Прокладка подводного кабеля по морскому дну

Прокладка подводного кабеля по морскому дну

Телекоммуникации являются важнейшей частью глобального эконом. роста. Из-за бурного развития коммуникаций повсеместно спрос на подводные кабельные изделия резко подрос. Они обеспечивают скоростные соединения и пропускную способность для самых крупных районов, которые обычно признаются главными торговыми и коммуникационными центрами.

Прокладка кабельных изделий в океанах земли – непростая задача. Долгое и утомительное труды экспертов делают все возможным. Подводные кабельные изделия применяются только в тех случаях, когда иные системы не могут быть использованы. Их цепочка проходит через воды или болота.

Подводная прокладка кабеля — Как это произошло?

Подводные кабельные изделия прокладываются посредством специально модифицированных судов, которые несут провода на борту и медленно прокладывают их на дне моря в соответствии с планом, предоставленным учреждением. Эти корабли могут возить шнуры длиной до 2000 км. В зависимости от оборудования на лодке, погодных условий и другого, кабельное судно может пройти от 100 до 150 км прокладки кабеля ежедневно. Новое судно регулярно перевозить много длинных кабелей. Тех. характеристики размера судна для прокладывания кабеля зависят от глубины дна моря, на которой нужно проложить кабель.

Проблема с такого рода специально построенными судами для прокладки кабелей заключается в том, что они не могут работать на очень малых глубинах, особенно вблизи побережья, потому что они большие, к примеру, весят 11 000 т.

В чем особенность подводных кабелей

Кабели, специально созданные для работы под водой, должны выдержать суровые условия и давление. Сейчас есть много подводных кабелей и их больше, чем воздушных сетей для кабеля, которые обеспечивают более реальную доступность и проницаемость. Подводные кабельные изделия не подвержены стихиям и не так чувствительны к переменам погоды, как наземные кабельные изделия. Помимо этого, поскольку подводные провода расположены на дне водоема, их можно прокладывать беспрерывно на большой длине, в отличие от наземных изделий. Однако не стоит думать, что их невозможно повредить. Любое столкновение с кораблём или опасной рыбой приведет к разрыву защитной оболочки кабельного оборудования.

Прокладка и восстановление кабельного оборудования потребуют точного знания циркуляции океана, чтобы свести к минимуму влияние мощного течения на работу подводных лодок при монтаже, а еще на транспортные средства, дистанционно регулируемые под водой.

Характеристики подводных кабелей

Подводные кабельные изделия нередко состоят из кабелей в свинцовой оболочке. Изоляция должна быть сделана из сшитого полиэтилена или ЭПР, ведь бумажная изоляция не является эффективной.

Длина прокладывания подводных силовых кабельных изделий намного короче, чем у подводных кабелей связи. Они созданы для обеспечения электрического снабжения между сушей и островками или через речки, порты или территорию буровых платформ. Для соединений между буровыми платформами подводные электрические провода, несомненно, дороже, чем воздушные кабельные изделия той же длины, но по сравнению с применением маленьких изолированных электростанций для обеспечения электрической энергией в этом районе, это более экономично, что особенно выгодно при работе в районе моря. Этот вид кабеля часто используется в странах с большим кол-вом островов и речек.

Для безопасной и надежной работы экраны и оболочки из металла для силовых кабелей должны заземляться. Без этого заземления дисплей будет функционировать при потенциале, намного превышающем потенциал земли. Поэтому, они могут быть опасны при прикосновении и могут привести к разрыву оболочки или иных материалов, которые присутствуют между экраном и землей.

Обслуживание

В случае разрушения оболочки провода, водолазы или профессиональные подлодки с камерами отправляются на дно моря, чтобы найти поврежденную часть. Потом водолаз или рука робота на подводном аппарате поднимают шнур на поверхность для ремонта.
Важно!!!!

ROV — это подводный пульт ДУ, широко известный как подводный робот. Каждый ROV может установить 2 комплекта оборудования для промывки и спуска на дно, станок для резки кабеля, зажим, который может зажимать тяжелые предметы весом 20 т, и трекер аудиосигнала частотой 25 Гц.

