Прокладка кабеля

ПОДВЕСНАЯ ПРОКЛАДКА КАБЕЛЯ

Долгое время в кабельных сетях использовались, и используются по сей день, подвесная прокладка кабеля, т.е. прокладка по воздуху путем подвешивания кабеля на вертикальных опорах или мачтах. Этот способ прокладки широко распространен из-за своей простоты и применением в областях обслуживания, имеющих подобно развитую проводную инфраструктуру. Речь идет о том, что кабель распределительной сети КТВ часто располагают на опорах существующих подвесных кабельных линий, например, общественной телефонной сети или электросети.

Телевизионный кабель обычно прокладывают выше телефонного кабеля и ниже кабеля электросети, если такое совмещение целесообразно и возможно при условии обеспечения установленного стандартами безопасности свободного промежутка между данными кабельными линиями. При этом нужно учитывать провисание кабеля. Если между кабелем сети КТВ и существующим кабельными линиями невозможно создать достаточный промежуток, например, из-за малой высоты опоры или из-за перегруженности опоры другими линиями, придется проложить какую-то из линий заново. Такая работа требует реконструкции всей опорной сети и, разумеется, оплачивается ее инициатором, которым в данном случае является оператор сети КТВ.

Оператор сети КТВ может построить собственную опорную структуру с разрешением местных проектных органах. В таком случае у него не возникает проблем с размещением кабеля на опоре, но возрастут расходы. Если же оператор сети кабельного ТВ собирается использовать опорные структуры, принадлежащие местным телефонным компаниям, компаниям распределения электроэнергии или каким-то другим, то он должен будет заключить с владельцем договор об аренде опорной структуры и внести в него пункт об оплате, в котором оговаривается, что арендная плата за установленный период взимается только за те опоры, по которым проложена его сеть. Кроме арендной платы договор об аренде включает требования к оператору, гласящее, что он должен брать на себя все расходы, связанные с подготовкой и возможной реконструкцией опорной структуры при прокладке своего кабеля. Перед вводом в эксплуатацию новый кабельной сети коммунальная служба инспектирует всю опорную структуру на соблюдение безопасности параллельной прокладки нескольких кабельных линий. Инспекция также относится к подготовленным работам и оплачивается кабельным оператором.

Маршрут опорной подвесной линии передачи, как правило, следует маршрутом городских улиц и автомагистралей, повторяя их изгибы и резкие повороты. Все опоры, через которые линия проходит не в прямом направлении, а с изгибом необходимо крепить растяжками. Обычно это делается с помощью закопанного в земля анкера, к которому крепятся растяжные тросы. Анкеры и растяжки также требуются в тех местах, где оканчивается кабельная структура, т.е. в глухом ответвлении кабеля.

При подвесной прокладке используются прочные поддерживающие элементы, необходимые для того, чтобы кабель не подвергался натяжению или деформации. Чаще всего поддерживающим элементом является стальной трос, который также называется несущим элементом. Напомним, что существует кабели со встроенным несущим тросом, впрессованным в общую с ним полимерную оболочку, и кабели без несущего троса. Кабель с собственным тросом приспособлен для подвесной прокладки, а для обычного кабеля в случае подвесной прокладки необходим внешний торс. Трос может быть как цельным, изготовленным из одного стального прута, так и скрученным из нескольких жил.

Характеристики троса является его прочность, которая определяется как допустимое натяжение или максимальная сила, приводящая к его разрыву. Функция троса заключается не только в том, чтобы удерживать вес самого кабеля, но также и предохранять кабель от излишней нагрузке при сильных порывах ветра или обледенении, поэтому и рассчитываться прочность троса должна с учетом всех этих факторов. Обледенение кабеля вследствие налипания мокрого снега – проблема, особенно актуальная для северных районов. Обледенение приводит к увеличению натяжения кабеля и его провисанию из-за роста весовой нагрузки.

Ветер также увеличивает нагрузку на кабель и способствует его провисанию. В отсутствии несущего троса ил при его недостаточной прочности возможно через мерное растяжение кабеля или его разрыв. Разрыв, хотя и повлечет кратковременное прекращения обслуживания, легко обнаруживается и устраняется. Чрезмерное растяжение кабеля может стать даже более серьезной проблемой, чем разрыв, так как в растянутом состоянии центральный провод коаксиального кабеля подвергается сильному напряжению, что приводит к изменению его электрических свойств и, соответственно, росту потерь сигнала. Как правило, эта проблема тяжело локализуется и устраняется.

