Проектирование волоконно-оптических линий связи - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Общая характеристика цифровых сетей связи с применением волоконно-оптических кабелей. Возможности их применения. Разработка проекта для строительства волоконно-оптических линий связи на опорах существующей ВЛ 220 кВ. на участке ПС Восточная-ПС Заря.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Характеристика трассы ВЛ на участке ПС Восточная - ПС Заря
2.1 Существующие системы передачи по ВЛ
2.2 Характеристика проектируемой СП
3. Выбор типа ОК для подвески на ВЛ
3.2 ОК, встроенные в грозозащитный трос
3.4 ОК, предназначенные для навивки на провода и грозозащитные тросы
4.1 Расчет числовой апертуры и определения режима работы ОК
4.4 Расчет длины регенерационного участка
4.4.1 Расчет длины ЭКУ по дисперсии
4.4.2 Расчет длины ЭКУ по затуханию
5. Расчет механической нагрузки на ОКГТ
6. Эксплуатационные и монтажные измерения параметров ВОЛС
6.2.1 Прямой метод измерения затухания
6.4 Определение места и характера повреждения ОК
7.2 Расчет параметров готовности подземной ВОЛС
7.3 Расчет параметров готовности подвесной ВОЛС
8. Строительство ВОЛС - ВЛ на участке ПС Восточная - ПС Заря
8.2 Строительство ВОЛС - ВЛ на монтажном участке (опора №9 - опора №17)
8.3 Потребность в машинах, механизмах, транспорте
9. Оценка технико-экономической эффективности ВОЛС - ВЛ
10. Мероприятия по охране труда, ТБ и сохранению окружающей среды
Взрывной характер развития сетей связи вызвал необходимость разработки новых технологий сооружения проводных линий передачи. Основные требования к технологии - простота проектирования, быстрота, экономичность строительства, высокая пропускная способность, надёжность. В свете этих требований особый интерес представляет новая технология сооружения ВОЛС, отличающаяся тем, что оптический кабель подвешивается на опоры высоковольтных воздушных линий электропередачи, а не прокладывается в грунт.
В данном дипломном проекте рассматриваются основные вопросы проектирования и строительства ВОЛС-ВЛ на опорах существующей ВЛ 220 кВ на участке ПС Восточная-ПС Заря.
Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) в настоящее время занимают заметное место в системах передачи информации как общегражданского, так и специализированного назначения.
Внедрение волоконно-оптических линий в системы связи началось с конца 70-х годов и интенсивно продолжается нарастающими темпами. Исходной точкой развития ВОЛС считается открытие лазерного механизма генерации света, а затем - появление современной волоконной оптики на базе полученных кварцевых световодов с малым затуханием. Последнее показало что основное препятствие при распространении света (его затухание), обусловленное в основном наличием примесей, может быть снижено, а сами световоды приемлемы в качестве среды распространения сигнала.
Оптические волокна (ОВ) в качестве среды распространения многоканального сигнала имеют существенные преимущества перед традиционно используемыми металлическими кабелями и эфиром.
Широкополосность. В любой системе связи (например, цифровой) скорость передачи информации связана с занимаемой полосой, составляющей определенный процент значения несущей частоты. Неискаженные передачу и прием полосы осуществить тем легче, чем меньший процент она составляет. Следовательно, большое значение несущей частоты, что и используется в ВОЛС,снижает требования к широкополосности системы и увеличивает ее информационную емкость.
Высокая защищенность от внешних электромагнитных полей, объясняемая диэлектрической природой распространения сигнала, физическими условиями этого распространения и использованием очень коротких длин волн. Подобного эффекта невозможно достичь в уже освоенных традиционных диапазонах из-за насыщенности радиочастотного спектра источниками излучений. Это свойство особенно привлекательно для энергетики, так как металлический кабель плохо совместим с воздушными высоковольтными линиями электропередачи (ВЛ).
Большая длина участка регенерации. По понятным причинам это имеет большое значение, в частности, для электроэнергетической отрасли.
Малогабаритность и легкость кабелей на основе ОВ.
