Кабели оптические для прокладки в земле

Кабели оптические для прокладки в земле: конструкция, типы, нормы и практика применения

Прокладка оптических кабелей (ОК) в земле является основным и наиболее распространенным методом строительства магистральных, зоновых и городских оптических линий связи. Данный способ обеспечивает высокую защищенность кабеля от внешних воздействий, стабильность параметров передачи и долговечность. Конструкция подземных ОК кардинально отличается от кабелей для внутренней или подвесной прокладки, что обусловлено комплексом механических, химических и биологических факторов, воздействующих на кабель в грунте.

Конструктивные особенности оптических кабелей для прокладки в земле

Конструкция кабеля разрабатывается для противостояния следующим ключевым нагрузкам: растяжение при укладке и в процессе эксплуатации (сейсмические подвижки, просадки грунта), сдавливание грунтом и точечные удары (камни, строительный мусор), продольное проникновение влаги, грызуны, агрессивные химические вещества в почве. Базовыми элементами конструкции являются:

• Оптический модуль: Трубка из полимерных материалов (чаще всего ПБТ), заполненная гидрофобным гелем, внутри которого расположены оптические волокна (ОВ). Количество модулей и волокон в них варьируется. Модульная конструкция обеспечивает защиту ОВ от микроизгибов и облегчает идентификацию при сварке.
• Центральный силовой элемент (ЦСЭ): Как правило, стеклопластиковый пруток или стальной трос, расположенный в центре кабеля. Он воспринимает растягивающие нагрузки, предотвращая их воздействие на оптические волокна. Является несущим элементом конструкции.
• Внутренняя гидрофобная заполняющая композиция: Гель или компаунд, заполняющий пространство между модулями и под оболочкой. Блокирует продольное распространение влаги по кабелю в случае повреждения внешних защитных покровов.
• Внутренняя полимерная оболочка: Обычно из полиэтилена, служит для скрепления внутренних элементов.
• Броневая защита: Ключевой элемент для прокладки в земле. Предназначена для защиты от грызунов, прорастания корней, механических повреждений (удары лопатой, камни). Существует два основных типа:
  • Гофрированная стальная лента (ГСЛ): Накладывается продольным перекрытием и гофрируется для гибкости. Обеспечивает защиту от грызунов и сдавливания.
  • Проволочная броня: Стальные оцинкованные проволоки, наложенные повивом поверх оболочки. Обеспечивает высочайшую стойкость к растяжению и точечным ударам. Применяется в особо тяжелых условиях (каменистые грунты, зоны с высокой вероятностью раскопок).
• Внешняя полиэтиленовая оболочка: Защищает броню от коррозии и выполняет функцию первого барьера от влаги и химических веществ. Имеет стандартную черную окраску. Для идентификации на оболочку наносятся маркировочные надписи.

Классификация и типы кабелей для подземной прокладки

Кабели различаются по конструктивному исполнению, месту прокладки и условиям эксплуатации.

1. По типу бронирования:

• ОК с гофрированной стальной лентой (ОКГМ, ОКЛГ, ОКГЦ): Наиболее распространенный тип для прокладки в грунтах средней агрессивности, вне зон с повышенной активностью грызунов. Имеет меньший вес и радиус изгиба по сравнению с проволочной бронёй.
• ОК с проволочной броней (ОКП, ОКК, ОКСТ): Применяется в каменистых грунтах, на болотистых участках (для обеспечения высокой стойкости к растяжению), в зонах, где возможны смещения грунта, а также на участках с высокой популяцией грызунов (слепыши, землеройки).
• ОК с комбинированной броней (лента + проволока): Для экстремальных условий.
• ОК с броней из стеклопластиковых стержней: Применяется при необходимости полного диэлектрического исполнения (например, вдоль ЛЭП).

2. По способу прокладки:

• Для прокладки в грунте (в траншее): Стандартные бронированные кабели.
• Для прокладки методом горизонтально-направленного бурения (ГНБ): Имеют усиленную конструкцию: толстую оболочку, стойкую к истиранию, часто двойную броню (лента+проволока) и повышенную стойкость к растяжению. Обязательно наличие гидрофобного заполнения.
• Для прокладки в кабельной канализации (колодцах, коллекторах): Могут иметь облегченную броню (например, гофрированную лавсановую ленту) или броню из гофрированной стальной ленты, но, как правило, без наружного покрова типа «джута», предназначенного для кабелей, прокладываемых непосредственно в грунт.

Нормативная база и ключевые параметры выбора

Выбор кабеля регламентируется техническими условиями (ТУ) производителя и рядом стандартов (ГОСТ Р 52266-2004, МЭК 60794-3, отраслевыми нормами). Основные параметры для выбора:

• Количество и тип оптических волокон: SM (G.652.D — стандартное, G.657.A1/A2 — с улучшенной стойкостью к изгибам) для магистралей; MM — редко, для специальных объектов. Важен запас волокон.
• Допустимое растягивающее усилие (кратковременное/длительное): Измеряется в килоньютонах (кН). Критично для прокладки методом ГНБ или в подвижных грунтах. Для кабелей с проволочной бронёй показатель значительно выше.
  

  Тип кабеля	Кратковременное усилие (мин.), кН	Длительное усилие (мин.), кН
  С броней из ГСЛ	2.0 — 4.0	0.4 — 0.8
  С проволочной бронёй	10.0 — 30.0	3.0 — 10.0
  Для ГНБ (усиленный)	20.0 — 40.0	5.0 — 10.0

• Допустимое раздавливающее усилие: Измеряется в Н/см. Защищает от давления грунта и точечных нагрузок.
  

