Одними из важных характеристик конструктивного исполнения самонесущих кабелей являются допустимые внешние механические нагрузки, такие как ветровая, гололедная и нагрузка собственного веса. Поэтому одним из наиболее важных решений при строительстве ВОЛС является выбор ВОК соответствующей конструкции, который мог бы выдержать различные напряжения, возникающие в кабеле в процессе строительства и эксплуатации. Эти параметры кабеля могут быть определены по методике, предложенной ЗАО «Инкаб».

Скорость строительства очень высока. Можно за одну смену подвесить одну или две строительные длины кабеля.

Стоимость кабеля так же не очень велика и составляет, в среднем, для легких вариантов строительства от 2800 до 3600 $/км.

Построив таким образом ВОЛС, необходимо задуматься сколько она простоит и что нужно делать, чтобы она стояла дольше? ВОЛС на основе самонесущего кабеля подвергается самым разнообразным воздействиям, прежде всего это атмосферные факторы – ветровые нагрузки, солнечная радиация, осадки, обледенение, механические повреждения, вызванные ремонтными работами на других проводах, или хищения кабеля. Более того, если кабель висит в электрическом поле (что происходит повсеместно), то в результате воздействия солнечной радиации на поверхности внешней влагозащитной оболочки кабеля начинают возникать микротрещины, в которых накапливается грязь, влага и начинает развиваться трекинг-процесс – протекание поверхностных токов – треков. С течением времени плотность этих токов растет и кабель постепенно начинает гореть. Особенно это проявляется в местах крепления кабеля к опорам, так как в пролете кабель не заземлен и образуется достаточно высокая плотность треков, а на опоре кабель заземлен и поверхностные токи, естественно, стекают по опоре. Единственная рекомендация, обеспечивающая снижение влияния данного фактора, это применение трекинг-эррозионностойкой влагозащитной оболочки на основе фторполимерных материалов.

В результате срок службы ВОЛС на основе самонесущих ВОК не превышает 18–20 лет.

5.4. Особенности подвески самонесущего ВОК на опоры контактной сети ЭЖД

Подвеска самонесущих волоконно-оптических кабелей связи на опоры контактной сети и высоковольтные линии автоблокировки производится с учетом требований «Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог», утвержденных МПС России.

Подвеска ВОК производится на эксплуатируемые металлические или железобетонные опоры контактной сети при условии, что несущая способность этих опор достаточна для восприятия всех действующих нагрузок от подвешиваемого ВОК, а расположение ВОК на опорах обеспечивает возможность производства работ на нем при наличии напряжения в контактной сети .

Подвеску ВОК на опорах контактной сети осуществляют с полевой стороны. В исключительных случаях по согласованию со службой электроснабжения железной дороги допускается подвеска ВОК с внутренней стороны опор (со стороны пути). Расстояния от нижней точки ВОК при максимальной стреле провеса до поверхности земли, а также расстояние до других проводов и частей контактной сети должны быть не менее установленных значений.

Подвеска ВОК на опорах контактной сети осуществляется на кронштейнах, расположение которых на опорах определяется проектом. Кронштейны на опорах вдоль трассы устанавливают, как правило, на одной высоте от головки рельса. Крепление кронштейнов к железобетонным опорам производится с помощью хомутов. При использовании ВОК с металлическим сердечником или с металлической броней все кронштейны должны быть присоединены к защитной цепи заземления. При подвеске ВОК с диэлектрическим сердечником заземление не производится. Крепление кронштейнов на металлических опорах производится с помощью крюковых болтов или специальных деталей.

Работы по подвеске и монтажу ВОК могут быть начаты только при наличии утвержденного заказчиком рабочего проекта на строительство ВОЛС и разрешения службы электроснабжения железной дороги на производство работ в зоне контактной сети и высоковольтной линии автоблокировки.

Работы по протяжке ВОК могут вестись «c пути» со снятием напряжения, либо «с поля» без снятия напряжения.

При работе «c пути» со снятием напряжения используются высокопроизводительные специализированные комплексы машин, в состав которых включаются:

автомотриса типа АГД для буксирования грузовых прицепов, питания тягово-тормозных модулей и оборудованная гидроподъемником типа АГП для работы на высоте;

два грузовых прицепа, оборудованных тягово-тормозными модулями с поворотными устройствами, для установки барабанов с ВОК и катушек с трос-лидером.

Тягово-тормозные модули должны иметь устройства регулирования силы натяжения ВОК и автоматического их отключения при превышении силой натяжения установленной для данной марки ВОК предельной величины натяжения.

