Ремонт подводных кабелей. Оборудование для ремонта

Ремонт подводного кабеля. Оборудование для обслуживания и прокладки подводных кабелей, для прокладки кабеля под водой, в море, океане

Кабели могут быть повреждены рыболовецкими траулерами, якорями, землетрясениями, мутными течениями и даже укусами акул. На основании обследования обрывов в океане и морях, было установлено, что в 20-м веке, менее 9% повреждений были связано с природными явлениями. В ответ на эту угрозу для сети связи, была разработана практика кабельного захоронения.

Средняя частота повреждений кабеля составляла 3,7 на 1000 км в год. Эта цифра была снижена, в конце 20-го века, до 0,44 разломов на 1000 км в год, из-за широко распространенного захоронения кабеля. Тем не менее, разрывы кабеля ни в коем случае не являются пережитком прошлого. Более 50 ремонтов в год происходит в океане. На протяжении нескольких лет были значительные перерывы.

Склонность к повреждениям кабеля рыболовецкими судами использовалась во время войн. Например, серия из 12 разрывов произошла на пяти трансатлантических кабелях связи в середине 20-го века. В ответ военный корабль был задержан и исследован траулером. Обзор судового журнала показал, что судно было в районе каждого из поврежденных кабелей. Также были обнаружены на палубе разорванные куски кабеля. Позиция Советского Союза в расследовании заключалась в том, что такие действия были неоправданными, но Соединенные Штаты ссылались на Конвенцию о защите подводных телеграфных кабелей, которую подписала Россия (до образования Советского Союза).

Береговые станции с помощью электрических измерений могут найти разрыв в кабеле, например, путем расширения спектра во временной области рефлектометрии (SSTDR). SSTDR является типом рефлектометрии во временной области, который очень быстро может быть использован в живых средах. В настоящее время SSTDR может собрать полный набор данных со скоростью 20 м/с. Сигналы с расширенным спектром направляются вниз провода, а затем наблюдается отраженный сигнал. Затем данные коррелируются с копией посланного сигнала и к форме и тактированию сигналов на месте разрыва применяются алгоритмы.

Судно посылается для того, чтобы сбросить маркер-буй возле обрыва. В зависимости от ситуации используются несколько типов грейферов. Если морское дно песчаное, для вспахивания под поверхностью и обнаружения кабеля используются грейферы с жесткими зубцами. Если кабель находится на скалистой поверхности дна моря, грейфер является более гибким, с крючками по всей длине.

Он может приспособиться к изменению поверхности. В особенно глубокой воде, кабель не может быть достаточно крепким. Поднять его как единое целое невозможно. Используется специальный грейфер, который обрезает кабель вскоре после того, как он был подцеплен. Восстановленный кабель длиннее, чем оригинал, поэтому избыток сознательно кладут на морском дне в форме буквы «U». Погружной вариант можно использовать для ремонта кабелей, которые лежат в более мелких водах.

Ряд портов вблизи важных кабельных трасс стали местом для специализированного ремонта кабельных судов. Они на протяжении большей части 20-го века были домом для полутора десятков таких судов. Экипажи этих судов разработали множество новых методов и устройств для ремонта и улучшения прокладки кабелей, таких, как "вспашка".

Сбор информации

Подводные кабели, которые не могут находиться под постоянным наблюдением, соблазнили разведывательные организации собирать информацию. Происходило это, начиная с конца 19-го века. Часто в начале войны, страны сокращали кабели других сторон, чтобы перенаправить поток информации в кабели, которые отслеживались. В первую мировую войну имели место наиболее амбициозные усилия, когда британские и немецкие войска систематически пытались уничтожить системы связи других стран, сокращая с надводных кораблей или подводных лодок их кабели.

Воздействие на окружающую среду

Постоянно изучается суть взаимодействия кабелей с морской флорой и фауной. Недавние исследования показали, что кабели оказывают минимальное воздействие на жизнь в этих средах. В пробах осадочных кернов вокруг кабелей и в местах, удаленных от кабелей, в разнообразии организмов или их изобилии было мало статистически значимых различий.

Основное отличие в том, что кабели обеспечили точку крепления для актиний, которые, как правило, не могут расти в мягких областях осадков. Данные конца 19-го начала 20-го века показали в общей сложности 16 повреждений кабеля, вызванных запутыванием в них китов. Такие смертельные заграждения полностью прекратились, когда появились усовершенствованные методы для размещения современных коаксиальных и волоконно-оптических кабелей. У них меньшая тенденция к сматыванию, когда они прокладываются на дне моря.

Заметные события

Землетрясение на островах повредило серию океанских кабелей, вызвав массивный подводный оползень. Последовательность обрывов помогла ученым наметить ход оползня.

В начале 21 века часть подводных кабельных систем повредилась, что нарушило почти все связи, и пострадало около 10 миллионов пользователей Интернета.

Землетрясения привели в негодность многочисленные кабели между разными странами и создали массу проблем.

В начале 20-го века пираты украли одиннадцати-километровый участок подводного кабеля, который подключал пользователей нескольких стран. Воры пытались продать 100 тонн кабеля в качестве металлолома.

Разрушения подводного кабеля в 20-ом веке также значительные. Целая серия серьезных кабельных отключений была в разных местах. Это вызвало массовые перебои связи в восточных странах.

Землетрясения и цунами на Востоке повредили ряд подводных кабелей, которые базировались в разных государствах.

