Кабели оптические самонесущие 12 волокон
Кабели оптические самонесущие (ОКСН) на 12 волокон: конструкция, применение и технические аспекты
Кабель оптический самонесущий (ОКСН) на 12 волокон представляет собой специализированное волоконно-оптическое изделие, предназначенное для подвеса на опорах воздушных линий связи, электропередачи и контактной сети железных дорог без использования троса-несущего элемента. Ключевая особенность конструкции — интегрированный силовой элемент (несущий трос или пучок стержней), воспринимающий механические нагрузки, что позволяет монтировать кабель на существующих опорных конструкциях, часто совместно с линиями электропередачи (ВОЛС-ВЛ). Исполнение на 12 оптических волокон является одним из наиболее востребованных в сегменте магистральных, зоновых и абонентских сетей, обеспечивая баланс между достаточной пропускной способностью, надежностью и экономической эффективностью.
Конструктивные элементы ОКСН на 12 волокон
Конструкция кабеля является многослойной и строго регламентированной, каждый элемент выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и стабильности передачи сигнала в условиях внешней атмосферной и механической нагрузки.
- Центральный силовой элемент (несущий трос): Основа кабеля. В ОКСН применяется либо стальной трос, оцинкованный или из нержавеющей стали, либо пучок стеклопластиковых стержней (КЕВЛАР, арамидные нити). Стальной трос используется в конструкциях с металлическими элементами (тип «8»), стеклопластик — в полностью диэлектрических (тип «Д»). Диэлектрический вариант исключает риск наведения опасных потенциалов при близком расположении к ВЛ и повышает стойкость к грозовым перенапряжениям.
- Оптический модуль: В кабеле на 12 волокон волокна, как правило, объединены в один или несколько модулей. Наиболее распространена конструкция с одним центральным повивом из 12 волокон вокруг силового элемента. Каждое волокно имеет индивидуальное цветовое кодирование вторичного буферного покрытия диаметром 250 мкм. Сами волокна — одномодовые (G.652.D или G.657.A2) или многомодовые, в зависимости от назначения кабеля. Для самонесущих применений преобладают одномодовые волокна.
- Гидрофобный заполнитель: Все межмодульные и внутренние полости кабеля заполнены тиксотропным гидрофобным гелем или компаундом. Это ключевой барьер против продольного распространения влаги при случайном повреждении внешней оболочки.
- Внутренняя защитная оболочка: Обычно из полиэтилена (ПЭ), она формирует сердечник кабеля, скрепляя оптический модуль(ли) и силовой элемент, а также удерживает гидрофобный заполнитель.
- Армирующие обмотки (при наличии): В некоторых конструкциях поверх сердечника может накладываться армирующая обмотка из стеклонитей или стальной гофрированной ленты для дополнительной защиты от грызунов и механических воздействий.
- Внешняя оболочка: Изготавливается из полиэтилена черного цвета, стойкого к ультрафиолетовому излучению (Светостабилизированный ПЭ, PE-HD UV). На оболочку методом коэкструзии или впрессовыванием интегрируется несущий трос (в случае конструкции «8»), либо в диэлектрическом исполнении силовые элементы находятся внутри общей оболочки. На поверхности оболочки часто наносятся маркировочные надписи с указанием типа, производителя, длины, количества волокон и метража.
- Отдельный подвес на опорах ВЛ: Кабель крепится на кронштейнах ниже фазных проводов с соблюдением габаритов до земли и пересечений.
- Подвес на фазном проводе (Wrapped Wire): Специальная техника обмотки кабеля вокруг несущего фазного провода. Требует специального оборудования и часто используется для ответвлений.
- Подвес на грозозащитном тросе (ГЗТ): Кабель интегрируется в ГЗТ (заменяет его) или подвешивается под ним. Такая конструкция называется ОКГТ (оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос).
Ключевые технические характеристики и параметры
Технические параметры ОКСН-12 регламентируются стандартами ГОСТ Р 52266-2013 (аналоги МЭК 60794-3-10) и техническими условиями производителей. Основные характеристики приведены в таблице.