При работе «с поля» используется комплекс специальных механизмов, включающий:

лебедку с регулируемой силой натяжения для протяжки трос-лиде- ра и ВОК под натяжением;

подъемно-тормозное устройство для подъема и регулирования высоты кабельного барабана;

устройство для установки и торможения катушек с трос-лидером; При использовании специализированного комплекса машин для работы

«с пути» подвеска ВОК осуществляется в следующей последовательности. По заранее подвешенным на кронштейны роликам протягивается трослидер. Для этого после занятия комплексом перегона и снятия напряжения один грузовой прицеп с катушками трос-лидера устанавливается в начале анкерного участка за 25–30 м от анкерной опоры, а второй прицеп в сцепе

с автомотрисой начинает медленно двигаться к первой анкерной опоре. Напротив первой анкерной опоры автомотриса останавливается, монтажная люлька с двумя монтерами поднимается к кронштейну с роликом. Трос-лидер открепляется от люльки, пропускается через ролик и снова прикрепляется к люльке. В таком положении автомотриса медленно передвигается к следующей опоре. На следующей опоре трос-лидер снова пропускается через ролик и движение автомотрисы возобновляется. Таким образом трос-лидер протягивается по всему участку. После пропуска трослидера через ролик крайней анкерной опоры автомотриса с находящимся впереди нее прицепом с кабельными барабанами передвигается на расстояние 25–30 м за последнюю опору и останавливается. Во время протяжки трос-лидера монтеры, управляющие тягово-тормозным устройством

с катушками, подтормаживают катушки, обеспечивая раскатку трос-лидера под натяжением.

В крайнем положении трос-лидер через вертлюг, с помощью кабельного зажима «чулок» соединяется с ВОК, находящимся в барабане на грузовом прицепе. Автомотриса отцепляется от прицепа с кабельным барабаном и возвращается к первому прицепу со свободными от трос-лидера катушками. От автомотрисы с помощью гидропривода включаются двигатели тягового модуля и начинается медленная протяжка ВОК. При этом барабан, с которого раскатывается ВОК, притормаживается так, чтобы обеспечивались требуемые стрелы провеса ВОК в пролетах.

При работе «с поля» c использованием комплекса механизмов с боковой стороны пути за габаритом опор контактной сети в начале и конце ан-

керного участка на расстоянии 25–30 м от крайних анкерных опор выбираются горизонтальные площадки. На одной из них размещается устройство для установки и торможения катушек с трос-лидером. На противоположном конце анкерного участка на выбранной площадке устанавливается тяговая лебедка для протяжки ВОК и трос-лидера. После протяжки трос-лидера по всему анкерному участку концы его закрепляются на крайних опорах.

Для протяжки ВОК на площадке, где находилось устройство для катушек с трос-лидером, устанавливается подъемно-тормозное устройство с кабельным барабаном и далее аналогично: включается лебедка и производится протяжка ВОК по анкерному участку.

При работе с комплексом специальных механизмов скорость протяжки ВОК должна быть в пределах 1,8 км/ч. Во время протяжки ВОК при подходе зажима «чулок» к ролику и проходе его через ролик скорость протяжки снижается до минимума, практически до полной остановки. Протягивание ВОК по роликам независимо от применения машин и механизмов выполняется плавно с минимальным тяговым усилием.

После протяжки ВОК приступают к работам по его закреплению с использованием различных зажимов. Работы начинают с анкеровки ВОК на крайней от барабана опоре.

После подвески ВОК на опорах контактной сети или опорах высоковольтных линий автоблокировки выполняются специальные работы, необходимые для функционирования ВОЛС. К таким работам относятся:

сооружение вводов ВОК в здания домов связи и постов ЭЦ;

монтаж соединительных и разветвительных муфт, включая сварку волокон и контроль качества сварки с помощью приборов;

крепление муфт на опорах или других устройствах с выкладкой и закреплением технологического запаса ВОК;

контрольно-измерительные работы на смонтированных участках ВОК между регенераторами.

5.5. Навивная технология строительства ВОЛС

Навивка сравнительно легкого и недорогого ОК без армирования силовыми элементами на фазовые провода ЛЭП является одним из оригинальных и дешевых способов строительства ВОЛС.

Навивная технология строительства ВОЛС – это альтернативный способ прокладки ОК в грозозащитном тросе. Но, в отличие от прокладки ОК в грозозащитном тросе, в этом случае нет необходимости замены грозозащитного троса и вывода ЛЭП из рабочего состояния .

ОК равномерно, с помощью специальных механизмов наматывается с определенным шагом вокруг существующего грозозащитного троса или фазного провода специальной навивочной машиной (рис. 5.11, рис. 5.15). Навивочная машина может перемещаться по грозозащитному тросу как с помощью радиоуправляемого самодвижущего механизма, так и вручную, с помощью специальной лебедки. Для перехода навивной машины через опоры ЛЭП применяется специальное подъемное устройство.

		Суть способа навивки заключа-
		ется в следующем. Катушка с кабе-
	Рис. 5.11. Реализация	лем устанавливается на навивочной
		машинке, машинка катится
	навивочных машин
	проводу ЛЭП и одновременно вращает ка-
	тушку с кабелем вокруг провода, обеспечи-
	вая балансировку и натяжение кабеля при
	минимальном воздействии на несущий про-
	вод. В результате кабель (рис. 5.12) спираль-		Рис. 5.12. Навивные
	но накручивается на провод с постоянным		волоконно-оптические кабели –
	шагом навива.

