Механические нагрузки при затягивании ОК в каналы кабельной канализации и меры по их ограничению - Строительство и монтаж волоконно-оптических линий связи

Прокладка ОК в кабельной канализации может выполняться вручную или механизированным способом с использованием комплекта приспособлений для прокладки кабеля. При разработке технологии прокладки ОК необходимо учитывать метраж строительных длин ОК, уровень допустимых механических нагрузок на кабель и соответственно их ограничение при прокладке кабеля.

Растягивающее усилие (T) зависит от массы единицы длины кабеля (РО), коэффициента трения (КТ), длины кабеля (L) и характера трассы кабельной канализации. Эту величину можно определить по следующим формулам:

Для прямолинейного участка

, (1)

Для участков с углом наклона б

, (2)

Где g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2.

Коэффициент трения между оболочкой ОК и каналом кабельной канализации зависит от диаметра кабеля, скорости тяжения и параметров канала кабельной канализации. Для полиэтиленовых труб он равен 0,29, для асбоцементных - 0,32, для бетонных - 0,38.

Затягивание кабеля в канал кабельной канализации неизбежно связано с повышением изгиба, на которых имеет место поперечное сжатие ОК. При малых радиусах изгиба возникают и развиваются дефекты ОВ, вызвающие увеличение потерь в волокне и разрушение его как при прокладке в кабельной канализации, так и при эксплуатации. При изгибах трассы кабельной канализации растягивающее усилие, прикладываемое к кабелю, возрастает.

Увеличение тягового усилия на изгибе трассы на угол и, рассчитывается по формуле:

. (3)

При этом боковое давление на кабель

, (4)

Где RИзг - радиус изгиба кабеля.

Расчетные значения натяжения ОК типа ОКЛБг-2-М12 производства ОАО "Одескабель" при прокладке в разных видах труб кабельной канализации на секции с искривлением трассы приведены в табл. 2. Из таблицы видно, что при поворотах трассы на угол б = 90О тяговое усилие, прикладываемое к кабелю длиной в 2 км в полиэтиленовых и асбестоцементных трубах, увеличивается по сравнению с тяговым усилием на прямолинейном участке (б = 0О) примерно на 1000 Н, а в бетонных трубах - 2000 Н.

Таблица 2. Натяжение кабеля ОКЛБг-2-М12 массой 323 кг На секции с искривлением трассы

Угол б

Полиэтилен, Кт=0,29

Асбестоцемент, Кт = 0,32

Бетон, Кт = 0,38

L=1 км

L =2 км

L =км

L =2 км

L =1 км

L =2 км

0

917,966

1835,932

1012,928

2025,856

1202,852

2405,704

30

1068,495

2136,985

1197,692

2395,385

1467,651

2935,301

45

1152,773

2305,546

1302,353

2604,706

1621,168

3242,335

60

1243,702

2467,404

1416,159

2832,318

1790,743

3581,485

90

1447,642

2895,284

1674,475

3348,951

2184,961

4369,922

Если не применять специальных мер, то при затягивании ОК возникает осевое закручивание. Кроме того, при эксплуатации кабель, проложенный в канализации, подвергается механическим воздействиям. Таким воздействиям например, подвергаются уже проложенные в каналах кабели при заготовке канала для прокладки другого кабеля (особенно при использовании металлических палок в заиленных каналах и т. д.), докладке тяжелых массивных кабелей, вытяжке уже проложенных кабелей из канала.

Для защиты ОК от механических перегрузок при прокладке и эксплуатации применяют трубы кабельной канализации с уменьшенным коэффициентом трения и используют при прокладке тяговую систему с распределением тягового усилия. Особое внимание при прокладке ОК следует уделить мерам по снижению коэффициента трения. В основном они сводятся к использованию механизма вращения барабана и тягового каната (троса) оптимальных конструкций, а также вспомогательных (защитных) трубопроводов (субканалов).

В качестве защитных трубопроводов применяются полимерные трубы, проложенные в канале кабельной канализации. Они фактически разделяют канал, позволяют оставлять место для последующей прокладки новых кабелей и обеспечивают защиту проложенных в них ОК в процессе эксплуатации при производстве работ в данном канале кабельной канализации. В одном канале кабельной канализации (диаметром 100 мм) располагают не более трех-четырех вспомогательных трубопроводов из полиэтиленовых труб диаметром 32 мм.

Применение вспомогательных трубопроводов существенно снижает коэффициент трения кабеля (троса) при затягивании кабеля и создает условия для прокладки ОК большой длины. Наиболее распространены вспомогательные трубопроводы из гладких пластмассовых труб. Более эффективны с точки зрения уменьшения трения гофрированные вспомогательные трубопроводы. Применяют также вспомогательные трубопроводы ребристой конструкции, имеющие более высокий предел прочности на растяжение по сравнению с гофрированными и меньший коэффициент трения по сравнению с гладкими трубопроводами. Кроме того, наружные ребра трубопровода обеспечивают линейность прокладки в главном канале.

Для уменьшения трения при затягивании кабеля во вспомогательный трубопровод используются смазочные материалы на основе минеральных масел, смазка должна быть безопасна и безвредна для кабеля, окружающей среды и обслуживающего персонала.

В качестве смазочного материала, вводимого во вспомогательный трубопровод, чешская фирма Sitel предложила использовать мультивискозную смазку Lubaduk, которая является высококачественным лубрикантом для кабелей. В состав лубриканта входит смесь из воды, силиконового масла, пластиковых микросфер и материала, повышающего чувствительность скольжения. Смазка Lubaduk вводится в субканал после сращивания строительных длин трубок и перед прокладкой ОК (рис. 3).

