Комплект лекций Линии 2016-17.asd


Содержание
Раздел 1. Построение линейных устройств систем СЦБ и ЖАТ 4
Тема 1.1. Общие принципы построения линейных цепей устройств систем СЦБ и ЖАТ 4
Тема 1.1.1 Классификация и требования к линейным устройствам систем СЦБ и ЖАТ 4
Тема 1.`1.2 Воздушные линии СЦБ. Состав элементов 8
Тема 1.1.3 Материалы и арматура воздушных линий 13
Тема 1.1.4 Кабельные линии СЦБ. Классификация кабельных линий 26
Тема 1.1.5 Скрутка жил и построение сердечника кабеля 31
Тема 1.1.6 Экраны, оболочки и защитные кабельные покровы 34
Тема 1.1.7 Кабельная арматура, материалы и сооружения 40
Тема 1.1.8 Классификация, устройство кабелей СЦБ 64
Тема 1.1.9 Маркировка кабелей СЦБ и кабельных муфт 67
Тема 1.1.10 Методы монтажа кабелей СЦБ 83
Тема 1.1.11 Методы определения мест повреждения и устранение на действующем кабеле 100
Тема 1.2. Строительство линий СЦБ 105
Тема 1.2. 1 Проектирование линий СЦБ, Строительство линий СЦБ. 105
Тема 1.2.2 Особенности прокладки кабелей в помещениях, искусственных сооружениях, при преодолении естественных преград 125
Тема 1.2.3 Механизация кабельных работ 154
Тема 1.2.4 Техника безопасности при выполнении кабельных работ 160
Тема 1.3. Волоконно-оптические каналы передачи сигналов 176
Тема 1.3.1 Волоконно-оптические линии передачи. Структура. 176
Тема 1.3.2 Классификация оптических волокон 184
Тема 1.3.3 Принцип передачи информации по оптическим волокнам 194
Тема 1.3.4 Параметры передачи оптических волокон 206
Тема 1.3.5. Классификация волоконно-оптических кабелей 215
Тема 1.3.6 Конструкция волоконно-оптических кабелей 218
Тема 1.3.7. Маркировка волоконно-оптических кабелей 233
Тема 1.3.8 Монтаж волоконно- оптических кабелей 237
Тема 1.3.9. Особенности прокладки и эксплуатации волоконно-оптических лини 255
Тема 1.4. Защита кабельных и воздушных линий СЦБ от опасных и мешающих влияний 266
Тема 1.4.1. Классификация и источники опасных и мешающих влияний 266
Тема 1.4.2. Причины возникновения влияний тяговых токов. 269
Тема 1.4.3 Нормы опасных и мешающих влияний 273
Тема 1.4.4 Взаимные влияния и помехозащищенность 275
Тема 1.4.5 Методы и средства защиты линий СЦБ от опасных и мешающих влияний 283
Тема 1.4.6 Методы и средства защиты линий СЦБ от коррозии 291
Тема 1.5. Заземление устройств систем СЦБ и ЖАТ 302
Тема 1.5.1. Способы заземления и типы заземляющих устройств 302
Тема 1.5.2 Схемы заземления различных устройств систем СЦБ и ЖАТ 312
Список использованных источников 320
Раздел 1. Построение линейных устройств систем СЦБ и ЖАТ
Тема 1.1. Общие принципы построения линейных цепей устройств систем СЦБ и ЖАТ
Тема 1.1.1.Классификация и требования к линейным устройствам систем СЦБ и ЖАТ
Железнодорожная сеть России представляет собой огромную единую систему, работающую по общему плану. Работа этой системы невозможна без широкого использования разнообразных видов связи, организуемых по воздушным, кабельным, радио- и радиорелейным линиям передачи. Под линией передачи понимается совокупность линейных трактов систем передачи и (или) типовых физических цепей, имеющих общие линейные сооружения, устройства их обслуживания и одну и ту же среду распространения в пределах действия устройств обслуживания. Под типовой физической цепью понимаются физические провода или оптические волокна, образующие направляющую среду для передачи сигналов электросвязи, параметры которых соответствуют принятым нормам.
На основе разнообразных линий передачи создана собственная обширная ведомственная сеть электросвязи ОАО «РЖД», предназначенная для оперативного руководства технологическим процессом работы ж.д.транспорта, удовлетворения производственных нужд различных его подразделений и организаций. Определенным категориям абонентов этой сети предоставляется выход на сеть электросвязи общего пользования, составной части Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации, открытой для пользования всеми физическими и юридическими лицами, в услугах которой этим лицам не может быть отказано.
Разнообразные устройства автоматики и телемеханики, повышающие пропускную способность перегонов, станций и узлов и обеспечивающие безопасность движения поездов, размещены не только на станциях, но и на перегонах. Для их нормальной работы требуются различные линейные сооружения, по которым передается разнообразная информация в виде сигналов телеуправления, телеконтроля и телесигнализации. Следует также учитывать, что электроснабжение перегонных устройств автоматики и телемеханики и других линейных потребителей на перегонах и малых станциях осуществляется с помощью специальных высоковольтных линий. На участках с электротягой над рельсами подвешивают тяговую сеть, питающую электровозы.
Перечисленные выше линии показаны на рисунке 1:
а — высоковольтно-сигнальная линия автоблокировки, б — размещение высоковольтной линии продольного электроснабжения линейных потребителей 1 и тяговой сети 2;
в — воздушная или кабельная линия связи (иногда обе). Перечисленные линии располагают в полосе отвода, ширина которой на перегонах может достигать 100 м. В ряде случаев в непосредственной близости к ней проходят высоковольтные линии (г)
Рисунок 1- Кабельные и воздушные линии
Кабельная линия передачи получила практическое распространение раньше, чем воздушная. Разработчиком конструкции первого кабеля является русский ученый П.Л. Шиллинг, предлагавший также идею воздушной линии. Осуществление этой идеи принадлежит другому русскому ученому Б.С.-Якоби.
Уже при постройке в 1851 г. железной дороги Петербург — Москва по всей ее длине был проложен подземный кабель с изоляцией из гуттаперчи и организована железнодорожная телеграфная связь. Часто повреждавшийся вследствие несовершенства конструкции подземный кабель был заменен в 1854 г. воздушной телеграфной линией. Позже на железной дороге начали широко применять и телефонную связь вначале по цепям воздушных линий связи, затем с 50-х годов прошлого столетия — по кабельным линиям автоматики, телемеханики и связи, а с 1985 г. по оптическим кабелям. В настоящее время на железных дорогах Российской Федерации строится цифровая сеть связи, а существующая аналоговая сеть заменяется цифровой путем установки цифровых систем передачи на свободных парах симметричных кабелей и незадействованных стволах радиорелейных систем передачи.
В соответствии с «Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации» железнодорожная сеть связи в первую очередь должна обеспечивать необходимым объемом и качеством связей подразделения железнодорожного транспорта (технологический сегмент). Избыточная емкость сети используется для оказания телекоммуникационных услуг сторонним организациям на коммерческой основе (коммерческий сегмент). Это обеспечивается за счет преимущественного использования на железнодорожной сети волоконно-оптических кабелей и цифровых систем передачи информации, каналы которых являются универсальными, способными передавать аналоговые (например, речевые) и кодированные дискретные сигналы. К концу 2001 г. протяженность волоконно-оптических линий связи составит около 48 000 км.
Сеть связи включает в себя первичную сеть связи, а также вторичные сети связи различных видов и назначений. Первичная сеть связи создает возможность взаимодействия ОАО РЖД со всеми управлениями дорог, а через них — с отделениями и важнейшими железнодорожными станциями.
Первичную сеть строят с расчетом на бесперебойность связи, достигаемую наличием дублирующих обходных направлений, и на полную обеспеченность потребности в каналах связи различных видов и назначений. Первичная сеть связи входит в общегосударственную Взаимоувязанную сеть связи Российской Федерации.
К вторичным сетям относят сети телефонной и телеграфной связи, оперативно—технологической связи, сети передачи данных. Вторичные сети делятся на магистральные (от министерства до управлений дорог и последних между собой), дорожные (от управлений дорог до подчиненных им отделений и последних между собой) и отделенческие, соединяющие отделения дорог с входящими в них станциями и станции между собой.
Вторичная сеть оперативно-технологической связи обеспечивает возможность непосредственного управления перевозочным процессом со стороны руководящего состава управлений дорог и отделений. В сеть оперативно-технологической связи входят:
- поездная диспетчерская (ПДС) — цепь, в которую включены телефоны дежурных по станциям и в депо на участке в 100—200 км, используемая только для переговоров диспетчера, руководящего движением поездов на своем участке, со станциями и депо;
- поездная межстанционная (МЖС), связывающая дежурных по двум соседним станциям, служащая для их переговоров по движению поездов на перегоне между этими станциями;
- постанционная (ПС), используемая работниками станций для переговоров по различным хозяйственным вопросам, а также для замены поездной диспетчерской связи при ее повреждениях;
- линейно-путевая (ЛПС), служащая для переговоров линейных работников дистанции пути между собой и с руководством дистанции;
- перегонная (ПГС), обеспечивающая возможность включения в нее переносного телефонного аппарата для связи бригады остановившегося на перегоне поезда или ремонтных путевых бригад с ближайшими станциями, и многие другие виды связи в соответствии с «Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации».
Внедрение на транспорте новых систем перегонного регулирования движения поездов привело к необходимости увеличения числа цепей для устройств автоматики и телемеханики.
На станциях, оборудованных электрической централизацией, стрелок и сигналов или другими устройствами автоматики и телемеханики, существует густая сеть кабелей, по которым осуществляется управление этими устройствами и их электроснабжение.
Линии передачи обладают различной пропускной способностью: воздушные линии до — 16 телефонных каналов тональной частоты (ТЧ) по одной паре проводов; симметричные кабели — до 480 каналов ТЧ по двум парам жил, находящихся в разных кабелях; коаксиальные кабели — до 10 800 каналов ТЧ по двум коаксиальным парам в одном кабеле; оптические кабели — более 100 000 каналов ТЧ по двум оптическим волокнам в одном кабеле.
Дальнейший рост объема и скоростей перевозок, конкуренция с другими перевозчиками грузов способствуют масштабному внедрению информационных технологий на железнодорожном транспорте. Это потребовало построения структурированных кабельных систем в административных и служебно-технических зданиях для создания физической топологии сетей различного назначения, в том числе информационных вне зависимости от используемых приложений.
Продолжающийся рост протяженности железных дорог с электротягой на переменном токе, развитие железнодорожных линий автоблокировки, продольного электроснабжения линейных потребителей, высоковольтных линий электропередачи приводят к увеличению опасных и мешающих электромагнитных влияний на цепи и каналы железнодорожной автоматики, телемеханики и связи и к необходимости разработок мер борьбы с этими явлениями.
В связи с необходимостью увеличения числа каналов и повышением их качества с особой остротой встают вопросы экономической целесообразности использования тех или иных направляющих систем при развитии сетей железнодорожной связи и автоматики для минимизации капитальных затрат на их строительство и расходов на эксплуатацию.
Тема 1.1.2 Воздушные линии СЦБ. Состав элементов
В зависимости от назначения подвешенных цепей воздушные линии связи разделены на три класса.
К I классу относятся линии связи, на которых подвешены цепи, связывающие Министерство путей сообще¬ния с управлениями дорог, а также последние между собой; ко II классу — линии, несущие цепи, которые связывают управления дорог с отделениями дорог и отделения дорог между собой, а также линии, на которых подвешены цепи отделенческой связи; к III классу — линии местной (станционной) связи.
В зависимости от интенсивности гололедных отложений на про¬водах воздушных линий связи эти линии строят четырех типов: О — облегченный, Н — нормальный, У — усиленный и ОУ — особо уси-ленный. Линии типа О строят в негололедных и слабогололедных районах, где эквивалентная толщина стенки льда на проводе не превышает 5 мм. В районах со средней интенсивностью гололеда, где эквивалентная толщина стенки льда может увеличиться до 10 мм, строят линии типа Н. В сильногололедных районах, где эквивалент¬ная толщина стенки льда достигает 15 мм, строят линии типа У, а где эквивалентная толщина стенки льда достигает 20 мм и более — линии типа ОУ.
Зависимость числа опор на 1 км и длины пролета от типа линии показана в таблице 1.
Таблица 1

На разных типах линии устанавливают разное число усиленных и противоветровых опор, обеспечивающих устойчивость линии при гололеде и ветре.
В отличие от воздушных линий связи высоковольтные (ВЛ) и высоковольтно-сигнальные линии автоматики и телемеханики (ВСЛ СЦБ) строят трех типов: Н, У, ОУ.
Воздушные линии автоматики, телемеханики и связи состоят из стальных, медных или биметаллических неизолированных проводов, подвешенных на деревянных или железобетонных опорах, по которым передаются электрические сигналы.
К воздушным линиям относятся высоковольтные линии электропередачи (ЛЭП), высоковольтно-сигнальные линии СЦБ и линии связи.
На воздушных высоковольтно-сигнальных линиях подвешивают провода трехфазной силовой цепи с линейным напряжением 10 кВ (ранее применяли напряжение 6 кВ) для электропитания перегонных и станционных устройств СЦБ. Кроме проводов силовой цепи, на опорах высоковольтно-сигнальной линии подвешивают и сигнальные провода.
На воздушных линиях связи подвешивают провода магистральной, дорожной и отделенческой телефонно-телеграфной связи, провода местной связи, а также провода автоматической и полуавтоматической блокировки, диспетчерской централизации и диспетчерского контроля, телеуправления тяговыми подстанциями и др. На работу воздушных линий оказывают влияние метеорологические и климатические условия района, по которому проходит линия, интенсивность грозовой деятельности, а также линии электропередачи и тяговая сеть электрических железных дорог. Из метеорологических факторов на работу воздушных линий наибольшее влияние оказывают гололедные осадки (лед, изморозь) и ветер.
Гололед — однородное прозрачное ледяное отложение плотностью около 900 кг/м3, образующееся на поверхности различных предметов и в том числе на проводах и опорах воздушных линий, когда капли дождя замерзают при прикосновении к сильно охлажденной поверхности этих предметов или когда на их поверхность оседает обильный туман.
Образования гололеда наиболее часты в периоды зимне-весеннего (февраль-март) и осенне-зимнего (ноябрь-январь) неустойчивого состояния атмосферы при отрицательной, но близкой к нулю температуре. Продолжительность гололеда в большинстве случаев не превышает двух-трех суток, но может длиться в течение нескольких недель.
Изморозь, образующаяся в морозные дни при туманной погоде на ветвях деревьев, кустарников и на проводах воздушных линий, имеет вид белого, рыхлого иглистого осадка нежного строения плотностью от 50 до 700 кг/м3. Толщина изморози на проводах обычно не превышает 2,5 см, но может в отдельных случаях достигать 5 см и более.
При переменной погоде на проводах воздушных линий может образоваться смешанный осадок из чередующихся слоев льда и изморози. Гололедные отложения на проводах воздушных линий заметно увеличивают механическую нагрузку проводов и опор. Эта нагрузка особенно возрастает в том случае, если гололедообразование сопровождается сильным ветром. Неблагоприятное сочетание гололеда и ветра может вызвать обрывы проводов и поломку опор. Изморозь, имеющая обычно значительно меньшую по сравнению с гололедом плотность, не создает большой механической нагрузки на провода и опоры. Однако отложения изморози на проводах так же, как и отложения льда, значительно увеличивают затухание в телефонных цепях воздушных линий связи, уплотненных токами высокой частоты.
Необходимую надежность работы воздушных линий в условиях гололедных отложений обеспечивают правильным выбором элементов этих линий на основе расчета их механической прочности; в случае угрожающих размеров отложений их с проводов обивают. Для обеспечения удовлетворительной работы каналов высокой частоты в гололедных районах на уплотненных цепях линий связи устанавливают вспомогательные усилительные пункты, включающиеся при возникновении гололедных отложений на проводах.
Воздействие ветра на воздушные линии не ограничивается только увеличением нагрузки на провода и опоры. При скорости ветра до 5 м/с на открытой местности иногда возникает вибрация проводов. При вибрации колебательная энергия провода передается к месту его крепления вязкой на изоляторе. Механическое напряжение в месте крепления, быстро меняющееся в проводе, способствует изнашиванию провода и вызывает его обрыв. Для борьбы с последствиями вибрации проводов применяют специальное крепление проводов к изоляторам (рессорную вязку).
Дождь, туман и мокрый снег также влияют на работу воздушных линий. Они снижают сопротивление изоляции проводов из-за появления на изоляторах влажной пленки. Появление влаги на стальных проводах вызывает их коррозию. Для того чтобы сопротивление изоляции проводов соответствовало установленным нормативным значениям, загрязнившиеся изоляторы периодически чистят, а битые заменяют. При изготовлении стальных проводов в сталь добавляют медь, а поверхность оцинковывают, что повышает их коррозионную устойчивость.
При прямом ударе молнии в воздушную линию повреждаются провода, изоляторы и опоры. Воздушные линии защищают от грозы при помощи молниеотводов, устанавливаемых на наиболее ответственных опорах (угловых, оконечных, кабельных и др.).
Атмосферные перенапряжения, возникающие в проводах, вызванные грозовыми разрядами, представляют опасность для аппаратуры, включенной в эти провода. Эту аппаратуру защищают включением в провода разрядников и предохранителей.
В результате электромагнитного влияния в проводах воздушных линий, имеющих сближения с высоковольтными линиями электропередачи и тяговой сетью электрифицированных дорог, могут появляться опасные и мешающие напряжения.
Для защиты цепей сигнализации и связи от опасных и мешающих влияний высоковольтных линий электропередачи разработаны мероприятия, позволяющие снизить эти влияния до установленных нормативных значений.
При строительстве воздушных линий автоматики, телемеханики и связи следует принимать меры по защите деревянных опор от гниения (пропитка опор антисептиками, устройство антисептических бандажей, применение железобетонных приставок к опорам), а железобетонных опор — от коррозии блуждающими токами и от воздействия химических веществ, находящихся в почве (покрытие поверхности подземной части опоры битумной мастикой).
В процессе эксплуатации воздушные линии необходимо оберегать от падения на них деревьев, от набросов на провода различных предметов, а также от возможных повреждений линий в заливаемых во время половодья местах.
Типовые профили опор ВЛ, ВСЛ СЦБ и воздушных линий связи
Профилем опоры называют принятое расположение цепей и проводов на опорах воздушной линии.
Высоковольтно-сигнальные линии автоблокировки применяют двух профилей: одноцепные и двухцепные. На одноцепных линиях провода трехфазной силовой цепи СЦБ напряжением 10 кВ располагают в верхней части опоры (рисунок 2, а). Один провод подвешивают на верхушечном штыре и два — на двухштырной траверсе. Сигнальные провода располагают ниже высоковольтных проводов на четырех-, шести- или восьмиштырной траверсе. На двухцепных линиях (рисунок 2, б), кроме проводов трехфазной силовой цепи, питающей устройства СЦБ, и сигнальных проводов, подвешивают вторую трехфазную высоковольтную цепь, называемую цепью продольного электроснабжения (ПЭ).