Прокладка волоконно-оптических кабелей через водные преграды (по дну)

Прокладка ВОЛС через водные преграды (по дну) является самым дорогостоящим способом прокладки оптоволокна. Если речь идет о переправе через реку, то при наличии моста вдоль него прокладываются тросики, а без него применяются подвески на воздушной подушке, или по дну водоема. Т.к. среда, в которой прокладывается оптический кабельный шнур, изменяется (есть земля, а стала вода или воздух), тип оптики тоже должен измениться. На берегу есть оптическая муфта, в которой сращивается защищенный оптический кабельный шнур для прокладки в открытом грунтовом слое с самонесущим оптическим проводом для подвески на опорах над речкой, или подводным, для прокладывания ВОЛС по дну водных преград. В зонах размещения соединительных муфт организовываются тех. запасы кабеля.

Прокладка волоконно-оптических кабелей через водные препятствия также может быть выполнена с помощью горизонтально-направленного бурения, которое проводится в 3 этапа: бурение пилотных скважинок, при котором пошаговое ее расширение и протяжка трубы для оптоволокна в виде кабелей. При применении этого способа длина прокола может достигнуть 1500 м.

Развитие технологии прокладки волоконно-оптического кабеля позволило даже использовать специально оборудованные суда для прокладки ВОЛС на морском дне. На дне моря одновременно прокладывается один волоконно-оптический кабель от одного берега к иному. Иногда для организации волоконно-оптического кабеля вдоль морского водоема требуется несколько лодок, т.к кол-во кабелей, требуемых для каждого судна, может оказаться неподходящим.

Подводные линии связи оптоволоконного типа разделяются на станции-ретрансляторы (применяющие специальные усилители) и станции, не являющиеся ретрансляторами. Первые из них разделяются на прибрежные связные линии и трансокеанские (межконтинентального типа) линии магистрали. Безрепитерные связные линии разделяются на прибрежные и линии связи между разными пунктами (между материком и островками, материком и буровыми подстанциями, между островами). Есть и связные линии с использованием удаленной оптического типа накачки.

Кабели ВОЛС для прокладывания по дну, чаще всего, формируются из сердечника, токоведущей жилки и внешних элементов защиты. Кабельные изделия для безрепитерных линий оптоволокна и имеют такую же структурную часть, но у них токоведущая жилка отсутствует.

Особые проблемы прокладывания ВОЛС через водные ограждения связаны с восстановлением морских связных линий. Ведь, лежа длительное время на дне моря, кабель становится почти невидимым. Помимо этого, течения могут отнести оптоволоконный кабельный шнур от места его первичной прокладывания, а рельеф дна уникален и разнообразен. Повреждения кабельному изделию могут наноситься якорями кораблей и представителями фауны моря. Возможно, также негативно влияние на него при дноуглубительных манипуляциях, монтаже трубопровода и бурении, а также при различных землетрясениях и оползнях.

Однако оптоволоконные связные линии остаются самыми надежными линиями передачи сведений, и проекты прокладки оптоволокна по морскому (океанскому) дну чаще всего, окупаются. Это выгодная деятельность, поэтому, все эксперты за проектирование различных кабельных изделий ВОЛС получают высокую зарплату. За их прокладку по морскому дну нередко берутся целые группы заинтересованных стран. Когда государства объединяются в группе, прокладка кабелей и передача данных упрощается, т.к лучшие эксперты со всего мира редко допускают ошибки, даже работая под водой на большой глубине. Если привлечь большую часть стран к полномасштабной работе по прокладыванию кабельных изделий, то проблем со связью, как и с развитием больше не будет.

Подводный кабель связи

Подводные связные кабели — это провода, проложенные по дну моря между наземными станциями и применяемые для отправки различных сигналов через океан. Первые подводные кабельные изделия для осуществления связи были проложены в 50-х годах для передачи сообщений через телеграф. Первоначальный трансатлантический телеграфный появился 16 августа в 1852 году. Последующие виды подводных проводков отправляли телефонный трафик, а потом и цифровые данные. Современные кабельные изделия взяли в основу оптоволоконную технику для отправки разной информации.

