Система воздушной кабельной канализации и устройство распределения направления кабелей
Полезная модель направлена на создание системы воздушной кабельной канализации, обеспечивающей сокращение дополнительной нагрузки на опоры линий электропередач городского хозяйства, упрощение повторного подвеса волоконно-оптического кабеля на уже построенном участке линии связи, облегчение доступа к каналам ВОЛС при дальнейшем использовании, снижение затрат на монтаж волоконно-оптического кабеля на опорах и на строительство ВОЛС в целом. Указанный технический результат достигается тем, что при монтаже волоконно-оптических кабелей связи на опорах городского хозяйства предлагается использовать систему воздушной кабельной канализации, включающую кабельный канал, смонтированный на несущих элементах в пролетах между опорами воздушной линии электропередачи, концы которого соединены между собой и заземлены в устройстве распределения направления кабелей, установленном на опорах воздушной линии электропередачи, снабженном патрубками для герметичного закрепления в нем кабельных каналов и соединения между собой несущих элементов соседних пролетов. Система воздушной кабельной канализации подвешивается к опорам воздушной линии электропередачи с применением устройства распределения направления кабелей, выполненного в виде корпуса с крышкой, снабженного патрубками для герметичного закрепления в нем кабельных каналов и соединения между собой несущих элементов соседних пролетов. 2 н.п.ф., 8 илл.
Изобретение относится к области строительства волоконно-оптических линий связи в условиях городской застройки, а также к воздушным способам прокладки волоконно-оптического кабеля.
В настоящее время, в связи с увеличением объемов передачи данных в сфере телекоммуникаций, развернулось повсеместное строительство внутригородских транспортных сетей ВОЛС (волоконно-оптических линий связи) на всей территории РФ. При выборе инфраструктуры для размещения волоконно-оптического кабеля, строительно-монтажные, проектные организации, операторы связи столкнулись с тем, что единственной доступной, оптимальной инфраструктурой для размещения внутригородских ВОЛС являются опоры городского хозяйства. Данные сети в подавляющем большинстве были построены от 20-х и более лет назад, находятся в ветхом, удручающем состоянии, при строительстве не были рассчитаны на какую-либо дополнительную нагрузку. В то же время для подвеса обычно используется кабель с несущими элементами массой порядка 120-160 кг/км. Помимо веса самого подвешиваемого кабеля, опора получает нагрузку от крепления на ней муфты с технологическим запасом кабеля. Также, стоимость самонесущего кабеля значительно дороже кабеля без несущих элементов. Кроме того, размещение нескольких кабелей ВОЛС, кабельных бухт, использование нестандартной арматуры на опорах городского хозяйства ухудшает эстетику и архитектуру городских улиц.
Более того, при увеличении количества проводов и оптических кабелей, смонтированных на опорах пропорционально увеличивается и нагрузка, получаемая данными опорами при отрицательных погодных воздействиях. Например, обледенение провода и кабеля происходит при осаждении на их переохлажденной воды, находящейся в воздухе в виде тумана, мороси, дождя, мокрого снега и слоистых облаков. Толщина корки льда достигается 25-50 мм. Соответственно, при обледенении не одного кабеля, а нескольких, подвешенных в пролете между одними и теми же опорами, масса льда при обледенении будет гораздо больше. Это может привести к обрыву проводов, поломкам опор и соответственно к разрыву связи или длительным перерывам в электроснабжении.
Также при большем количестве кабелей, подвешенных по опорам линий и не находящихся в одном кабельном канале, возрастает повреждения опоры и угроза обрыва линии при ветровых нагрузках, поскольку сила воздействует не один кабель, а на несколько. При вхождении кабелей в резонансное движение под воздействием ветра происходит разрушение опоры.
Существует проблема стандартизации применяющихся в настоящее время арматуры, шкафов для муфт и прочего. Так как на сегодня данная продукция не требует сертификации, зачастую используется кустарно изготовленная продукция, что имеет отрицательные последствия по нескольким направлениям. Во-первых, надежность оборудования и арматуры с точки зрения прочности не подтверждена. Во-вторых, нарушение гармоничного единообразия в общий городской ансамбль при наличии, например, разнообразных размеров и пропорций шкафов для крепления муфт и хранения запаса кабеля.