Рисунок 2- Профили высоковольтно-сигнальных линий
Эта цепь предназначена для снабжения электроэнергией помещений малых станций, разъездов и других потребителей, для питания передвижных и переносных инструментов, используемых путейскими рабочими при ремонте пути, и является резервом на случай повреждения основной высоковольтной линии. При двухцепном профиле провода высоковольтных цепей подвешивают на одной двухштырной и одной четырехштырной траверсах так, чтобы три провода основной цепи СЦБ располагались на одной стороне опоры, а три провода продольного электроснабжения — на другой.
На участках дорог, электрифицированных на постоянном токе, трехфазную высоковольтную цепь продольного электроснабжения обычно подвешивают на опорах контактной сети.
При однофазном переменном токе воздушные линии связи заменяют кабельными для того, чтобы защитить цепи связи от опасных электромагнитных влияний тяговых токов. По этой же причине часть жил кабеля связи используют для сигнальных цепей автоблокировки, а на опорах оставляют только высоковольтную линию напряжением 10 кВ.
На воздушных линиях связи с деревянными опорами применяют крюковой, траверсный и смешанный профили опор. При крюковом профиле (рисунок 3, профил 1) все провода на опоре укрепляют на крюках, а при траверсном (рисунок 3, профиль 4) — на траверсах. Если одну часть проводов располагают на крюках, а другую — на траверсах, то получают смешанный профиль (рисунок 3, профиль 2,3,3а). На линиях с железобетонными опорами провода крепят только на траверсах.


Рисунок 3- Профили опор воздушных линий
Расположение цепей на крюках применяют только на малопроводных линиях с числом проводов до 10—12.
На деревянных опорах многопроводных линий связи типов О и Н устанавливают до пяти траверс, что дает возможность подвески 40 проводов, а на линиях типов У и ОУ, испытывающих большие гололедные нагрузки, — не более трех. На линиях типов У и ОУ но-сигнальной линии СЦБ допускается размещать четыре- пять траверс, при этом деревянные опоры укрепляют железобетонными приставками. В случае использования железобетонных опор на многопроводных линиях всех типов может находиться до пяти траверс.
Для подвески проводов на крюках, кроме крюкового и смешанного профилей опор, рекомендуются профили с расстоянием между про-водами двухпроводной цепи, равным 300 мм, и между соседними цепями, расположенными с одной стороны опоры, — 900 мм. Такое расположение проводов увеличивает переходное затухание между двухпроводными телефонными цепями. Для удобства обслуживания и эксплуатации воздушной линии связи цепи располагают на профиле опоры в определенном порядке, зависящем от назначения этих цепей.
Тема 1.1.3 Материалы и арматура воздушных линий
Опоры
Деревянные опоры устанавливают в лесистых местах и в местах с опасными индуктивными помехами, превышающими уровни для железобетонных опор.
Деревянные столбы изготавливают из лиственницы, сосны, кедра, ели и пихты.
Их делают из брёвен длиной 5,5; 6,5; 7,5; 8,5 и 9,5 м и диаметром в вершине 12.. .24 см; длиной 11 и 13 м и диаметром в вершине 18.. .24 см. Не допускается использовать древесину, поражённую грибковыми заболеваниями, и сухостой.
Срок службы деревянных опор, установленных непосредственно в грунт,— от четырёх до восьми лет в зависимости от характера грунта. Для увеличения срока службы столбы пропитывают противогнилостными веществами (антисептиками) или устанавливают в искусственные основания. При пропитке древесины столбов на специальных заводах смесью креозота (60%) с мазутом (40%) срок службы увеличивается до 18-25 лет. Другие способы пропитки (бандажный, суперобмазки и т.д.) менее эффективны.
Гниение древесины происходит главным образом у поверхности земли (в наиболее опасном месте с точки зрения механических напряжений). Если столб поднять над землёй, укрепив в приставках из материала, не поддающегося гниению, то срок службы его будет значительно больше.
Пропитка столбов деревянных опор антисептиками. Способы пропитки древесины столбов делятся на заводские и полевые, не требующие заводского оборудования. Различают масляные и водорастворимые антисептики для пропитки столбов.
К масляным антисептикам относятся креозот, получаемый перегонкой каменноугольного дегтя, антраценовое масло — продукт перегонки каменноугольной смолы и мазут, нефтяные остатки, получаемые при перегонке нефти.
К водорастворимым антисептикам относятся фтористый натрий (соль фтористоводородной кислоты) и уралит — смесь фтористого натрия и динитрофенола. В водорастворимую антисептическую пасту, наносимую на поверхность столбов, кроме воды, добавляют в качестве клеящего вещества экстракт сульфитных щелоков.
К заводским способам пропитки столбов относится пропитка в автоклавах под давлением, а также способ горячехолодных ванн.
При пропитке в автоклавах предварительно высушенные столбы (влажность их не должна превышать 20%) загружают в стальной герметический цилиндр (автоклав) и затем создают в нем давление от 2 до 4 кгс/см2 (196• 103—390-103 Па — Паскаль). Через 10 мин, не снижая давления, автоклав заполняют смесью креозота и мазута, нагретой до 95—100° С, а давление повышают до 8 кгс/см2 (790-103 Па). Через 30 мин антисептик выпускают, а в автоклаве создают вакуум не менее 600 мм рт. ст. (80-103 Па). Через 15 мин процесс пропитки заканчивают и столбы выгружают из автоклава.
Заводская пропитка столбов способом горячехолодных ванн заключается в том, что столбы погружают в ванну с горячим антисептиком (креозотом, антраценовым маслом), нагретым примерно до 100° С. Воздух в наружных слоях древесины столба расширяется и частично выходит из пор древесины; испаряется частично и присутствующая в древесине влага. Затем столбы при помощи крана быстро перегружают в ванну с холодным антисептиком, имеющим температуру около 45° С. Оставшиеся в древесине воздух и водяные пары охлаждаются и уменьшаются в объеме, поэтому в порах древесины создается вакуум, и антисептик засасывается внутрь древесины. Способом горячехолодных ванн пропитывают также деревянные приставки к опорам и траверсы.
К полевым способам пропитки деревянных столбов для опор относятся способ длительного вымачивания, способ «Осмос», способ суперобмазки и бандажный способ.
Способ длительного вымачивания заключается в том, что столбы с влажностью древесины не более 30% погружают на 10 суток в ванну с водным раствором уралита (50 кг) или фтористого натрия (40 кг) на 1 м3 воды.
По способу «Осмос», получившем такое название от греческого слова «Давление», пропитывают свежесрубленные и сплавленные столбы 60%.
После очистки столбов от коры и луба на поверхность столба малярной кистью наносят антисептическую пасту (уралит или пасту на экстракте сульфитных щелоков) слоем 0,5 мм. Затем столбы укладывают в штабель в форме треугольной пирамиды, закрывают толем и засыпают слоем земли 25 см. В таком виде столбы выдерживают в течение 45 дней, при этом температура окружающего воздуха должна быть не ниже +14° С.
При способе суперобмазки пропитывают только комлевую часть столбов с таким расчетом, чтобы после за копки столба суперобмазка выступала над поверхностью земли на 10—15 см. При этом способе на очищенный от коры и луба столб наносят слой пасты, состоящей из уралита или фтористого натрия (55%), нефтяного битума (20%) и зеленого масла (25%). После затвердевания пасты обработанную часть столба покрывают гидроизоляционным слоем из расплавленного битума и посыпают песком.
Влажность древесины при пропитке ее способом суперобмазки не должна быть меньше 60%.
При бандажном способе пропитки комлевую часть столба и его нижний торец обмазывают антисептической пастой из водного раствора уралита или фтористого натрия и затем накладывают на столб один или два бандажа 1,2 и подкладку из рубероида 3, толя, гидроизола или водостойкой бумаги. После наложения бандажей их укрепляют проволокой и толевыми гвоздями, а затем края и продольные швы бандажей и подкладку, также укрепленную толевыми гвоздями, промазывают расплавленным битумом. Верхний бандаж устанавливают с таким расчетом, чтобы его край выступал на 10 см выше поверхности земли. Влажность древесины при пропитке бандажным способом должна быть не менее 45%.
В других случаях наибольшее распространение получили железобетонные конструкции в виде полного усеченного конуса длиной 6,5; 7,5; 8,5; 9,5 м.
Недостатком является большой вес конструкций, который достигает 510.1000 кг.
На линиях I и II классов каждую опору устанавливают с двумя приставками, укрепляя их проволочными хомутами.
Опоры воздушных линий разделяют на простые и сложные. Простые состоят из дере-вянного столба или железобетонной стойки, оснащенной арматурой.
Сложные состоят из простых опор и дополнительных креплений в виде подпор, оття-жек или состоят из двух столбов или стоек.
К простым относят промежуточные опоры, устанавливаемые на прямолинейных уча-стках трассы линии.
К сложным – угловые, полуанкерные, анкерные, усиленные, оконечные, кабельные и т.д.
Угловые опоры устанавливают в местах изменения направления трассы линии. Их ук-репляют подпоркой или оттяжкой (рисунок 4).

Рисунок 4- Угловая опора
Глубина закопки, в зависимости от категории грунта составляет величину 1600.2200 мм.
Полуанкерные, анкерные и усиленные опоры применяют для увеличения устойчиво-сти, ограничения возможных разрушений линий при обрывах проводов. Их устанавливают на прямолинейных участках трассы на линиях О и Н через 3 км, на У – через 2 км, ОУ – че-рез 1 км. На рисунках 5; 6; 7 показаны соответственно схемы полуанкерной, усиленной и кабельной опор.

Рисунок 5 - Полуанкерная опора
Если подпоры заменить 4-мя растяжками, то будем иметь анкерную опору.
1527810top

Рисунок 6- Усиленная опора
Оконечные опоры размещают в начале и конце линии у ввода в здания.
Кабельные опоры служат для перехода воздушной линии в кабельную.

Рисунок 7- Кабельная опора
В шкафу размещают приборы защиты, боксы магистральной связи (БМ), служащие для оконечной разделки кабеля и другого оборудования.
Линейная проволока и тросы
На воздушных линиях связи наибольшее распространение получила стальная, биметаллическая (сталь — медь) и медная проволока, а также многожильный сталеалюминиевый провод.
Стальную линейную проволоку применяют для цепей отделенческой и дорожной связи, а также для цепей телеуправления и телесигнализации, подвешиваемых на воздушной линии связи. Медную и биметаллическую проволоку используют для подвески цепей магистральной и дорожной связи большой протяженности. Эти цепи уплотняют каналами высокочастотного телефонирования в полосе частот до 150 кГц. Для воздушных линий местной связи предназначена стальная линейная проволока, а также биметаллическая проволока малых диаметров. Стальная линейная проволока изготавливается диаметром 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5 мм; ее покрывают тонким слоем цинка (оцинкованная стальная проволока), что повышает коррозионную устойчивость. Для этого же при изготовлении проволоки в сталь добавляют от 0,2 до 0,4% меди, что примерно в 1,5 раза удлиняет срок службы. Такую проволоку называют медистой.
На линиях связи I и II классов подвешивают стальную проволоку диаметром 3, 4 и 5 мм, а на линиях III класса (местной связи) используют проволоку диаметром 1,5; 2,0 и 2,5 мм.
Медная и биметаллическая проволока диаметром 3; 3,5 и 4 мм предназначена для воздушных линий связи только для цепей, уплотняемых каналами высокочастотного телефонирования. На линиях типа ОУ подвешивают медную проволоку диаметром 4 мм.
Биметаллическая (сталемедная) проволока состоит из стального сердечника и слоя меди, наложенного на него термическим или гальваническим способом. В зависимости от толщины медного слоя бывает биметаллическая сталемедная проволока типов БСМ-1 и БСМ-2. У проволоки типа БСМ-1 толщина медного слоя больше, чем у проволоки типа БСМ-2. Механическая прочность такой проволоки почти в 2 раза больше механической прочности медной проволоки. Содержание меди в биметаллической проволоке не превышает 50% общей массы проволоки; изготовляют ее диаметром 1,2; 1,6; 2; 3; 4 и 6 мм. На воздушных линиях связи I и II классов обычно подвешивают биметаллическую проволоку диаметром 3 и 4 мм, а проволоку меньшего диаметра применяют на сетях местной связи.
Сталеалюминиевый многопроволочный провод марки АС состоит из стальной проволоки (сердечника), расположенной в центре, вокруг которой навиты шесть алюминиевых проволок. На линиях связи получили распространение провода марок АС-10, АС-16 и АС-25 с соответствующей площадью поперечного сечения 10, 16 и 25 мм2.
На высоковольтно-сигнальных линиях СЦБ для подвески сигнальных цепей используют стальную линейную проволоку диаметром 4 мм, а для проводов силовой цепи —диаметром 5 мм. Если потери энергии в силовой цепи превышают установленные нормы, то вместо стальной проволоки применяют проволоку с меньшим электрическим сопротивлением: биметаллическую сталемедную диаметром 4 и 6 мм, сталеалюминиевые многопроволочные провода марок АС-16, АС-25, а также провода марок АС-35, АС-50 и АС-70 с площадью поперечного сечения соответственно 35, 50 и 70 мм2.
В местах пересечения воздушных линий связи с контактной сетью трамвая, троллейбуса и железных дорог, электрифицированных на постоянном токе, а также в удлиненных пролетах вместо линейной стальной и биметаллической проволоки и для увеличения прочности линии подвешивают стальные тросы (канаты) диаметром 4,3; 6,7 мм и многопроволочные бронзовые антенные провода марки ПАБ диаметром 4,7 и 7,4 мм. Стальные тросы применяют для подвески в переходных и удлиненных пролетах и на высоковольтно-сигнальных линиях СЦБ. Стальные тросы и тросы диаметром 4,3; 6,7; 8,0 и 9,2 мм используют при строительстве воздушных линий в качестве оттяжек для укрепления опор.
В местах пересечения воздушных линий связи с контактной сетью железных дорог, электрифицированных на переменном токе, в воздушную линию делают кабельные вставки.
Перевязочная и спаечная проволока. При подвеске проводов их укрепляют (вяжут) на изоляторах перевязочной проволокой. Для проводов диаметром 3,5; 4 и 5 мм используют перевязочную проволоку диаметром 2,5 мм, а для проводов диаметром 3,0 мм — проволоку диаметром 2 мм. Стальные провода вяжут стальной оцинкованной перевязочной проволокой, а медные и биметаллические (сталемедные) — медной или биметаллической проволокой.
На воздушных линиях связи провода марок АС-10, АС-16 и АС-25 вяжут стальной оцинкованной перевязочной проволокой соответственно диаметром 2,0; 2,5 и 3,0 мм или алюминиевой проволокой диаметром 3,0 мм. На высоковольтно-сигнальных линиях СЦБ сталеалюминиевые провода рекомендуется вязать стальной оцинкованной перевязочной проволокой диаметром 2,5 мм или алюминиевой проволокой диаметром 3,5 мм Спаечную проволоку применяют для запайки концов проводов и для устройства некоторых типов вязок проводов на изоляторах. Стальную оцинкованную проволоку диаметром 1 мм используют для стальных проводов, а медную луженую диаметром 1 и 1,5 мм — для медных и биметаллических.
Изоляторы
Для обеспечения высокой электрической изоляции проводов воздушных линий друг от друга и относительно земли их укрепляют на изоляторах. Наибольшее распространение на воздушных линиях связи получили изоляторы типа ТФ (телефонные фарфоровые), обладающие большим электрическим сопротивлением, малыми диэлектрическими потерями и высокой механической прочностью. Применяются также стеклянные изоляторы типа ТСМ (телефонный стеклянный малощелочной).
Фарфоровые изоляторы изготовляют из лучших сортов глины. Для того чтобы поверхность изоляторов в меньшей степени подвергалась загрязнению, легко очищалась при периодической чистке и на ней не задерживалась влага, ее покрывают слоем белой глазури. Для изготовления стеклянных изоляторов применяют сорта стекла, обладающие высокой термической стойкостью к резким температурным изменениям и не подвергающиеся выщелачиванию. Форма и геометрические размеры изоляторов типа ТФ показаны на рисунок 8, а.

Рисунок 8- Изоляторы типа ТФ
Для того чтобы уменьшить утечку тока по поверхности изоляторов, их делают двухъюбочными. Такая конструкция изолятора удлиняет путь тока утечки с провода на штырь или крюк и, кроме того, при дожде внутренняя юбка изолятора остается сравнительно сухой и, следовательно, имеет большее поверхностное сопротивление, чем наружная поверхность изолятора. Внутри изолятора имеется винтовая нарезка для укрепления его на штыре или крюке.
Большое отличие в электрическом сопротивлении фарфоровых и стеклянных изоляторов требует различной методики его измерения. Электрическое сопротивление изоляторов ТФ измеряют в ванне с водой при относительной влажности окружающего воздуха не более 65%. При этом перед проведением измерения изоляторы погружают в ванну головкой вниз так, чтобы вода не доходила до края изолятора на 2 см; на такой же уровень наливают воду внутрь изолятора по обе стороны внутренней юбки. Электрическое сопротивление стеклянных изоляторов измеряют в шкафу влажности при относительной влажности воздуха 100%.
На вводе проводов в здания оконечных и усилительных пунктов, а также для оконечной заделки проводов на кабельных опорах применяют вводные изоляторы типа ВБ (вводный большой) для проводов диаметром 4 и 5 мм (рисунок 8, б) и ВМ (вводный малый) для проводов диаметром 3 мм.
На деревянных опорах высоковольтно-сигнальной линии автоблокировки в районах с отсутствием загрязнения воздуха промышленными отходами, а также при отсутствии отложений на поверхности изоляторов солей (т. е. вдали от морей) провода силовой цепи подвешивают на изоляторах типов ШС-6 и ШС-10 (рисунок 9, а). На линиях с железобетонными опорами, на цепях продольного электроснабжения, подвешенных на опорах контактной сети, а также на линиях с деревянными опорами, проходящих вблизи морей и в районах активного загрязнения воздуха промышленными отходами для повышения грозоустойчивости линии, провода силовой цепи, подвешиваемые на траверсах, закрепляют на изоляторах типа ШЖБ-10 (рисунок 9, б), а на верхушечных штырях — на изоляторах типа ШД-20 (рисунок 9, в). Сигнальные провода подвешивают на телефонных изоляторах типа ТФ-20.

Рисунок 9- Изоляторы высоковольтно- сигнальных линий
Основные данные о высоковольтных изоляторах приведены в таблице 2.
Таблица 2.