В 1872 году, после объединения острова Ява и населенного пункта Дарвина, кабельным шнуром, и завершения проведения австралийской сухопутной линии телеграфа, объединяющей обе части Австралии, было также объединено большинство континентов.

Новейшие кабельные изделия для глубоководных зон, имеют диаметр примерно 25 мм и весят около 1.4 тонны на километр. Для неглубоких и прибрежных мест применяются более крупные и тяжелые провода. Сейчас, подводные кабельные изделия соединяют все важные точки на земле, что очень удобно для каждого человека, который пользуется услугами связи.

Ранняя история

Покрытие для телеграфного кабельного оборудования из гуттаперчи было сделана на заводе в Гринвиче. В 1839 году была использована первая телеграфного типа линия, построенная Куком и Уитстоном. После выполнения этой работы, появилась идея подводной телеграфной линии, которая сможет соединить Европу и США через Атлантический океан. Первый, кто начал работать в этом направлении — Самюэль Морс, который в 1842 году проложил по дну Нью-Йоркского залива кабельный шнур, его медный проводок был защищен от воды резиновым изоляционным слоем и пеньковой обмоткой. Осенью 1843 года, Уитстоун провел аналогичный эксперимент в заливе Суонси в Европе. Использование индийского каучука в качестве прочного изолятора для покрытия проводов закрепилось только в 19 веке.

В 1842 году было обнаружено иное соединение, которое плавилось под воздействием тепловой энергии, поэтому, его было удобнее наносить на различные проводки: гуттаперча, клейкий сок дерева Palaquium gutta, который привезли в Европу из Индии. Правильно применил этот материал именно Уильям Монтгомери, работавший на одну британскую организацию. В отличие от резины, которая не выдерживает сильной жары и плохо выполняет свои функции при наступлении холодов, гуттаперча может быть использована для формирования надежной изоляции кабельного оборудования, погруженного в водоем. Именно поэтому, Уильям выбрал гуттаперчу и быстро получил признание в своем кругу.

Плюсы гуттаперчевого материала в качестве изолятора были рассмотрены также М. Фарадеем и Ч. Уитстоном, которые в 1845 году предложили взять ее для покрытия проводков, которые надо было провести через Ла-Манш от Дувра до Кале. К тому моменту, гуттаперча уже покрывала кабельное оборудование, проведенное через Рейн между Дойцем и Кельном. В 1849 году Ч.В. Уокер, электрик Юго-Восточной железной дороги, успешным образом испытал гуттаперчевый изоляционный слой двухмильного кабельного изделия в на побережье близ Фолкстона.

Телеграфные марки Британской и Ирландской Магнитной телеграфной организации

В августе 1850 года правительство Франции предоставило фирмам концессию. Джон У. Бретт использовал улучшенный буксир «Голиаф», чтобы проложить первую линию телеграфа по дну Ла-Манша. Кабельный шнур состоял из меди, был закрыт гуттаперчей и находится без какой-либо иной защиты, возможно, поэтому, проект закончился неудачей. Однако этот эксперимент позволил обеспечить восстановление концессии, и в сентябре 1851 года посредством корабля «Блейзер» был проложен иной провод, который был отбуксирован из США к берегам Франции.

В 1853 году проложили новый кабельный шнур, соединивший США с Ирландией, Бельгией и Нидерландами. В конце мая Британско-ирландская организация Magnetic Telegraph успешно завершила прокладку линии телеграфа между городками Портпатрик и Донахади, соединив США и Ирландию. Проект прокладывания кабельного оборудования был осуществлен с применением углеродного носителя У. Хатта. Тот же корабль находился в руках Submarine Telegraph Company и использовался для соединения Дувра в США и Остенде в Бельгии кабелями. В этот же период фирма Electric&International Telegraph проложила два кабельных изделия через Северное море, от Орфорд-Несс до Схевенингена, объединив США и Нидерланды телеграфом. Эти провода были проложены посредством парохода Monarch, который стал первым судном, созданным именно для прокладки кабельного оборудования.

