Монтаж электрических кабелей связи

Монтаж кабелей связи является наиболее ответственной работой, так как от качества монтажа в значительной степени зависит качество телефонной связи. Большинство работ по монтажу кабелей связи связано с монтажом муфт.

На ГТС в основном используют соединительные, разветвительные, изолирующие, газонепроницаемые муфты. Монтаж муфт выполняется в колодцах кабельной канализации, шахтах, коллекторах, котлованах. Монтируются также муфты кабелей, прокладываемых по стенам зданий и подвешиваемых на столбовых и стоечных опорах.

Соединительной муфтой сращивают два кабеля одинаковой емкости.

Разветвительная муфта (перчатка) служит для распаивания кабеля большой емкости на два или более кабелей меньшей емкости.

Изолирующая муфта о6еспечивает прерывание электрического контакта металлической оболочки соединяемых кабелей без нарушения герметичности.

Газонепроницаемая муфта представляет собой газонепроницаемую пробку, обеспечивающую герметичность кабельной линии по ее концам.

Последовательность монтажа. Подготовка кабеля к монтажу заключается в его проверке на обрыв жил и экрана, сообщение жил между собой, с экраном или оболочкой, герметичность оболочки, соответствие сопротивления изоляции жил норме (≥5000 МОмкм).

Разделку концов сращиваемых муфт выполняют с учетом размеров муфт. Размеры муфт подбирают в зависимости от типов монтируемых кабелей, их емкости и диаметра жил. Муфты должны выступать на 10...15 мм за обрезы оболочек или защитных шлангов кабелей. Сращивание токопроводящих жил и восстановление их изоляции в зависимости от местных условий осуществляется ручной скруткой путем изолирования с помощью гильзы каждой жилы или пары жил, механизированной скруткой сразу четырех жил, а также при помощи групповых сжимаемых соединителей (модулей). При ручной скрутке с изолированием пары жил общей гильзой (полиэтиленовой или бумажной) скрутки разносят друг от друга на 10 мм и отгибают в разные стороны (рис. 8.5, а).

Рисунок 8 5 − Сращивание жил кабеля: а − ручной скруткой с изолированием обшей гилью; б − групповым сжимающим соединителем: 1 − корпус: 2 − крышка. 3 − клемма. 4 − изоляция жилы, 5 − токопроводящая жила

Наиболее прогрессивным способом монтажа является использование групповых соединителей, например соединителя на10 пар (СМЖ-10). Соединитель СМЖ-10 имеет две части − корпус и крышку (рис. 8.5, 6). Сращиваемые жилы вводят в корпус соединителя, который устанавливают в гнездо пресса. Затем на корпус накладывают крышку. При помощи пресса обе части соединителя сжимаются, жилы вдавливаются в щели контактных элементов, изоляция жил прорезается острыми гранями и обеспечивается хороший электрический контакт.

Восстановление кабельных оболочек осуществляют после восстановления поясной изоляции готового кабельного сердечника и экрана (для кабелей с пластмассовыми оболочками). Свинцовые оболочки восстанавливают при помощи свинцовых муфт и припоя марки ПОССу-30. Алюминиевые оболочки восстанавливают горячей пайкой, склеиванием и прессованием Пластмассовые оболочки и защитные шланги кабелей ГТС восстанавливают пластмассовыми муфтами способом сварки. Основным способом сварки полиэтиленовых муфт является сварка при помощи наплавления полиэтиленовой ленты под слоями стеклоленты.

В настоящее время для восстановления пластмассовых оболочек и шлангов широкое применение находят термоусаживающиеся пластмассовые трубки, внутренняя поверхность которых покрыта тонким подклеивающим слоем. Эти трубки при нагревании «усаживаются», плотно обтягивают места соединения, вместе со сплавившимся подклеивающим слоем обеспечивают хорошую герметичность.

Монтаж оптических кабелей

На ГТС оптические кабели связи используют на соединительных линиях между станциями и прокладывают в телефонной канализации, поэтому монтаж соединительных муфт кабеля осуществляется в основном в кабельных колодцах.

Подготовка ОВ к сращиванию. Процесс подготовки ОВ к сращиванию включает в себя операции снятия первичного защитно-упрочняющего покрытия волокна и скалывания для получения хорошо обработанной торцевой поверхности волокна, а также обтирку зачищенных концов мягким материалом, пропитанным растворителем (спиртом).

В настоящее время в ОК, выпускаемых отечественной промышленностью, используются ОВ только с эпоксиакрилатным первичным зашитно-упрочняющим покрытием. Такое покрытие может быть удалено либо механическим, либо химическим способом.