  Тип кабеля	Усилие раздавливания (мин.), Н/см
  С броней из ГСЛ	2000 — 3000
  С проволочной бронёй	4000 — 8000

• Стойкость к удару: Важный параметр, моделирующий удар лопатой или киркой. Измеряется в Дж.
• Диапазон рабочих температур: Как правило, от -30°С до +60°С для прокладки. Важно учитывать температуру монтажа (гель становится вязким на холоде).
• Радиус изгиба: Обычно не менее 20 наружных диаметров кабеля при монтаже и 10 после монтажа.
• Влагозащита: По стандарту МЭК, кабели для прямой прокладки в земле должны соответствовать категории «заполненные и защищенные от проникновения воды» (обозначение «w»).

Технология прокладки и защитные мероприятия

Прокладка ОК в земле осуществляется в предварительно подготовленную траншею. Глубина заложения нормируется и обычно составляет не менее 1.2 метра от планировочной отметки до верха кабеля на трассах вне населенных пунктов и не менее 1.0 метра в населенных пунктах. На пахотных землях глубина увеличивается до 1.5 метров. Перед укладкой дно траншеи планируется и подсыпается слоем мягкого грунта или песка толщиной 10-15 см.

Кабель укладывается «змейкой» без натяжения, с запасом 1-3% для компенсации температурных деформаций и смещений грунта. При пересечении с инженерными коммуникациями (трубопроводы, кабели) ОК должен быть защищен разделяющим слоем грунта или проложен в защитной трубе (обычно ПНД) с вылетом не менее 2 метров в каждую сторону от пересечения. При параллельной прокладке с силовыми кабелями высокого напряжения необходимо соблюдать нормируемые расстояния (не менее 0.5 м) для исключения влияния электромагнитных полей, хотя оптическое волокно само по себе нечувствительно к ним.

После укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком без камней и мусора слоем 20-30 см, после чего укладывается сигнально-предупредительная лента или пластиковые плиты. Затем траншея засыпается грунтом полностью. На поворотах трассы и через каждые 100-150 метров устанавливаются контрольные и соединительные муфты, которые размещаются в люках или специальных контейнерах.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелем с ленточной и проволочной бронёй?

Ленточная броня (ГСЛ) обеспечивает защиту в основном от грызунов и равномерного сдавливания. Проволочная броня, помимо этого, обеспечивает высокую стойкость к растяжению и точечным ударам, что делает кабель пригодным для сложных грунтов и прокладки методом ГНБ. Кабель с проволочной бронёй тяжелее и имеет больший радиус изгиба.

Обязательно ли использование защитной трубы (ПНД) при прокладке ОК в земле?

Нет, для правильно выбранного бронированного кабеля прокладка в защитной трубе не является обязательной. Однако она рекомендуется на участках с высокой вероятностью проведения земляных работ в будущем, при пересечениях дорог, подъездов, в зонах с каменистым грунтом, а также для дополнительной защиты при прокладке методом ГНБ. Труба облегчает будущую замену кабеля без вскрытия грунта.

Какой запас по длине волокна необходимо закладывать при проектировании?

Стандартный технологический запас на сварку и укладку в муфте составляет не менее 6-10 метров на каждую строительную длину кабеля. На случай аварийного восстановления рекомендуется на трассе через определенные интервалы (например, на муфтах) создавать дополнительный запас кабеля, уложенный в бухты.

Как бороться с проникновением влаги в кабель при повреждении оболочки?

Конструкция кабеля для прокладки в земле является полностью водоблокированной. Все промежутки заполнены гидрофобным гелем или порошком, который при контакте с водой набухает и локально блокирует ее продвижение. Это предотвращает распространение влаги вдоль кабеля на значительные расстояния, локализуя область повреждения.

Можно ли использовать кабель для внутренней прокладки (например, ОВН) в грунте, если поместить его в трубу?

Категорически не рекомендуется. Даже в трубе может скапливаться вода, возникать конденсат, возможно повреждение трубы. Кабель ОВН не имеет брони, устойчивой к давлению грунта и грызунам, а также не имеет продольной гидроизоляции. Его использование приведет к неизбежному выходу линии из строя в короткие сроки.

Какой тип оптического волокна предпочтительнее для подземных линий?

Для магистральных и зоновых сетей стандартом является одномодовое волокно с нулевым смещением дисперсии на длине волны 1310 нм, соответствующее рекомендациям ITU-T G.652.D. Оно обеспечивает низкие потери и совместимо со всем активным оборудованием. Для городских сетей, где требуется частое изгибание при ответвлениях, допустимо использование волокна с улучшенной стойкостью к изгибам G.657.A1/A2, которое полностью совместимо с G.652.D.

Заключение

Выбор и применение оптических кабелей для прокладки в земле требуют тщательного анализа условий эксплуатации и строгого следования нормам проектирования и монтажа. Правильно подобранная конструкция кабеля (тип брони, заполнение, механические характеристики) в сочетании с корректной технологией укладки и защитными мероприятиями является залогом создания надежной, долговечной и обладающей стабильными оптическими параметрами инфраструктуры волоконно-оптических линий связи. Экономия на этапе выбора кабеля или упрощение процедуры прокладки неизбежно ведет к росту эксплуатационных расходов и повышению риска аварийных ситуаций.