Буквы в обозначениях высоковольтных изоляторов означают: Ш— штырьевой, С — сетевой, ЖБ — для железобетонных опор, Д — условный тип «Дельта»; цифры — их номинальное электрическое напряжение (кВ).
Крюки
Крюки применяемые на воздушных линиях связи для укрепления изоляторов, изготовляют из круглой стали. Основные размеры и область применения крюков приведены в таблице 3.
Буквы КН в обозначении крюков означают — крюк для изоляторов низкого напряжения, а цифры 20, 18, 16 и 12— диаметр круглой стали, из которой крюк изготовлен.
Таблица 3


Рисунок 10- крюк
Штыри (рисунок 11, а), применяемые для укрепления изоляторов при подвеске проводов на траверсах, изготовляют из круглой стали. Типы штырей, применяемых на линиях связи и высоковольтно-сигнальных линиях автоблокировки, приведены в таблице 4.
На высоковольтно-сигнальных линиях автоблокировки для подвески сигнальных проводов используются применяемые на линиях связи штыри ШТ-2Д, а также штыри ШНР-2, устанавливаемые на накладках в местах разреза сигнальных проводов.
Для подвески высоковольтных проводов на траверсах сечением 80x100 мм используют штыри типа ШВ-1Д, а на круглых траверсах, устанавливаемых на переходных опорах удлиненных пролетов, — типов ШУ-22Д и ШУ-24Д. Штыри ШВП-1Ж устанавливают на накладках. Для крепления изоляторов ШД-20 на оголовниках железобетонных опор используют штыри типа ШН-2Ж- Для подвески верхнего высоковольтного провода на деревянных опорах для изоляторов типов ШС-6 и ШС-10 находят применение верхушечные штыри, приведенные на рисунок 11б, укрепляемые на опоре при помощи глухарей. При установке изоляторов типа ШД-20 и на железобетонных опорах применяют удлиненные верхушечные штыри (рисунок 11, в). Согнутые под углом 10° (см. рисунок 11, б) и 13° (см. рисунок 11, в) используют для установки на А-образных и АП-образных деревянных опорах.
Таблица 4


Рисунок 11- Штыри
Траверсы
На воздушных линиях связи и высоковольтно-сигнальных линиях автоблокировки наибольшее распространение получили деревянные траверсы, изготовляемые преимущественно из сосновой древесины, а также из лиственницы, дуба, ели и кедра.
Изготовляют деревянные траверсы из брусьев сечением 80x100 мм. Длина траверс зависит от их назначения и числа подвешиваемых на них проводов. Так, восьмиштырная траверса (рисунок 12) для воздушных линий связи имеет длину 2500 мм, траверсы для подвески двух проводов силовой цепи автоблокировки — 1200 мм, шести сигнальных проводов — 1900 мм и т. п.
Верхняя кромка траверсы имеет два скоса 20x20 мм, что облегчает чистку внутренних поверхностей изоляторов и уменьшает поверхность для оседания на кромке снега.
При изготовлении траверс в них высверливают отверстия для установки штырей и болтов, крепящих траверсы к опоре, а также отверстия для укрепления подкосов, удерживающих траверсу в горизонтальном положении. Затем для защиты от гниения траверсы пропитывают антисептиком

Рисунок 12- Траверса
Стальные восьмиштырьковые траверсы делают из уголковой стали 50х50х6 мм для линий О и Н, 60х60х6 мм для линий У и ОУ. Для 4-х штыревой траверсы применяют уголковую сталь 40х40х6, 50х50х6 мм.
Тема 1.1.4 Кабельные линии СЦБ. Классификация кабельных линий
Линии и сети автоматики и телемеханики в зависимости от обслуживаемых ими устройств разделяются на линии и сети автоблокировки, электрической централизации, станционной блокировки и горочной централизации механизированных сортировочных горок.
Кабельная сеть автоблокировки разделяется на станционную и перегонную.
К кабельным линиям автоблокировки относятся также кабельные вставки в высоковольтно-сигнальные линии в местах пересечения водных преград, в гористых местностях, на территории крупных станций, населенных пунктов и т. п.
Станционная кабельная сеть автоблокировки представляет со-бой совокупность кабельных линий, соединяющих расположенные в помещении дежурного по станции сигнальные централизаторы с релейными будками или шкафами входных и выходных сигналов обоих направлений и т. п. Кроме того, кабельные линии прокладывают от релейных шкафов к батарейным колодцам, светофорам, стрелочным постам и кабельным стойкам рельсовых цепей
Перегонная кабельная сеть автоблокировки существует на перегонах в месте установки сигнальных точек и, как правило, со-стоит из кабелей, прокладываемых от кабельного ящика силовой опоры высоковольтно-сигнальной линии до релейного шкафа и от последнего до проходных светофоров, батарейного колодца и кабельных стоек рельсовых цепей.
Кабельная сеть электрической централизации релейной системы, которая принята как основной вид централизации, служит для соединения приборов напольных устройств (светофоров, стрелочных приводов, рельсовых цепей и т п ) с приборами, установленными в релейных будках и последних с сигнальным пунктом ДСП при централизации с местными зависимостями или с приборами, расположенными в централизационных постах (при централизации с центральными зависимостями).
Кабельная сеть горочной централизации аналогична кабельной сети электрической централизации. В последнее время на сортировочных станциях началось широкое внедрение автоматизации роспуска составов на горках. В связи с этим на сортировочных станциях прокладывают кабели, соединяющие напольные устройства автоматизации с аппаратурой автоматизации, устанавливаемой на горочных постах.
Кабельная сеть станционной блокировки на станциях с механической централизацией стрелок и сигналов состоит из кабелей, соединяющих распорядительный аппарат, установленный у ДСП, с исполнительными аппаратами, установленными в помещениях сигналистов и стрелочников, а также из кабелей, соединяющих исполнительные аппараты с рельсовыми педалями, сцепляющими механизмами и трущимися кон-тактами для крыльев семафоров.
Следует также указать, что в тех случаях, когда вдоль полотна дороги проложен кабель дальней связи, часть жил этого кабеля, как правило, используется для устройств автоматики и телемеханики.
Жилы кабеля связи используют для цепей электрожезловой системы и путевой полуавтоматической блокировки, сигнальных цепей автоблокировки, цепей телеуправления тяговыми подстанциями на электрифицированных участках дорог, а также для цепей диспетчерской централизации и контроля.
Жилы кабелей. Материалы и виды изоляции
Токопроводящие жилы кабелей должны обладать хорошей электропроводимостью, гибкостью и достаточной механической прочностью. Наиболее подходящим материалом для изготовления кабельных жил является мягкая отожженная медная проволока; для изготовления жил находит применение и алюминиевая проволока. Основные свойства проволоки, применяемой для изготовления кабельных жил, приведены в табл. 20.
Особую конструкцию имеют коаксиальные (концентрические) кабели. Если в обычных симметричных кабелях связи двухпроводная цепь состоит из двух одинаковых жил, то в коаксиальных кабелях такую цепь образуют полая цилиндрическая гибкая трубка из медной ленты и расположенный в центре этой трубки сплошной цилиндрический проводник из медной проволоки.
Для цепей дальней связи и телевидения наибольшее распространение в системе связи получил коаксиальный кабель диаметром внутреннего проводника 2,6 мм и внутренним диаметром трубки 9,4 мм. Широкое распространение получили также кабели с диаметром внутреннего проводника 1,2 мм и внутренним диаметром трубки 4,4 мм. Эти кабели используют также для глубоких вводов в населенные пункты радиорелейных линий. Для областной телефонной связи применяют кабели с диаметром внутреннего проводника 2,1 мм и трубки 9,4 мм.
Токопроводящие жилы железнодорожных сигнальных кабелей изготовляют из медной проволоки диаметром 1 мм. Наряду с сигнальными кабелями в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики существуют силовые и контрольные кабели, жилы которых изготовляются из цельной медной проволоки (однопроволочные) с поперечным сечением от 0,75 до 16 мм2, однопроволочными и многопроволочными (из нескольких свитых между собой проволок) при сечении 25 и 35 мм*, а также многопроволочными при сечении до 240 мм*. Применяют также жилы из цельной алюминиевой проволоки сечением от 1 мм* и выше. Жилы из алюминиевой проволоки сечением 25 мм* и более обычно изготовляют многопроволочными.
Виды и способы изоляции жил
В зависимости от типа и назначения кабеля для изоляции кабельных жил используют кабельную бумагу (непропитанную и пропитанную), пластмассовую изоляцию (полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, ранее называемый стирофлексом, фторопласт и др.), резину, пористую бумажную массу и т. п.
В кабелях для оборудования сетей местной и городской телефонной связи в качестве изоляции жил применяют ленты из кабельной бумаги, пористую бумажную массу, полиэтилен и поливинилхлорид.
Изоляция жил кабельной бумажной лентой, накладываемой на жилу в виде спиральной трубки (рисунок 13, а), носит название трубчато-бумажной изоляции. Бумажную ленту наматывают на жилу с перекрытием 20—30%, намотку ленты производят с таким расчетом, чтобы она прилегала к жиле не плотно, а с воздушным зазором. Поэтому такую изоляцию называют также воздушно-бумажной изоляцией.
Наличие воздушных зазоров приводит к уменьшению электрической емкости между жилами кабеля, так как диэлектрическая проницаемость воздуха равна единице, а кабельной бумаги — 2,5. Снижение емкости кабельных цепей уменьшает затухание передаваемых по кабельным цепям токов тональных и высоких частот и, следовательно, увеличивает дальность телефонной передачи.
К воздушно-бумажной изоляции относится и пористобумажная изоляция. При этом способе изоляции кабельную жилу покрывают кашицеобразным слоем бумажной массы (целлюлозы). После высыхания слоя на жиле образуется пористый бумажный цилиндр (рисунок 13, б). Заполненные воздухом поры также снижают величину электрической емкости между жилами кабеля.
Широко применяется для изолирования жил кабелей местной связи полиэтилен, являющийся продуктом полимеризации жидкого этилена, и поливинилхлорид, получаемый путем переработки газа этана. Если кабельную жилу покрывают сплошным слоем пластмассы (полиэтилена или поливинилхлорида) толщиной 0,35— 0,4 мм (рисунок 13, в), то такая изоляция носит название сплошной пластмассовой изоляции. Получило распространение изолирование жил пористым полиэтиленом. Такая воздушно пластмассовая изоляция аналогична воздушно-бумажной изоляции и носит название пористо-полиэтиленовой изоляции.
Для изоляции жил симметричных кабелей, применяемых для организации дальней связи (магистральной, дорожной, отделенческой), используют бумагу, полиэтилен и полистирол.
В кабелях с кордельно бумажной изоляцией каждую жилу предварительно обвивают спиралью из корделя, который представляет собой жгут диаметром от 0,4 до 0,85 мм, скрученный из кабельной бумаги. Поверх корделя жилу спиралеобразно обертывают (рисунок 13, г) лентой из кабельной бумаги толщиной 0,08; 0,12 и 0,17 мм и шириной 8—10 мм с перекрытием 25—30%. Применяемый при этом способе изоляции кордель служит каркасом, поддерживающим трубку из навитой кабельной бумаги на некотором определенном расстоянии от жилы кабеля, и придает этой трубке большую механическую прочность на смятие.
При кордельно-бумажной изоляции жил электрическая емкость между жилами кабеля меньше, чем при воздушно-бумажной так как жилы кабеля касается только кордель, а воздушный зазор между жилой и трубкой, навитой из кабельной бумаги, больше. Электрические характеристики кордельного кабеля более стабильны, так как при свивании изолированных жил в пары или четверки кордель препятствует смятию изоляции и расстояние между свитыми жилами по всей длине кабеля выдерживается достаточно постоянным.
Кордельно-полистирольная (стирофлексная) изоляция отличается от кордельно-бумажной тем, что применяемые кордель и лента не бумажные, а из полистирола — пластмассы, изготовляемой из жидкого стирола, который получают в результате химической переработки нефти или каменного угля. Применяемая для изоляции жил кабелей полистирольная лента обычно имеет толщину 0,05 мм и ширину 10—12 мм, а кордель —диаметр 0,8 мм. В симметричных кабелях дальней железнодорожной связи широко применяется кордельно-трубчатая изоляция жил из полиэтилена. При этом способе изоляции жила кабеля обвита спиралью из полиэтиленового корделя, сверху которого наложена трубка из полиэтилена (рисунок 13, д).
Для изоляции жил симметричных кабелей дальней связи находит применение баллонная изоляция, представляющая собой тонкостенную полиэтиленовую трубку, с толщиной стенки 0,2—0,3 мм, периодически (через 7—12 мм) обжатую полиэтиленовым корделем (рисунок 13, е) или механическим способом (рисунок 13, ж). Первый способ носит название баллонно- кордельной изоляции, а второй •— баллонной изоляции. Находят также применение изоляции из пористого полиэтилена и шайбовая изоляция (рисунок 13, з) в виде шайб толщиной 1,5—2,5 мм из твердого диэлектрика, насаживаемых на жилу кабеля через определенные промежутки (20—30 мм) и т. п. При изготовлении коаксиальных кабелей для изоляции внутреннего проводника применяют пластмассовую шайбовую, баллонную, кордельно-трубчатую, пористую изоляцию из полиэтилена и полистирола и др.
Кабели с полиэтиленовой и полистирольной изоляцией жил выгодно отличаются от кабелей с кордельно-бумажной изоляцией, так как двухпроводные цепи этих кабелей имеют меньшую электрическую емкость и меньшие потери в диэлектрике, не зависящие от частоты тока, передаваемого по этим цепям. Эти преимущества делают выгодным применение таких кабелей при передаче по кабельным цепям токов высокой частоты в полосе до 252 кГц и более. Преимуществом пластмассовой изоляции перед бумажной является также и то, что она негигроскопична и обладает более высокой электрической прочностью.
В сигнальных кабелях, используемых в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики, для изоляции жил применяют сплошную (см. рисунок 13, в) полиэтиленовую или поливинилхлоридную изоляцию, находит также применение бумаго-масляная изоляция из нескольких плотно навитых на жилу по спирали слоев кабельной бумажной ленты, пропитанной изоляционным маслоканифольным составом (50% минерального масла и 50% канифоли по весу).

Рисунок 13- Тип изолирования жил
Для изолирования жил контрольных кабелей применяют пластмассовую и резиновую изоляцию, а для силовых кабелей.
Тема 1.1.5 Скрутка жил и построение сердечника кабеля
Отдельные изолированные кабельные жилы скручивают в повивы. Различают простую и сложную скрутку жил. В простой кабельной скрутке, применяемой в сигнальных и контрольных кабелях, повивы кабеля состоят из одиночных изолированных жил. В сложной кабельной скрутке, используемой в симметричных кабелях связи, а в последнее время и в некоторых типах сигнальных кабелей, повивы кабеля состоят из изолированных жил, предварительно скрученных в группы. Существует несколько способов свивания (скручивания) жил кабеля в группы, самыми распространенными из которых являются парная скрутка и четверочная (звездная) скрутка.
Парную скрутку (рисунок 14, а) образуют две скрученные вместе изолированные жилы а и b. Скручивание производят с определенным для данной пары шагом скрутки, представляющим собой расстояние, на котором жилы описывают полный оборот по оси скручивания. В парной скрутке шаг не превышает 250 мм. Применяется парная скрутка жил главным образом в кабелях местных телефонных сетей.
В кабелях дальней связи, используемых на железнодорожном транспорте для передачи токов тональной и высокой частоты, преимущественное применение находит четверочная (звездная) скрутка жил. При четверочной скрутке (рисунок 14, б) четыре изолированные жилы скручивают винтообразно с шагом 150—300 мм в общую группу, называемую четверкой и несколько напоминающую в поперечном сечении четырехконечную звезду. В некоторых типах кабелей при скручивании жил в четверки перед скручиванием в ее центре располагают центрирующий кордель, что увеличивает прочность четверки на смятие. При четверочном способе скрутки двухпроводные цепи, называемые основными, образуются из жил, расположенных по диагонали. Одна основная цепь состоит из жил а и b, а другая — из жил c и d.

Рисунок 14- Скрутка жил симметричных кабелей в группы
Кроме парной и звездной скрутки, в кабелях связи находят ограниченное применение двойная парная скрутка жил и скрутка жил двойной звездой. При двойной парной скрутке (рисунок 14, в) две предварительно скрученные пары а—b и с—d дополнительно скручивают между собой в четверку, а в скрутке двойной звездой (рисунок 14, г) четыре предварительно скрученные пары вновь скручивают вместе по способу звезды, образуя восьмерку.
Для того чтобы в скрученной группе можно было легко найти требуемую пару, а также жилы в паре, каждая жила имеет свою расцветку. В кабелях с бумажной изоляцией жил расцветку жил дает цветная полоска, нанесенная краской определенного цвета на ленту из кабельной бумаги. В кабелях с пластмассовой изоляцией жил в определенный цвет окрашивают пластмассовый кордель и ленту, накладываемую поверх корделя.
В кабельной четверке принята следующая расцветка жил- жила а имеет красную расцветку,b — желтую, с — синюю и d — зеленую; при парной скрутке одна жила обычно имеет красную расцветку, а другая — зеленую. Каждую кабельную четверку спиралеобразно обматывают нитями пряжи различной расцветки.
Основная цель скручивания жил в группы заключается в том, что жилы симметричных кабельных цепей ставятся в одинаковые условия одна относительно другой, вследствие чего повышается защищенность кабельных двухпроводных цепей от взаимных и внешних электромагнитных влияний. Кроме того, скрутка жил в группы обеспечивает сохранение формы этих групп при изготовлении и прокладке кабеля.
В последнее время разработан кабель дальней связи с монолитной полиэтиленовой изоляцией жил в четверках. Первые партии его освоены промышленностью. В этом кабеле каждая четверка (рисунок 14, д) состоит из полиэтиленового крестообразного сердечника 1 (крестовины) с четырьмя пазами, в которые уложены неизолированные медные жилы 2 четверки; поверх жил наложен полиэтиленовый шланг 3. Пазы в крестовине вращаются с определенным для данной четверки шагом скрутки.
Образуемые из отдельных групп (пар или четверок) сложные кабельные скрутки подразделяются на однородные и неоднородные.
В случае однородной кабельной скрутки кабель содержит группы, имеющие одинаковую конструкцию и диаметр. При неоднородной кабельной скрутке кабель может содержать группы различной конструкции, например группы парной и четверочной скрутки или группы, состоящие из четверок с различным диаметром жил.
Основным типом общей скрутки групп в кабелях является повивная скрутка; такая же скрутка применяется и в сигнальных кабелях с простой скруткой жил в кабель. При простой или сложной повивной скрутке часть жил или групп (рисунок 15) образует так называемый центральный повив. В центральном повиве обычно содержится от одной до пяти групп или жил. Остальную часть жил или групп располагают вокруг центрального повива правильными концентрическими повивами. Последний повив в кабеле называют наружным. Для снижения взаимного электромагнитного влияния между группами жил соседних повивов каждый следующий повив навивается в противоположную сторону по отношению к предыдущему. Такая навивка повивов облегчает также отделение их друг от друга при монтаже кабеля и придает кабельному сердечнику большую механическую прочность. Для того чтобы в повивах легко было находить нужную жилу или группу, каждый повив кабеля содержит так называемую счетную группу (при сложной скрутке) или счетную жилу (при простой скрутке). Такая счетная группа или жила имеет определенную, отличную от других групп или жил данного повива расцветку.