Натяжение троса зависит от таких факторов как расстояние между опорами, вес кабеля и дополнительная нагрузка на трос, обусловленная ветром и льдом. Поскольку физические свойства металла, из которого сделан трос, в значительной мере зависят от температуры, то нужно принимать во внимание и этот параметр. Для правильного выбора троса разработчик, исходя из этих факторов, определяет допустимую форму натяжения троса. Чем больше длина пролета и выше ожидаемая нагрузка за счет ветра и льда, тем большую прочность на разрыв должен иметь несущий трос. Разумеется, допустимое натяжение троса при полной нагрузке должно быть гораздо меньше его предельной прочности на разрыв, иначе трос не будет выполнять свои функции.

При прокладке кабеля с внешним несущим тросом трос крепится непосредственно к каждой опоре с помощью болтов. Затем трос натягивается так, чтобы его провисание на участке между соседними опорами было допустимым по отношению к уже проложенным на этих опорах линиям. Как только несущий трос закреплен и натянут, параллельно ему протягивается коаксиальный или оптический кабель. Затем вдоль троса проходит обмоточная машина и проволокой спирально обвивает кабель и трос, создавая на всем маршруте единую, механически прочную кабельную структуру.

В тех точках, где должно быть установлено оборудование, как и на промежуточных опорах, проволочная обмотка оканчивается и закрепляется на несущем тросе. На коротком промежутке кабель отделяется от троса, на котором делается петля. Затем обмотка кабеля продолжается до следующей опоры или до следующей точки расположения оборудования. За исключением источников питания, все оборудование и приборы системы кабельного ТВ снабжены зажимами или хомутами для крепления их прямо к несущему элементу, поэтому вертикальное расстояние между линиями на опоре намеренно ограничивается. Источники питания слишком громоздки и тяжелы, чтобы монтировать их тем же способом, поэтому они обычно привинчиваются болтами к самой опоре.

Подвесная прокладка кабеля с собственным несущим элементом выполняется подобным образом за исключением того, что в этом случае нет необходимости в предварительном протягивании троса, поскольку несущий элемент встроен в саму структуру коаксиального или оптического кабеля. Так как для прокладки такого кабеля требуется только одно операция, стоимость и трудоемкость прокладки значительно снижается. Однако, кабели с несущим тросом не очень хорошо подходят для поддержки второго параллельного кабеля, прокладываемого позднее. Кабель с собственным несущим тросом находит широкое применение в фидерной структуре распределительной сети, особенно там, где требуется проложить через какое-либо препятствие. На первом этапе прокладки кабель и его несущий трос одновременно прикрепляются к опоре, а на втором этапе соединяются участки кабеля, что позволяет выполнить работу в два прохода и минимизировать тем самым трудозатраты. Между надземными способами прокладки металлического парно-витого кабеля, коаксиального и волоконного кабеля различий почти нет. Оптический кабель может, как и два другие типа кабеля, поддерживаться собственным несущим тросом или может быть прикреплен к внешнему несущему тросу с помощью обычного связывающего механизма. Однако, вследствие малых размеров и относительно небольшого веса волоконные кабели могут, кроме того, поддерживаться тросами уже проложенных на тех же опорах телефонных линий. В корпусах терминальных приборов практически всегда предусматривается некоторой излишек для размещения дополнительных волокон, поэтому никаких вспомогательных средств для их прокладки не понадобиться.

ПРОКЛАДКА КАБЕЛЯ В ГРУНТЕ

Грунтовая прокладка кабеля является таким способом прокладки, при котором кабель располагается под поверхностью земли. Существуют два варианта грунтовой прокладки. В первом варианте (траншейной прокладки) кабель протягивается внутри полужесткого пластикового кабелепровода или защитного короба, проложенного в траншее под землей, не зависимо от кабеля. Кабелепровод представляет собой сборную многосекционную конструкцию, состоящую из пластиковых труб, соединенных торец в торец Несколько секций трубы выстраиваются между оконечными точками кабельными структурами, после чего в них протягивается кабель. Во втором варианте (прокладке с прямым заглублением) под землей располагается только сам кабель без защитного кабелепровода. Каждый способ имеет свои ограничения в применении и свои достоинства, но притом и другом способе прокладки необходимо контролировать натяжение кабеля и избегать образования на нем петель и изломов. Растяжения кабеля приводи к отклонению его электрических параметров от нормативных значений, а излом и перегиб кабеля становится точкой нерегулярности, в которой резко возрастают потери на отражении.