Для удаления эпоксиакрилатного покрытия механическим способом используется инструмент, основным рабочим элементом которого служат стальные лезвия толщиной 0,3 мм. Защитное покрытие желательно удалять за один проход. При этом повреждение поверхности световода должно быть минимальным. Необходимо тщательно подобрать усилие зачистки, что требует приобретения навыков и постоянной тренировки. Механический способ удаления покрытия уменьшает прочность сварного соединения примерно на 10%. Надрезание покрытия и последующее его стягивание вызывают на поверхности ОВ миниатюрные повреждения вследствие фрикционных сил, создаваемых скольжением ножа инструмента (лезвия) и сдираемого покрытия по поверхности стекла. Зачищенное ОВ закрепляют в держателях сварочного аппарата, что также повреждает его поверхность.

Наиболее удобным, исключающим указанные дефекты является химический cnoco6 снятия эпоксиакрилатного покрытия с помощью подогретого до определенной температуры растворителя. Для этой цели целесообразно использовать специальное нагревательное устройство типа УН-1. Конец ОВ погружают в подогретый растворитель (например, ацетон) и выдерживают в течение некоторого времени (как правило, около 20...25 с). Покрытие разбухает, отстает от поверхности световода и легко снимается механическим путем с помощью чистой мягкой ветоши.

Для получения хорошо обработанной торцевой поверхности ОВ проводят операцию скалывания: на поверхность световода с удаленным первичным покрытием наносят насечку с последующим приложением к ней растягивающей, изгибающей или комбинации этих нагрузок, вызывающих рост трещины и облом световода в данном месте. Торцевая поверхность должна быть плоской, гладкой и перпендикулярной оси ОВ. При скалывании поверхность торца может быть зеркальной (давление резца оптимально и диаметр ОВ близок к номинальному), с ребристой и волнистой зонами (не подобрано давление резца на ОВ либо диаметр ОВ отклоняется от номинального значения), иметь небольшой выступ (отклонение диаметра ОВ от номинального). Зеркальная зона обеспечивает наилучшие условия для соединения ОВ, ребристая зона характеризует область, где трещина начинает разветвляться, волнистая является промежуточной между двумя первыми.

Электронные устройства скола ОВ. Стабильно высокое качество сколов ОВ при минимальных требованиях к квалификации персонала получают при использовании автоматических устройств − электронных скaлывателей. Волокно с удаленным покрытием фиксируется в инструменте. Под действием электронноуправлиемогo двигателя резец вибрирует с низкой частотой и нарастающей амплитудой, приближаясь к волокну, которое натягивается синхронно с частотой вибрации резца. При нанесении резцом насечки на поверхности волокна под действием растягивающих усилий ОВ обламывается. Электронные скалыватели могут быть использованы как при монтаже, так и при подготовке к измерениям многомодовых и одномодовых кабелей. Скол одномодовых ОВ рекомендуется выполнять только с помощью электронных скалызателей.

Способы срагцивания ОВ. В настоящее время для соединения ОВ кабелей связи применяется сварка ОВ. Сварку проводят с помощью электрической дуги, кислородно-водородной горелки, хлороводородной горелки, СО-лазера, плазменного генератора.

Из всех способов практическое применение при монтаже ОК в процессе строительства и эксплуатации ВОЛС нашел только способ сварки с помощью электрической дуги.

При сварке одномодовых волокон приходится решать сложные инженерные задачи, связанные с необходимостью обеспечения малых значений осевого и углового смещений, например, осевое смещение свариваемых одномодовых ОВ не должно превышать 0,1 мкм. Жесткий допуск по смещению продольных осей соединяемых одномодовых ОВ обусловлен тем, что силы поверхностного натяжения не могут обеспечить для данного типа волокна с диаметром сердцевины 5...8 мкм точную юстировку. Такие допуски при юстировке одномодовых ОВ не могут быть достигнуты вручную.

В комплектах для сварки одномодовых ОВ используются системы автоматической юстировки со специальными микроподвижками, системой контроля качества юстировки и электронным блоком управления. Известны два основных способа контроля качества автоматической юстировки ОВ.

При первом способе качество юстировки оценивают по уровню мощности оптического сигнала, проходящего через стык ОВ, а ввод и вывод оптического излучения в ОВ осуществляют через участки изгиба волокна в специальных устройствах.

При втором способе принцип работы системы контроля заключается в следующем. Если пучок света падает перпендикулярно на торец ОВ, то возникает отраженный поток света, анализ распределения мощности которого позволяет определять профиль показателя преломления и выявлять максимум оптической мощности, т.е. оптическую ось.

Как правило, потери на стыках одномодовых ОВ, выполненных методом сварки, выполненной автоматическим сварочным аппаратом, составляют 0,05...0,01 дБ.

Разъемное соединение оптических кабелей. Разъемные соединители применяются в оконечных разделочных муфтах и 19-дюймовых полках, а также в промежуточных кроссах.