Высокая экономичность из-за отсутствия потребности в меди, что очень существенно, поскольку традиционно кабельная промышленность потребляет до половины объема общих ресурсов меди и до четверти - свинца.
Присущие ВОЛС недостатки (дороговизна аппаратуры и кабеля из-за сложной технологии, необходимость работы при повышенном соотношении сигнал - шум из-за трудностей практической реализации когерентной обработки сигнала и гетеродинных методов приема, слабая радиационная стойкость и другие) не снижают указанных преимуществ. Это, а также тот факт, что многие задачи передачи сигналов могут быть экономично решены только с использованием ОВ, обусловило широкое распространение ВОЛС не только в дальней связи, но и в локальных сетях.
Энергетическая отрасль также является перспективной областью применения ВОЛС, учитывая протяженность ВЛ и возможность подвески оптического кабеля (ОК) на высоковольтных опорах. Телекоммуникационная сеть электроэнергетики является важнейшей составной частью ее инфраструктуры, обеспечивающей функционирование комплекса объектов и центров технологического управления Единой энергетической системы (ЕЭС) России; сбор и передачу телемеханической информации, функционирование средств и систем автоматического управления (релейной защиты, противоаварийной автоматики); контроля и диагностики электростанций, электрических и тепловых сетей, контроля и учета в реальном времени производства, передачи и потребления электрической и тепловой энергии.
Одновременно с этим телекоммуникационная сеть электроэнергетики обеспечивает работу административно-хозяйственных и организационно-экономических управлений производственными объектами, коммерческую, а также научную и конструкторскую деятельность, связанную с развитием отрасли. Телекоммуникационная сеть электроэнергетики - крупнейшая отраслевая сеть связи страны. При развитии Взаимоувязанной сети связи (ВСС) России рассматриваются вопросы по интеграции отечественных телекоммуникационных сетей в Глобальную информационную структуру (ГИС). Одновременно с глобализацией связи будет происходить постепенный переход к ее персонализации, которая означает возможность любого абонента получать различные услуги связи по своему персональному номеру в любой точке земного шара. Телекоммуникационная сеть электроэнергетики развивается как часть ВСС на аналогичных принципах с использованием передовых телекоммуникационных технологий.
Дальнейшее развитие отраслевой телекоммуникационной сети предусматривается в соответствии с разработанной специалистами Российского акционерного общества «ЕЭС России» «Концепцией развития Единой сети электросвязи и телемеханики электроэнергетики (ЕСЭТЭ) России на период до 2005 года », в которой поставлены задачи развития отраслевой телекоммуникационно - информационной инфраструктуры как технологической основой управления отраслью [1]. При этом в полной мере учитывается существующая в России законодательная и нормативно-правовая база.
В основу создания и развития ЕСЭТЭ положен поэтапный переход от существующих раздельных сетей по видам информации к единой широкополосной цифровой сети интегрального обслуживания и интеллектуальной сети. Что позволит реализовать новые виды услуг при значительном сокращении оборудования, повышении эффективности использования канального и частотного ресурсов и в конечном итоге при значительном снижении затрат в расчете на единицу передаваемой информации.
Из новейших информационных технологий, которые начали в последнее время внедряться в электроэнергетике и получают широкое распространение в дальнейшем, следует отметить [1]:
- синхронную цифровую иерархию (СЦИ) - Synchronous Digital Hierarchy - SDH;
- широкополосную цифровую сеть связи с интегрированным обслуживанием (Ш-ЦСИО) - Broadbard Integrated Services Digital Network (B-ISDN);
- асинхронный режим доставки информации (АРА) - Asynchronous Transfer Mode - ATM;
- интеллектуальные сети (СИ) - Intelligent Network - IN.