Известно применение для строительства ВОЛС в населенных пунктах системы подвеса самонесущего оптического кабеля, при которой перед непосредственной раскаткой оптического кабеля на опорах устанавливаются кронштейны для крепления натяжных и поддерживающих зажимов. На установленные кронштейны подвешиваются монтажные (раскаточные) ролики. Лебедка и барабан с оптическим кабелем устанавливаются на минимальном расстоянии от граничных опор участка равном тройной высоте от земли дo места подвески раскаточного ролика, крепятся и заземляются. Трос-лидер разматывается с барабана лебедки, на каждой опоре пропускается через желоба раскаточных роликов и соединяется с кабелем на барабане с помощью кабельного чулка. Между кабельным чулком и тросом-лидером устанавливается компенсатор кручения (вертлюг). Раскатка оптического кабеля производится путем наматывания троса-лидера на барабан лебедки, при этом прохождение места соединения троса-лидера с оптическим кабелем по монтируемому участку должно постоянно контролироваться. Раскатка заканчивается, когда оптический кабель пройдет через раскаточных ролик на концевой опоре на расстояние равное высоте подвески ролика плюс 15-20 м. После раскатки на опоре, возле которой расположен барабан с оптическим кабелем, кабель закрепляется с помощью натяжного зажима. Путем натяжения кабеля задается определенная проектом стрела провеса его в пролетах и кабель крепиться к граничной опоре монтируемого участка с помощью натяжного зажима. После крепления оптического кабеля на концевых опорах он снимается с роликов и закрепляется в поддерживающих зажимах. На граничных опорах участка кабель спускается с опор для обеспечения монтажа оптических муфт. После монтажа муфт свободная длина кабелей спуска скручивается в бухту радиусом не менее 20 диаметров оптического кабеля. Для закрепления оптической муфты и бухты кабеля на опоре могут использоваться различные специальные конструкции. Наиболее оптимальным для исключения несанкционированного доступа и защиты является размещение муфты и запаса кабеля в шкафу, закрепленном на опоре (1).
Недостатками этой системы являются отсутствие возможности последующего увеличения модульности кабеля; необходимость подвеса нового кабеля отдельно от уже смонтированного при строительстве новой линии связи;
высокая стоимость самого оптического кабеля, содержащего несущие и защитные элементы, и работ по его монтажу; увеличение нагрузки на опоры при подвесе каждого нового кабеля как за счет самого кабеля, так и за счет веса арматуры для его крепления на опоре.
Таким образом, можно утверждать, что воздушной кабельной канализации на сегодняшний день не существует.
Известна подземная система кабельной канализации для прокладки волоконно-оптического кабеля в условиях городской застройки в кабельную канализацию и специальные (защитные пластмассовые) трубы (2). Прокладка оптического кабеля производится в отдельный канал кабельной канализации или же, с целью более эффективного использования канала, в него предварительно прокладываются до 4 полиэтиленовых труб 32 мм, каждая из которых затем применяется для прокладки в нее отдельного кабеля. Для прокладки в кабельной канализации, учитывая вероятность повреждения оптического кабеля грызунами, наиболее целесообразно использовать оптический кабель с броней из стальной гофрированной ленты или же, при наличии повышенных требований по стойкости к электромагнитным воздействиям (например, на территории электроподстанций), диэлектрических оптических кабелей с броней из стеклопластиковых стержней. При прокладке оптического кабеля в кабельную канализацию наиболее широко используется метод затягивания оптического кабеля с помощью лебедки, снабженной устройством ограничения тягового усилия, тяговый трос (фал) которой через вертлюг (компенсатор кручения) соединяется с «кабельным чулком», установленным на конце оптического кабеля. Тяговая скорость лебедок, как правило, регулируется в диапазоне 0-30 м/мин. Защитная полиэтиленовая труба (ЗПТ) является современной альтернатива традиционной асбестоцементной трубе кабельной канализации. ЗПТ может быть использована как для увеличения емкости традиционной кабельной канализации с одновременным приданием ей новых характеристик (путем прокладки ее в каналы существующей кабельной канализации), так и для прокладки непосредственно в грунт, фактически выполняя функции междугородной кабельной канализации. ЗПТ представляет собой трубу 25-63 мм (строительная длина в среднем 2 км) из полиэтилена высокой плотности с имеющимся на внутренней поверхности антифрикционным покрытием, что обеспечивает снижение коэффициента трения примерно вдвое по сравнению с поверхностью из обычных композиций полиэтилена, нормируемый срок службы ЗПТ составляет не менее 50 лет. Прокладка ЗПТ осуществляется по обычной технологии прокладки кабелей связи (кабелеукладчиками, в траншею, затягиванием в каналы существующей кабельной канализации). Применение ЗПТ при сооружении волоконно-оптических линий передачи позволяет, однократно выполнив прокладку нескольких каналов ЗПТ, эффективно затем ее использовать, проводя последующую прокладку оптического кабеля в резервные каналы ЗПТ или же производя по мере необходимости замену оптического кабеля без необходимости проведения земляных работ. Учитывая, что ЗПТ обеспечивает эффективную защиту и защиту от грызунов прокладываемого в нее оптического кабеля, к кабелям не предъявляются высокие требования по механическим характеристикам. Поэтому для прокладки в ЗПТ наиболее целесообразно использовать недорогие легкие (небронированные) оптические кабели, в том числе диэлектрические. С целью облегчения работ по поиску трассы рекомендуется один из оптических кабелей, прокладываемых в пакет из ЗПТ, использовать с металлическим конструктивным элементом. Прокладка оптического кабеля в ЗПТ, как правило, осуществляется методом пневмопрокладки с использованием специализированного оборудования, обеспечивающим возможность «задувки» в ЗПТ максимальных строительных длин оптического кабеля (величиной 4-6 км), без необходимости их разрезания и перемотки на участках пересечения с подземными сооружениями.