Первоначально масса машинки с кабелем не превышала 37 кг, максимальный размах вращения катушки – 0,4 м, запас кабеля на одной катушке – 1000 м (для кабеля d = 6,5 мм), т. е. при использовании кассеты из двух катушек максимальная строительная длина составляет 1 км. Машинка приводится в движение с помощью буксировочного троса, вручную, с земли. Скорость движения машинки по проводу составляет порядка 0,5–1 м/с, переход через опору занимает не более 10 мин. Поднятие машинки на опору, буксировка, переходы через опору могут производиться бригадой монтажников, состоящей из 3–4 человек. Таким образом, на прокладку прямолинейного участка длиной в 1 км требуется всего около 3–5 часов.

Строительные длины навитого ВОК соединяются друг с другом с использованием подвесных сварочных муфт. Сварные соединения закрепляются в стандартной сварочной кассете, затем кассета вместе с катушкой с запасом кабеля, помещается в герметичную муфту, которая подвешивается на проводе с помощью стандартных креплений (рис. 5.13).

Вес муфты с запасом кабеля и пластиной-организатором не превышает 5 кг. Соединительная муфта имеет обтекаемую форму, подобную диску, подвешенному на проводе параллельно поверхности земли, для того, чтобы не оказывать большого сопротивления ветру, и не увеличивать ветровую нагрузку на опоры. И, кроме того, в процессе эксплуатации линии все муфты находятся под высоким напряжением, что исключает несанкционированный доступ к ним или проявление вандализма. Все металлические детали муфты, имеющие контакт с атмосферой, надежно защищены атмосферостойким покрытием в соответствии с требованиями стандартов. Для защиты корпуса муфты от прострела дробью нижняя крышка выполнена из утолщенной стали.

Несмотря на то, что в конструкции кабеля применены только диэлектрические материалы, возможно стекание токов короткого замыкания по поверхности оболочки кабеля. Для перехода волоконно-оптического кабеля с высоковольтного провода на заземленные конструкции опоры в начале и конце навивного участка применяется сводной изолятор, внешний вид которого показан на рис. 5.14. По продольной оси сводной изолятор имеет канал для пропускания волоконно-оптического навивного кабеля. На концах изолятора расположены герметичные разъемы, при помощи которых ввод и вывод кабеля надежно защищены от попадания атмосферных осадков в канал изолятора. Сверху сводной изолятор крепится к проводу ВЛ, а снизу, с помощью кронштейна, – к опоре ЛЭП.

Навитый на грозозащитный трос ОК способен противостоять любым воздействиям окружающей среды: гололед, ветровая нагрузка, перепады

температур, а также токи короткого замыкания на линии, удары молний, вибрацию и др. Этот метод строительства применяют на ВЛ от 35 кВ и выше (рис. 5.15).

Рис. 5.15. Подмотка волоконно-оптического кабеля к тросу грозозащиты

Для этого типа инсталляции разработаны специализированные устройства – навивочные машины. Их принцип действия состоит в следующем: один механизм (тяговый) позволяет устройству равномерно перемещаться вдоль троса, второй механизм (навивочный) при этом вращает закрепленный на машине барабан со строительной длиной кабеля вокруг троса. Волоконно-оптический кабель одновременно сматывается с барабана и навивается на трос. Перед проходом очередного пролета на опорах укрепляются специальные «рабочие лестницы», необходимые для подготовки механизмов к работе. Навивочная машина поднимается на опору и вешается на трос тяговым устройством в направлении движения. На машину устанавливается барабан с кабелем. В местах сближения с опорой кабель фиксируется специальным зажимом, препятствующим его разматыванию с троса. После этого запускаются тяговое и навивочное устройства. Осуществляется навивка строительной длины кабеля на пролете между двумя опорами. При приближении навивочной машины к следующей опоре (за 5–7 м) кабель вновь фиксируется зажимом, препятствующим его разматыванию, после чего машина демонтируется и может быть использована на очередном пролете. На самой опоре кабель фиксируется в обе стороны анкерными зажимами. Таким образом формируется проходной узел натяжения – так называемый «джампер».

Совершенствование конструкции машин для навивки волоконнооптического кабеля позволило создать устройство, принцип функционирования которого подобен веретену. Вес такого устройства составляет не более 15 кг, а полезная нагрузка – до 180 кг, что позволяет навивать ОК на пролеты длиной до 6 км (рис. 5.16).

Рис. 5.16. Навивочная машина:

а) с базовым барабаном; б) с длиной кабеля, равной длине пролета; в) водило кабеля – основной элемент

Это устройство использовалось для строительства навивных ВОЛС на территории Российской Федерации. Для повышения надежности ВОЛС в процессе эксплуатации было предложено следующее решение: до середины пролета кабель навивается в одну сторону, а затем – в противоположную. В середине пролета волоконно-оптический кабель крепится специальным зажимом, который в случае обрыва несущего провода или троса освобождает кабель и тем самым позволяет избежать его обрыва.