Рассмотрим способ грунтовой прокладки в кабелепроводе. Внутренний диаметр кабелепровода должен быть достаточным, во-первых, чтобы обеспечивать свободный доступ к кабелю для его обработки ,а, во-вторых, чтобы натяжение кабеля данного размера и предела прочности на разрыв не привело к его повреждению. Первые попытки при прокладывании длинных кабельных отрезков заключались в ручном протягивании кабеля через промежуточные отверстия в кабелепроводе. Недостаток этого способа заключался в том, что напряжение, которое в действительности передавалось длительному отрезку кабеля при его потягивании, было трудно точно определить и поддерживать постоянным в ходе такой операции. Один из возможных подходов состоит в протягивании серии коротких участков из целого длинного кабеля без деления его на короткие отрезки.

Порядок укладки кабеля в грунт может быть различным. Кабель может быть предварительно помещен внутрь защитного кабелепровода, после чего сборная конструкция, состоящая из кабеля с кабелепроводом, помещается в землю как единый элемент. По другой методике пластиковый кабелепровод укладывается в землю отдельно, а затем кабель протягивается сквозь него через отверстия методом “восьмерки” или с помощью натяжного барабана. Еще в одной методике используется щелевой кабелепровод, по всей длине которого проходит сплошная продольная прорезь. Такой кабелепровод укладывается в грунт длинным непрерывным отрезком, после чего волоконный кабель помещается в него через щель. В любом случае в земле вкапывается узкая траншея нужной глубины для укладки кабелепровода с кабелем или без него, а затем траншея заполняется землей. Это довольно дорогой способ, так как прокладка выполняется в три прохода вдоль кабельного маршрута – выкапывание траншеи, размещения в ней кабеля и восстановления в ней прежней поверхности земли. Однако, траншейная прокладка является единственным возможным способом, если кабель размещается в кабелепроводе.

Альтернативным способом грунтовой прокладки кабеля является его прямое заглубление с помощью кабелеукладчика. Кабелеукладчик протаскивает по поверхности земли резец или плуг одновременно с этим подает кабель через направляющий башмак резца, укладывая кабель в образующееся углубление. Резец может настраиваться таким образом, чтобы создавать ниже уровня грунта несколько больше свободное пространство, чем необходимо при данном диаметре кабеля, для гарантированного размещения всех изгибов кабеля. Прокладка с помощью кабелеукладчика является менее дорогим методом, поскольку вся работа выполняется за один проход, и нет надобности в последующем выравнивании поверхности земли. Совместно с кабелеукладчиком должно использоваться оборудование для измерения натяжения кабеля.

При грунтовой прокладке как траншейным, так и прямым способом, возникают одинаковые проблемы, связанные с необходимостью восстановления прежнего дорожного покрытия улиц, автомобильных дорог и тротуаров после прокладки кабеля. По этой причине прокладка кабеля в грунт является очень дорогой процедурой, но иногда она неизбежна. В тех местах маршрута кабельной сети, где процесс накладки кабеля в грунт невозможно продолжать, например, при пересечении реки или автомагистрали или железной дороги, приходится использовать местные подземные коммуникации (метро, городскую канализацию, и прочее) или прокладывать собственный тоннель под препятствием, что обойдется гораздо дороже любого другого способа. Самым дешевым решением в такой ситуации вероятнее всего окажется обход препятствия путем подвесной прокладки. В местах где грунтовая кабельная структура переходит в подвесную кабельную структуру, необходимы участки вертикально положенного кабеля. На этих участках кабель также защищается специальным кабелепроводом.

Способы прокладки оптического кабеля радикальны не отличаются от способа прокладки коаксиального кабеля, но им присущи свои проблемы. Пожалуй, ключевое отличие в организации волоконно-оптической сети от коаксиальной состоит в том, что затухание в оптическом кабеле очень мало, благодаря чему становится возможной прокладка сверхдлинных кабельных участков. На ранних этапах развития оптических сетей, когда их разработкой занимались специалисты в области построения традиционных коаксиальных сетей, были проведены аналитические исследования существующих методик прокладки кабельных структур, как надземных, так и подземных, с целью выбора методики, наиболее подходящей для прокладки оптического кабеля. Традиционные способы были признаны пригодными, но обнаружились некоторые особенности, объясняемые физическими свойствами оптического волокна. Свойства волокон, связанные со свойством материалов, из которых они изготовлены, делают прокладку и соединение волокон несколько более сложной задачей, чем аналогичные действия с коаксиальными кабелями. Оптические кабели имеют меньшие размеры и вес и являются более хрупкими, чем металлические коаксиальные кабели. Фактором, оказывающим наибольшее влияние на методику прокладки с соединения волоконного кабеля. Является малый предел прочности волокна на разрыв. За прошедшее время опыт строительства волоконно-оптических сетей увеличился многократно, поэтому сейчас разработчику приходится прибегать к каким-либо экстраординарным решениям и можно пользовать готовыми решениями.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА КАБЕЛЬНОЙ СЕТИ

К мерам механической защиты относится предотвращение повреждений кабеля при прокладке, предотвращение попадания влаги в кабель и приборы, предохранение кабелей и разъемов от коррозии, предотвращение провисания и чрезмерного растяжения кабеля при надземной прокладке, защита надземных мачт от лишней ветровой нагрузке. Для предотвращения растяжения кабеля, как уже было сказано, применяется несущий трос, для правильного выбора которого необходим расчет нагрузки на него в реальных условиях эксплуатации.