Недостатком данной системы прокладки является ограниченность возможных маршрутов прокладки оптического кабеля в существующей кабельной канализации, неудобство монтажа, высокая стоимость работ по строительству новой кабельной канализации, возможность повреждения кабеля при выполнении каких-либо работ в канализации другими организациями, необходимость получать разрешение на землеотвод и оформления прочей разрешительной документации, связанной с работами в подземной канализации. Описанная система подземной канализации решает техническую иную техническую задачу и не может быть использована для целей, поставленных при создании данной полезной модели. Таким образом, можно утверждать, что воздушной кабельной канализации на сегодняшний день не существует.
Задачей полезной модели является создание системы воздушной кабельной канализации, обеспечивающей сведение к минимуму дополнительной нагрузки на опоры линий электропередач городского хозяйства, упрощения повторного подвеса волоконно-оптического кабеля на уже построенном участке линии связи, облегчения доступа к каналам ВОЛС при дальнейшем использовании, снизит затраты на монтаж волоконно-оптического кабеля на опорах и на строительство ВОЛС в целом.
Новый технический результат по первому независимому пункту формулы полезной модели достигается тем, что при монтаже волоконно-оптических кабелей связи на опорах городскою хозяйства предлагается система воздушной кабельной канализации, включающая кабельный канал, смонтированный на несущих элементах в пролетах между опорами воздушной линии электропередачи, концы которого соединены между собой и заземлены в устройстве распределения направления кабелей, установленном на опорах воздушной линии электропередачи, снабженном патрубками для герметичного закрепления в нем кабельных каналов и соединения между собой несущих элементов соседних пролетов.
Кабельный канал выполнен в виде гофрированной трубы из полиэтилена.
Новый технический результат по третьему независимому пункту формулы полезной модели достигаются тем, что система воздушной кабельной канализации подвешивается к опорам воздушной линии электропередачи с применением устройства, распределения направления кабелей, выполненного в виде корпуса с крышкой, снабженного патрубками для герметичного закрепления в нем кабельных и соединения между собой несущих элементов соседних пролетов.
Таким образом, новый технический результат заключается в реализации нового назначения, в частности, в создании впервые воздушной кабельной канализации.
Предложенная система воздушной кабельной канализации совместно с устройством распределения направления кабелей дает возможность применить при строительстве волоконно-оптических линий связи кабель для внутренней прокладки без несущих силовых элементов и брони, что позволяет значительно снизить нагрузку на опоры линий электропередач городского хозяйства. Если при обычном способе подвеса кабеля с несущими элементами используется кабель типа ОКСН диаметром 13-16 мм, емкостью 8-96 оптических волокон, массой - 120-160 кг/км, силой тяжения - 6-12 кН, модульностью - 4-8 модулей и стоимостью 50-120 тыс. рублей за 1 км, то в предлагаемой системе можно использовать кабель диаметром 4-6 мм, емкостью 8-96 оптических волокон, массой - 20-60 кг/км, силой тяжения - 1-2 кН, модульностью - 1-4 модуля и стоимостью около 8-30 тыс. рублей за 1 км.
Кроме того, при необходимости повторного подвеса дополнительного волоконно-оптического кабеля, а также выполнения других (например, ремонтных) работ на участке линии связи с уже проложенной воздушной кабельной канализацией не выполняется монтирование несущих элементов и оптический кабель укладывается в кабельный канал существующей системы воздушной кабельной канализации, что значительно упрощает технологию повторного подвеса волоконно-оптического кабеля на уже построенном участке линии связи. Значительно облегчается доступ к каналам ВОЛС при дальнейшем использовании.