Достоинства навивной технологии неоспоримы. Прежде всего, это возможность строить ВОЛС практически в любых условиях, как пересеченной местности (горы, тундра, тайга там, где построены ЛЭП), так и различных индустриальных преград (железные и автомобильные дороги, фидерные линии различного назначения, дома, огороды, овраги и проч.) без дополнительных приспособлений и помостов.

Навивка оптического кабеля на фазный провод практически исключает его обледенение, которое так же, как и вибрации на пролетах между опорами из-за ветровых нагрузок, является основной причиной обрыва воздушных проводов. Достигается это благодаря разогреванию обвитой вокруг провода влагозащитной полиэтиленовой оболочки оптического кабеля под действием электромагнитного поля ЛЭП. Кроме того, увеличение турбулентности воздушных потоков, обтекающих систему «Оптический кабель – провод ЛЭП» на 40–60 % снижает уровень вибрации.

Рассматриваемая технология обеспечивает среднюю скорость навивки ОК до 5–6 км в смену, позволяет проходить сложные и недоступные участки трассы.

Состав работ.

• протяжка диэлектрического трос лидера;
• протяжка ВОК;
• закрепление ВОК на стойках в исходном положении.

Используемая техника и оборудование.

Оборудование для подвески ВОК.

1. Кабельный транспортер.
2. Лебедка.
3. Динамометр.
4. Ролики раскаточные.
5. Чулок.
6. Вертлюг.
7. Соединители троса.
8. Лидер трос.

Возможно Вас заинтересует: «Как определить максимально возможную длину пролёта при подвесе кабеля»

Оборудование для монтажа муфт и производства измерений.

1. Оптический рефлектометр.
2. Сварочный аппарат.
3. Комплект инструментов для разделки кабеля и монтажа муфт.
4. Ноутбук.

Вспомогательное оборудование.

1. Авто лаборатория на базе ГАЗ 66.
2. Автовышка (АГП или АП).
3. Комплект лестниц.
4. Измерительная лаборатория на базе УАЗ-469.
5. Радиостанции портативные.
6. Оптотелефоны.
7. Схема последовательности технологического процесса подвески ВОК.

1 Этапы подвески кабеля:

1 Установить кронштейн на заданной отметке и вставить концы хомутов в отверстия в кронштейне. Наживить гайки на резьбовую часть хомутов.

2 Затянуть гайки крепления с кронштейном.

3 Отрегулировать горизонтальное крепление кронштейна.

4 Подвесить раскаточный ролики поводок на нём, закрепить низ поводка на стойке.

5 Перейти к следующей стойке и осуществить с той же последовательностью монтаж очередного кронштейна.

6 Протяжка трос-лидера на анкерном участке.

2 Схема последовательного технологического процесса протяжки трос-лидера.

1 Растормозить катушку и отмотать трос-лидер на длину, достаточную для стыковки трос-лидера с поводком, закрепленным на укладочном ролике первой стойки.

2 Состыковать трос-лидер с поводком и протянуть его через укладочный ролик.

3 Притормаживая катушку с небольшим натяжением, протянуть трос-лидер до следующей стойки.

4 Повторить операции, выполненные при протяжке трос-лидера первой стойки, и протянуть трос-лидер через раскаточный ролик второй стойки, во время протяжки трос-лидера через раскаточный ролик трос-лидер удерживается в натянутом положении. При протяжке трос-лидера по необходимости заменять катушки.

5 Повторить операции по всем стойкам анкерного участка

6 После протяжки по всему анкерному участку трос-лидер закрепляется на крайних стойках в натянутом состоянии, обеспечивая габариты его до земли.

3 Подвеска ВОК на стойках:

1 С помощью кабельного зажима “чулок” ВОК состыковывается с трос-лидером. Во время стыковки необходимо следить за тем, чтобы трос-лидер находился в натянутом состоянии и не нарушались габариты, с другой стороны анкерного участка трос лидер соединяется с тяговой машиной (лебедкой).

2 Производится протяжка ВОК по всем роликам со скоростью до 30 м/мин. Координация действий по растормаживанию барабана и одновременному включению тяговой машины осуществляется по радиосвязи. Одновременно проводится наблюдение за прохождением кабеля по роликам.

3 После протяжки ВОК от его конца у барабана отматывается технологический запас.

4 В конце технологического запаса устанавливается зажим и ВОК анкеруется на стойку. Технологический запас в соответствии с проектом сматывается в бухту и закрепляется на стойке.

5 После анкеровки ВОК натягивается до усилия, превышающего табличное значение на 10%, выдерживается в этом состоянии 5-10 мин. На месте промежуточной анкеровки наносится метка кабель ослабляется, устанавливается поддерживающий зажим, затем ВОК снова натягивается, а поддерживающий зажим анкеруется на стоке.

