Специальные кабели
Универсальные кабели – это кабели универсального назначения, пригодные как для наружной, так и для внутренней прокладки и удовлетворяющие требованиям противопожарной безопасности. По всей своей длине такие кабели полностью водонепроницаемы. При входе кабеля из внешних городских каналов в здание устройство концевой разделки или дополнительное сращивание не требуется. Без концевой разделки универсальные кабели могут быть проложены вплоть до 1-ой наружной точки сращивания. Их также часто используют как многосветоводные кабели и размещают внутри зданий в зоне стояков. Особенно незаменимы такие кабели в кабельных шахтах и в других местах с ограниченным пространством.
Однако универсальные кабели не могут справиться с решением многих чрезвычайно важных практических задач. И тогда на помощь приходят специальные кабели.
Классификация специальных кабелей
Согласно ГОСТ и ГОСТ Р МЭК оптические кабели (ОК) делятся по определенным критериям на следующие классификационные категории:
группы (критерии - назначение и условия использования);
подгруппы (критерии - способ прокладки – нестационарный Н, стационарный С, технологические и конструктивные особенности);
виды (критерии – количество оптических волокон n и токопроводящих жил m).
Здесь следует отметить, что такая классификация не является единым международным стандартом. Требования, предъявляемые к каким-то группам специальных ОК в разных странах, могут отличаться как значениями ключевых параметров, так и их сочетаниями.
Основные группы специальных кабелей
Основными группами специальных оптических кабелей (ОК), которые наиболее широко применяются в народном хозяйстве, являются:
1. полевые;
2. пожаростойкие и огнестойкие;
3. подводные герметизированные;
4. ОК для дистанционного управления;
5. ОК для стационарных сооружений и объектов.
Данный список далек от своего завершения. Так, например, еще одна группа – специальные кабели-датчики. В сочетании с особыми типами оптоволокна такие кабели используются во многих областях индустрии в качестве датчиков, контролирующих местоположение объектов в разных средах – в воде, под землей, в воздушном пространстве и в космосе.
Но в рамках данной статьи мы ограничимся лишь некоторыми специальными кабелями и несколько подробнее остановимся только на перечисленных выше группах ОК, отражающих самые перспективные направления их развития.
Полевые оптические кабели
Полевые ОК – это специальные кабели, предназначенные для развертывания следующих линий связи:
- полевые линии дальней связи;
- линии привязки к основной сети связи;
- линии дистанционного управления средствами радиосвязи;
- связь между пунктами управления;
- распределительные сети узла связи на пункте управления;
- линии сети абонентов на пункте управления.
Полевые кабели должны иметь возможность прокладки в любых полевых условиях:
непосредственно по поверхности грунта;
подвеску по опорам;
в грунт на глубину до 1,5 м;
через водные препятствия глубиной до 10 м.
Важным требованием, предъявляемым к полевым ОК, является также скорость прокладки. При использовании кабелеукладчика скорость прокладки полевого кабеля в грунте достигает 3 – 8 км/ч. Скорость прокладки полевого кабеля по поверхности грунта зависит от выбранного способа и достигает:
3 – 5 км/ч – вручную при помощи кабельной тележки;
20 км/ч – с использованием специального автомобиля;
15 – 20 км/ч – с помощью мотоцикла;
60 – 70 км/ч – с вертолета.
Полевой специальный кабель характеризуется следующими конструктивными, эксплуатационными и техническими особенностями:
- рассчитан на эксплуатацию в экстремальных условиях во всех климатических поясах стран СНГ (диапазон температур – от минус 60° до плюс 70°С, легко выдерживает повышенную влажность);
- способен выдерживать сильнейшие механические воздействия (кручение, изгиб, размотка);
- повышенная стойкость к воздействию низких минусовых температур достигается за счет использования специальных стеклопластиковых элементов, комбинация которых с синтетическими нитями высокой прочности в свою очередь обеспечивает устойчивость ОК к повышенным растягивающим и сжимающим нагрузкам;
- устойчив к растягивающим усилиям статического типа (например, в местах заделки в соединительную арматуру);
- устойчив к воздействию электромагнитного импульса и к гамма-излучению;
- обладает повышенной устойчивостью к повреждению грызунами;
- устойчив к возгоранию;
- обладает малыми массой и габаритами (в большинстве конструкций металлические элементы не используются);
- минимальная наработка – не меньше 100 000 часов;
- минимальный срок эксплуатации – не менее 20 лет.
Подводные герметизированные специальные кабели
Специальные герметизированные волоконно-оптические кабели отличаются самой сложной конструкцией и должны удовлетворять целому комплексу требований:
общим требованиям, предъявляемым к полевым кабелям связи;
выполнять условия надежной продольной и поперечной герметизации;
сохранять работоспособность при внешнем гидростатическом давлении до 60 МПа при глубине погружения до 6 км.