1 — оболочка кабеля; 2 —жилы
Рисунок 15- Повивная скрутка
При простой или сложной однородной кабельной скрутке число жил или групп в любом последующем повиве больше, чем в предыдущем повиве, как правило, на шесть. Например, если в центральном повиве размещены четыре группы, то во втором размещаются 10 групп, а в третьем — 16 и т. д. Исключение составляет лишь скрутка, имеющая в центральном повиве одну группу или жилу; в этом случае второй повив содержит не семь, а шесть групп, а третий и следующие повивы имеют количество групп, соответствующее общему правилу.
При неоднородной скрутке число групп во втором и последующих повивах может быть весьма разнообразно и зависит от диаметра жил в группах данного повива и способа скрутки жил в группу. Количество жил или групп в кабеле зависит от конструкции и назначения кабеля. Например, кабели используемые на сетях местной телефонной связи, содержат от 10 до 1200 пар, кабели дальней связи — от одной до 114 четверок, сигнальные кабели — от одной до 61 жилы и т. п.
Кроме повивной скрутки, в кабелях большой емкости применяется так называемая пучковая скрутка. При этой скрутке группы сначала скручивают в пучки, содержащие несколько десятков групп (обычно 25 или 50 групп), после чего отдельные пучки скручивают в кабель (рисунок 16)

, - 1 — пучок жил; 2 — поясная изоляция; 3 — оболочка кабеля
Рисунок 16- Пучковая скрутка
После того как отдельные изолированные жилы или группы свиты в кабельную скрутку, последнюю в зависимости от конструкции кабеля обматывают по спирали несколькими слоями кабельной бумаги, поливинилхлоридной или полиэтиленовой ленты, хлопчатобумажной или прорезиненной ленты. Это покрытие, носящее название поясной изоляции, служит для защиты кабельной скрутки от механических повреждений при последующем наложении на кабель защитных оболочек, а также для увеличения электрической прочности кабеля. Поясная изоляция защищает также кабельную скрутку от перегрева при наложении на нее горячим способом свинцовых, алюминиевых оболочек и при запайке муфт на кабеле в процессе монтажа.
Тема 1.1.6 Экраны, оболочки и защитные кабельные покровы
Защитные кабельные покровы служат для предохранения кабелей от механических повреждений и коррозии. Защитный покров состоит из подушки, брони и наружного покрытия. Подушка накладывается на оболочку для предохранения ее от коррозии и механических повреждений лентами или проволоками брони. Кабельная броня, состоящая из металлических лент или одного или нескольких повивов проволок, препятствует повреждению кабеля от внешних механических и электрических воздействий. Наружное покрытие, расположенное поверх брони, защищает ее от коррозии и внешних механических факторов.
На сердечник накладываются спирально или продольно бумажные, пластмассовые или резиновые ленты или пластмассовые оболочки, образуя поясную изоляцию. Поясная изоляция скрепляет сердечник и сохраняет его форму, предохраняет жилы с изоляцией от механических и тепловых повреждений при изготовлении кабельного изделия.
В зависимости от материала изоляции жил и оболочек и особенностей конструкции кабельного изделия для образования поясной изоляции применяются полиэтиленовые, поливинилхлоридные, полиамидные или равноценные им пластмассовые ленты или пленки, а также кабельная бумага, прорезиненная ткань и изоляция из поливинилхлоридного пластиката, не распространяющего горение.
Поясная изоляция может быть образована из двух разнородных лент или лент и изоляции из поливинилхлоридного пластиката и полиэтилена.
Экраны предназначены для защиты цепей в кабелях, проводах и шнурах связи и автоматики и телемеханики от внешних и внутренних (взаимных) электромагнитных влияний. В силовых высоковольтных кабелях экраны служат для выравнивания электрического поля. Алюминиевые и свинцовые оболочки кабелей для сигнализации и блокиров­ки, а также кабелей связи выполняют функции экрана.
Экранирование сердечника или отдельных групп (пар, четверок, пучков) кабелей связи производится алюминиевыми, алюминиевыми гофрированными, медными или стальными лентами, накладываемыми продольно или спирально, алюмополиэтиленовыми лентами, металлизированной бумагой, а также оплеткой из плоских или круглых медных проволок (луженых или нелуженых). Алюминиевая лента изготавливается из мягкой алюминиевой фольги. Медные ленты используются, как правило, отожженными. Их толщина 0,1 мм, а ширина не менее 25 мм. Алюмополиэтиленовая лента применяется в кабелях с полиэтиленовыми оболочками. Она представляет собой алюминиевую фольгу толщиной 0,10 или 0,15 мм, покрытую с одной стороны полиэтиленовой пленкой. При изготовлении кабеля лента накладывается на сердечник металлом внутрь и сваривается с оболочкой. Металлизированная бумага — это кабельной бумага, покрытая слоем алюминия.
Экранирование изолированных жил проводов и шнуров связи производится оплеткой или обмоткой медной проволоки диаметром 0,05—0,12 мм, а также мишурными нитями поверх группы. Экраны кабелей для сигнализации и блокировки с пластмассовыми оболочками изготавливаются из алюминиевой фольги или металлизированной бумаги.
В контрольных экранированных кабелях экран устраивается наложением на сердечник поверх поясной изоляции медной ленты толщиной 0,06 мм, или алюминиевой фольги толщиной 0,15 мм, или гофрированной алюминиевой ленты.
В силовых кабелях с пропитанной бумажной изоляцией и с бумажной изоляцией, пропитанной не стекающим составом, на напряжение 6—10 кВ на поясную изоляцию и в кабелях на напряжение 20 и 35 кВ на жилы и поверх изоляции наложен экран из полупроводящей бумаги.
Оболочка кабеля — это непрерывная металлическая или неметаллическая трубка, расположенная поверх сердечника с поясной изоляцией (экраном) для защиты его от механических воздействий, света, проникновения влаги, химических веществ, электромагнитных влияний и других внешних факторов.
Применяются оболочки металлические (свинцовые, алюминиевые, стальные), пластмассовые (полиэтиленовые и поливинилхлоридные), резиновые и металлопластмассовые (в виде пластмассовой трубки с тонким слоем металла изнутри).
Свинцовые оболочки кабелей связи изготавливаются из свинцово-сурьмянистых сплавов. Кабели, предназначенные для эксплуатации в Условиях повышенной вибрационной нагрузки, имеют свинцовые оболочки из сплавов повышенной прочности с содержанием сурьмы 0,6—0,8%. Свинцовые оболочки силовых кабелей состоят из свинца или из свинцово—сурьмянистых сплавов. Свинцовые оболочки накладывают на кабель методом опрессования в горячем виде.
Алюминиевые оболочки могут быть прессованными или сварными, гладкими или гофрированными. Форма гофра в гофрированной алюминиевой оболочке синусоидальная, 5-образная или синусоидальная с цилиндрической впадиной. Алюминиевые оболочки выпрессовывают в горячем виде или изготовляют холодным способом из ленты со свар­ным продольным швом. Известны методы соединения оболочки из алюминиевых лент ВЧ токами или холодной сваркой и давлением. Для кабелей больших диаметров (свыше 20—30 мм) выпускают гофрированные алюминиевые оболочки. Алюминиевые оболочки — легкие, дешевые и обладают высокими экранирующими свойствами. Однако алюминий подвержен электрохимической и почвенной коррозии, от чего его защищают полиэтиленовым шлангом с предварительно наложенным слоем битума.
Стальные оболочки изготовляют сваркой лент толщиной 0,3—0,5 мм, свернутых в трубку (рисунок 17)из стальной холоднокатаной особо мягкой ленты из низкоуглеродистой стали. Для повышения гибкости стальные оболочки гофрируют. На рисунке 17 показаны различные способы гофрирования стальных оболочек: a — треугольно-кольцевой, б — синусоидально-кольцевой, в — винтовой, г — плосковершинный кольцевой, д — плосковершинный винтовой, е — плосковпаденный винтовой. С целью защиты от коррозии на стальные оболочки надевают полиэтиленовый шланг с предварительно наложенным слоем битума. Дополнительной защиты от механических воздействий стальные оболочки не требуют.

Рисунок 17 – Способы гофрирования стальных оболочек
Сварка шва — высокочастотная или аргонно-дуговая. Форма гофра — синусоидальная кольцевая (при высокочастотной сварке), спиральная или винтовая (при аргонно-дуговой сварке). Толщина стальной оболочки при диаметре кабеля под оболочкой до 25, от 25 до 50 и свыше 50 мм равна соответственно 0,3; 0,4 и 0,5 мм.
Пластмассовые оболочки изготавливаются из полиэтилена высокого давления и низкой плотности с добавлением свето и термостабилизаторов или из поливинилхлоридного пластика с добавлением светостабилизаторов. Пластмассовые оболочки выгодно сочетают влагостойкость, стойкость против электрической и химической коррозии и придают кабелю легкость, гибкость и вибростойкость. Однако через пластмассу постепенно диффундируют водяные пары, что приводит к снижению сопротивления изоляции кабеля. Поэтому пластмассовые оболочки применяют, главным образом, в кабелях с негигроскопичной изоляцией (полиэтилен, фторопласт, поливинилхлорид и т. п.).
Резиновые оболочки обладают высокой механической прочностью против растягивающих, ударных и крутящих нагрузок, а также защищают изоляции жил кабеля от солнечной радиации и других атмосферных воздействий. Их применяют в кабелях с резиновой изоляцией, а также в кабелях с полиэтиленовой изоляцией для повышения гибкости этих кабелей.
Резиновые оболочки изготавливаются из маслостойких, не распространяющих горение резин, нагревостойких резин повышенной холодостойкости и др.
В кабелях автоматики и телемеханики металлопластмассовая (алюмополиэтиленовая) оболочка состоит из полиэтиленовой трубки, внутренняя поверхность которой покрыта слоем алюминиевой фольги.
Полиэтиленовые оболочки обладают высокими физико-механическими свойствами, малой влагопроницаемостью и стойкостью против воздействия агрессивных сред. Металлические экраны еще больше повышают влагостойкость полиэтиленовых оболочек. Высокая импульсная прочность полиэтилена позволила уменьшить повреждения кабелей от грозовых перенапряжений, а также перенапряжений при авариях в высоковольтных линиях электропередачи.
Оболочки из поливинилхлоридного пластика изготавливают из шлангового пластика, который обеспечивает большую стойкость против светового старения.
В зависимости от диаметра кабеля номинальная толщина пластмассового защитного шланга под оболочкой может быть от 1,3 до 3.1 мм.
Полиамидные оболочки состоят из монолитного слоя капрона толщиной до 0,15 мм. Они защищают изоляцию кабеля от механических повреждений, особенно при протаскивании через отверстия и затягивании кабелей в трубы и рукава. Оболочка из капрона поверх экрана предохраняет его от окисления и механических повреждений.
Покровы кабелей. Наружные покровы, накладываемые поверх оболочек кабелей, используемых для подземной и подвесной прокладок, называют защитными покровами. Защитные покровы состоят из трех основных частей: подброневого слоя (подушки), броне- покрова и наружного покрова.
Кабели, предназначенные для непосредственной прокладки в земле, покрывают броней из стальных лент, защищающих кабель от механических воздействий при его прокладке и во время эксплуатации. В этом случае на свинцовую оболочку или на пластмассовое покрытие кабелей с алюминиевой оболочкой предварительно наносят слой битума, наматывают на спирали ленту ПВХ или ленту из битуминизированной кабельной бумаги и затем наносят еще слой битума. После этого кабель спиралеобразно обматывают кабельной пряжей, пропитанной нафтенатом меди, и поверх нее наносят слой битума. Такой покров, наложенный на свинцовую оболочку, называют подушкой. Подушка предохраняет металлическую оболочку от механических повреждений стальной броней при ее навивании и при последующих работах по прокладке и монтажу кабеля. Для различных типов кабелей радиальную толщину подушки выбирают от 1,5 до 2 мм.
Толщину этого слоя обычно выбирают равной 2 мм. Кабельную или стеклянную пряжу покрывают слоем битума и меловым раствором, предохраняющим отдельные витки при намотке их на барабан от слипания.
Конструкция кабеля с алюминиевой оболочкой 4, бронированного стальными лентами (рисунок 18, а), состоит из кабельной скрутки 2, поясной изоляции 3, пластмассового шланга 5, кабельной пряжи 6, ленточной брони 1.

Рисунок 18- Кабель, бронированный стальными лентами (а) и круглыми проволоками (б)
Для прокладки кабелей по дну рек и водоемов, а также в местах, где он подвергается значительным растягивающим усилиям, используют броню из круглых оцинкованных проволок диаметром 4 — 6 мм. В остальном конструкция защитного покрова кабелей, бронированных круглыми проволоками (рисунок 18, б), ничем не отличается от конструкции кабелей, бронированных стальными лентами. Конструкция такого кабеля состоит из кабельной скрутки 5, поясной изоляции 4, оболочки 3, кабельной пряжи 1 и проволочной брони 2.
В качестве сигнальных кабелей большое распространение получили кабели с неметаллическими пластмассовыми защитными оболочками и пластмассовой изоляцией жил. У таких кабелей кабельную скрутку заключают способом горячего опрессования в герметизирующую оболочку (шланг) из поливинилхлорида или полиэтилена. При строительстве кабельной линии и сетей использование кабелей со свинцовой оболочкой ограничено. Их применяют в районах с низкими температурами окружающего воздуха, на которые не рассчитана эксплуатация кабелей с пластмассовыми оболочками.
Все типы кабелей с любыми защитными оболочками изготавливают на заводе кусками длиной от 100 до 850 м и более, которые называют строительной длиной кабеля. Для удобства транспортировки с завода на место прокладки кабели наматывают на деревянные катушки — барабаны.
Электромагнитные экраны служат для защиты кабельных цепей от взаимных влияний и внешних помех. Скрученную пару или четверку, а в некоторых случаях повив или сердечник заключают в тонкую металлическую оболочку. Экраном могут быть медные, стальные или алюминиевые ленты (проволоки), навиваемые спиралью вокруг групп, повива или сердечника. Применяют также многослойные и биметаллические оболочки (алюминий — свинец).
Для экранирования используют металлизированную бумагу (кабельную бумагу, с одной стороны покрытую тонким слоем алюминия), фольгу (медную, алюминиевую), стальную или металлическую ленту толщиной 0,005—0,2 мм, металлические оплетки из медной, часто луженой, проволоки диаметром 0,1—0,2 мм.
В кабелях без металлических оболочек для уменьшения взаимных влияний и внешних помех поверх внутренней полиэтиленовой оболочки накладывают экран из металлических лент, защищенных от коррозии наружным пластмассовым шлангом.
Покровы кабелей. Наружные покровы, накладываемые поверх оболочек кабелей, используемых для подземной и подвесной прокладок, называют защитными покровами. Защитные покровы состоят из трех основных частей: подброневого слоя (подушки), броне- покрова и наружного покрова.
Кабели, предназначенные для непосредственной прокладки в земле, покрывают броней из стальных лент, защищающих кабель от механических воздействий при его прокладке и во время эксплуатации. В этом случае на свинцовую оболочку или на пластмассовое покрытие кабелей с алюминиевой оболочкой предварительно наносят слой битума, наматывают на спирали ленту ПВХ или ленту из битуминизированной кабельной бумаги и затем наносят еще слой битума. После этого кабель спиралеобразно обматывают кабельной пряжей, пропитанной нафтенатом меди, и поверх нее наносят слой битума. Такой покров, наложенный на свинцовую оболочку, называют подушкой. Подушка предохраняет металлическую оболочку от механических повреждений стальной броней при ее навивании и при последующих работах по прокладке и монтажу кабеля. Для различных типов кабелей радиальную толщину подушки выбирают от 1,5 до 2 мм.
Различные конструктивные исполнения кабелей допускают отсутствие подушки, брони, наружного покрова или сразу двух элементов защитного покрова.
Тема 1.1.7 Кабельная арматура, материалы и сооружения
Кабельные линии состоят из отдельных кусков кабеля, называемых строительными длинами, кабельной арматуры и кабельных сооружений. Кабельная арматура предназначается для соединения строительных длин, устройства ответвлений и оконечного включения кабеля. Кабельные сооружения предназначаются для установки и монтажа кабельной арматуры, прокладки и крепления кабеля. К арматуре кабельных линий относятся свинцовые, алюминиевые и пластмассовые муфты, которые применяют для соединения отрезков кабелей строительных длин в местах ответвлений и для оконечной разделки, оконечные кабельные устройства, кабель роста и другие.

Рисунок 19- Муфты
Муфты классифицируются на прямые, соединительные, разветвительные, изолирующие, газонепроницаемые и оконечные.
Прямые одноконусные муфты обозначают МС — муфта свинцовая прямая, а полиэтиленовые — МПС. Размеры муфт зависят от диаметра монтируемого кабеля, поэтому к обозначению муфты добавляют число, означающее — внутренний диаметр шейки муфты в миллиметрах, например МС-20, МПС-20.
Для монтажа кабеля небольшой емкости применяют цельные прямые одноконусные муфты (рис. 19,а); муфту, состоящую из трубы и двух отрезных конусов с поперечным разрезом (рис. 19,6) используют для соединения кабелей большой емкости; при концентрированном симметрировании, а также в случаях многократной распайки используют муфты (рис. 19,в) с поперечным разрезом, для соединения кабеля емкостью более 200 пар применяют муфту с двумя поперечными разрезами (рис. 19,г).

Рисунок 20– Разветвительные муфты
Разветвительные муфты бывают двух типов: тройниковые и разветвительные (перчатки). Тройниковые муфты используют для ответвлений от магистрального кабеля (рис. 20,а, где 1 — горловина для ввода магистрального кабеля, 2 — корпус, 3 — горловина для ответвляющего кабеля, а разветвительные муфты — для разветвления в помещениях кабеля на несколько кабелей). Разветвительные муфты, или перчатки, бывают двух типов: круглые (рис. 20,6) и плоские (рис. 20, в) и выпускаются на 2, 3 и 4 направления. На рис. 20,а и б 1 — пальцы, 2 — крышка, 3 — корпус.
Оконечные муфты используют при монтаже кабелей вторичной коммутации, кабелей ответвлений (рис. 21, где 1 — корпус, 2 — горловина для ввода кабеля). В обозначениях оконечных муфт добавляются цифры, означающей емкость кабеля в четверках.

Рисунок21 – Оконечная муфта
Газонепроницаемые муфты (рис. 22) предназначены для предотвращения утечки газа из-под оболочки кабелей. Такие муфты устанавливают при вводах кабелей в дома связи, усилительные пункты и в местах ответвлений от магистральных кабелей. Муфты рассчитаны на работу под постоянным избыточным газовым давлением 44—58 кПа (0,45—0,6 кгс/см2). Основными частями газонепроницаемой муфты являются: 1 — два конуса, 2 — цилиндр, залитый внутри эпоксидным компаундом (4), 3 — изолирующие шайбы с отверстиями, через которые проходят неизолированные медные жилы 5.

Рисунок 22- Газонепроницаемые муфты
Для электрической изоляции оболочки кабеля от металлической арматуры при вводе его в усилительные пункты применяют газонепроницаемые изолирующие муфты. Изолирующие муфты отличаются от газонепроницаемых муфт наличием на свинцовом цилиндре кольцевого выреза шириной до 5 мм.

Рисунок 23- Алюминевые муфты
Алюминиевые муфты применяют при соединении алюминиевых оболочек кабелей методами холодного опрессования (рис. 23,а), локальной сварки взрывом (рис. 23,6).