Цифровизация первичной сети осуществляется в три этапа [1]:
- на первом этапе (до 2000 года) будут созданы интегрально-цифровые сети связи (ИЦСС) - Integrated Digital Network - IND, в которых будет обеспечиваться интеграция цифровых систем передачи и коммутации. Одним из главных решений этого этапа является переход сетей связи отрасли на единую систему сигнализации. При этом с целью повышения эффективности цифровизации необходимо в каждой из зон обеспечивать компклексное внедрение цифровых систем передачи и коммутации;
- на втором этапе (до 2005 года) должны быть созданы цифровые сети интегрального обслуживания (ЦСИО) - Integrated Services Digital Network (ISDN), в которых потребители используют каналы 2В+D (B - цифровой 64-кбит/c канал, D - служебный цифровой 16- Кбит/c канал). Эти сети - результат взаимного развития сетей связи и вычислительных сетей, обеспечивающих предоставление пользователям более широкого спектра услуг;
- на третьем этапе (после 2005 года) предусматривается переход к Ш-ЦСИО для организации отраслевой транспортной сети и интеллектуальных сетей.
Внедрение указанных выше новейших информационных технологий осуществляется в рамках интенсивного развития в отрасли:
волоконно- оптических линий связи с подвеской волоконно-оптических кабелей (ВОК) на опорах ВЛ 110-500 кВ;
Внедрение ВОЛС с подвеской ВОК на опорах ВЛ в нашей стране было начато в конце 80-х годов, и на 1 июля 1998 г. введены в эксплуатацию ВОЛС общей протяженностью около 4000 км в ряде энергосистем (Ленэнерго, Колэнерго, Иркутскэнерго, Ивэнерго, Кузбассэнерго и других) [1]. Дальнейшее развитие сетей ВОЛС определено “Концепцией развития Единой сети электросвязи и телемеханики электроэнергетики России на период до 2005 года “, в соответствии с которой в ближайшие 7-8 лет будет построено около 15,0 тыс.км. ВОЛС с подвеской на ВЛ. Магистральные ВОЛС будут сооружаться, как правило, в кооперации с АО “Ростелеком” и с некоторыми другими, в первую очередь отечественными телекоммуникацинными компаниями. В регионах, главным образом, будут сооружаться корпоративные сети. При этом основное внимание будет уделяться развитию региональных первичных цифровых сетей.
Учитывая накопленный опыт, а также возрастающую заинтересованность операторов связи и различных компаний и ведомств в строительстве ВОЛС на ВЛ (ВОЛС-ВЛ) РАО “ЕЭС России” по поручению Государственной комиссии по электросвязи при Государственном комитете России по связи и информатизации разработало нормативно-техническую документацию федерального уровня “Правила проектирования, строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи на ВЛ 110 кВ и выше” 2.
В общих положениях Правил обосновываются достоинства сооружения ВОЛС-ВЛ по сравнению с традиционным способом прокладки в грунте. Это:
отсутствие необходимости в отводе земель и проведение согласований только с владельцами сооружений, пересекаемых ВЛ;
уменьшение количества повреждений в районах городской застройки и в промышленных зонах;
снижение капитальных и эксплуатационных затрат в районах с тяжелыми грунтами.
В данном дипломном проекте рассмотрены основные вопросы проектирования и строительства ВОЛС-ВЛ на опорах существующей ВЛ 220 кВ. на участке ПС Восточная-ПС Заря.
1 Характеристика трассы ВЛ на участке ПС Восточная - ПС Заря
На проектируемом участке ПС Восточная - ПС Заря, построена и находится в эксплуатации воздушная высоковольтная линия электропередачи с заземленной нейтралью и действующим напряжением 220кВ. ВЛ проходит в Новосибирской области, по землям совхозов «Луговского» и «Железнодорожного» Новосибирского сельского района.
В районе ПС Заря трасса проходит по Шмаковской лесной даче, Тогучинского лесхоза.
По пути следования ВЛ имеет 2 пересечения с электрофицированными магистральными железными дорогами (Инская - Тогучин и Инская - Сокур), 1 пересечение с ВЛ 110кВ, 1 пересечение с несудоходной рекой Иня и другие пересечения.
Расчетные климатические условия следующие:
Скорость ветра при гололеде - 15м/сек, температура воздуха - минус 5 градусов С 0 ;
Расчетная скорость ветра - 29м/сек;
Абсолютная минимальная температура воздуха минус 50 градусов С 0 ;
Абсолютная максимальная температура воздуха плюс 40 градусов С 0 ;
Температура наиболее холодной пятидневки минус 39 градусов С 0 ;
Среднегодовая продолжительность гроз - 48 часов.