6 Технологический процесс повторяется на всех местах анкеровки.

7 После установки последнего анкерного зажима тяговая машина отсоединяется от ВОК, который затем сматывается в бухту и закрепляется на стойке.

В последнее время наиболее популярным методом строительства ВОЛС становится вариант подвески ВОК на опорах ЛЭП энергетиков, опорах контактной сети и ЛЭП автоблокировки железнодорожного транспорта, а также на опорах осветительной сети и наземного электрического транспорта. В своем дипломном проекте я выбрал тип прокладки - подвесной, выбор сделан благодаря приемуществам указанным ниже. Проектируемая линия Уфа - Казань будет осуществлена вдоль автомагистрали на опорах ЛЭП (длина магистрали составляет 525 км). Таким образом при моделировании ВОЛС я имел запас в 25 км. Подвеска ВОК осуществляется на уже установленных опорах и не требует тщательной предварительной подготовки трассы прокладки, поэтому более технологична и проста, чем прокладка в грунт. Опыт строительства ВОЛС МПС РФ показывает, что стоимость строительства с использованием подвески ВОК обходится на 30-35% дешевле, чем при строительстве с прокладкой ВОК в грунт, при этом сроки строительства сокращаются в 2,5-3 раза. Особенность применения ВОК для подвески на опорах заключается в способности кабеля к упругому продольному растяжению до 1,5% без возникновения нагрузок на оптическом волокне. Для строительства ВОЛС методом подвески кабеля на опорах железнодорожного транспорта используется только диэлектрический самонесущий ВОК. Во время эксплуатации данный кабель испытывает значительные колебания температуры, скорости ветра и осадков, вибраций, что предъявляет определенные требования к технологии подвески. Одним из главных является принцип ограничения механических воздействий на оболочку, на растяжение ВОК, сдавливающие нагрузки, а также углы поворота трассы ВОК. Технология подвески ВОК должна обеспечить сохранность покрытия оболочки кабеля при протяжке от повреждений.

Современная технология подвески ВОК предусматривает два этапа:

подготовительный этап, включающий в себя обшестроительные работы, замену дефектных и поврежденных опор, установку дополнительных опор, заказ и приобретение специальных кронштейнов крепления ВОК в соответствии с типами, указанными в проекте, кронштейнов для крепления запасов кабеля и оптических муфт, узлов анкеровки.

на втором этапе, связанном непосредственно с подвеской ВОК, осуществляются: крепление кронштейнов на опорах; крепление на кронштейнах технологических роликов для протяжки трос-лидера, а затем с помощью его и кабеля; замена роликов на специальные натяжные или поддерживающие зажимы и крепление кабеля; монтаж муфт; устройство анкеровок и крепление запасов ВОК; подключение кабеля к кроссовому оборудованию; измерение и паспортизация пассивной части ВОЛС. Все работы по подвеске ВОК на опорах выполняются в соответствии с действующими правилами и нормами, а также техническими условиями, заложенными в проектах.

При строительстве ВОЛС методом подвески на опорах высоковольтных линий связи также применяют:

оптический кабель малого диаметра, который с помощью специальных механизмов наматывается с определенным шагом намотки на фазный провод или грозозащитный трос;

встроенный в грозотрос специальный оптический кабель (как правило, используется только при реконструкции высоковольтной линии с заменой грозотроса);

подвеска оптических кабелей к стальному канату (тросу), натянутому между столбовыми опорами на консолях;

подвеска кабеля с встроенным тросом на консолях специальной конструкции.

В любом из этих способов подвески ВОК должны обеспечиваться заданные оптические параметры в течение всего срока службы (на менее 25 лет).

Экономическая часть

Современные транспортные системы для увеличения пропускной способности оптических линий используют многоканальные мультиплексоры. Мультиплексоры помогают сэкономить значительные средства, обеспечивая передачу информации на различных длинах волн по одной линии и делая тем самым ненужным прокладку новых оптоволоконнных линий.

Стоимость волоконно-оптической сети сегодня составляет десятки и сотни миллионов рублей, и при ее создании требует решать более 50 разноплановых технических и организационных задач, которые должны быть координированы во времени и иметь гарантированное материально-техническое обеспечение. Поэтому успех выполнения проекта сети зависит, прежде всего, от организации работ. Нарушение организационной структуры выполнения проекта резко снижает качество работы.

Типовая структура цены волоконно-оптической линий связи, которую сегодня часто строят вдоль автомагистрали или полотна железной дороги, имеет следующее распределение средств (в процентах).