Рисунок 24 - Защитные прямые муфты
Чугунные и полиэтиленовые муфты устанавливают для защиты прямых (рис. 24) и тройниковых (рис. 25) свинцовых и алюминиевых муфт подземных кабелей связи от механических повреждений .

Рисунок 25- Защитные тройниковые муфты
Термоусаживаемые трубки (радиационно модифицируемые РМ ТУТ) защищают металлические оболочки кабелей и муфт от почвенной или электрохимической коррозии в местах монтажных соединений кабелей. Преимущественно РМ ТУТ используют для восстановления полиэтиленовых шланговых покрытий кабелей. Быстрота и надежность их восстановления обеспечивается благодаря присущему материалу РМ ТУТ эффекту «памяти формы». «Память формы» в РМ ТУТ закладывают облучением изделия потоком частиц высокой энергии. Затем трубки при температуре 120—180°С раздувают или механически растягивают до нужного диаметра. Охлаждением до температуры окружающей среды фиксируют полученную форму. При повторном нагреве до температуры 120— 180°С трубка стремится принять первоначальную форму, плотно облегая предмет, помещенный внутри ее.
В качестве оконечных кабельных устройств для включения кабелей применяют боксы, кабельные ящики и грозозащитные полосы.
Боксы БМШ1-15х2 применяют для монтажа кабеля в релейных шкафах сигнальных точек автоблокировки (рис. 26). Бокс этого типа имеет меньшие по сравнению с боксом БМ размеры, что дает возможность устанавливать его в релейных шкафах сигнальных точек. Бокс предназначен для монтажа кабеля емкостью 7x4.

Рисунок 26– Боксы БМШ1- 15×2
Ящики путевые трансформаторные
Путевые трансформаторные ящики типов ПЯ-1 и ТЯ-2 предназначены для установки трансформаторов, реле, малогабаритных резисторов, разделки сигнального кабеля, подключения приборов рельсовых цепей к рельсам при помощи перемычек.
Путевые трансформаторные ящики с контактом местного управления (черт. 13194А.00.00) предназначены для местного управления централизованной стрелкой при диспетчерской и электрической централизации, а также в системе контроля свободности приемоотправочных путей.
Путевые трансформаторные ящики устанавливаются на бетонном или металлическом основании.
Некоторые конструктивные особенности. Корпуса и крышки ящиков изготавливаются из чугуна марки СЧ-12-28. В зависимости от комплектации путевые трансформаторные ящики типа ПЯ-1 выпускаются в шести исполнениях (сборках). Ящик каждой из шести сборок имеет свой номер чертежа.
В зависимости от назначения ящики ПЯ-1 собираются с двумя или одной полками под установку приборов СЦБ высотой не более 175 мм.
В комплект поставки ящиков ПЯ-1 входят перемычки по черт. 151.04.03.000 (черт. 43.00.00) в количестве 2 или 4 шт., в зависимости от заказа, а также замок с ключом А-19-00М. Причем на партию 5 ящиков поставляется один ключ, если партия менее 5 шт., то ключ поставляется на каждый ящик.
Путевые ящики ПЯ-1 имеют 4 отверстия для ввода кабеля.
Габаритные размеры путевых ящиков ПЯ-1 — 520x450x265 мм, масса 55 кг.
Путевой трансформаторный ящик типа ТЯ-2 (черт. 6790-00-00) содержит 9 двухконтактных клемм (черт. 60566-00-00).
В комплект поставки ящиков типа ТЯ-2 входят также две предохранительные трубы для защиты кабеля, один или два комплекта перемычек к путевому ящику черт. 43.00.00 (или без них) в зависимости от заказа, а также один замок черт. А19-00-00. Причем на партию 5 ящиков поставляется один ключ, если же партия менее 5 шт., то на каждый ящик один ключ.
Путевые ящики ТЯ-2 (черт. 6790-00-00) имеют 4 отверстия для ввода кабеля.
Габаритные размеры путевых ящиков типа ТЯ-2 370x325x265 мм, масса 35,5 кг.
Для местного управления централизованной стрелкой при диспетчерской и электрической централизации, а также в системе контроля свободности приемоотправочных путей предназначен путевой ящик с контактом местного управления (черт. 13194А.00.00). Этот ящик состоит из типового путевого ящика типа ПЯ-1 (черт. 151.04.00.000-03), в боковую стенку которого вмонтирован контакт местного управления (черт. 13193А.00.000).
В комплект поставки ящика с контактом местного управления входят также шланг резиновый для электропривода (черт. 26062-00-ООСБ), три предохранительные трубы для защиты кабелей и один висячий замок (черт. А 19-00-00). Контакт местного управления (черт. 13193А.00.00) рассчитан на рабочее напряжение 30, 100 или 160 В, разрывную мощность 0,6 кВт и должен обеспечивать не менее 30 000 включений.
Габаритные размеры ящика с контактом местного управления (черт. 13194А.00.00) 520x450x265 мм, масса 63 кг.
Сопротивление изоляции токоведущих частей путевых трансформаторных ящиков всех вышеуказанных типов по отношению к корпусу ящика должно быть не менее 25 МОм.
Следует отметить, что вышеописанные путевые трансформаторные ящики типа ПЯ-1 (черт. 151.04.00.000) начали выпускаться с 1983 г. взамен ранее выпускаемых и широко распространенных на сети железных дорог путевых трансформаторных ящиков типа ТЯ-1 (черт.7324-00-00), производство которых прекращено.
Как известно, ранее выпускавшиеся путевые трансформаторные ящики типа ТЯ-1 (черт.7324-00-00) имели две сборки. Ящик сборки 1 содержал 9 двухконтактных клемм (черт. 60566-00-00) и две полки; ящик сборки 2—15 двухконтактных клемм и одну полку.
Путевые ящики типов ТЯ, РЯ и ПЯ предназначены для размещения в них путевых и релейных трансформаторов, реле, реакторов, путевых реостатов и другой аппаратуры.
Путевой ящик состоит из чугунного корпуса с запирающейся крышкой и лапками для крепления ящика на фундаменте. Для ввода кабелей в дне ящика предусмотрены отверстия, закрытые заглушками.

Рисунок27 - путевой трансформаторный ящик

Рисунок28 - путевой релейный ящик
Кабельные ящики служат для соединения воздушных сигнальных проводов и силовых цепей низкого напряжения с жилами кабеля на сигнальных точках автоблокировки и в местах оборудования кабельных вставок в ВСЛ.
При строительстве, ремонте и текущем обслуживании кабельных линий используют оловянно-свинцовые и оловянно-цинковый припои, флюсы, эпоксидные компаунды и клей, поливинилхлоридные и полиэтиленовые ленты, изолирующие бумажные и полиэтиленовые гильзы и групповые кольца, кабельные прошпарочные и заливочные массы, битумно-резиновую мастику, контура противосвязи и т. п.
Заливочные кабельные массы применяют при заливке муфт, боксов, для создания необходимой герметичности. Кабельные заливочные массы изготовляют по различной рецептуре в зависимости от их назначения.
Прошпарочные кабельные массы используют при монтаже соединительных муфт и оконечных кабельных устройств на местных телефонных сетях. Жилы разделанных концов кабелей с воздушно-бумажной изоляцией, бумажные гильзы и групповые кольца прошпаривают массой из смеси канифоли, парафина и трансформаторного масла.
Для пайки скруток медных жил при соединении концов кабелей, при впайке жил в перья плинтов кабельных боксов, запайке швов соединительных и оконечных свинцовых муфт и спайке конусов этих муфт со свинцовой или алюминиевой оболочкой кабелей применяют оловянносвинцовые припои, представляющие собой сплав свинца и олова с присадкой висмута или сурьмы.
Для запайки свинцовых муфт на кабелях с алюминиевой оболочкой наружную поверхность оболочки, соприкасающуюся с конусами свинцовой муфты, предварительно залуживают оловянно-цинковым припоем марки.
При удалении со спаиваемых поверхностей пленки окиси металла и обезжиривании их, а также для защиты поверхностей металлов и припоя от окисления в процессе пайки и уменьшения сил поверхностного натяжения расплавленного припоя на границе металл-припой при пайке оловянно-свинцовыми припоями применяют флюсы. В качестве флюса при запайке скруток медных жил используют канифоль, предварительно растворенную в спирте.
Запайку свинцовых муфт, припайку заземляющих проводников к броне кабелей осуществляют флюсом, содержащим спирт, канифоль, солянокислый анилин и триэтаноламин.
При монтаже кабеля применяют клейкие поливинилхлоридные и полиэтиленовые ленты шириной от 10 до 25 мм и более, ленты из стеклоткани, марли и из пропитанной и непропитанной кабельной бумаги; эпоксидные клеи и эпоксидные компаунды, состоящие из эпоксидной смолы, наполнителей (измельченный кварц, каолин и т. п.) и отвердителей.
Для восстановления изолирующих покрытий на кабелях с алюминиевой оболочкой, имеющих защитные пластмассовые покрытия на оболочке и броне, а также для изолирования соединительных и разветвительных свинцовых муфт на этих кабелях применяют битумно-резиновые мастики, состоящие из смеси битума, синтетического каучука и полиизобитулена.
Бумажные и полиэтиленовые гильзы используют при монтаже кабелей связи всех марок для изолирования скруток жил в соединительных и других муфтах, а также для изолирования места соединения жил кабелей с выводными проводниками в оконечных муфтах. Полиэтиленовыми гильзами изолируют места соединения жил с пластмассовой изоляцией. Гильзы представляют собой цилиндрические трубочки. Размер гильз зависит от диаметра жил кабеля.
Кабельные трубопроводы (рис. 29) собирают (монтируют) из отдельных труб, соединяемых между собой при укладке. Их форма, конструкция, длина и способ соединения зависят от свойств материала и технологии изготовления труб.
По форме и конструкции различают трубы круглые, прямоугольные, с одним, двумя и более отверстиями (каналами). Для устройства трубопровода используют бетонные, асбестоцементные, керамические, пластмассовые и металлические трубы, а также полиэтиленовые шланги .

Рисунок 29- Кабельные трубопроводы
Бетонные трубы изготовляют прямоугольной формы с одним, двумя и тремя каналами
Стыки труб обматывают гидроизолирующей лентой и покрывают цементным раствором. Для увеличения механической прочности керамический трубопровод часто покрывают на всем протяжении слоем бетона.
Пластмассовые трубы имеют значительные преимущества перед трубами других типов: гладкая поверхность канала значительно облегчает протягивание кабелей; большая длина труб позволяет сократить число соединений их при укладке; сварка труб обусловливает высокую надежность и герметичность стыков; высокое электрическое сопротивление и герметичность труб обеспечивают надежную защиту кабелей в металлической оболочке от коррозии; пластмассовый трубопровод можно монтировать целым пролетом на бровке траншеи и затем опускать в траншею, что облегчает условия работ, и т. д.
Стальные трубы используют для вывода одного-двух кабелей на стены зданий и столбы. Кроме того, их применяют в магистральной канализации при повышенной механической нагрузке.
Смотровые устройства (колодцы и коробки) предназначены для протягивания и монтажа кабеля, контроля его состояния в процессе эксплуатации и устранения повреждения. По своему назначению колодцы делятся на проходные (рис. 30,а), устанавливаемые на прямых участках трассы через 100—150 м друг от друга, угловые (рис. 30,б), разветвнтельные (30,в) и станционные (рис. 30).

Рисунок 30 – кабельные колодцы
Станционные колодцы устанавливаются на конце кабельной канализации, они служат для ввода кабелей в здании. Колодцы изготовляют из железобетона (сборные или монолитные) или складывают из кирпича.

Рисунок 31 - Арматура кабельных смотровых колодцев
Для укладки кабелей колодцы оборудуют кронштейнами (рис. 31,а), чугунные консоли на которых укрепляют болтами (рис. 31,б), а коробки — консольными крюками. Кронштейны изготовляют из двух стальных полос, соединяемых заклепками. К стенкам колодцев кронштейны крепят ершами (рис. 31,в). На каждой продольной стене в колодце устанавливают по два- три кронштейна.
Врезные плинты. Входная сторона обеспечивает многократное присоединение проводов с диаметром жил 0,4 - 0.8 мм и диаметром изоляции до 1.2 мм. Выходная сторона обеспечивает разветвительное присоединение проводов с диаметром жил 0.4 - 0.8 мм и диаметром изоляции до 1.2 мм (см. рис. 32). Подсоединение проводов производится путем их вжатия, не снимая изоляции, в отдельный врезной контакт с помощью монтажного инструмента, оборудованного толкателем с ножом для обреза лишних концов проводов.
В верхней части плинта выполнены 10-парные гребенки с врезными контактами со станционной стороны и 20-парные гребенки с врезными контактами с линейной стороны, а также имеется 10 гнезд (контактных групп) для подсоединения измерительного шнура или установки разъединительной вилки (заглушки).

Рисунок 32 - Врезные плинты
В нижней части плинта имеются гнезда для установки защитных устройств. Заземление осуществляется посредством шины заземления, установленной внутри корпуса плинта. На обоих концах плинта имеются эластичные сцепные защелки, предназначенные для крепления плинта к опоре.
Муфты кабельные универсальные типов УКМ и УПМ
Назначение. Муфты кабельные универсальные типов УКМ и УПМ предназначены для разделки кабелей, а также для установки малогабаритной аппаратуры рельсовых цепей. Муфты УКМ-12 применяются для разделки кабеля на одно направление, УПМ-24 — для разделки кабеля на два направления.
Некоторые конструктивные особенности. Муфты кабельные универсальные представляют собой литые чугунные корпуса с крышками и предохранительными трубами для защиты кабелей. Муфты УКМ-12 имеют одну предохранительную трубу, муфты УПМ-24 — две.
В пазы крышек укладывают резиновые прокладки, предохраняющие от попадания внутрь муфт пыли и влаги.
Муфты УКМ-12 имеют один кабельный ввод диаметром 25 мм, УПМ-24 имеют два кабельных ввода диаметром 25 мм.
Вместо двух семиштырных клемм в муфте можно установить блок выпрямителя и резисторы для включения стрелочных электроприводов по двухпроводной схеме.
Электрическое сопротивление изоляции между всеми соединенными между собой токоведущими частями, изолированными от корпуса, и корпусом муфты должно быть не менее:
— 500 МОм — в нормальных климатических условиях (при температуре +20°С);
— 10 МОм — при воздействии верхнего значения влажности воздуха по условиям эксплуатации 93±3% и температуре 25±10°С;
— 50 МОм — при воздействии верхнего значения рабочей температуры (40±3)°С. Габаритные размеры муфт приведены на рис. 33— 36.

Рисунок 33 - Муфта кабельная универсальная УКМ 12-I

Рисунок 34 - Муфта кабельная универсальная УКМ 12-II

Рисунок 35 - Муфта кабельная универсальная УКМ 12-III

Рисунок 36 - Муфта кабельная универсальная УКМ 12-IV
Муфты кабельные концевые и проходные (стойки кабельные)
Кабельные муфты концевые и проходные предназначены для монтажа кабеля и подключения его жил к рельсам.
Концевая муфта предназначена для разделки одного кабеля, в которой установлена одна секция (двухштырная) универсальной клеммы типа УДК-14А; в проходной муфте установлены две секции (двухштырные) универсальной клеммы типа УДК- 14А.
В кабельных муфтах концевых и проходных применяются перемычки (черт. 42.00). Проходная кабельная муфта, кроме того, комплектуется заземляющим тросом.
Электрическое сопротивление изоляции аналогично ранее описанным муфтам УКМ и УПМ.

Рисунок 37 - Муфта кабельная универсальная УПМ 24-I

Рисунок 38 - Муфта кабельная универсальная УПМ 24-II

Рисунок 39 - Муфта кабельная универсальная УПМ 12-III

Рисунок 40 - Муфта кабельная универсальная УПМ 12-IV
Масса: муфты кабельной концевой — 5,8 кг; муфты кабельной проходной — 6,3 кг.
Кабельные муфты концевые и проходные по вышеуказанным чертежам начали производиться с 1995 г. взамен ранее выпускавшихся кабельных концевых стоек (черт. 7600.00.00) и кабельных проходных стоек (черт. 7606.00.00).
Муфты кабельные разветвительные
Назначение. Муфты кабельные разветвительные предназначены для устройства ответвлений от группового кабеля к светофорам, путевым трансформаторным ящикам рельсовых цепей, к стрелочным электроприводам и другим устройствам.
Устанавливаются разветвительные муфты, как правило, на железобетонном основании.
Некоторые конструктивные особенности. Муфты кабельные разветвительные выпускаются четырех типов: на четыре, семь и восемь направлений.
В муфтах РМУ7-84 применены 12-штырные клеммные колодки (7 шт.).
Кабельные разветвительные муфты представляют собой литые чугунные корпуса с крышками. Для предотвращения повреждения кабеля муфты имеют предохранительные трубы. Внутри корпусов муфт РМ4-28, РМ8-112 и РМ7-49 устанавливают семиштырные клеммы по черт. 8642а.00, внутри корпуса муфты РМУ7-84 устанавливают 12-штырные клеммные колодки.
Муфты РМ4 и РМ7 рассчитаны на один групповой кабель, РМ8 — на два групповых кабеля.
Электрическое сопротивление изоляции аналогично ранее описанным муфтам УКМ и УПМ.

Рисунок 41 – Муфта кабельная концевая

Рисунок 42 -Муфта кабельная проходная
Муфты кабельные соединительные
Муфты кабельные соединительные предназначены для сращивания кабелей на участках, протяженность которых превышает строительную длину кабеля.
Конструктивно муфты представляют собой литые чугунные корпуса.
Муфты кабельные тройниковые
Муфты кабельные тройниковые предназначены для разделки и разветвления одного кабеля на два. Конструктивно муфты представляют собой литые чугунные корпуса.

Рисунок 43– Муфта кабельная разветвительная на четыре направления РМ4-28

Рисунок 44– Муфта кабельная разветвительная на восемь направлений РМ 8-112

Рисунок 45 - Муфта кабельная на семь направлений РМ7-49

Рисунок 46 – Муфта разветвительная на семь направлений РМУ7-84
Шланг для электропривода
Для соединения электропривода с муфтой или трансформаторным ящиком применяется шланг для электропривода по чертежу 26062-00-00СБ. В качестве шланга применяется шланг резиновый диаметром 48/27 мм ГОСТ 1335-70 длиной 530 мм.
В комплект поставки шланга для электропривода входят также два штуцера с фланцами диаметром отверстия 20 мм; две резиновые прокладки из листовой резины толщиной 1,5—2 мм; два зажима резинового шланга; четыре болта М10х3058 и четыре гайки МЮ4.
Общая длина шланга для электропривода вместе с фланцами и прокладками составляет 550 мм.
Шланг для электропривода (черт. 26062-00-00СБ) входит в комплект поставки путевого трансформаторного ящика с контактом местного управления, универсальных кабельных муфт УКМ- 12-IV и УПМ-24-IV, а также может поставляться по отдельному заказу в качестве запасной части; в комплект поставки электропривода шланг не входит.
Ящики кабельные КЯ-10
Ящики кабельные предназначены для разделки жил кабеля и соединения их с изолированными проводами в местах перехода воздушных проводов линий автоблокировки в кабель. Ящики устанавливают на силовых, промежуточных и переходных опорах.
Конструктивно ящики представляют собой сборную конструкцию, состоящую из литого чугунного корпуса, кабельной муфты, комплекта предохранительных труб, хомутов для крепления ящика к опоре и хомутов для крепления предохранительных труб.