Защита кабеля от повреждений при прокладке обеспечивается осторожное обращение с ним и точным выполнением этой процедуры с соблюдением всех правил, определенных для каждого типа кабеля. Всегда нужно избегать образования петель, изломов и передавливания кабеля. Передавливание особенно опасно, так как после сдавливающего воздействия проводник деформируется, что приводит к росту отраженной энергии. В первый момент полиэтиленовая оболочка принимает форму вмятины, но вскоре она восстанавливается, поэтому позднее место деформации будет трудно обнаружить и поврежденный кабель может быть использован при прокладке сети. Практически все здесь от умения и профессионализма технического персонала.

Неблагоприятные погодные условия довольно сильно сказываются на состоянии и работоспособности кабельной сети. Подвесная кабельная структура, находящаяся все время на открытом воздухе подвержена воздействию крайних температур, налипанию снега и льда, сильных ветров. Как правило, для этого способа прокладки выбирается кабель с несущим тросом. Подвесной структуре может преобразоваться и дополнительная защита от повышенной влажности воздуха и высоких концентрации активных веществ в атмосфере промышленных районов, но обычно она не обеспечивается – плохая защищенность надземных сетей компенсируется низкой первоначальной стоимостью их прокладки. Кабель, проложенный в грунте, менее подвержен разным механическим повреждениям, однако, он испытывает разрушающее действие проникающей в кабель влаги и химической коррозии, может быть поврежден грызунами. Следовательно, подземные сети в большинстве случаев также требуют дополнительной защиты. Еще один недостаток грунтовой прокладки в том, что кабель нужно выводить выше уровня грунта для установки усилителей и других приборов, а для того необходимы специальные защитные приспособления, например цокольные корпуса. Полную механическую защиту кабельной структуры не удастся гарантировать ни при каких условиях, кабель будет нуждаться в регулярной замене, и продлить срок службы структуры можно только удачным выбором кабелей и качественным соединений кабелей и приборов.

Немаловажно и качество. Количество разъемов в крупных кабельных сетях очень велико, поэтому также велика вероятность того, что причиной нарушений в работе сети являются именно разъемы. В больших и средних сетях, особенно на магистралях, рекомендуется использовать только качественные разъемы ведущих производителей, имеющие высокие возвратные потери, высокое экранирование и хорошую коррозийную стойкость. Разъемы необходимо подбирать в соответствии с типами используемых кабелей. Разделка разъемов должна выполняться с использованием специального инструмента в строгом соответствии с рекомендациями производителя. При установке разъемов большое значение опять же имеет квалификация технических специалистов.