Трансатлантический телефонный кабель

Трансатлантический телекоммуникационный это подводный коммуникационный кабель, соединяющий одну сторону Атлантического океана с другой. В 19-м и начале 20 века каждый кабель был одним проводом. После этого, в середине века, начал применяться коаксиальный кабель с усилителями. В конце века все использовали оптическое волокно, и большинство сегодня используют оптические усилители.

История

Когда первый трансатлантический телеграфный кабель был заложен бизнесменом, он действовал только в течение трех недель. Последующие попытки были более успешными. Несмотря на то, что телефонный кабель обсуждался в начале 20-го века, для практичности требовался ряд технологических достижений, которые в то время не существовали.

В середине 20-го века был заложен первый телефонный кабель. Первоначально он был открыт с 36 телефонными каналами. Емкость кабеля вскоре была увеличена до 48 каналов. Позже за счет использования нового оборудования были добавлены еще три канала. На кабеле было эффективно реализовано тайм-присваивание интерполяции речи. Оно эффективно увеличило емкость кабеля для 72 речевых схем. Более поздние коаксиальные кабели, установленные в 1970-е годы, использовали транзисторы и имели более высокую пропускную способность.

Современная технология

Все кабели, используемые в настоящее время, применяют волоконно-оптическую технологию.

Существовала череда новых трансатлантических кабельных систем. Все современные системы используют волоконно-оптическую передачу и самовосстановлиающуюся кольцевую топологию. В конце 20-го века спутники связи потеряли большую часть своего североатлантического телефонного трафика. При этом отмечалась низкая стоимость, высокая производительность, низкая латентность кабеля. С течением времени это преимущество только увеличивается, так как более жесткие кабели обеспечивают более высокую скорость.

Кабельные трассы

Серии кабелей составляют большой процент от всех кабелей в Атлантике. Все кабели совместных предприятий между рядом телекоммуникационных компаний заканчиваются в разных странах.

Силовой кабель для подводной лодки

Подводные кабели питания являются одним из основных кабелей для передачи электрической энергии ниже поверхности воды. Они обычно несут электрическую энергию под соленой водой, но также можно использовать подводные силовые кабели под пресной водой.

Технологии конструирования

Большинство систем питания используют переменный ток. Обусловлено это главным образом той легкостью, с которой переменное напряжение с помощью трансформатора может передаваться вверх и вниз. Когда напряжение активизируется, ток по линии уменьшается, и так как резистивные потери в линии пропорциональны квадрату тока, активизируемое напряжение значительно снижает потери резистивных линий. Отсутствие столь же простой и эффективной системы для выполнения той же функции для систем постоянного тока было непрактично в конце 19-го и начале 20 в. Доступные устройства, такие как вращающийся конвертер, были менее эффективны, и требовали значительно больше обслуживания.

Поскольку технология улучшилась, стало доступным постоянное напряжение вверх или вниз, хотя даже сегодня этот процесс является гораздо более сложным, чем в системах переменного тока. Преобразователь напряжения постоянного тока часто состоит из преобразователя – по сути мощного генератора. Для того, чтобы преобразовать постоянный ток в переменный, трансформатор создает фактическое пошаговое напряжение, а затем выпрямитель и фильтр.

DC переключатель передач больше и дороже в производстве, так как подавление дуги сложнее. Когда выключатель или предохранитель открывается, ток будет продолжать течь в дуге через контакты. Так как контакты находятся достаточно далеко друг от друга, дуга гаснет, так как напряжения электрического поля (вольт на метр) недостаточно для того, чтобы выдержать его. В цепи переменного тока ток падает до нуля по два раза в течение каждого цикла переменного тока. В это время дуга гаснет.

Если расстояние между контактами еще относительно мало, напряжение будет повторно инициировать дугу. Так как DC является постоянным, и эти пересечения нуля не происходят, выключатель постоянного тока предназначается для прерывания полного номинального напряжения и тока. Это приводит к необходимости более дорогого коммутационного оборудования. Требуемое для повторного инициирования погашения дуги напряжение намного больше, чем напряжение, которое необходимо для поддержания дуги.

Передача электроэнергии постоянного тока имеет некоторые преимущества по сравнению с передачей переменного тока. Для обработки пикового напряжения синусоидальной волны переменного тока должны использоваться линии электропередачи переменного тока.

Тем не менее, переменный ток синусоидальный, поэтому эффективная мощность, которая может быть передана через линию, связана с корнем среднеквадратичного значения напряжения, которое для синусоиды только в 0,7 раза меньше пикового значения. Это означает, что для проволоки того же размера и той же изоляции на стойках и другого оборудования, линия постоянного тока может нести в 1,4 раза больше мощности линии переменного тока.

Передача переменного тока также страдает от реактивных потерь, за счет естественной емкости и индуктивных свойств проволоки. Линии передачи постоянного тока не страдают от реактивных потерь. Единственные потери в линии передачи постоянного тока являются резистивными потерями, которые присутствуют в линии переменного тока.

Это означает для всей системы передачи мощности, что для данной величины мощности требуется более дорогой провод, изоляторы и башни. Но при этом на обоих концах линии используется менее дорогостоящее оборудование, такое как трансформаторы и распределительные устройства. Для более коротких расстояний стоимость оборудования перевешивает экономию на стоимости линии электропередачи. При более длинных расстояниях разница в стоимости в линии начинает становиться более значительной, что делает экономически выгодным постоянный ток высокого напряжения (HVDC).

Для подводных систем передачи потери линии из-за емкости значительно больше. Это делает HVDC экономически выгодным вариантом на гораздо меньшем расстоянии, чем на суше.