Настоящая статья носит сугубо информационный характер и не претендует на 100% новизну. Это следует учитывать, как при прочтении, так и при дальнейшей публикации.
Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) на территории Российской Федерации получили широкое распространение в последний десяток лет. При этом ВОЛС пользуются популярностью у операторов не только проводной, но и мобильной связи. К примеру, по открытой информации на 2010 год протяженность волоконно-оптических линий передачи информации ОАО «МегаФон» составила 43,5 тысячи километров. Эта цифра продолжает увеличиваться, другие сотовые операторы также наращивают свое оптическое вооружение.
Процесс активного развития линий связи, построенных на применении оптического волокна, связан в том числе с тем, что в настоящее время ведется освоение отдаленных районов, в которых альтернативы спутниковой связи ранее не было. Заводы-изготовители волоконно-оптического кабеля расширяют ассортимент, стараясь угнаться за требованиями заказчиков.
Территория Российской Федерации занимает 17 млн 098,2 км². Это не так мало. В виду обширности территории, связать регионы в одну исправно функционирующую сеть весьма проблематично. Этот фактор обеспечил активное развитие в сфере проектирования и строительства ВОЛС в последний десяток лет.
К сложностям, возникающим при проектировании ВОЛС, можно отнести климатические условия при выполнении работ в регионах, близких к полярному кругу. Климат северных областей Российской Федерации достаточно суров, он заставляет считаться с собой и не прощает ошибок.
Одним из основных показателей, оказывающим влияние на кабель, является ветровое давление. На рис. 1 представлен фрагмент климатической карты, публикуемой в Правилах устройства электроустановок
Рисунок 1. Фрагмент карты районирования по ветровым нагрузкам
Как видно, градация ветровых нагрузок довольно плотная. Также стоит отметить, что по всей территории РФ по данным ПУЭ пока еще много «белых пятен» малоизученных районов. Тут и таится одна из проблем: для определения средних значений скоростей ветра в этих регионах необходимо руководствоваться данными, которые можно получить в местных метеорологических центрах. Это вытекает в дополнительные трудозатраты, потерю времени и денежных средств.
Еще одной особенностью российского климата можно считать обилие льда, образующегося на стенках проводов, тросов и кабелей. Особенно это заметно в прибрежных районах с большими перепадами температур. Фрагмент карты районирования по гололеду представлен на рисунке 2.
Рисунок 2. Фрагмент карты районирования по гололедным нагрузкам
Видно, что по мере приближения района проектирования к побережью растет толщина стенки гололеда, откладывающегося на стенках кабеля. Толщина стенки в соответствии с ПУЭ может достигать 40 мм. Этот факт существенно снижает возможности подвеса волоконно-оптического кабеля.
Количество районов, относящихся к малоизученным, также относительно велико. В этом случае невозможно обойтись без запросов дополнительных сведений у метеорологических станций.
Дополнительно стоит обратить внимание на специфику прокладки кабеля в грунт. На территории России существует множество регионов, в которых многолетняя мерзлота является нормальным явлением. В этом случае стоит учитывать такие явления, как пучинистый грунт, морозобойные трещины и оползни. Они могут поспособствовать повреждениям кабеля и даже его разрыву.
В случае прокладки кабеля в грунт в малопригодных для этого районах необходимо отдавать предпочтение дренирующим грунтам (скальные, гравийные, галечные), привозным грунтам, соответствующим выдвигаемым требованиям. Также стоит рассмотреть возможность прокладки кабеля в железобетонных лотках и на эстакадах.
Для того, чтобы обеспечить долгую и безаварийную работу ВОЛС, необходимо учесть множество аспектов в процессе проектирования. В первую очередь это касается определения марки монтируемого кабеля и моделирования его поведения в процессе эксплуатации.
Определить марку в большинстве случаев помогают заводы-изготовители кабеля. Однако важно понимать, что заводы в большинстве случае предлагают лишь ориентировочный расчет и не претендуют на 100% точность. Поэтому необходимо проверить полученные данные на этапе проектирования. В случае выбора кабеля для подвеса нужно рассчитать стрелы провеса во всех необходимых режимах и убедиться, что опасность «схлеста» ВОЛС с фазными проводами отсутствует. На рисунке 3 показаны ориентировочные колебания значения стрелы провеса волоконно-оптического кабеля (ВОК) в зависимости от внешних условий.
Рисунок 3. Изменение стрел провеса кабеля, провода и троса в зависимости от климатических условий
На рисунке 3 видно, что колебание стрелы провеса происходит в достаточно большом диапазоне. Для каждого кабеля при определенных условиях стрелы будут изменяться различными способами. Это доказывает важность определения характеристик кабеля с достаточной точностью.
В процессе проектирования также часто возникает необходимость определения нагрузок на опоры линий электропередачи с целью исключить негативное воздействие ВОЛС на собственность энергетиков. Сложность расчета механических нагрузок заключается в том, что рассчитать нагрузки мало, нужно еще сравнить полученные значения с допустимыми. Это провести достаточно сложно. Большинство воздушных линий электропередач на территории России было построено в 60х годах двадцатого столетия. В результате требуется дополнительное уточнение с учетом поправочных коэффициентов. Расчет для опор такого возраста не является рекомендацией, он необходим.
Электрическое поле, возникающее в результате работы линий электропередач, оказывает достаточно сильное влияние на качество работы ВОЛС и также требует дополнительного расчета. Дело в том, что в результате неправильного выбора точки крепления ВОК возможно такое явление, как обгорание кабеля. Реальные фотографии с мест аварии ВОЛС в результате воздействия электрического поля не публикуются в сети ввиду того, что проектирующая и строительная организации в этом случае не афишируют просчеты.
В настоящей статье были рассмотрены основные сложности, на которые необходимо обратить внимание при проектировании волоконно-оптических линий связи. Этот список не является полным, и Администрация VOLS-PSD.ru просит Вас поделиться своим опытом в проектировании и строительстве ВОЛС. Это можно сделать в комментариях к статье, либо направив письмо в адрес Администрации.