Протяженность волоконно - оптической линии связи составляет 32,849км.
Район строительства согласно строительных норм и правил (СН и П) «Нормы затрат на временные здания и сооружения» определяется как освоенный.
На рисунке 1.1 приведена схема трассы ВЛ на участке ПС Восточная - ПС Заря.
2.1 Существующие системы передачи по ВЛ
Переход к цифровым сетям связи с применением волоконно-оптических кабелей начался в электроэнергетике в конце 80-х годов. До этого времени для организации связи использовались и продолжают использоваться аналоговые системы передачи. По назначению аппаратуру аналоговых систем передачи информации, применяемую на ВЛ, можно разделить на две основные группы: комбинированную и многоканальную- для каналов телефонной связи, телемеханики и передачи данных; специальную- для каналов релейной защиты, линейной и противоаварийной автоматики.
Комбинированная аппаратура рассчитана на один, два и три телефонных канала и несколько независимых каналов телемеханики (передачи данных) в верхней части полосы стандартного канала тональных частот (ТЧ) . Спектр частот стандартного канала ТЧ 0,3-3,4 кГц. разделяется фильтрами на несколько отдельных каналов. Передача сигналов телефонного разговора осуществляется в нижней так называемой тональной части спектра, составляющей обычно 0,3-2,3 кГц., а в надтональном спектре частот (2,3-3,4кГц.) образуются каналы телемеханики, передачи данных и вызова абонентов телефонного канала (если в аппаратуре выделен специальный сигнал для этого). Для каждого из каналов в комбинированной аппаратуре используется своя несущая частота, которая модулируется первичными сигналам.
Многоканальная аппаратура рассчитана на двенадцать стандартных телефонных каналов. При этом спектр частот каждого телефонного канала 0,3-3,4 кГц. может быть использован для передачи сигналов телемеханики, данных и устройств автоматики.
Для разделения спектра ТЧ на две полосы (для передачи сигналов телемеханики и данных в надтональном спектре) используются стандартные разделительные фильтры ДК-2,3 , если аппаратура не содержит подобных фильтров (например, В-12-3).Кроме того, если позволяет конструкция аппаратуры, то в том же канале из схемы блока усилителя низкой частоты передатчика исключается ограничитель максимальных амплитуд. Эта мера применяется с целью исключения паразитной амплитудной модуляции в каналах надтонального спектра при срабатывании ограничителя от сигналов телефонного разговора.
В комбинированной и многоканальной аппаратуре используется способ передачи сигналов на одной боковой полосе частот (ОБП). Каналы телемеханики и данных образуются с помощью дополнительной аппаратуры (модемов) с частотной модуляцией поднесущей частоты.
Существует следующая аппаратура систем передачи информации по ВЛ [3]: комбинированная типа АСК на один и три канала ТЧ; преобразователи спектра частот стандартной двенадцатиканальной аппаратуры воздушных проводных линий связи (В-12-3, З-12Ф-Е) в спектр высоких частот типа МПУ-12; усилители мощности на 100 Вт. типа УМ-1/12-100 для комбинированной и многоканальной аппаратуры; модемы каналов телемеханики типов АПТ и ТАТ-65.
С 1981 года выпускается, с использованием новой элементной базы комбинированная аппаратура на один, два и три телефонных канала типа ВЧС; преобразователи спектра частот 12-ти канальной аппаратуры типа ВЧСП-12; транзисторные усилители мощности на 80 Вт.; универсальные модемы типа АПСТ [3].
Специальная аппаратура для высокочастотных (ВЧ) каналов релейной защиты, линейной и противоаварийной автоматики делится на две подгруппы: устройства передачи блокирующих (запрещающих) сигналов; устройства передачи разрешающих и отключающих сигналов.
Передача блокирующих сигналов осуществляется для дифференциально-фазных и дистанционных защит.