Рисунок 47 - Ящик кабельный типа КЯ- 10
Внешний вид ящика кабельного КЯ-10 приведен на рис. 47.
Таким образом, три типа выпускаемых кабельных ящиков отличаются друг от друга всего лишь длинами защитной трубы. Вместе с кабельным ящиком поставляется винтовой висячий замок по черт. А-19-00-00.
Двухштырные клеммы, разрядники, предохранители, автоматические выключатели АВМ в комплект поставки не входят, заказываются отдельно.
Электрическое сопротивление изоляции аналогично ранее описанным муфтам кабельным УКМ и УПМ.
Стойки кабельные перегонные типа СКП
Их выпускают с 1985 г. двух типов: СКП-А и СКП-С. Они выполнены из стального гнутого профиля.
Стойка кабельная перегонная типа СКП-А (черт. 16672-00-00) предназначена для разделки кабелей СЦБ в устройствах автоблокировки с централизованным размещением аппаратуры системы ЦАБ. В ней устанавливают панель под три плинта типа ПН-10.
Стойка кабельная перегонная типа СКП-С (черт. 16672-00-00-03) служит для разделки магистральных кабелей связи. В ней устанавливают бокс типа БМ2-2.
Размеры этих стоек 1685x570x480 мм, а масса стойки типа СКП-А не более 35,4 кг, а стойки типа СКП-С — не более 34,4 кг.
Коробка групповая ГК
Коробка групповая ГК предназначена для разделки групповых кабелей в местах установки стрелок, светофоров и подключения рельсовых цепей и размещается на стене тоннеля метрополитена.
Групповая коробка выполнена на базе клеммного ящика типа ЯК-30 с установкой клеммных панелей на 48 зажимов.
Групповая коробка имеет 4 отверстия для ввода кабеля.
Коробка клеммная соединительная КС-3
Коробка КС-3 (черт. 22148-00-00) предназначена для соединения электрических проводов, проложенных в газовых трубах, и устанавливается на локомотивах, оборудованных устройствами автоматической локомотивной сигнализации. Она предназначена для работы в условиях вибрации при частотах 1—100 Гц и ускорении до 10 м/с2.
Корпус коробки КС-3 изготавливается из чугуна марки СЧ-10. Коробка КС-3 имеет три патрубка для подведения проводов. В одном из двух противоположных патрубков нарезается резьба трубная 1/2" класса В на длину не менее 20 мм.
Сопротивление изоляции всех токоведущих частей относительно корпуса должно быть не менее 50 МОм при температуре 20±5°С и относительной влажности до 80%.
Изоляция токоведущих частей относительно корпуса должна выдерживать в течение 1 мин без пробоя или перекрытия при температуре 20±5°С и относительной влажности до 80% испытательное напряжение 2000 В переменного тока частотой 50 Гц от источника мощностью 0,5 кВА.
Рабочее напряжение коробок КС-3 — 220 В переменного или постоянного тока, величина тока — до 10 А.
Тема 1.1.8 Классификация, устройство кабелей СЦБ
Классификация электрических кабелей
Кабелем называется один или несколько скрученных вместе изолированных проводников, заключенных в общую влагозащитную оболочку и броневые покровы. В зависимости от способа прокладки кабели подразделяются на воздушные, подземные и подводные. На железнодорожном транспорте преимущественное применение находят подземные кабели.
Электрические кабели классифицируются по следующим признакам:
- область применения,
- условия прокладки и эксплуатации;
- спектру передаваемых частот;
- конструкция;
- материал и форма изоляции;
- системы скрутки;
- род защитных покровов.

Рисунок 48- классификация электрических кабелей
По своему назначению кабели подразделяются на три группы (рисунок 49):
1. Кабели связи (высокочастотные дальней связи, низкочастотные дальней связи, местных телефонных сетей).
2. Кабели автоматики и телемеханики (сигнальные и контрольные).
3. Силовые кабели.
По конструкции различают симметричные и коаксиальные кабели. Симметричная цепь состоит из двух совершенно одинаковых в электрическом и конструктивном отношениях изолированных проводников.
Коаксиальная цепь представляет собой два цилиндра с совмещенной осью, причем один цилиндр – сплошной проводник, расположенный внутри другого полого цилиндра.

Рисунок 49 - Классификация кабелей по назначению

Рисунок 50- структура кабеля
Конструкция:
Токопроводящая жила
Изоляция из полиэтилена
Скрученная пара в кабелях парной скрутки
Сердечник - одиночные жилы или пары скручены в сердечник
Заполнение - гидрофобный заполнитель
Поясная изоляция - лента полиэтилентерефталатная
Экран - алюминиевая лента
Оболочка из полиэтилена
Муфты классифицируются по трем признакам:
1) по назначению;
2) по роду изоляции;
3) по виду приложенного напряжения.
По виду приложенного напряжения муфты делятся:
1) на постоянное напряжение;
2) на переменное напряжение;
3) на импульсное напряжение.
По своему назначению муфты кабельных линий делятся на:
1) соединительные;
2) стопорные;
3) концевые.
Тема 1.1.9 Маркировка кабелей СЦБ и кабельных муфт
В зависимости от материала изготовления подушка может иметь различные обозначения:
без обозначения — битумный состав или битум, крепированная или кабельная пропитанная бумага, битумный состав или битум;
«л» — битумный состав или битум, ленты полиэтилентерефталатные, крепированная или кабельная пропитанная бумага, битумный состав или битум, крепированная или кабельная пропитанная бумага, битумный состав или битум;
«2л» — битумный состав или битум, ленты полиэтилентерефталатные, крепированная или кабельная пропитанная бумага, битумный состав или битум, ленты полиэтилентерефталатные, крепированная или кабельная пропитанная бумага, битумный состав или битум;
«п» — битумный состав, вязкий подклеивающий состав или битум, выпрессованный полиэтиленовый защитный шланг, крепированная или кабельная пропитанная бумага, битумный состав или битум, крепированная или кабельная пропитанная бумага, битумный состав или битум;
«в» — битумный состав, вязкий подклеивающий состав или битум, лента полиэтилентерофталатная, выпрессованный поливинилхлоридный защитный шланг, крепированная или кабельная пропитанная бумага, битумный состав или битум, крепированная или кабельная пропитанная бумага, битумный состав или битум;
«б» — без подушки.
Броню из стальных лент (Б) используют в кабелях, расположенных непосредственно в земле при отсутствии значительных растягивающих усилий и разности уровней прокладки не более 45°. Броню из плоских стальных проволок (П) применяют в кабелях, прокладываемых по крутонаклонным (более 45°) трассам, в фунтах, подверженных смещению, и болотистых фунтах; броню из круглых стальных проволок (К)— в кабелях, прокладываемых по крутонаклонным и вертикальным фассам, в заболоченных и подверженных смещениям фунтах, условиях вечной мерзлоты, по дну рек и водоемов. В кабелях, располагаемых в особо тяжелых условиях (строительные площадки, выходы из водных преград и т. д.), используют усиленную двойную броню, состоящую из брони различных типов (БК, ПК и КК).
Оболочки кабелей в особо агрессивных средах дополнительно защищают от коррозии двумя полиэтиленовыми или поливинилхлоридными лентами или шлангом. О наличии в кабеле такой усиленной подушки свидетельствуют буквы «п», «в», «ш» в его марке (например, Бв, БГш и т. д.). Кабели, прокладываемые в помещениях и подземной телефонной канализации, поверх оболочки никаких защитных покровов не имеют, их называют «голыми» (буква Г в марке кабеля).
Для противокоррозионной защиты поверх бронепокрова накладывают слой битума или битумного состава и пропитанной антигнилостными веществами кабельной пряжи (джута).
Для наружного покрова может быть применена стеклянная пряжа (буква «н» в марке кабеля—Бн, Пн). В этом случае покров негорюч. Верхнее меловое покрытие в битумно-джутовом наружном покрове предохраняет витки кабеля на барабане от слипания. Отсутствие наружного покрова поверх брони отражают добавлением в марке кабеля к буквам Б и П буквы Г (БГ, ПГ).
Поверх брони может накладываться полиэтиленовый шланг с подклеивающим слоем Ш«п» — битумный состав, вязкий подклеивающий состав или битум, лента поливинилхлоридная, полиэтилентерефталатная или другая равноценная, выпрессованный полиэтиленовый защитный шланг, или поливинилхлоридный шланг Ш«в». Сигнально-блокировочные кабели
Сигнально-блокировочные кабели в устройствах СЦБ, как правило, применяются с медными жилами, с полиэтиленовой изоляцией, в пластмассовой оболочке.
Токопроводящие жилы во всех кабелях выполнены из медной проволоки диаметром 1,0 мм и изолированы полиэтиленом (толщина изоляции 0,45—0,9 мм). Электрическое сопротивление токопроводящей жилы постоянному току, пересчитанное на 1 км длины кабеля и температуру +20° С, должно быть не более 23,5 Ом.
Рассчитаны сигнально-блокировочные кабели на работу при температуре окружающей среды от —40 до +60° С и на прокладку без предварительного подогрева при температуре окружающего воздуха не ниже —15° С — для небронированных кабелей и для кабелей с пластмассовым защитным шлангом поверх брони и —10° С для остальных кабелей. Электрическое сопротивление изоляции кабелей — не менее 5000 МОм на 1 км длины. Строительная длина кабеля должна быть не менее 300 м.
Для соединения электрических цепей постового оборудования СЦБ применяются кабели в негорючей поливинилхлоридной (ПВХ) оболочке, кабели в полиэтиленовой оболочке для этой цели не рекомендованы, так как полиэтилен горюч.
Срок службы кабелей должен быть не менее 12 лет. Сигнально блокировочные кабели различают двух типов: для монтажа напольного и для монтажа постового оборудования СЦБ.
Кабели для монтажа напольного оборудования СЦБ предназначены для соединения цепей неподвижных электрических установок железнодорожной сигнализации и блокировки (светофоров, стрелочных электроприводов, приборов электрических рельсовых цепей и др.). Сюда относятся кабели следующих марок:
СБПБ — сигнально-блокировочный, с медными жилами, с полиэтиленовой изоляцией, в полиэтиленовой оболочке, бронированный двумя стальными лентами, с наружным покровом поверх брони. Прокладка в земле (траншеях) в условиях агрессивной среды, при незначительных растягивающих усилиях;
СБВБ — то же, в поливинилхлоридной оболочке, бронированный двумя стальными лентами с наружным покровом поверх брони. Прокладка в помещениях, земле (траншеях) в условиях агрессивной среды, при незначительных растягивающих усилиях;
СБВБГ — то же, в поливинилхлоридной оболочке, бронированный двумя стальными лентами. Прокладка в помещениях, каналах, тоннелях, в местах, где возможны механические воздействия на кабель;
СБВГ — то же, в оболочке из поливинилхлоридного пластиката, без стальной брони. Прокладка в помещениях, каналах, тоннелях, в условиях агрессивной среды, при отсутствии механических воздействий на кабель;
СБПБГ — то же, в полиэтиленовой оболочке, бронированный двумя стальными лентами. Прокладка в каналах в местах, где возможны механические воздействия на кабель;
СББбШп — то же, с полиэтиленовой изоляцией, бронированный двумя стальными лентами, в полиэтиленовом защитном шланге. Прокладка в земле (траншеях), в том числе в условиях высокой агрессивной среды, если кабели не подвергаются значительным растягивающим усилиям;
СБбШв — то же, бронированный двумя стальными лентами, в поливинилхлоридном защитном шланге. Прокладка в каналах, тоннелях, земле (траншеях), в условиях высокой агрессивной среды, при незначительных растягивающих усилиях.
Сигнально-блокировочные кабели в свинцовой оболочке марок СБПСБ, СБПС, СБПСШв предназначены для прокладки в земле. Применяются эти кабели с ограничением при соответствующем обосновании на электрифицированных участках переменного тока.
Для монтажа постового оборудования СЦБ выпускают кабель:
СБВГ — сигнально-блокировочный, с медными жилами, полиэтиленовой изоляцией, в оболочке из поливинилхлоридного пластика, без стальной брони. Кабель предназначен для соединения электрических цепей постовых устройств (между стативами, стативами и аппаратами управления и др.). Прокладывается в помещениях, каналах, тоннелях, в условиях агрессивной среды, при отсутствии механических воздействий.
Число жил или пар сигнально-блокировочных кабелей с обыкновенной и парной скруткой приведена в таблице 5.
Разработаны и осваиваются промышленностью новые сигнально-блокировочные кабели с полиэтиленовой изоляцией в алюминиевой оболочке;
СБПАШп — сигнально-блокировочный, с медными жилами, с полиэтиленовой изоляцией, в алюминиевой оболочке, с защитным полиэтиленовым шлангом. Немеханизированная прокладка в канализации, земле (траншеях), при незначительных растягивающих условиях;
СБПАБпШп —то же, бронированный двумя стальными лентами, с защитным полиэтиленовым шлангом. Прокладка в земле (траншеях) в условиях агрессивной среды, при незначительных растягивающих усилиях;
СБПАБпГ — то же, бронированный двумя стальными лентами с противокоррозийной защитой. Прокладка в каналах, тоннелях, земле, в условиях высокой агрессивной среды при ограниченных растягивающих усилиях;
СБПАКпШп — то же, с броней из круглых стальных оцинкованных проволок, защитным полиэтиленовым шлангом. Кабель предназначен для речных переходов, прокладки в условиях мерзлых грунтов при значительных растягивающих усилиях.
Указанные кабели выпускаются с числом пар 3, 4, 7, 12, 14, 19 и 27. Изолированные жилы отличаются друг от друга по цвету.
Электрические характеристики новых кабелей при температуре 20° С должны соответствовать следующим величинам: электрическое сопротивление токопроводящей жилы постоянному току должно быть не более 23,5 Ом на 1 км; электрическое сопротивление изоляции жил рабочих пар постоянному току не менее 5000 МОм на 1 км; рабочая емкость жил кабелей при частоте 800 Гц должна быть не более 60 нФ на 1 км длины.
Таблица 5- Число жил или пар сигнально-блокировочных кабелей с обыкновенной и парной скруткой
Марка кабеля Тип скрутки жил Число жил или пар
СБВГ Обыкновенная 2, 3, 4, 5, 7, 9, 12, 16, 19, 21, 24, 27, 30, 33, 37, 42, 48, 61
Парная 1, 3, 4, 7, 10, 12, 14, 19, 24, 27, 30
СБПБ, СБВБ, СБПБГ, СБВБГ, СББбШв, СББбШп Обыкновенная 3, 4, 5, 7, 9, 12, 16, 19, 21, 24, 27, 30, 33, 37, 42, 48, 61
Парная 3, 4, 7, 10, 12, 14, 19, 24, 27, 30
СБПСБ; СБПС; СБПСШв Обыкновенная 14, 16, 19, 21, 24, 27, 30, 33, 37, 42
Парная По согласованию
Строительная длина кабелей должна быть не менее 300 м; срок службы не менее 20 лет.
Силовые и контрольные кабелиДля соединения цепей электрических установок, передачи и распределения электрической энергии постоянного и-переменного тока, необходимой для питания устройств СЦБ, а также в качестве вставок в высоковольтно-сигнальные линии автоблокировки применяются силовые кабели. Они подразделяются на силовые высоковольтные (1—10 кВ) и низковольтные кабели (до 1 кВ). Изготовляются эти кабели с числом жил от одной до четырех и имеют медные или алюминиевые жилы. Сопротивление токопроводящей жилы постоянному току, пересчитанное на 1 мм2 номинального сечения, 1 км длины и температуру 20° С, должно быть не более 18,4 Ом для медной жилы и не более 31 Ом для алюминиевой жилы. Сопротивление изоляции жилы, пересчитанное на 1 км длины и температуру 20° С, должно быть для кабелей с пропитанной изоляцией на напряжение 1 и 3 кВ не менее 50 МОм, на напряжение 6 кВ и выше — не менее 100 МОм; для кабелей с обедненно-пропитанной изоляцией эти нормы соответственно должны быть увеличены в 2 раза.
Сечение алюминиевых жил силовых кабелей может быть 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 625; 800 мм2, медных — 1,0—240 мм2 с тем же интервалом.
Промышленностью изготовляются силовые кабели различных конструкций в зависимости от рабочего напряжения, передаваемого по ним тока, условий прокладки, количества жил в кабеле и т. п. Жилы силовых кабелей могут иметь в сечении круглую форму или вид сектора (рисунок 51).