В 1858 году посредством судна «Эльба» был проложен кабель телеграфа между Джерси и Гернси в Нормандском море, а потом через Олдерни в Уирмут, поэтому уже в сентябре было выполнено соединение этих островков с телеграфной сетью Англии.

В то же время стали исследоваться довольно важные проблемы, которые привели к разрыву кабельного оборудования (штормы, приливы, перемещение песка и камней, нападения различных рыб), и ремонту подводных кабельных изделий.

Трансатлантический телеграфный кабель

Первая попытка провести трансатлантический кабель для телеграфа была предпринята С.У. Филдом, который заставил промышленников из Англии профинансировать и проложить линию в 1858 году. Но технология тогда была несовершенной; проблема возникла еще в самом начале, и проложенные кабели смогли отработать лишь месяц, т.к их качество оставляло желать лучшего. Следующие попытки в 1865 и 1866 годах принесли больше положительных результатов. Посредством самого огромного в мире (на тот момент) парохода «Грейт Истерн» и более улучшенной технологии прокладывания, был проведен первый трансатлантический кабельный шнур. В 1870 году судно «Грейт Истерн» помогло провести первоначальный кабель из Адена (Йемен) в Индию. Это стало серьезным прорывом в плане монтажа кабельного оборудования.

Конструкция кабеля

Конструкция кабельного оборудования довольно проста. Т.к она не содержит ничего необычного.
В большинстве случаев, кабель состоит из следующих элементов:

1. полиэтилен;
2. майларовая ленточка;
3. многожильный провод из стали;
4. водяная перегородка из алюминия;
5. поликарбонат;
6. трубопровод из меди или алюминия;
7. гидрофобный наполнитель;
8. оптические волокна.

Каждый из этих элементов, играет свою роль в работе кабельного оборудования, и заменить что-либо не всегда, представляется возможным, именно поэтому, эксперты редко выполняют ремонт и стараются заменить неисправный шнур на запасной. Трансатлантические кабельные изделия в девятнадцатом веке, включали внешний слой защиты из стали, который позднее заменили стальной проволочкой, и обмотки с изоляционным слоем из гуттаперчи вокруг центра многожильного кабельного изделия из медной проволочки. Участки, которые расположены на прибрежных концах кабеля, имели доп. слои защиты. Гуттаперча, натурального типа полимер схожий с каучуком, обладает практически идеальными хар-ками для изолирования подводных кабельных шнуров.

Его главным минусом считается – высокие показатели проницаемости (диэлектрического типа). Гуттаперча использовалась до 1930-х гг., потом ее поменяли на броню из полиэтилена. Практически 92 года назад, полиэтилен считался стратегическим материалом и применялся лишь для военной спецтехники. Поэтому, прогрессивный материал стали использовать далеко не сразу, что сформировало много проблем в обществе. Однако, чуть позднее ситуация разрешилась в пользу использования гуттаперчи.

Первый подводный кабельный шнур с применением полиэтилена был проведен лишь в 1945 году во время ВОВ, он проходил через всемирно известный Ла-Манш. В 1920-х годах американские военнослужащие экспериментировали с оборудованием закрытым резиновой изоляцией, начали они это делать, чубы найти аналог гуттаперчи, т.к американцы регулировали поставки натурального каучука, а гуттаперчевого материала не было. Водонепроницаемость подводных кабельных изделий возросла после 1926 года, у основном благодаря работам Джона Т. Блэка, ведь он помог убрать протеины из резины.

Первые подводные кабельные изделия повреждались рыбами и червями. Опасные насекомые, которые относятся к виду Xylophaga, разрушали изоляцию. Вредители попадали внутрь изделия и находились между стальными защитными проводками кабеля или застревали в защитной броне. Были случаи разрушения кабельного оборудования вследствие нападения акул. В 1873 году кит разорвал прочный кабель, проведённый в Персидском заливе. Кит, возможно, пытался очистить ракушки с помощью кабеля. И, к сожалению, он навредил не только связи, но и сам запутался в кабельном оборудовании и утонул. Его вместе с кабельным шнуром погрузили в специальное морское судно, которое смогло поднять все на поверхность.