Передача разрешающих сигналов (контролируемых на приёмном конце) осуществляется для ускорения действия резервных защит, а отключающих (неконтролируемых) сигналов - для защит оборудования высокого напряжения, включенного непосредственно на шины подстанций (без выключателей), а также для систем противоаварийной автоматики.
Существует специальная аппаратура следующих типов [3]: приемопередатчик УПЗ -70 для передачи блокирующих сигналов; передатчики и приемники ВЧТО-М для передачи пяти сигналов-команд; высокочастотные и низкочастотные передатчики и приемники АВПА и АНКА для передачи до 14 сигналов-команд.
С 1981 года выпускается более совершенный, с использованием новых элементов приёмопередатчик типа АВЗК-80 для всех видов защит с блокирующим сигналом [3].
Все перечисленные выше системы передачи работают по фазным проводам ВЛ. Такие используются ВЧ тракты по: изолированным проводящим грозозащитным тросам; изолированным проводам расщеплённых фаз (внутрифазный тракт); изолированным проводам расщеплённых проводящих грозозащитных тросов (внутритросовый тракт).
К недостаткам аналоговых систем передачи можно отнести высокий уровень помех в ВЧ каналах и влияние ВЧ систем по ВЛ на радиоприём и системы навигационного управления. Они не отвечают всё возрастающим требованиям отраслевой сети электросвязи энергетики и поэтому требуют замены на более совершенные цифровые системы передачи с использованием волоконно-оптических кабелей.
2.2 Характеристика проектируемой системы передачи
Для организации диспетчерско-технологической связи между ПС Заря (Новосибирскэнерго) и Восточными электрическими сетями проектом предусматривается применение 120-канальной цифровой системы передачи. Система изготовлена экспериментальным заводом научного приборостроения российской академии наук (ЭЗНП РАН) совместно с японской фирмой NEC (торговая марка NEC-EZAN).
Для организации линий передачи по волоконно-оптическому кабелю используются оптические линейные терминалы (OLT). OLT осуществляет работу по двум оптическим волокнам, одно для передачи, другое для приёма.
OLT серии FD2250, используемый в данной системе, преобразует входной кодированный сигнал со скоростью передачи 8448 кбит/с в оптический кодированный сигнал со скоростью передачи 8448 кбит/с. OLT FD2250 работаем по одномодовым оптическим волокнам с длиной волны 1,31 мкм.
В качестве аппаратуры аналого-цифрового каналообразования применяется мультиплексор серии ENE 6012,который обеспечивает:
приём тридцати каналов ТЧ или основных цифровых каналов (ОЦК) и соответствующего числа каналов передачи сигналов управления и взаимодействия между АТС;
объединение-разделение их в групповой первичный цифровой поток со скоростью передачи 2048 кбит/с.
Вторичное временное группообразование осуществляется мультиплексором серии ENE 6020. Он предназначен для объединения-разделения четырех плезиохронных первичных потоков со скоростью передачи 2048 кБит/с. в групповой вторичный поток со скоростью передачи 8448 кБит/с.
Для коммутации станционных оптических, коаксиальных и симметричных кабелей используется кроссовое оборудование, в состав которого входит кроссовая стойка EN-8778, с установленными на ней оптическими, коаксиальными и симметричными кроссами.
Для питания и размещения съемных комплектов аппаратуры каналообразования (ENE-6012), комплектов временного группообразования (ENE-6020), оптического терминала (FD-2250) и другого оборудования, а также для отображения состояния, включенного в неё оборудования, предназначена стойка серии EN 6000.
Основные технические данные оптического терминала FD-2250 приведены в таблице 2.1 [4].
Таблица 2.1 - Основные технические данные оптического терминала FD 2250.
В оборудовании OLT предусмотрена передача каналов сервисных данных (SD), используемых для передачи сигналов служебной связи, сигналов управления и контроля, а также служебных каналов, которые потребитель может использовать для своих целей.
В таблице 2.2 приведён интерфейс каналов SD [4].