Соединитель SC, дизайн которого принадлежит японской фирме NTT, считается самым перспективным и применяется во всех отраслях, связанных с ВОЛС. Соединитель ST применяется в сетях передачи данных. Резьбовой соединитель, FC преимущественно используется с одномодовым волокном, но менее удобен, чем SC, кроме того, он не имеет дуплексного аналога.

Поэтому для линии связи целесообразно применять соединители типа SC и ST. Вносимые потери при применении соединителей SC для волокна SMF составляют менее 0,5 дБ; соединителей ST для волокна SMF составляют менее 0,7 дБ .

Типовые значения потерь в разъемных соединителях различного типа приводятся в таблице 8.1.

Таблица 8.1 − Параметры основных типов разъемных соединителей волоконных световодов [11]

В случае использования переходных розеток с одного типа соединитёля на другой значение потерь принимается равным потерям, вносимым одним ST-коннектором с керамическим наконечником.

Коммутаинонно-распределительные устройства. Муфты. Основными требованиями к конструкции коммутационно - распределительных устройств являются:

- надежная защита световодов оптического кабеля от механических повреждений;

- возможность закрепления концов кабеля;

- удобство размещения в корпусе технологического запаса волокна с соблюдением заданного радиуса изгиба, защитных гильз сварных соединителей и корпусов механических сплайсов (при их наличии). Потребность в таком запасе обусловлена как необходимостью выноса сращиваемых волокон за пределы корпуса муфты, например, для установки в сварочный аппарат, так и необходимостью обеспечения возможности повторного сращивания в случае обнаружения каких-либо дефектов;

- создание простого и удобного доступа к волокнам, сплайсам, розеткам и коннекторам разъемных соединителей во время ремонтных и профилактических работ;

- обеспечение удобства подключения коннекторов и розеток разъемных оптических соединителей;

- хорошие массогабаритные показатели в сочетании с большой емкостью и высокой плотностью упаковки оптических портов.

Промежуточные (линейные) защитные муфты применяются главным образом для сращивания кабелей внешней прокладки. Потребность в установке муфты возникает при ремонтах поврежденного кабеля, а также при переходе с кабеля большей емкости на два или более кабеля меньшей емкости.

Муфты обеспечивают размещение технологического запаса волоконных световодов, укладку защитных гильз или сплайсов сростков на специальных кассетах и защиту их от механических повреждений, предохранение внутреннего объема оптических кабелей от воздействия влаги. Смонтированные муфты укладываются в коллекторах и колодцах кабельной канализации, имеются варианты, допускающие укладку непосредственно в грунт, болото или под воду на глубину до 10 м, а также для подвески на столбах воздушных линий связи.

Основой муфты являются полимерный или металлический корпус в форме цилиндра или параллелепипеда (реже − диска), в котором размещается лоток с кассетами для укладки оптических сростков и механические фиксаторы кабелей. В конструкции муфты предусматриваются элементы герметизации внутреннего объема, а также обеспечения непрерывности броневых и упрочняющих элементов кабеля (рис. 8.6).

Корпус муфты может состоять из двух частей, разделенных в продольном направлении. Нижняя часть используется в качестве монтажного основания для лотка с кассетами, верхняя часть выполняет функцию крышки. На таких корпусах часто имеются внешние ребра жесткости. Во втором варианте корпус муфты представляет собой цельный цилиндр, который надвигается на лоток после завершения операций сращивания и укладки световодов. Такой корпус обычно закрепляется с двух сторон конусообразными переходами. 

Рисунок 8.6 − Кабельная муфта: 1 − оптический кабель: 2 − волокно: 3 − сросток: 4 − термоусаживаемая муфта

Рабочий температурный диапазон промежуточных муфт с металлическим корпусом составляет от -40 до +50 ^°С, муфты с полимерным корпусом могут эксплуатироваться при температурах до -60 ^°С.

Герметизация муфты осуществляется холодным и горячим способами с помощью заливочной массы, термоусаживаемых трубок, прокладок и манжет, а также специальных мастик и герметизирующих лент. Некоторые типы муфт за счет применения в их конструкции высококачественных герметизирующих прокладок и манжет, а также крепления крышки на ботах допускают многократную сборку и разборку и за счет этого более технологичны в работе.

При монтаже соединительных муфт на ОК на подводных переходах для электрического соединения металлических проволок соединяемых строительных длин кабеля и обеспечения высокой механической прочности применяется специальный каркас, состоящий из двух фланцевых дисков и фиксирующих трубок между ними.

Очень важным этапом, от которого зависит надежность работы ОВ, являются выкладка их в кассете и фиксация защитных гильз. Для предотвращения выпадения гильз между фиксаторами вводят небольшое количество липкого полиизобутиленового компаунда. Кассету закрывают крышкой и в двух местах скрепляют липкой лентой. Одновременно к ней прикрепляют паспорт на смонтированную муфту.