| Параметр | Типичное значение / Диапазон | Примечание |
|---|---|---|
| Тип волокна | Одномодовое, G.652.D | Стандартное волокно с подавленной дисперсией на длине волны 1310 нм. |
| Количество волокон | 12 | Стандартное исполнение. |
| Внешний диаметр кабеля | 11.0 — 14.5 мм | Зависит от конструкции (диэлектрик/металл) и толщины оболочки. |
| Вес кабеля | 120 — 200 кг/км | Диэлектрические кабели легче. |
| Допустимое растягивающее усилие (кратковременное/длительное) | 12-18 кН / 4-6 кН | Основной параметр для расчета монтажного натяжения. Указывается в паспорте. |
| Допустимая температура эксплуатации | от -60°C до +70°C | Сохраняет гибкость и механические свойства в широком диапазоне. |
| Минимальный радиус изгива при монтаже/эксплуатации | 20 x D / 10 x D | Где D — внешний диаметр кабеля. |
| Затухание оптического сигнала | ≤ 0.36 дБ/км (1310 нм), ≤ 0.22 дБ/км (1550 нм) | Стандартные затухания для волокна G.652.D. |
| Срок службы | Не менее 25 лет | При соблюдении условий монтажа и эксплуатации. |
Области применения и схемы подвеса
ОКСН-12 применяется для строительства магистральных, внутризоновых и абонентских линий связи, а также для организации каналов телемеханики, релейной защиты и автоматики (РЗА) в электроэнергетике. Основные схемы подвеса:
Монтаж, эксплуатация и меры безопасности
Монтаж ОКСН требует строгого соблюдения регламентов. Натяжение кабеля контролируется динамометром и не должно превышать 40-60% от допустимого длительного усилия. Подвес осуществляется с помощью специальной арматуры: натяжные и поддерживающие зажимы, спиральные виброгасители для подавления ветровых и галопирующих колебаний. Для диэлектрических кабелей обязателен контроль электрической прочности изоляции перед и после монтажа. При работах в охранной зоне ВЛ необходимо соблюдать правила безопасности, работать по наряду-допуску и использовать средства защиты от наведенного напряжения.
Сравнение с альтернативными решениями
| Тип кабеля | Преимущества | Недостатки | Предпочтительное применение |
|---|---|---|---|
| ОКСН (самонесущий) | Высокая механическая прочность, самостоятельная конструкция, быстрый монтаж на существующие опоры, широкий диапазон температур. | Относительно высокая стоимость, больший вес и диаметр по сравнению с подвесными кабелями на несущем тросе. | Новые проекты ВОЛС-ВЛ, модернизация сетей, протяженные трассы. |
| ОКПН (подвесной на несущем тросе) | Меньший вес и стоимость кабеля, возможность замены только кабельной части. | Сложность монтажа (два этапа: трос, затем кабель), меньшая стойкость к комбинированным нагрузкам. | Бюджетные проекты, трассы с меньшими ветровыми/ледовыми нагрузками. |
| ОКГТ (в грозозащитном тросе) | Двойная функция (защита и связь), максимальная защищенность от внешних воздействий, лучшие механические характеристики. | Наибольшая стоимость, сложность монтажа и сращивания, требует проектирования ВЛ «с нуля». | Строительство новых ВЛ высокого напряжения (110 кВ и выше), где требуется надежный ГЗТ. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Как выбрать между диэлектрическим (тип «Д») и кабелем с металлическим тросом (тип «8»)?
Выбор определяется условиями монтажа. Диэлектрический ОКСН обязателен для подвеса на опорах ВЛ выше 1 кВ, особенно 6-35 кВ и выше, из-за требований электробезопасности и грозоупорности. Кабель с металлическим тросом может использоваться на линиях связи (без силового напряжения) или на ВЛ 0.4 кВ при условии надежного заземления троса на каждой опоре, что повышает сложность и стоимость монтажа.
2. Каков максимальный пролет подвеса ОКСН-12?
Максимальный допустимый пролет (расстояние между опорами) не является фиксированной величиной и рассчитывается проектировщиком на основе допустимого натяжения, веса кабеля, климатических условий (ветер, гололед) и требуемого габарита до земли. Типовые значения для ОКСН-12 лежат в диапазоне 70-120 метров. Для больших пролетов требуется проверка расчета на механическую прочность и вибростойкость.
3. Как осуществляется ввод кабеля с опоры в шкаф?
На опоре устанавливается герметичный переходной бокс или кабельная муфта. В ней производится переход с самонесущего кабеля на обычный бронированный подземный или дистанционный спусковой кабель, который и заводится в шкаф. Самонесущий кабель внутрь помещений не заводится из-за наличия гидрофобного заполнителя и конструктивных особенностей.
4. Требуется ли заземление ОКСН?
Диэлектрический кабель не требует заземления. ОКСН с металлическим несущим тросом, подвешенный на опорах ВЛ, должен быть заземлен на каждой опоре для снятия наведенного потенциала. Это выполняется путем электрического соединения троса через арматуру с заземляющим устройством опоры.
5. Какова реальная скорость передачи данных по 12 волокнам?
Количество волокон не определяет скорость напрямую. Каждое волокно может передавать несколько каналов (дли волн) с помощью технологии спектрального уплотнения (DWDM). На одном одномодовом волокне стандарта G.652.D современные системы DWDM позволяют передавать до 80-96 каналов по 100 Гбит/с каждый. Таким образом, 12 волокон представляют собой огромный резерв пропускной способности (теоретически десятки Тбит/с), используемый для резервирования, разделения трафика или аренды каналов.
6. Как контролировать целостность волокон в процессе эксплуатации?
Основной инструмент эксплуатационного контроля — рефлектометр (OTDR). Он позволяет измерить затухание на каждом волокне, локализовать место обрыва или микроизгиба с точностью до метра, построить рефлектограмму — «паспорт» волокна. Периодические измерения OTDR являются обязательной частью технического обслуживания магистральных ВОЛС.