Таблица 2.2 - Интерфейс каналов SD
Входной \ выходной сигнал тактовой частоты-CLK
Мультиплексор ENE-6012 выполнен в виде отдельного блока, который размещается на стойке EN 6000. На стойке могут быть установлены до 4-х комплектов мультиплексоров.
Основные технические данные мультиплексора ENE-6012 приведены в таблице 2.3 [4].
Таблица 2.3 - Основные технические данные мультиплексора серии ENE 6012.
Число проводов входящих и исходящих цепей
Параметры первичного цифрового Стыка (в соответствии с ГОСТ 26886--86 и рекомендацией G .703 МСЭ:
Допустимое затухание Соединительного кабеля
Параметры цифрового стыка Сигнала внешней
Допустимое затухание Соединительной линии на частоте
ГОСТ 26886-86 и рекомендации G .703 МСЭ:
Сонаправленный и противонаправленный
Основные технические данные мультиплексора серии ENE-6020 приведены в таблице 2.4 [4].
Таблица 2.4-Основные технические данные мультиплексора серии ENE 6020.
Количество каналов в мультиплексированном потоке
Временное посимвольное группирование
Амплитуда импульса выходного Сигнала
Электропитание аппаратуры ENE-6012, ENE-6020 и стойки EN 6000, размещаемой в обслуживаемых пунктах, осуществляется в соответствии с ГОСТ 5237 от источника постоянного тока с напряжением минус (21-29) В. (номинальное значение минус 24 В.) или минус (36-72) В. (номинальное значение минус 48 В. и минус 60 В.) с заземлённым положительным полюсом источника питания [4].
Аппаратура, устанавливаемая в помещении линейно-аппаратного цеха (ЛАЦ), предназначена для круглосуточной эксплуатации при температуре воздуха от 0 до +45С и относительной влажности до 90% при температуре +35С и снижении атмосферного давления до 450 мм. рт. ст.
Аппаратура должна сохранять свои нормированные параметры и характеристики после воздействия следующих климатических факторов:
относительной влажности воздуха 95% при температуре +35С;
атмосферном давлении 60 кПа (450 мм. рт. ст.).
Структурная схема организации связи представлена на рисунке 2.1.
3. Выбор типа оптического кабеля для подвески на ВЛ
Широкое внедрение оптических кабелей на сетях связи привело к их использованию на ВЛ для передачи информационных сигналов по обслуживанию ВЛ, так и для использования части каналов для коммерческой цели.
Это большая группа ОК, имеющая специфические особенности, такие как стойкость к температурным перепадам и ветровым нагрузкам, воздействию дождя и пара, снега и льда, солнечного света и радиации, грозовых воздействий, больших механических нагрузок, воздействию экологии среды.
Эти кабели должны обладать высокой надежностью работы, такой же, как и ВЛ.
Вследствие этого к ним предъявляются дополнительные требования:
они не должны повреждаться при аварийных режимах на ВЛ и при многочисленных коммутациях в энергосистемах;
они должны быть защищены от внешних воздействий;
они должны обладать высокими механическими характеристиками;
срок службы должен быть увеличен до 40 лет;
они должны работать при высоком каронирующем эффекте фазовых проводов.
При строительстве волоконно-оптических линий связи с подвеской на опорах ВЛ в мировой практике получили распространение следующие типы волоконно-оптических кабелей [5]:
OPGW (Optical Graud Wire) - ВОК, встроенный в грозозащитный трос (ОКГТ [2]) - используется при создании магистральных и внутризоновых ВОЛС на ВЛ 110 - 500 кВ, как правило, при реконструкции или сооружении новых линий электропередачи;
ADSS (All Dielectric Sely - Sypporting) - самонесущие неметаллические ВОК (ОКСН [2]) -для организации внутрисистемных ВОЛС по линиям электропередачи 35-220 кВ, на существующих опорах ВЛ или при отсутствии на них грозозащитных тросов;
WADC (Wrapped All Dielectric Cables) - навиваемые на фазовые провода или грозозащитные тросы (ОККН [2]) - используются во внутрисистемных ВОЛС по линиям электропередачи 35-220 кВ;
PA (Preporm Aftched) - неметаллические ВОК, прикрепляемые к грозозащитным тросам - применяются для организации внутрисистемных ВОЛС на ВЛ 110-220 кВ.