1 — жилы; 2 — поясная изоляция; 3 — металлическая оболочка; 4 — покров из кабельной пряжи; 5 — стальная броня
Рисунок 51- Силовой кабель
Кабели силовые высоковольтные, применяемые в устройствах автоматики, телемеханики и связи, выпускаются промышленностью следующих марок:
ААБ — силовой с алюминиевыми жилами, с изоляцией из пропитанной бумаги, в алюминиевой оболочке, бронированный двумя сигнальными лентами с наружным покровом. Прокладка в земле (траншеях), при незначительных растягивающих усилиях:
ААГ — то же, в алюминиевой оболочке. Прокладка внутри помещений, в тоннелях, каналах, в среде нейтральной по отношению к алюминию и при отсутствии механических воздействий на кабель;
ААБГ — то же, в алюминиевой оболочке, бронированный двумя стальными лентами. Прокладка внутри помещений, в тоннелях, каналах, при незначительных растягивающих усилиях;
ААБГв — то же, в выпрессованной гладкой алюминиевой оболочке с усиленным антикоррозионным покровом. Прокладка в земле в агрессивной среде, при незначительных растягивающих усилиях;
ААП — то же, в алюминиевой оболочке, бронированный оцинкованными проволоками с наружным покровом. Прокладка в земле (траншеях), если кабель подвергается значительным растягивающим усилиям;
ААПГ — то же, бронированный плоскими оцинкованными проволоками. Прокладка внутри помещений, в тоннелях, каналах, если кабель подвергается значительным растягивающим усилиям;
ААШв — то же, в алюминиевой гладкой оболочке, в поливинилхлоридном шланге. Прокладка внутри помещений, в каналах, тоннелях и в земле.
Кабели силовые низковольтные предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных сетях напряжением 0,66—0 кВ. Сюда относятся кабели следующих марок:
АВБВ —• силовой, с алюминиевыми жилами, с поливинилхлоридной изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке, бронированный двумя стальными лентами, в поливинилхлоридной наружной оболочке. Открытая неподвижная прокладка во взрывоопасных установках и в помещениях с химически активными средами;
АНРГ — то же, с резиновой изоляцией, в свинцовой или поливинилхлоридной оболочке или в оболочке из негорючей резины на номинальное напряжение 500 В. Предназначен для монтажа внутреннего и наружного контура постового заземления, прокладывается в помещениях и земле;
АВВБ — то же, бронированный двумя стальными лентами с защитным наружным слоем. Прокладка в земле (траншеях), при незначительных растягивающих усилиях;
АВВБГ — то же, бронированный двумя стальными лентами с противокоррозионной защитой. Прокладка в помещениях, тоннелях, при незначительных растягивающих усилиях;
АВВГ — то же, с поливинилхлоридной изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке. Прокладка в пожароопасных помещениях, а также в условиях агрессивной среды, при отсутствии механических воздействий на кабель;
ВБВ — силовой, с медными жилами, с поливинилхлоридной изоляцией, бронированный двумя стальными лентами, в поливинилхлоридной наружной оболочке. Открытая неподвижная прокладка во взрывоопасных установках и в помещениях с химическими опасными средами;
ВРГ, ВВГ — то же, с резиновой (ВРГ) или поливинилхлоридной (ВВГ) изоляцией, в поливинилхлоридной наружной оболочке без брони.
Прокладка в тоннелях, каналах, аккумуляторных помещениях при наличии агрессивных сред (кислот, щелочей и др.), а также для монтажа цепей электропитания между электропитающей установкой и аккумуляторными батареями, подачи электропитания в релейную и аппаратную.
Кабели контрольные предназначены для присоединения электрических приборов и аппаратов в распределительных устройствах напряжением до 660 В переменного тока или до 1000 В постоянного тока.
Сопротивление изоляции жил контрольных кабелей, пересчитанное на 1 км длины и температуру +20° С, должно быть не менее 50 МОм для кабелей с резиновой изоляцией, 250 МОм для кабелей с полиэтиленовой изоляцией и 5 МОм для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией.
Сопротивление токопроводящей жилы постоянному току, пересчитанное на 1 мм3 номинального сечения, на 1 км длины и температуру +20° С, должно быть для медной жилы не более 18,2 Ом и для алюминиевой жилы 29,5 Ом.
Контрольные кабели предназначены для эксплуатации при температуре окружающей среды от —50 до +50° С и относительной влажности воздуха до 98 ±2% при температуре +40° С.
Строительная длина кабеля должна быть не менее 100 м; срок службы не менее 12 лет.
Основные марки контрольных кабелей, применяемых в устройствах автоматики, телемеханики и связи:
КВВБ — контрольный с медными жилами, поливинилхлоридной изоляцией в поливинилхлоридной оболочке, бронированный двумя стальными- лентами, с защитным наружным слоем. Прокладка в земле в условиях агрессивной среды и в местах, подверженных воздействию блуждающих токов.
КВВБГ — то же, бронированный двумя стальными лентами, с противокоррозионной защитой. Прокладка внутри помещений в каналах, тоннелях, если кабель не подвергается значительным растягивающим усилиям.
КВВГ — с медными жилами, поливинилхлоридной изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке. Прокладка внутри пожароопасных помещений, в каналах, тоннелях, в условиях агрессивной среды, в том числе по кабельростам, в металлических шкафах, при отсутствии механических воздействий иа кабель.
КПсВБ — контрольный, с медными жилами, изоляцией из самозатухающего полиэтилена, оболочкой из поливинилхлоридного пластика, бронированный двумя стальными лентами, с наружным покровом. Прокладка в земле в агрессивной среде и местах, подверженных воздействию блуждающих токов, при незначительных растягивающих усилиях.
КПсПбШв — то же, броней из круглых стальных оцинкованных проволок, шлангом из поливинилхлоридного пластика. Прокладка в пожароопасных помещениях, каналах, тоннелях, в земле, в том числе в условиях агрессивной среды и местах, подверженных воздействию блуждающего тока, если кабель подвергается значительным растягивающим усилиям.
КПсБбШв — то же, с броней из двух стальных лент в шланге, из поливинилхлоридного пластиката. Условия прокладки те же, что и кабеля КПсПбШв, но если кабель не подвергается значительным растягивающим усилиям.
Таблица 6
Марка кабеля Число жил Сечение в мм2КВВБ, КВВБГ,
КВВГ 4, 5, 7, 10, 14, 19, 27, 37, 52, 61 1,5
4, 5, 7, 10, 14, 19, 27, 37 2,5
4, 7, 10 4, 6, 10
КПсВБ 4, 5, 7, 10, 14, 19, 27, 37, 52, 61 0,75; 1; 1,5
4, 5, 7, 10, 14, 19, 27, 37 2,5
4, 7, 10 4, 6, 10
КПсПбШв,
КПсБбШв 4, 5, 7, 10, 14, 19, 27, 37 1,5; 2,5; 4; 6
В таблице 6 приведено число и сечение жил контрольных кабелей, а также их марки.
СБЗПУ
Кабель для сигнализации и блокировки с медными жилами, с полиэтиленовой изоляцией в утолщённой оболочке из полиэтилена с гидрофобным заполнением сердечника
СБВГ- кабель для сигнализации и блокировки с медными жилами, с полиэтиленовой изоляцией, в оболочке из ПВХ пластиката.
Конструкция:
Токопроводящая жила из медной мягкой круглой
Изоляция из полиэтилена.
Скрученная пара в кабелях парной скрутки.
Сердечник - одиночные жилы или пары скручены в сердечник.
Поясная изоляция - лента полиэтилентерефталатная.
Экран - алюминиевая лента
Оболочка из поливинилхлоридного пластиката
СБВГнг- кабель для сигнализации и блокировки с медными жилами, с полиэтиленовой изоляцией, в оболочке из ПВХ пластиката пониженной горючести.
Конструкция:
Токопроводящая жила из медной мягкой круглой
Изоляция из полиэтилена.
Скрученная пара в кабелях парной скрутки.
Сердечник - одиночные жилы или пары скручены в сердечник.
Поясная изоляция - лента полиэтилентерефталатная.
Экран - алюминиевая лента
Оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести
СБВГнг-LS- кабель для сигнализации и блокировки с медными жилами, с полиэтиленовой изоляцией, в оболочке из ПВХ пластиката с низким газо- и дымовыделеением.
Конструкция:
Токопроводящая жила из медной мягкой круглой
Изоляция из полиэтилена.
Скрученная пара в кабелях парной скрутки.
Сердечник - одиночные жилы или пары скручены в сердечник.
Поясная изоляция - лента полиэтилентерефталатная.
Экран - алюминиевая лента
Оболочка из поливинилхлоридного пластиката с низким газо- и дымовыделеением
СБВГэнг- экранированный кабель для сигнализации и блокировки с медными жилами, с полиэтиленовой изоляцией, в оболочке из ПВХ пластиката пониженной горючести.
Конструкция:
Токопроводящая жила из медной мягкой круглой
Изоляция из полиэтилена.
Скрученная пара в кабелях парной скрутки.
Сердечник - одиночные жилы или пары скручены в сердечник.
Поясная изоляция - лента полиэтилентерефталатная.
Экран - алюминиевая лента
Оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести
СБВГ, СБВГнг, СБВБГ, СБВБГнг, СБВБбШвнг, СБПБбШв, СБЗПБбШв, СБПБбШп, СБЗПБбШп, СБПБГ, СБЗПБГ, СБПБ, СБЗПБ, СБПу, СБЗПу
Назначение
Кабели предназначены для электрических установок железнодорожной сигнализации, централизации и блокировки, пожарной сигнализации и автоматики с номинальным напряжением 380 В переменного тока частотой 50 Гц или 700 В постоянного тока.
Кабели стойки к внешним воздействующим факторам:
повышенная рабочая температура +60 °С — для кабелей с оболочкой из ПЭ и ПВХ пластиката;
пониженная рабочая температура -50 °С — для кабелей в ПЭ оболочке, -40 °С — для кабелей в ПВХ оболочке и ПВХ оболочке пониженной горючести;
относительная влажность воздуха 98 % при температуре до +35 °С.
Допустимый радиус изгиба небронированных кабелей — 7 максимальных диаметров кабеля, бронированных кабелей — 12 максимальных диаметров кабеля. Растягивающая нагрузка кабелей — не более 50 Н/мм2 общего сечения токопроводящих жил. Кабели должны быть защищены от прямого солнечного излучения.

Рисунок 52 – структура кабеля
Кабели изготавливаются с однопроволочными токопроводящими жилами из медной мягкой проволоки с номинальным диаметром 0,8; 0,9 и 1,0 мм. На токопроводящую жилу наложена изоляция из полиэтилена (ПЭ) в виде сплошного концентрического слоя.
В кабелях парной скрутки две изолированные жилы различного цвета скручены в пару однонаправленной скруткой.
Однопроволочные жилы или пары скручены в сердечник концентрическими повивами.
В кабелях с гидрофобным заполнением свободное пространство сердечника заполнено гидрофобным заполнителем. При этом сердечник будет влагонепроницаемым. Поверх сердечника, заполненного гидрофобным заполнителем, наложена поясная изоляция из ПЭТ-Э ленты.
Оболочка кабеля, в зависимости от марки, должна быть из ПЭ, ПВХ пластиката или ПВХ пластиката пониженной горючести.
По требованию заказчика поверх поясной изоляции может быть наложен алюминиевый экран номинальной толщиной 0,1 мм, с продольной прокладкой медной луженой проволоки номинальным диаметром 0,40 мм.
Маркировка:
Для кабелей с наружным диаметром менее 15 мм — нить присвоенного предприятию-изготовителю цвета — коричневая и зеленая.
Для кабелей с максимальным наружным диаметром 15 мм и более на поверхности наружного шланга через каждые 500 мм нанесены марка кабеля, опознавательный знак предприятия-изготовителя (К 20) и год изготовления кабеля.
Кабели марок СБВГ, СБВБГ, СБПБбШв, СБЗПБбШв не распространяют горение при одиночной прокладке.
Кабели марок СБВГнг, СБВБГнг, СБВБбШнг не распространяют горение при прокладке в пучках по категории А (ГОСТ 12176).
К маркам изделий для районов с тропическим климатом добавляют индекс «-Т».
Таблица 7
Марка Конструктивные особенности Преимущественная область применения
СБВГ Кабель сигнально-блокировочный с медными жилами, с изоляцией из полиэтилена (ПЭ), в оболочке из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката Для одиночной прокладки в помещениях, в сухих каналах и туннелях, в условиях агрессивной среды, при отсутствии механических воздействий на кабель
СБВГнг То же, в оболочке из ПВХ пластиката пониженной горючести То же, для прокладки в пучках
СБВБГ То же, в оболочке из ПВХ пластиката, с броней из двух стальных лент Для одиночной прокладки в сухих каналах кабельной канализации, в туннелях, коллекторах, в местах, где возможны механические воздействия на кабель, в том числе незначительные растягивающие усилия
СБВБГнг То же, в оболочке из ПВХ пластиката пониженной горючести То же, для прокладки в пучках
СБВБбШвнг То же, в оболочке из ПВХ пластиката пониженной горючести, с броней из двух стальных лент, в шланге из ПВХ пластиката пониженной горючести То же, в условиях агрессивной среды
СБПБбШв Кабель сигнально-блокировочный с медными жилами, с изоляцией из ПЭ, в оболочке из ПЭ, с броней из двух стальных лент, в шланге из ПВХ пластиката Для прокладки в каналах, в туннелях, коллекторах, в пластмассовых трубопроводах, в земле, в условиях агрессивной среды, если кабель не подвергается значительным растягивающим усилиям
СБЗПБбШв То же, с гидрофобным заполнением сердечника кабеля То же, в условиях повышенной влажности
СБПБбШп То же, в оболочке из ПЭ, с броней из двух стальных лент, в шланге из ПЭ Для прокладки в пластмассовых трубопроводах, в земле, в условиях агрессивной среды, если кабель не подвергается значительным растягивающим усилиям
СБЗПБбШп То же, с гидрофобным заполнением сердечника кабеля То же, в условиях повышенной влажности
СБПБГ Кабель сигнально-блокировочный с медными жилами, с изоляцией из ПЭ, в оболочке из ПЭ, с броней из двух стальных лент Для прокладки в каналах, в местах, где возможны механические воздействия на кабель, если кабель не подвергается значительным растягивающим усилиям
СБЗПБГ То же, с гидрофобным заполнением сердечника кабеля То же, в условиях повышенной влажности
СБПБ Кабель сигнально-блокировочный с медными жилами, с изоляций из ПЭ, в оболочке из ПЭ, с броней из двух стальных лент, с наружным покровом Для прокладки в земле, в условиях агрессивной среды, если кабель не подвергается значительным растягивающим усилиям
СБЗПБ То же, с гидрофобным заполнением сердечника кабеля То же, в условиях повышенной влажности
СБПу Кабель сигнально-блокировочный с медными жилами, с изоляцией из ПЭ, в утолщенной оболочке из ПЭ Для прокладки в пластмассовых трубопроводах, в земле, в условиях агрессивной среды, при отсутствии механических воздействий на кабель
СБЗПу То же, с гидрофобным заполнением сердечника кабеля То же, в условиях повышенной влажности
Маркировка кабельных муфт
Муфта кабельная концевая
Применяются кабельные муфты концевые при монтаже и разделке одного кабеля. Этот вид муфт оснащён одной 2-штырной секцией клеммы универсальной типа УДК-14А. Служат для подключения жил кабеля к рельсам.
Выпускается кабельная муфта концевая с 1995 года, придя на замену кабельным стойкам.
Муфта кабельная проходная
Используются муфты проходные при разделке и монтаже кабеля в двух направлениях. Имеют заземляющий трос и пару 2-штырных секций клеммы УДК-14А. Предназначены для подключения кабеля к рельсам.
Муфта кабельная разветвительная

Рисунок 53- Муфта кабельная разветвительная РМ 4-28
Независимо от марки (типа), любая муфта кабельная разветвительная предназначена для обеспечения ответвлений кабельных линий от основного кабеля к различному сцб-оборудованию: светофорам, путевым и трансформаторным ящикам, стрелочным приводам и т. д. Монтируются на ж/б основание.
Согласно ГОСТ 12.2.007.0-75, по уровню защиты от поражения электротоком разветвительные кабельные муфты отнесёны к классу 01.
Комплектация, вес и габаритные размеры разветвительных муфт напрямую зависят от типа (марки) муфты:
РМ 4-28: ,РМ 8-112 ,РМУ 7-49, РМУ 7-84
Муфта кабельная соединительная

Рисунок 54- соединительная муфта
На участках, превышающих рабочую длину кабеля, применяется муфта соединительная кабельная, обеспечивающая сращение кабельной линии.
Выпускаются муфты соединительные для кабеля в литом чугунном корпусе, в двух климатических исполнениях I категории — “У” и “Т”, согласно ГОСТ 15150-69. Эксплуатируются в температурном диапазоне окружающей среды от −50°С до +60°С. Соединительные кабельные муфты выдерживают вибрационные нагрузки частотой в 10-1000 Гц и максимальное ускорение до 1д.
С-35-М: С-50-M: С-50-М: С-65-М: С-75-МА:
Муфта ответвительная для кабеля

Рисунок 55- Муфта ответвительная
Кабельная ответвительная муфта черт. 23 02.88-00, наряду с муфтой соединительной черт. 23-01-88-00, состоит из двух полумуфт и стягивающего кольца, изготовленных их полиэтилена 208-210.
Полиэтиленовые соединительные и ответвительные муфты применяются при подземном монтаже сигнально-блокировочных кабелей.
Кабельные муфты универсальные

Рисунок 56- Муфта кабельная универсальная
Универсальные муфты сцб служат для монтажа малогабаритных устройств рельсовых цепей и разделки кабеля в умеренно-холодных климатических условиях. Категория размещения по ГОСТ 15150-69 — I.
Муфты типа УПМ-24 также используются для установки блока выпрямителей селеновых БВС.
Кабельные универсальные муфты имеют литой алюминиевый корпус.
УКМ-12-I: УКМ-12-II: УКМ-12-III: УКМ-12-IV: УКМ-12 сб. 1: УКМ-12 сб. 2: УКМ-12 сб. 3: УКМ-12 сб. 4: УПМ-24-I: УПМ-24-II: УПМ-24-III: УПМ-24-IV: УПМ-24 сб. 1: УПМ-24 сб. 2: УПМ-24 сб. 3: УПМ-24 сб. 4:
Тема 1.1.10 Методы монтажа кабелей СЦБ
В целом, кабельные муфты применяются для организации кабельных сетей самого разного вида, масштаба и назначения, а также для подключения к сетям соответствующих приборов и оборудования. Кроме того, помимо соединения кабелей и оборудования муфты обеспечивают надежную изоляцию и герметизацию места соединения.

Рисунок 57 – Соединение в кабельную муфту
Чтобы правильно подобрать кабельные муфты следует обратить внимание на следующие характеристики:
Тип изоляции кабеля: П - для кабелей с пластмассовой изоляцией, кабельные муфты для БПИ-кабелей своего обозначения не имеют.
Тип соединения: указано выше.
Материал:
Латунь (Л),
Сталь (Ст),
Алюминий (А),
Чугун (Ч),
Свинец (С),
Эпоксид (Э),
Термоусаживаемые трубки из ПЭ (ТП),
Термоусаживаемые трубки из ПВХ (ТВ),
Самослипающиеся ленты (Сл),
Эластомерные композиции (Р).
Конструктивное исполнение
Номинальное напряжение сети.
Число кабельных жил и их сечение.
Все эти характеристики указаны в маркировке муфты, слева-направо, однако следует помнить, что у разных производителей принципы маркировки могут несколько различаться.
Пример 1: СтКН-10 кВ-5-240 мм – стальная концевая муфта наружной установки для кабелей с БПИ-изоляцией, номинальным напряжением до 10 кВ, числом жил – 5, сечением жил – 240 мм2.
Пример 2: 3 ПСТп 10 кВ – термоусаживаемая соединительная муфта для трехжильных кабелей с изоляцией из пластмассы номинальным напряжением до 10 кВ
Пример 3: 5ПСТ-1 – термоусаживаемая соединительная муфта для кабелей с изоляцией из пластмассы напряжением до 1 кВ, числом жил – 5.
Общие положения.
При монтаже кабелей производят следующие работы: размещение кабелей в котловане, укладку запасов кабелей и разделку их концов, установку кабельных муфт в грунт или на отдельные опорные конструкции, крепление муфт и заделок к конструкциям, прозвонку, расшивку и подключение жил кабеля к контактным зажимам или лепесткам клеммных панелей кабельных муфт и аппаратуры СЦБ, фиксацию местоположения муфт, окраску и маркировку муфт и заделок. Монтаж кабелей выполняют специально обученные электромонтажники, имеющие удостоверение на право производства работ. При монтаже применяют исправные инструменты в наборе, обеспечивающем выполнение всех необходимых операций в соответствии с утвержденной технологией.
До начала монтажа напольных кабелей роют котлованы для укладки их запасов и установки разветвительных, универсальных и соединительных муфт, путевых трансформаторных ящиков и других устройств. Дно котлована должно находиться на уровне дна траншеи, а его размеры обеспечивать допустимые радиусы изгиба кабелей.
Внутренние и наружные поверхности кабельных муфт и отсеков для ввода кабелей в путевых трансформаторных ящиках, кабельных ящиках и т. п. перед монтажом кабелей тщательно очищают от пыли и грязи.
Перед заделкой кабелей в напольных устройствах их концы в котловане разбирают по направлениям и очищают от земли. Запас кабеля на случай перезаделки укладывают полукольцом у места ввода или соединения. На выходе из траншеи и на входе в устройство радиусы изгиба кабелей не должны быть менее допустимых. До начала разделки кабеля измеряют сопротивление изоляции жил, проверяют их целость, отсутствие сообщения между собой и с металлической оболочкой, экраном или броней. Разделка кабеля выполняется в зависимости от их марки в соответствии с рис. 58.