Чешская фирма Dura-line СТ на внутреннюю поверхность субканалов наносит твердую сухую смазку типа Silikor. Равномерное распределение этой смазки по поверхности трубы уменьшает коэффициент трения между субканалом и оболочкой кабеля до 0,1. Silikor обладает стабильными параметрами в течение 50 лет. Из-за отсутствия прилипания к субканалу ОК его можно, при необходимости, заменять в любое время.

Для уменьшения значения коэффициента трения оболочки ОК о внутреннею поверхность трубы кабель прокладывают с помощью вдувания микрошариков. При подготовке к вдуванию ОК в каналы кабельной канализации или в субканалы кабель присоединяется к поршню с помощью кабельного захвата. На конец трубопровода крепится ниппель для сжатого воздуха, снабженный уплотнительным кольцом, и устанавливается приводной механизм двигателя. При подаче сжатого воздуха поршень, находящийся в трубе, движется вперед, затягивая за собой кабель. Скорость вдувания потока воздуха регулируется. Система вдувания обеспечивает прокладку кабеля длиной до 2000 м и более.

Чем длиннее кабель, тем медленнее он протягивается в трубопроводе. Скорость протягивания определяется до начала прокладки с учетом характера трассы. Она плавно увеличивается после начала протягивания и затем поддерживается постоянной. Рывки недопустимы. При использовании материалов, уменьшающих трение, скорость протягивания может достигать на прямолинейных участках 10...30 м/мин, а в изогнутых трубах - 3...10 м/мин.

оптический кабель во вспомогательном трубопроводе со смазкой lubaduk

Рис. 3. Оптический кабель во вспомогательном трубопроводе со смазкой Lubaduk

При прокладке ОК с помощью нейлоновых микрошариков используется специальный пистолет, с помощью которого на кабель в смотровых устройствах кабельной канализации наносятся шарики размером от 200 до 500 мкм. Шарики могут выстреливаться и в трубу. Микрошарики резко снижают коэффициент трения, так как кабель в данном случае не скользит, а катится. Для труб из полиэтилена коэффициент уменьшается с 0,25...0,5 до 0,045...0,06.

Наиболее эффективно большие длины ОК в канализацию затягиваются с помощью промежуточных тяговых устройств. Лебедка, используемая для промежуточного тяжения кабеля, должна иметь стабильное тяговое усилие меньше допустимого натяжения кабеля. Чтобы кабель не сплющивался давление на кабель не должно быть большим. Лебедка должна быть компактной и легкой, чтобы можно было ее монтировать в кабельном колодце.

При затягивании ОК большими длинами применяется такая организация работ, когда вся длина кабеля затягивается ступенями с образованием и последовательной выборкой петель. Наиболее распространен способ укладки ОК восьмеркой, когда кабель затягивается в канализацию от середины участка в обе стороны.

В тех случаях, когда прокладывают ОК в каналы, занятые электрическими кабелями, появляется опасность повреждения ОК при его затяжке по причине заклинивания, а также при проведении ремонта ранее проложенных электрических кабелей. В таких случаях необходимо длины прокладываемого ОК выбирать так, чтобы избежать превышения допустимой для данного типа кабеля нагрузки.

Для предотвращения повреждения кабеля и получения требуемого радиуса изгиба на входе и выходе канала кабельной канализации, а также в угловых колодцах применяется специальное оборудование, включающее направляющие устройства и обеспечивающее плавный поворот прокладываемого кабеля. При коэффициенте трения 0,5 и угле поворота трассы прокладки 90О усилие тяжения возрастает в 2,2 раза по сравнению с усилием тяжения на прямолинейном участке такой же длины. Специальные направляющие устройства и приспособления снижают коэффициент трения до 0,2, а тяговое усилие до 40 %. Для предотвращения осевого закручивания ОК предусматриваются компенсаторы кручения.

Механические нагрузки на кабель в процессе его прокладки в канализации во многом определяются случайными факторами. Поэтому при прокладке ОК обязательно используются устройства, обеспечивающие измерение и ограничение (управление) силы натяжения, фактически действующей в кабеле. Тяговое усилие измеряется либо в начале кабеля, либо на лебедке, поскольку именно в этих точках сила натяжения, действующая на кабель, максимальна.

Измерение тягового усилия в начале кабеля дает возможность оценить величину натяжения, реально действующего в кабеле, а также избежать превышения максимально допустимого тягового усилия. Для этого лебедка оборудуется тягово-измерительным тросом, передающим информацию о тяговом усилии от головки кабеля к регистратору лебедки (по медному проводу, вмонтированному в трос), либо используется барабанная лебедка с обычным стальным троссом, оборудованная чувствительным измерительным прибором (ограничителем тяжения) и устройством регистрации. Использование простых лебедок, измерительного (ограничительного) устройства и обычного троса, который дешевле тягово-измерительного по крайней мере в 5 раз, не требует дополнительного обучения обслуживающего персонала. При этом обеспечивается безопасное протягивание кабеля, поскольку сила натяжения в начале кабеля всегда меньше силы, регистрируемой на лебедке.

Устройства, которые размещаются в месте стыка кабель - трос, включают механические плавкие предохранители (растяжение или разрыв) и датчики, с которых можно снимать информацию, относящуюся к управлению лебедками. Устройства на лебедке включают (в зависимости от типа лебедки) механические зажимы, остановочные моторы и гидравлические перепускные клапаны, установленные на заранее определенную нагрузку, и системы динамометр/кабель, контролирующие величину натяжения кабеля, что обеспечивает обратную связь для управления лебедкой.

Все эти системы предназначены для ограничения или остановки работы лебедок, когда нагрузки, которым подвергается кабель, приближаются к опасному уровню.

Похожие статьи




Механические нагрузки при затягивании ОК в каналы кабельной канализации и меры по их ограничению - Строительство и монтаж волоконно-оптических линий связи

Предыдущая | Следующая