Строительство воздушных волоконно- оптических линий в российской энергетике ведётся в основном с использованием ВОК встроенного в грозозащитный трос (ОКГТ) и самонесущего кабеля (ОКСН). В России также налажено производство ВОК навивного типа. Проведены испытания таких кабелей и разработаны принципы проектирования линий с его использованием для ВЛ, получен российский патент на машину для навивки волоконно-оптического кабеля.
Ниже рассмотрим более подробно классификацию ВОК для подвески на ВЛ.
3.2 Оптические кабели, встроенные в грозозащитный трос
Оптимальным решением для создания надёжной оптической связи по ВЛ является передача оптического сигнала по кабелям, встроенным в грозозащитный трос. При выборе конструкции таких кабелей следует учитывать то обстоятельство, что кабель должен выполнять две функции: с одной стороны, обеспечивать стабильность оптических параметров в течении длительного времени эксплуатации (не менее 25 лет); и с другой стороны, обеспечивать надёжную защиту линии от ударов грозовых разрядов, выдерживать значительные токи короткого замыкания, возникающие на линии в течении срока службы кабеля.
В связи с этим проектировщикам оптических кабелей, встроенных в грозозащитный трос, приходится решать задачи обеспечения заданных оптических параметров в условиях повышенных температур, возникающих в кабеле при его нагреве от токов короткого замыкания, при ударах грозовых разрядов, и в условиях пониженных температур, которые определяются климатическим районом подвески кабеля. Кроме того, необходимо обеспечить высокую механическую прочность кабеля и низкое сопротивление.
В настоящее время многие зарубежные фирмы, а также ряд российских компаний, освоили выпуск таких кабелей и предлагают различные конструктивные и технологические решения для обеспечения указанных параметров. По конструкции оптические кабели, встроенные в грозозащитный трос, можно разделить на три основные группы.
Первая группа кабелей. Оптический сердечник заключен в трубку из алюминия или алюминиевого сплава, которая бывает герметичной и негерметичной, обеспечивает механическую защиту оптического сердечника, имеет низкое электрическое сопротивление. Поверх трубки положены повивы из проволок, определяющие механическую прочность кабеля и его электрические параметры.
На рисунке 3.1 показаны типичные конструкции кабелей первой группы, выпускаемых следующими фирмами:Alcoa Fujikura LTD (США), BICC (Великобритания), Cables Pirelli S.A. (Испания), Alcatel (Франция), Showa ' s Wires&Cables (Япония), Fujikura (Япония), АО ВНИИКП совместно с АОЗТ “Самарская оптическая кабельная компания” (Россия) [6].
Второй тип кабелей. Оптические волокна свободно уложены в герметичной трубке из нержавеющей стали, свободное пространство трубки заполнено гидрофобным заполнителем. Одна или несколько таких трубок с оптическими волокнами скручены вокруг центральной проволоки, образуя первый повив кабеля. В зависимости от прочности и необходимого сопротивления кабеля дополнительно накладываются еще один или два повива проволок.
Кабели такого типа выпускаются фирмами: AEG (Германия), Felten&Guilleaume Energietechnik (Германия), Philips (Германия). Типичный образец кабеля такого типа показан на рисунке 3.2 [6].
Третья группа кабелей. Оптические волокна свободно уложены в полимерной трубке, свободное пространство которой заполнено гидрофобом. Поверх полимерной трубки наложены повивы из проволок, обеспечивающие необходимую механическую прочность и электрическое сопротивление кабеля.
Конструкцию такого вида кабелей предлагают фирмы Nokia (Финляндия) и Siemens (Германия). На рисунке 3.3 представлены конструкции этих кабелей [6].
К третьей группе можно отнести ОКГТ, выпускаемый АОЗТ “Ссамарская оптическая кабельная компания” (рис. 3.4). Его конструктивная особенность заключается в том, что между внешним и внутренним повивами проволок расположена оболочка из алюминия.