К прокладке ВОЛС по опорам прибегают в тех случаях, когда использовать прокладку в канализации или траншейным методом нецелесообразно (либо невозможно). При строительстве внутризоновых и магистральных оптических сетей получило распространение использование оптического кабеля в грозозащитном тросе - это самый удобный и надежный способ подвески ВОЛС на ЛЭП напряжением 110 кВ и более. На внутризоновых и местных линиях применяется также подвеска самонесущего кабеля с креплением на нижнем траверсе. Этот вариант используется как на ЛЭП напряжением 110 кВ и выше, так и на воздушных линиях менее высокого напряжения (10 кВ и ниже) наряду с низковольтными линиями, линиями освещения, опорами контактных сетей железных дорог.

К числу достоинств прокладки ВОЛС по опорам можно отнести сокращение сроков строительства наряду со снижением капитальных и эксплуатационных затрат (необходимость отвода земель и согласований с заинтересованными организациями отсутствует), уменьшение масштабов возможных повреждений в местах городской застройки и промзонах, а также независимость от типов почвы.

И хотя воздушная прокладка оптических кабелей существенно проще подземной, нужно отметить и такие недостатки прокладки ВОЛС по опорам, как сокращение срока службы из-за влияния окружающей среды, подверженность повышенным механическим напряжениям при неблагоприятных погодных условиях, а также сложности расчета при воздействии нагрузок в различных условиях эксплуатации.

Для прокладки ВОЛС методом подвески к опорам в населенных пунктах часто используют подвеску оптоволоконного кабеля к стальному тросу, который натягивается между опорами на консолях. Применяется также подвеска оптоволоконного кабеля со встроенным тросом на консолях специальной конструкции.

При подвеске оптоволоконного кабеля к стальному тросу каждая консоль крепится к опоре с помощью специальных шурупов. С учетом нормальной стрелы провеса высота установки консолей должна быть такова, чтобы расстояние от уровня земли до самой нижней точки кабеля составлял 4,5 м и более. К тросу оптоволоконный кабель крепится с помощью подвесов, выполненных из оцинкованной тонколистовой стали. Такие подвесы должны свободно перемещаться по стальному тросу и плотно охватывать оптоволоконный кабель.

В случае подвески оптоволоконного кабеля, в который встроен несущий трос, применяется стандартная электросетевая арматура и поддерживающий зажим. Для натяжного крепления самонесущего оптоволоконного кабеля применяют спиральные зажимы (перемонтаж спиральных натяжного и поддерживающего зажимов запрещен).

Как упоминалось выше, среди недостатков прокладки ВОЛС по опорам - сложность расчета всех нагрузок, действующих на воздушно-кабельный переход. Что касается расчета несущего троса, то он включает расчет фактической силы натяжения в условиях эксплуатации (она не должна превышать предельной прочности троса на разрыв) и расчета расходуемой длины троса. Такие характеристики троса, как его предельная прочность на разрыв и удельный вес указываются в технической документации производителя. При расчете натяжения троса необходимо учитывать все составляющие нагрузки, способные повлиять на его растяжение в реальных условиях, следовательно, нужно подсчитать его полную весовую нагрузку. Ведь в самом худшем случае трос может растянуться под действием вертикальной составляющей нагрузки (собственный вес троса, вес кабеля и крепежной конструкции, а также вес намерзающего зимой льда). Кроме того, нагрузка на трос может увеличиваться под действием горизонтальной составляющей нагрузки (силы ветра). Таким образом, расходуемую длину троса нужно рассчитывать с учетом провеса, а он способен меняться в зависимости от колебаний силы натяжения и температуры.

Учитывать последнее нужно и при выборе конструкции соединительной муфты а также размера и конструкции сплайс-кассеты. Колебания температуры приводят к изменению длины кабеля. Это может привести или к появлению макроизгибов в сплайс-кассете.

Основные положения технологии подвески волоконно-оптического кабеля (ВОК)

В последнее время наиболее популярным методом строительства ВОЛС становится вариант подвески ВОК на опорах ЛЭП энергетиков, опорах контактной сети и ЛЭП автоблокировки железнодорожного транспорта, а также на опорах осветительной сети и наземного электрического транспорта. В своем дипломном проекте я выбрал тип прокладки - подвесной, выбор сделан благодаря приемуществам указанным ниже. Проектируемая линия Уфа - Казань будет осуществлена вдоль автомагистрали на опорах ЛЭП (длина магистрали составляет 525 км). Таким образом при моделировании ВОЛС я имел запас в 25 км. Подвеска ВОК осуществляется на уже установленных опорах и не требует тщательной предварительной подготовки трассы прокладки, поэтому более технологична и проста, чем прокладка в грунт. Опыт строительства ВОЛС МПС РФ показывает, что стоимость строительства с использованием подвески ВОК обходится на 30-35% дешевле, чем при строительстве с прокладкой ВОК в грунт, при этом сроки строительства сокращаются в 2,5-3 раза. Особенность применения ВОК для подвески на опорах заключается в способности кабеля к упругому продольному растяжению до 1,5% без возникновения нагрузок на оптическом волокне. Для строительства ВОЛС методом подвески кабеля на опорах железнодорожного транспорта используется только диэлектрический самонесущий ВОК. Во время эксплуатации данный кабель испытывает значительные колебания температуры, скорости ветра и осадков, вибраций, что предъявляет определенные требования к технологии подвески. Одним из главных является принцип ограничения механических воздействий на оболочку, на растяжение ВОК, сдавливающие нагрузки, а также углы поворота трассы ВОК. Технология подвески ВОК должна обеспечить сохранность покрытия оболочки кабеля при протяжке от повреждений.