На фиг.1 представлена принципиальная схема воздушной кабельной канализации; на фиг.2 показана схема крепления защитной гофрированной трубы на стальном тросе в сечении; на фиг.3 показано крепление устройства распределения направления кабеля на опоре городского хозяйства; на фиг.4 приведено изображение одного из вариантов замков крепления устройства распределения направления кабеля на опоре («квадратное» исполнение устройства распределения направления кабеля); на фиг.5 проведена конструкция устройства распределения направления кабеля; на фиг.6 показано соединение стальных тросов соседних пролетов линии электропередачи и распределение кабеля в устройстве; на фиг.7 показан кронштейн типа «гребенка», установленный в устройстве; на фиг.8 показано крепление к опоре шкафа для размещения оптических муфт типа ШРМ.
Система воздушной кабельной канализации включает гофрированную трубу 1 из полиэтилена (для внешней прокладки) диаметром 63-90 мм, смонтированную в пролетах между опор 2 (Фиг.1) на стальном тросе 3 диаметром 6 мм в полиэтиленовой изоляции (Фиг.2). Несущий трос 3 каналов кабельной канализации разных пролетов механически соединен между собой для исключения разрывов каналов и заземлен в устройстве распределения направления кабелей 4 (Фиг.3), закрепления на опорах 2 с помощью замков крепления 5 (Фиг.4), исполненных в виде ленточных хомутов 6 и установленных на задней стенке устройства распределений направления кабеля 4 на узле крепления несущих тросов 7. Количество ленточных хомутов 6 зависит от расчетной нагрузки. В случае повреждения споры 2 замки крепления 5 устройства распределения направления кабелей 4 рассчитаны на нагрузки для самопроизвольного отсоединения от опоры 2 всей системы. Нагрузка на разрыв стального троса 3 составляет 25,5кН, масса=141 г/м. Поскольку устройство распределения направления кабелей 4 закреплено на опорах 2, то оно выполняет функцию подвеса кабельной канализации к опорвм 2, являясь одновременно элементом самой системы кабельной канализации.
Внутреннее пространство гофрированной трубы 1 закрыто с обоих концов за счет ее присоединения к устройству распределения направления кабелей 4, установленному на опоре городского хозяйства 2, через патрубки 8 в боковой части устройства распределения направления кабелей 4.
Устройство распределения направления кабелей 4 имеет цилиндрическую форму (Фиг.5, 6), оцинковано и имеет 4 патрубка 8 для отводов от линии и точек установки муфт. Патрубки 8 имеют диаметр от 63 до 80 мм в соответствии с диаметром гофрированной трубы 1. Устройство распределения направления кабелей 4 снабжено крышкой 9. Внутри устройства распределения направления кабелей 4 установлены кронштейны типа «гребенка» 10 для прокладки и закрепления кабеля (Фиг.7).
К нижнему патрубку 8 устройства распределения направления кабелей 4 присоединен шкаф 11 для размещения оптических муфт типа ШРМ существующего образца в доработанном виде (Фиг.8). Шкаф ШРМ 11 используется для размещения 4-х муфт 12. Муфта для кабеля 12, используемая при данной системе, имеет размеры 265×150×50 мм для 48 оптических волокон, 265×150×100 мм для 96 оптических волокон. Запас кабеля 13 в количестве 40 м (2 кабеля по 20 м) занимает объем 24×24×20 см.
Литература:
1.Руководство по строительству линейных сооружений местных сетей связи», утвержденное Министерством связи России 21.12.1995, разделы 8, 9. http://www.rfcmd.ru/book10
2. Руководство по строительству линейных сооружений местных сетей связи», утвержденное Министерством связи России 21.12.1995, разделы 3, 4. http://www.rfcmd.ru/book10
1. Система воздушной кабельной канализации, включающая кабельный канал, смонтированный на несущих элементах в пролетах между опорами воздушной линии электропередачи, концы которого соединены между собой в устройстве распределения направления кабелей, установленном на опорах воздушной линии электропередачи, снабженном патрубками для герметичного закрепления в нем кабельных каналов и соединения между собой несущих элементов соседних пролетов.
2. Система воздушной кабельной канализации по п.1, отличающаяся тем, что кабельный канал выполнен в виде гофрированной трубы из полиэтилена.
3. Устройство распределения направления кабелей, выполненное в виде корпуса с крышкой, снабженного патрубками для герметичного закрепления в нем кабельных каналов и соединения между собой несущих элементов соседних пролетов.