При любом способе прокладки следует обращать внимание на характеристики компонентов кабеля и на материалы, из которых он изготовлен. В расчет должны приниматься степень экранирования в рабочих условиях, способность передачи тока питания, наличие дополнительных защитных оболочек и срок амортизации кабеля. При производстве современных магистральных кабелей, как правило, используется медный, покрытый алюминием центральный проводник, алюминиевый внешний проводник и вспененный полиэтиленовый диэлектрик. Все эти компоненты имеют свои температурные коэффициенты расширения, которые могут различаться в несколько раз, например, при нагревании объем полиэтилена увеличивается в 7 раз сильнее, чем объем алюминия. Это способствует смещению одного компонента относительно другого и приводит в итоге к деформации кабеля и ухудшению его характеристик. Чтобы предотвратить смещение центральный проводник, диэлектрик, наружный проводник и оболочку скрепляют воедино. Для прокладки магистралей следует выбирать только скрепленные кабели. Скрепление компонентов, кроме того, препятствует проникновению влаги и повышает прочность кабеля. Кабели, прокладываемые под землей, должны иметь различные средства дополнительной защиты в идее дополнительных оболочек с наполняющим водозащитным компаундом и армирующих оплеток. Эти средства повышают коррозийную стойкость кабеля, защищая от влияния солей и кислот, присутствующих в почве. Коррозия кабелей и разъемов опасна тем, что в условиях повышенной влажности может привести к различным потерям металлического экрана, ухудшить контакт в местах соединений кабелей и приборов, снизить степень экранирования, а ухудшение экранирования, в свою очередь, приводит к росту помех и утечкам. Следует учитывать и то, что коррозия кабеля ускоряется при подаче через него напряжения дистанционного питания. Водозащитный компаунд находится между внешней полимерной оболочки и алюминиевым экраном. В качестве компаунда обычно используется полужидкий синтетический материал, который выполняет сразу две функции – препятствует попаданию влаги на экран, а при не значительных повреждениях оболочки легко проникает в образовавшиеся и заполняет их. При надземной прокладке кабеля в качестве компаунда используется пластичный материал, сохраняющий свою консистенцию в широком диапазоне температур. Кабели с антикоррозийной защитой применяются не только при прокладке под землей, но и в других местах с повышенной влажностью, например, в канализации или подвальных помещениях. Качество прокладки кабеля и выполнения соединений в абонентских ответвлениях особенно важно, поскольку здесь обеспечивается минимальная защита кабеля, а, вместе с тем, согласно статистике 70 % неисправностей в кабельных сетях приходится на абонентские ответвления. Ремонт и техническое обслуживание абонентских ответвлений является значительной статьей для кабельных операторов. Возможны разные способы прокладки кабеля абонентских ответвлений. Самый простой способ – крепление кабеля пластмассовыми скобами к стене. Недостатком этого способа являются открытость проводки и ее уязвимость. Поскольку диаметр наружного проводника определяет волновое сопротивление, даже незначительное передавливание абонентского кабеля скобой недопустимо, иначе в этой точке нерегулярность. Следовательно, размер используемых скоб должен строго соответствовать диаметру кабеля, для чего существует широкий ассортимент скоб разного размера. Абонентский кабель может прокладываться в защитном коробе и это, вероятно, оптимальный способ, как про стоимости работы, так и по простоте исполнения и последующего обслуживания. Более того, в одном коробе можно проложить кабели сразу нескольких сетей. Этот способ часто применяется в офисных помещениях. Более сложные и дорогие способы скрытой прокладки, как прокладка под плинтусом и полом, в стене, над подвесным потолком имеют преимущество только с эстетической точки зрения – они не портят внешнего вида помещения. В редких случаях выполняется подвесная протяжка кабеля абонентского ответвления, причем здесь требуется направляющий трос, в отсутствии которого нагрузка на кабель в области соединения повышается и со временем ухудшается экранирование, что ведет к росту наведенных помех. Проблема наводок в абонентском ответвлении очень актуальна, особенно для обратного канала, в котором на это участке мощность шума возрастает более чем в два раза.

Ключевым фактором механической защиты является защита наружной антенной системы, установленной на головной станции, от излишней ветровой нагрузки. Стандарт EN -50083 предъявляет требования к механической стабильности любой антенной системы, включая спутниковые антенны. Все части антенной системы должны быть сконструированы таким, образом, чтобы противостоять максимальной силе ветра без поломок и отрыва компонентов. Основным показателем механической стабильности является изгибающий момент. При проектировании антенны рассчитывают ветровую нагрузку на всю конструкцию и, исходя из нее, определяют изгибающий момент антенной мачты. Стандартом установлено, что для антенных систем со свободной длинной мачты не более 6 метров изгибающий момент в точке фиксации не должен превышать 1650 Н•м. Производитель антенны должен указать ветровую нагрузку антенны на максимальный изгибающий момент мачты в месте фиксации при ветровом давлении 800 Н\м. Фиксированная часть мачты должна составлять не менее одной шестой от ее полной длины. Чтобы мачта при перегрузке не сломалась, конструкция должна быть гибкой. Для этого сталь, из которой изготовлена мачта, должна иметь гарантированный предел расширения и максимальная нагрузка не должна превышать 90% от предела расширения. Минимальная толщина стенки мачты в области крепления должна составлять 2 мм. В случае если длина мачты более 6 м или ожидается, что изгибающий момент будет превышен, или используется не стандартный способ крепления мачты, следует воспользоваться услугами эксперта, который обследует конструкцию и даст гарантию ее безопасности. Площадка, на которой мачта крепится к зданию, должна быть оборудована специальным образом. Местные инструкции могут требовать проверки надежности и этой площадки.

Наверх ↑

Перейти на главную

Если Вы нашли орфографическую ошибку, выделите орфографическую ошибку мышью и нажмите« Ctrl+Enter» при желании введите исправление ошибки или оставте Ваш коментарий администратору.