Современная технология подвески ВОК предусматривает два этапа:

Подготовительный этап, включающий в себя обшестроительные работы, замену дефектных и поврежденных опор, установку дополнительных опор, заказ и приобретение специальных кронштейнов крепления ВОК в соответствии с типами, указанными в проекте, кронштейнов для крепления запасов кабеля и оптических муфт, узлов анкеровки.

На втором этапе, связанном непосредственно с подвеской ВОК, осуществляются: крепление кронштейнов на опорах; крепление на кронштейнах технологических роликов для протяжки трос-лидера, а затем с помощью его и кабеля; замена роликов на специальные натяжные или поддерживающие зажимы и крепление кабеля; монтаж муфт; устройство анкеровок и крепление запасов ВОК; подключение кабеля к кроссовому оборудованию; измерение и паспортизация пассивной части ВОЛС. Все работы по подвеске ВОК на опорах выполняются в соответствии с действующими правилами и нормами, а также техническими условиями, заложенными в проектах.

При строительстве ВОЛС методом подвески на опорах высоковольтных линий связи также применяют:

Оптический кабель малого диаметра, который с помощью специальных механизмов наматывается с определенным шагом намотки на фазный провод или грозозащитный трос;

Встроенный в грозотрос специальный оптический кабель (как правило, используется только при реконструкции высоковольтной линии с заменой грозотроса);

Подвеска оптических кабелей к стальному канату (тросу), натянутому между столбовыми опорами на консолях;

Подвеска кабеля с встроенным тросом на консолях специальной конструкции.

В любом из этих способов подвески ВОК должны обеспечиваться заданные оптические параметры в течение всего срока службы (на менее 25 лет).

Экономическая часть

Современные транспортные системы для увеличения пропускной способности оптических линий используют многоканальные мультиплексоры. Мультиплексоры помогают сэкономить значительные средства, обеспечивая передачу информации на различных длинах волн по одной линии и делая тем самым ненужным прокладку новых оптоволоконнных линий.

Стоимость волоконно-оптической сети сегодня составляет десятки и сотни миллионов рублей, и при ее создании требует решать более 50 разноплановых технических и организационных задач, которые должны быть координированы во времени и иметь гарантированное материально-техническое обеспечение. Поэтому успех выполнения проекта сети зависит, прежде всего, от организации работ. Нарушение организационной структуры выполнения проекта резко снижает качество работы.

Типовая структура цены волоконно-оптической линий связи, которую сегодня часто строят вдоль автомагистрали или полотна железной дороги, имеет следующее распределение средств (в процентах):

Управление проектом ~ 1-3 %

проектирование ~ 1-3 %

оборудование, включая системную интеграцию в единую сетевую структуру + стоимость оптического кабеля ~ 75 %

строительство ВОЛС ~ 6 - 10 %

создание центра управления и службы эксплуатации ~ 8 - 10 %

обучение ~ 1- 2 %

непредвиденные (прочие) расходы ~ 2 - 4 %

В общем случае, дополнительно нужно учитывать расходы на таможенные пошлины ~ 5-20 %, оплату налогов ~ до 20% от стоимости оборудования и расходы на эксплуатацию сети, которые в первый год могу составлять до 10 %.

Подчитаем стоимость проектируемой линии.

Длина волоконно-оптической линии равна 550 км, скорость передачи информации 2.5Гбит/с (STM-16).

Оборудование - 8-ми канальная транспортная система WL8 - компании Сименс.

Оптический кабель - ОКЛЖ - самарской компании, использующее различные типы волокон компании Корнинг.

Так как в дипломном проекте была показана возможность проектировать линию связи при использовании как стандартного одномодового волокна, так и при использовании одномодового NZDSF волокна, то и стоимость проекта подчитаем для двух типов волокон.

Стоимость оптического кабеля:

при использовании стандартного одномодового волокна SMF28 фирмы Корнинг 1 км оптического кабеля будет стоить - 90 000 рублей. Вся линия в 550 км будет стоить 90 000*550 = 49 500 000 руб. Один модуль МКД (волокна компенсирующего дисперсию) будет стоить - 200 000 рублей, потребуется 4 модуля, т.е. - 800 000 рублей. Используем модуль фирмы Корнинг DCM-95.

при использовании одномодового NZDSF волокна LEAF тм фирмы Корнинг 1 км оптического кабеля будет стоить - 120 000 рублей. Вся линия в 550 км будет стоить 120 000*550 = 66 000 000 руб.

Оборудование - транспортная система WL8 компании Сименс будет стоить ~ 9 000 000 руб.

