные решения. При расчете учитывается гравитационная нагрузка, ветровая нагрузка и снеговая нагрузка; методы защиты металла применяются для коррозионная защита.
Техническая эксплуатация включает трассировка кабеля, маркировка кабеля и тестирование оптического канала. Техническая документация фиксирует характеристики, сроки и этапы работ, стоимость монтажных работ и требования к ремонтопригодности.
Области использования
Оптоволоконная линия на опорах применяется для магистральных и распределительных сетей в районах с редкой городской застройкой и протяженными ЛЭП, где воздушная прокладка обеспечивает экономию до 40% по сравнению с подземной укладкой при равной полосе прохождения. Применение отмечено в сетях связи между подстанциями, на фермерских землях и промышленных площадках с удаленными цехами. Для объектов нефтегазовой отрасли оптоволокно вдоль лэп обеспечивает передачу телеметрии и видеонаблюдения на расстояния свыше 20 км без усилителей при использовании одномодового кабеля. В волоконно-оптических линиях вдоль транспортных коридоров и железных дорог достигается скорость восстановления связи до 4 часов при организации временных обходов и запасных веток. В жилых микрорайонах с опорами уличного освещения воздушная прокладка сокращает сроки ввода в эксплуатацию до 30 календарных дней при наличии согласований с собственниками опор. Для промышленных парков и дата-центров на границе территории воздушные трассы применяются как резервные каналы с физическим разделением магистралей.
Какие преимущества?
Оптоволоконная линия на опорах обеспечивает высокую пропускную способность и низкие потери на километре, что подтверждено практикой магистральных сетей: 10 Гбит и выше по одному кабелю при затухании 0,2 дБ/км у одномодовых волокон. Воздушная прокладка позволяет сократить сроки ввода в эксплуатацию до 40 процентов по сравнению с подземными трассами, снижая стоимость монтажных работ на 25-45 процентов при типичных условиях по России, если учитывать транспортировка бухт, монтажные площадки и применение кабельных лебедок с тросом 1000 метров.
Подвеска кабеля на опорах упрощает доступ для ремонта и тестирования оптического канала, OTDR измерения выполняются без вскрытия трассы. Резервирование линии удобно реализуется параллельной прокладкой сигнальных тросов и вторичных нитей, что обеспечивает ремонтопригодность и быстрое переключение при повреждении. Крепления для оптоволокна и кабельная арматура применяются стандартные, анкерные муфты и термоусадочные муфты используются для герметизации стыков.
Ветровая и снеговая нагрузка учитываются при проектировании трассы с расчетом гравитационной нагрузки и натяжением троса; коррозионная защита металлоконструкций продлевает срок службы опор до 30 лет при нанесении горячего цинкового покрытия. Экономия на работах по согласованию с электросетями достигается при предварительной оценке охранной зоны ЛЭП и использовании дистанционных подвесов.
Лебедка комплектуется тросом 500/1000/1500/2000 метров, либо любая другая длина по требованию заказчика
Оборудование поставляется с запасом троса, который подбирается по протяженности участка и типу опоры. Применяется трос с разрывной нагрузкой от 20 до 50 кН для безопасной прокладки оптоволоконной линии по опорам вдоль ЛЭП. Транспортировка бухт производится специальными поддонами и стойками, что снижает риск повреждений и упрощает монтажные операции. Монтажная лебедка оснащается тормозной системой и регулятором натяжения троса для точного контроля натяжения троса при воздушной прокладке и сокращения прогиба. Поставляемые барабаны имеют диаметр, совместимый с минимальным радиусом изгиба кабеля, установленным производителем; это уменьшает риск микротрещин сердечника и снижает потери в оптическом канале. Для укладки в сложных участках предусмотрены дополнительные ролики и направляющие, что повышает ремонтопригодность и уменьшает вероятность заеданий. Сертификация оборудования подтверждена протоколами испытаний, а документы на поставку содержат параметры троса, допустимые натяжения и рекомендации по обслуживанию.