Таким образом, основным принципиальным отличием оптических сердечников, выпускаемых различными фирмами для оптических кабелей, встроенных в грозозащитный трос, является укладка волокна в оптическом сердечнике. Применяется как свободная укладка волокон в оптическом модуле (loose tube), так и плотная упаковка волокон (tight unit или tight buffer).
При расчете оптического кабеля, встроенного в грозозащитный трос, на предельно допустимую растягивающую нагрузку следует учитывать предельно допустимую нагрузку на волокно для сохранения как оптического затухания, так и его целостности в течении всего срока службы кабеля. Так, для кабелей со свободной укладкой волокон в оптическом сердечнике обычно волокно не нагружено при максимально допустимой растягивающей нагрузке, приложенной к кабелю. Нагрузка на волокно (или удлинение волокна) появляется при приложении к кабелю нагрузок, превышающих максимально допустимые, как показано на рисунке 3.5 [6].
При использовании оптических сердечников с плотной упаковкой волокон приложенная растягивающая нагрузка на кабель передаётся на оптическое волокно, то есть оптическое волокно в этом случае находится в напряженном состоянии (рис. 3.5). Известно, что под действием нагрузки и влаги механическая прочность оптических волокон изменяется и вследствии этого уменьшается их время жизнеспособности. Таким образом, для обеспечения необходимого срока службы кабеля требуются защита оптических волокон от действия влаги и сохранение высокой механической прочности волокон в течении всего срока службы кабеля. Так, фирма Alcoa Fujikura, применяющая конструкцию кабеля с плотной упаковкой волокон в оптическом сердечнике, использует оптическое волокно фирмы Corning Incorporated Opto-Electronics Group, которое имеет дополнительное покрытие по кварцевой оболочке окисью титана. АОЗТ “Самарская оптическая кабельная компания“ в своей кабельной продукции использует оптические волокна этой же фирмы и имеет возможность изготовления ОКГТ с одномодовыми оптическими волокнами повышенной стойкости к старению SMF-33Titan.
Такое волокно имеет параметр усталости n =29.5 (для обычного волокна n=22.5), отражающий время жизнеспособности волокна. Предварительная отбраковка волокна при 1%-ном удлинении позволит гарантировать срок его службы в течении 40 лет. Максимально допустимые нагрузки на кабель выбираются из расчёта удлинения волокна до 0,5-0,6%.
При плотной упаковке волокна в оптическом сердечнике его размеры могут быть значительно снижены по сравнению с размером
Проектирование волоконно-оптических линий связи курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовая работа: Роль развивающего обучения для развития творческой личности младшего школьника. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат На Тему Жизнь После Смерти
Курсовая работа по теме Проектирования микропроцессорной системы управления объектом
Реферат: Reinsurance Agreements Essay Research Paper QUOTA SHARE
Эссе Конформизм Достоинства Недостатки И Последствия
Требования К Итоговому Сочинению 2022 2022 Фипи
Сочинение На Тему Богатство Природы Зачин
Курсовая работа по теме Обеспеченность пищевого рациона детей и подростков витаминами А, Е, С
Пикуль Собрание Сочинений Скачать Бесплатно Fb2
Диссертация Исследование И Разработка Системы
Курсовая работа: Логистическая оптимизация деятельности предприятия на примере ООО Совлит
Курсовая работа по теме Оздоровительный туризм: основные понятия, анализ организации на мировых и отечественных курортах
Курсовая работа по теме Институт государственности как форма правления
Статья: Русские ученые-эмигранты о языке деловой письменности
Денежная Система России Реферат
Дипломная работа: Экспертное исследование результатов инвентаризации
Реферат: Здравомысленный заяц 2
Курсовая работа по теме Спортивная программа и организация базы данных
Реферат: Германия 4
Реферат по теме Глобализация услуг: динамика, формы, специфика
Особливості державотворення та формування бюджетної системи в період гетьманату Павла Скоропадського - История и исторические личности дипломная работа
Ответственность местного самоуправления - Государство и право курсовая работа
Аудит страхової компанії - Бухгалтерский учет и аудит контрольная работа