Герметизированные специальные ОК отличаются высокими показателями следующих технических характеристик:
- гибкость;
- прочность;
- устойчивость к воздействию соленой воды;
- стойкость к ударам, кручению, вибрации и прочим неблагоприятным внешним воздействиям.
В зависимости от области и условий применения герметизированные ОК делятся на 3 категории:
Оптические кабели для прокладки в обычных надводных судах. Герметические свойства кабелей этой категории обеспечивают обычные гидрофобные заполнители. При значениях гидростатического давления порядка 4 МПа дополнительная продольная герметизация кабеля может быть также обеспечена за счет использования специальных оптических волокон с кварцевой сердцевиной и оптической оболочки из полимера диаметром 200 мкм (длина ОК должна быть меньше 300 м) или оптической оболочки из кварца диаметром 50 либо 125 мкм.
Оптические кабели для прокладки в подводных судах. Такие герметизированные кабели изготавливают из многомодового оптоволокна с шириной полосы пропускания не меньше 200 МГц/км и коэффициентом затухания менее 10 дБ /км. Высокая герметичность ОК данной категории обеспечивается использованием в процессе их производства особых герметизирующих составов, приготовленных на основе ацеталя, этилена, поливинилхлорида и других химических соединений. В аварийном режиме, когда гидростатическое давление достигает своего максимального уровня, продольная протечка на ОК длиной 2 м не превышает 500 см3 за 2 часа.
Грузонесущий плавучий ОК. Такой специальный кабель используют при буксировке гидроакустических антенн. В основе конструкции грузонесущего плавучего ОК лежит многомодовое оптоволокно. При разрывном усилии до 6 т и растягивающей рабочей нагрузке до 2 т кабель обеспечивает коэффициент затухания до 10 дБ/км.
Огнестойкие и пожаростойкие кабели
Огнестойкие ОК – это специальные кабели, способные сохранять работоспособность при пожаре (в условиях открытого пламени). Пожаростойкими ОК принято называть кабели, которые обеспечивают нераспространение горения.
До недавнего времени нераспространение горения было основным требованием к пожаробезопасности кабелей. Выполнение этого требования обеспечивалось использованием в конструкции кабеля оболочек из полимерных трудногорючих электроизоляционных материалов.
На рубеже 80-х и 90-х годов прошлого века международные и национальные стандарты пожаробезопасности были дополнены рядом новых требований, в частности, пониженным уровнем выделения дыма, а также коррозионно-активных и токсичных продуктов горения. Выполнение этих новых требований стало возможным за счет использования в конструкции кабеля оболочки из полимерных безгалогенных и термопластичных электроизоляционных композиций.
В зависимости от функционального назначения и условий применения показатели пожаробезопасности специальных кабелей могут быть нормированы по отдельности или в своей совокупности. К примеру, для кабелей, которым при пожаре необходимо сохранять нормальную работоспособность в течение определенного промежутка времени, нормируется огнестойкость.
Области применения огнестойких ОК:
- цепи систем безопасности АЭС;
- нефтяные платформы;
- системы аварийной и пожарной сигнализации
суда;
- другие объекты, где обеспечение целостности электрических цепей во время пожара является жизненно важной задачей.
Высокие показатели пожарной безопасности кабелей достигаются, главным образом, за счет использования в конструкции трудносгораемых изоляционных материалов. Особенности конструктивного исполнения кабеля влияют на его пожаробезопасность в значительно меньшей степени.
Специальные кабели для стационарных сооружений и объектов
Данная группа кабелей отличается наличием в своей конструкции максимально возможного количества оптоволокна, которое повышает их устойчивость к сдвигающим и растягивающим деформациям. Конструкции этих кабелей характеризуются наличием проволочной брони круглого сечения с одним или несколькими повивами.
Области применения ОК для стационарных сооружений и объектов:
зоны вечной мерзлоты;
районы с повышенной сейсмической активностью.
Специальные ОК для дистанционного управления
Эта группа ОК представлена морскими специальными кабелями для управляемых торпед и гидробуев.
Основные отличительные особенности кабелей для дистанционного управления:
- высокая прочность, позволяющая выдерживать существенные статические и динамические нагрузки;
- большая гибкость;
- малый диаметр;
- сбалансированность по отношению к возникновению крутящего момента;
- невысокая цена;
- высокая механическая стойкость за счет использования дополнительных армирующих элементов в сердечнике и корделе (при длине кабеля порядка 5-10 км он выдерживает растягивающие усилия до 2,5-3 кН)
Также смотрите:
Бронированный оптический кабель