Общая стоимость оборудование + оптический кабель будет составлять в:

1-ом случае - 59 300 000 руб.,

2-ом - 75 000 000 руб.

Как было сказано выше стоимость оборудования ВОЛС составляет примерно 75 % от всех затрат строительства проекта.

59 300 000 - 75 %

Себестоимость - 100 %

Себестоимость = (59 300 000 * 100)/ 75 = 79 000 000 руб.

75 000 000 - 75 %

Себестоимость - 100 %

Себестоимость = (75 000 000 * 100)/ 75 = 100 000 000 руб.

Подчитаем срок окупаемости проектируемой линии:

Цена одного канала STM-16 за час равен - 600 руб. Подчитаем за сутки: 600 * 24 = 14 400 руб. Так как линия 8-ми канальная: то за сутки - 115 200 руб.

Подчитаем сумму за год: 155 200 * 365 ? 42 000 000 руб.

Учтем, что система постоянно не загружена на 100 %. Подчитаем сумму при загруженности системы на 80 %, отсюда

42 000 000 - 100 %

За год - 80 %

За год = (42 000 000 * 80) / 100 ? 33 000 000 руб.

Из полученных результатов делаем вывод, что проектируемая мною линия в 1-ом случае окупит себя примерно за 2,5 года, во 2-ом случае примерно за 3 года.

Как было сказано выше нужно учитывать таможенные пошлины при ввозе оборудования, оплату налогов - до 20 % от стоимости всей системы, расходы на зарплату обслуживающему персоналу, расходы на экплуатацию сети, которые в первый год могут составлять до - 10 %.

С учетом выше перечисленного срок окупаемости увеличивается примерно в два раза т. е. будет составлять 5 и 6 лет соответственно в первом и втором случае.

Техника безопасности

В качестве техники безопасности при моделировании ВОЛСВ на ЭВМ, можно использовать эргономику рабочего места оператора ЭВМ.

Рабочее место оператора должно отвечать определенным требованиям, обеспечивать максимальную комфортабельность условий работы за компьютером, способствовать сохранению работоспособности и хорошего самочувствия в течение дня.

Рабочее место оператора ЭВМ включает:

Монитор является основным звеном безопасности в настольной вычислительной системе. Плохой монитор может стать вполне реальной угрозой здоровью человека. В тоже время монитор высокого качества благодаря высоким техническим данным и низкому уровню электромагнитных излучений повышает продуктивность работы, предотвращает зрительное утомление, усталость и головные боли. Монитор должен отвечать требованиям по размеру видимой части экрана, разрешению, частоте смены кадров, мультичастотности, экранному покрытию и настройке экрана. Частота регенерации кадров не менее 75 Гц при оптимальном для каждого класса разрешении. Монитор должен полностью удовлетворять стандартам MPRII, TCO и требованиям безопасности, установленным ГОСТ Р50948-96 " Средства отображения информации индивидуального пользования", по уровню переменных электромагнитных и электростатических полей.

клавиатура и манипулятор "мышь"

Клавиатура является основным устройством ввода и от ее конструктивной особенности зависит, как бистро устанет оператор и, следовательно, производительность труда. Недостатком клавиатуры является быстрая утомляемость кисти руки при длительной работе, так как кисть находится все время в подвешенном состоянии, что создает нагрузку на мышцы предплечья.

Особое внимание специалистов в области эргономики привлекает - манипулятор типа "мышь". Недостатком всех манипуляторов "мышь" является то что при каждом поднятии руки и повторяющемся ее удержании над каким-нибудь предметом предплечье испытывает значительную нагрузку. На рынке имеются подвижные опоры для кистей, перемещающиеся вместе с руками. Эти опоры размещаются так, чтобы кисти свободно с них свисали, что снижает нагрузку на предплечье и снижает утомляемость.

рабочий стол и кресло

Рабочая мебель при работе с компьютером играет важную роль в создании оптимальных условий работы человека. Грамотное ее использование позволяет снизить степень утомляемости, повысить работоспособность, производительность труда, концентрацию внимания.

Компьютерная мебель должна быть удобной, прочной надежной, и иметь аккуратный вид. При этом конструкция и размеры стола и кресла должны способствовать оптимальной позе оператора, при которых выдерживаются определенные угловые соотношения между "шарнирными" частями тела. Правильная поза (следовательно, и правильное функционирование организма) поможет сохранению здоровья и воспрепятствует симптомов синдрома компьютерного стресса, а также симптома постоянных нагрузок.

Выводы

Только правильное соблюдение требований и мероприятий по оптимизации труда оператора ЭВМ позволяет сохранить не только нормальную работоспособность, но и самое главное - здоровье.

Ведь вся разработка мероприятий по оптимизации условий труда оператора ЭВМ предназначена для предотвращения неблагоприятного воздействия на человека вредных факторов, сопровождающих работы с видеодисплейными терминалами и персональными электронно-вычислительными машинами.