а — в универсальных и разветвительных муфтах, путевых ящиках и путевых дроссель- трансформаторах; б — в соединительных муфтах; 1 — наружный защитный покров; 2 — броня; 3 — оболочка (алюминиевая или полиэтиленовая); 4 — жилы; 5 — проволочный бандаж; 6 — корпус муфты или ящика; 7 — защитная труба
Рисунок 58 - Разделка кабелей
Ленты бронепокрова бронированных кабелей и их оболочки при монтаже в релейных и батарейных шкафах, батарейных ящиках, а также на стативах кроссирования обрезают непосредственно у проволочного бандажа. При заделке кабелей в ящиках для трансформаторов, реле и резисторов, разветвительных и универсальных муфтах, путевых дроссель-трансформаторах, кабельных ящиках и в других случаях, когда кабель закрепляется зажатием брони между фланцем защитной трубы и корпусом устройства, броне- покров и оболочки кабеля обрезают на расстоянии 40—60 мм от проволочного бандажа.
При монтаже кабелей марки СБПу конец оболочки разделяют двумя продольными разрезами надвое, а получившиеся полуцилиндры отгибают под углом 90° и зажимают между фланцем защитной трубы и корпусом устройства. Для закрепления кабелей марок СБПу, СБПАШп, СБПСШв в ящиках, разветвительных и универсальных муфтах и т. п. на их наружные покровы могут накладываться один против другого два отрезка защитных бронелент длиной 80—120 мм, которые крепят к кабелю пятью-шестью витками спаечной проволоки на отметке, соответствующей месту наложения второго бандажа у бронированных кабелей. От места наложения бандажа в сторону конца кабеля оставляют незакрепленные участки бронелент длиной 40—60 мм, которые отгибают под углом 90° к кабелю.
При монтаже соединительных муфт кабели закрепляют в монтажном станке или монтажных козлах так, чтобы концы оболочек находились на расстоянии 30—40 мм от закрепляющих обойм. Ленты экрана и экранную продольную проволоку сматывают в рулончики и временно закрепляют на оболочках монтируемых кабелей.
Сердечники монтируемых кабелей разбивают по пучкам или повивам. При монтаже кабелей, имеющих пучковую скрутку, каждый пучок разбирают и отдельно подвязывают к оболочке кабелей, а при повивной скрутке каждый повив разделяют на два пучка, которые перевязывают, отгибают и временно крепят к кабелю в порядке, обратном очередности монтажа.
Соединение жил начинают с центрального повива с соблюдением расцветки изоляции и без перехода пар из повива в повив. Исключение составляют те случаи, когда соединяемые кабели имеют неодинаковую конструкцию сердечника и различное число пар в повивах. Соединяемые жилы обрезают так, чтобы их концы перекрывали друг друга на 75—100 мм, а скрутки жил располагались равномерно по всей длине муфты.
На расстоянии 50 мм с концов жил удаляют изоляцию, надевают на одну из двух соединяемых жил полиэтиленовую или поливинилхлоридную трубку (гильзу) длиной 50 мм с внутренним диаметром 3,6 мм и толщиной стенки 0,2—0,5 мм, после чего жилы попарно скручивают. Длина скрутки должна быть 20—25 мм. Каждую скрутку пропаивают расплавленным припоем ПОС-40, отгибают в сторону, противоположную надетой гильзе, плотно прижимают к токопроводящей жиле и надвигают гильзу таким образом, чтобы расстояния от концов гильзы до оголенных жил скрутки было не менее 10 мм. После соединения всех жил полученные сростки уплотняют и обматывают двумя слоями полиэтиленовой или поливинилхлоридной ленты, накладываемой с 30%-ным перекрытием. Лента должна находить на оболочки на 20 мм.
Концы подэкранных проволок соединяют скруткой. Экран восстанавливают обмоткой сростка ранее смотанными в рулончики экранными лентами кабеля или лентами из алюминиевой фольги, накладываемыми поверх восстановленной поясной изоляции с 15— 20%-ным перекрытием. Концы экранных лент соединяют между собой в «замок».
Жилы кабелей при подключении к винтовому зажиму «под гайку» заделывают кольцом, диаметр которого на 1,0—1,2 мм превышает диаметр винтового зажима. Жилы между собой разделяют шайбами. Направление загиба жилы, закрепляемой на винтовом зажиме, должно совпадать с направлением вращения гайки. Изоляция жилы не должна зажиматься шайбами.
Свободные отверстия для ввода кабелей в ящиках, разветвительных муфтах, релейных шкафах закрывают заглушками. Зазоры между кабелем и стенкой вводного отверстия уплотняют смоляной лентой или подобным материалом и приливают кабельной массой. В разветвительных и универсальных муфтах, ящиках, муфтах путевых дроссель-трансформаторов и кабельных стойках оболочки кабелей должны находиться выше уровня кабельной массы на 15—20 мм.
Монтаж разветвительных муфт.
Для устройства ответвлений от группового кабеля к светофорам, путевым ящикам рельсовых цепей и стрелочных электроприводов и другим устройствам предназначены разветвительные муфты (рис. 58). Они могут использоваться в качестве соединительных, в том числе для соединения кабелей с разными нормами сопротивления изоляции. Корпус и крышки муфт литые, чугунные. В пазах крышек уложены прокладки из резинового губчатого шнура. Муфты комплектуются (табл. 8) металлическими трубами (черт. 8219-00-00) для защиты вводимых кабелей от механических повреждений. Число труб соответствует числу отверстий для ввода кабелей. Трубы крепятся к корпусу муфты болтами с гайками. Внутри муфт установлены клеммные панели 1 и съемные перегородки для выделения зон прокладки жил каждого ответвляющегося кабеля.

Рисунок 58 - Разветвительные кабельные муфты
Муфта снабжена розеткой 2 для подключения телефона. Диаметр отверстий для крепления муфты к опорным стойкам 21 мм.
Таблица 8 – Муфты разветвительные
Тип Номер
чертежа Число Размеры, мм Масса, кг
отверстий диаметром, мм, для кабелей !
опорных стоек труб предохранительных клеммных панелей на семь контактов (8642а-00) длина ширина высота ответви
тельных группо
вых РМ-4-28 6829-00-00 4(18) 1(28) 2 4 4 408 314 308 21,2
РМ-7-49 6830-00-00 4(18) 1(32) 2 5 7 510 410 308 26,4
РМ-8-112 6831-00-00 5(18) 2(32) 3 6 16 575 575 330 45,6
Разветвительные муфты устанавливают на железобетонных основаниях на обочине путей или в междупутье. На станциях верх крышки муфты должен располагаться, как правило, на уровне верха головки рельса или в необходимых случаях выше этого уровня, но не более чем на 200 мм. При установке на перегонах верх крышки муфты должен находиться на 100 мм ниже уровня верха головки рельса.
Муфты типов РМ-4-28 и РМ-7-49 размещают так, чтобы линия, проходящая через центры отверстий для крепления муфты к основаниям, была параллельна ближайшему пути. Муфта типа РМ-8-112 располагается так, чтобы продольная ось телефонной розетки была перпендикулярна ближайшему пути. Универсальная муфта, используемая в качестве соединительной, устанавливается так, чтобы фланец ввода на боковой стенке корпуса располагался перпендикулярно ближайшему пути; разделку кабелей .
Размещение кабелей в муфте и расшивку жил после прозвонки или без прозвонки производят в соответствии с составляемой заранее монтажной карточкой. Запас жил на тройную перезаделку создается у места подключения в виде колец или петель. Запасные жилы свертывают кольцами без расшивки; на каждую жилу навешивают бирки с указанием номера жилы.
При соединении в разветвительной муфте двух кабелей допускается сращивание зачищенных концов жил скруткой длиной 25 мм с последующей пропайкой припоем ПОС-40 на длине 10 15 мм. Каждую скрутку прижимают к жиле и изолируют пластмассовой (полиэтиленовой или поливинилхлоридной) гильзой длиной 50 мм, надвигаемой на одну из жил до скручивания. Сросток жил обматывают двумя слоями липкой поливинилхлоридной ленты, накладываемой с 50%-ным перекрытием с заходом на 10—15 мм на оболочки кабелей.
Монтаж кабелей в кабельных стойках и путевых ящиках.
Монтаж кабелей в кабельных стойках и муфтах путевых дроссель- трансформаторов производится так же, как в разветвительных и универсальных муфтах. Разделку кабелей для монтажа в путевых ящиках . Жилы кабелей в ящиках расшивают согласно заранее составленной монтажной или типовой схеме. У клеммных зажимов оставляют в виде полупетли или колец запасы жил, необходимые для трех перезаделок. Жилы кабеля подключают с одной стороны двухштырных клемм, а монтажные провода — с другой. Их соединяют типовыми металлическими перемычками («мостиками»), входящими в комплект ящика.
Монтаж кабелей в релейных шкафах.
При монтаже кабелей в релейных шкафах типа ШРШ на концы кабелей надевают защитные трубы, после чего кабели вводят в шкаф и крепят трубы к его днищу. Кабели, введенные в релейный шкаф типа ШРУ или ШРУ-М, закрепляют пластмассовыми зажимами и защищают от механических повреждений общим металлическим кожухом. Кабели крепят специальными скобами или отрезками ленточной брони к деревянному бруску, установленному на изолированной от корпуса шкафа металлической планке. Крепление располагают на 10—15 мм ниже проволочного бандажа, наложенного на бронепокров кабеля. Обрезы оболочек кабелей должны находиться в одном уровне на 15—20 мм выше планки.
В релейных шкафах ШРШ и ШРУ-М кабели размещают против тех клеммных панелей, к которым их подключают; жилы кабелей расшивают свободно, без увязки в жгуты. В релейных шкафах типа ШРУ жилы кабелей увязывают в жгуты, которые располагают вертикально вдоль клеммных панелей; у соответствующего зажима клеммной панели жилы ответвляют от жгута под прямым углом. Запасные жилы нумеруют и свертывают кольцами у обреза оболочек кабелей.
При монтаже в стаканах светофоров с металлическими мачтами кабели закрепляют при помощи конусной намотки из смоляной ленты (не доходя 20 мм до среза оболочки) такой толщины, чтобы намотка плотно входила в основание муфты и удерживала кабель.
Кабельные ящики.
Для монтажа кабелей сигнализации и блокировки и соединения их с проводами воздушных линий и выводами установленного на опорах оборудования предназначены кабельные ящики.
Таблица9 -Кабельные ящики
Тин Номер
чертежа Число разрядников длина Размеры, м ширина м
высота Масса, кг
КЯ-6 39750-00-00 6 336 240 248 33,8
КЯ-10 8008-00-00 10 325 240 535 37,0
КЯ-16 8216-00-00 16 325 240 615 39,6
КЯ-24 8217-00-00 24 360 240 725 49,3
КЯ-32 8218-00-00 32 360 240 840 56,3
На опорах воздушных линий кабельные ящики крепятся двумя полухомутами из круглой стали диаметром 12 мм .
Верхнюю защитную трубу располагают таким образом, чтобы наконечник для вывода монтажных проводов был на 50—100 мм выше изоляторов верхней сигнальной траверсы.
Конец нижней защитной трубы должен находиться в земле на глубине 20—25 см. Нижние и верхние трубы кабельного ящика крепят к железобетонной опоре хомутами из оцинкованной проволоки диаметром 4—5 мм, к деревянной — скобами.
На деревянных опорах провода от выхода из трубы до контактных зажимов трансформаторов или до сигнальных проводов в тех местах, где возможно их повреждение, прокладывают по роликам, устанавливаемым на расстоянии 30—40 см друг от друга. Монтаж кабельных ящиков выполняется проводом марки ПВ-П—ПВ-IV или ПРГ на напряжение 500 В и сечением 1,5 мм2. Сечение проводов, подводимых к зажимам трансформаторов мощностью более 1,25 кВ-А, указывают в проекте. Жгут проводов через каждые 25 см перевязывают просмоленными нитками, шпагатом или изоляционной лентой, а в месте ввода в корпус кабельного ящика обматывают изоляционной лентой. Провода оконцовывают обжимными наконечниками диаметрами, соответствующими диаметрам зажимов автоматических выключателей, разрядников, трансформаторов и др. К концам проводов воздушной линии монтажные провода припаивают без применения кислоты.
При монтаже кабеля в кабельном ящике жилы увязывают в вертикальный жгут, который прокладывают вдоль продольной оси кабельного ящика между разрядниками, и отводят от жгута под прямым углом у соответствующего зажима двухштырной клеммы или разрядника. У места подключения жилы выгибают петлей, обеспечивающей запас на три перезаделки. Запасные жилы свертывают кольцами у обреза оболочки кабеля.
Снаружи кабельные ящики и защитные трубы окрашивают черной, а изнутри голубой или светло-серой краской. На внутренних боковых поверхностях кабельных ящиков против каждого провода черной краской наносят его номенклатурное обозначение.
Монтаж кабелей сигнализации и блокировки с помощью термоусаживаемых трубок. Монтаж соединительных муфт может выполняться с использованием термоусаживаемых трубок (ТУТ) марок ТТЭ-С и ТТЭ-Т (табл. 10).
Таблица10 - Трубки термоусаживаемые марок ТТЭ-С и ТТЭ-Т
Типоразмер ТУТ Внутренний диаметр, мм Толщина стеики послз усадки в свободном состоянии, мм
1 Расчетная масса 1 м трубки, г Типоразмер ТУТ Внутренний диаметр, мм Толщина стенки после усадки в свободном состоянии, мм Расчетная масса 1 м трубки, г
до усадки после
усадки до усадки после
усадкн 10/5 10±0,5 5±0,5 1,0±0,1 17,33 40/20 40±2,5 20±2,5 2,0±0,2 128,00
12/6 12±0,5 6±0,5 1,0±0,1 20,22 50/25 50±2,5 25±2,5 2,0±0,2 156,00
14/7 14±0,5 7±0,5 1,0±0,1 23,11 60/30 60±2,5 30±2,5 2,0±0,2 186,00
16/8 16±1,0 8±0,5 1,0±0,1 26,00 70/35 70±2,5 35±2,5 2,0±0,2 215,00
18/9 18±1,0 9±0,5 1,0±0,1 28,89 80/40 80±2,5 40±2,5 2,0±0,2 245,00
20/10 20+ 1,0 10±0,5 1,0±0,1 31,78 90/45 90±2,5 45±2,5 2,0-0,2 273,00
24/12 24±1,0 12±0,5 1,0±0,1 37,55 100/50 100±2,6 50±2,5 2,0±0,2 305,00
32/16 32±1,0 16+1,0 1,5±0,2 75,83 110/55 110±2,5 55±2,5 2,0±0,2 333,00
Примечания. 1. Усадка по длине трубок диаметром 10—32 мм ие должна превышать 10%, диаметром 40—ПО мм — 5%.
2. Поверхность трубок должна быть ровной и гладкой, без пор и трещин, видимых невооруженным глазом.
Трубки марки ТТЭ-С изготовляют из стабилизированного полиэтилена низкой плотности марки 153-01К или 153-02К, марки ТТЭ-Т — из термостабилизированного полиэтилена.
В основу применения термоусаживаемых трубок указанных марок положено свойство полиэтилена, облученного потоком частиц высокой энергии после ориентации (расширения) при температуре выше температуры плавления необлученного полиэтилена и фиксации новой формы охлаждением при повторном нагревании до температуры, большей температуры плавления необлученного полиэтилена, принимать первоначальную форму.
Монтаж кабелей выполняется с обязательным применением подклеивающего слоя (подслоя), который служит для обеспечения герметичности муфты в месте соприкосновения ТУТ с оболочкой кабеля. В качестве подклеивающего слоя используется сэвилен (сополимер этилена с винилацетатом) в виде ленты толщиной 0,2— 0,5 мм и шириной 35—40 мм или клей-расплав ГИПК14-13 в виде ленты толщиной 0,5—0,8 мм и шириной 40 мм.
Внутренний диаметр термоусаживаемой трубки, подлежащей монтажу, должен быть как минимум в 1,25 раза больше наружного диаметра сростка жил (у внутренней трубки) или сростка жил с усаженной термотрубкой (у наружной трубки), а внутренний диаметр этой трубки после полной усадки должен быть в 0,8 раза или более меньше наружного диаметра оболочки кабеля.
Под счет длины ТУТ производится с учетом 20 %-ной продольной усадки. Концы ТУТ во избежание разрывов при усадке обрезают ровно, без подрезов и заусенцев в плоскости, перпендикулярной продольной оси ТУТ. Монтаж кабелей с применением ТУТ допускается при температуре не ниже —15 °С.
До начала соединения жил на каждый конец кабеля надвигают термоусаживаемые трубки; при восстановлении оболочек двумя ТУТ — по одной на каждый из соединяемых кабелей, при восстановлении тремя ТУТ — на один кабель две ТУТ, на другой — одну.

1 — липкая поливинилхлоридная лента; 2 — внутренняя ТУТ; 3 — наружная ТУТ; 4 — подслой; 5 — полиэтиленовая или поливинилхлоридная оболочка; 6 — стеклолента, пропитанная битумом; 7 — бронепокров; 8 — место припайки провода к проволочному бандажу и броне; 9 — проволочный бандаж; 10— провод ПВ-П или ПВ-IV; 11 — алюминиевая оболочка; 12 — место припайки экрана к алюминиевой оболочке; 13 — бандаж из суровых ниток; 14 — поясная изоляция; 15 — изоляционная трубка; 16 — алюминиевая или медная лента; 17 — лента ЛЭТСАР; 18 — лента ЛЭТСАР ЛП; 19 — слой КО-916
Рисунок 59- Соединение кабелей одинаковых марок

I — полиэтиленовая или поливинилхлоридная оболочка; 2 — бронепокров; 3 — проволочный бандаж; 4 — липкая поливинилхлоридная лента; 5—внутренняя ТУТ; 6 — наружная ТУТ; 7 — подслои; 8 — стеклолента, пропитанная битумом; 9 — провод ПВ-П или ПВ-IV; 10 — место припайки провода к проволочному бандажу
Рисунок 60- Соединение кабелей разных марок
Пластмассовые оболочки, на которые будут усаживаться ТУТ, зачищают на длине 150 мм шлифовальной шкуркой и протирают тканью, смоченной бензином или ацетоном. ТУТ и участки оболочек соединяемых кабелей на длине 100 мм от обреза перед усадкой равномерно прогревают до температуры 60 °С.
При применении в качестве подклеивающего слоя сэвилена или клея-расплава он накладывается на оболочку кабеля пояском толщиной 0,7—1 мм и шириной 40 мм на расстоянии 15 мм от обрезов оболочки или от концов усаженной трубки. Соединение жил и изоляция мест соединения выполняются в соответствии с изложенной ранее технологией. Сросток изолируется тремя слоями липкой поливинилхлоридной ленты, накладываемой с натяжением с 30 %- ным перекрытием и заходом на пластмассовую или алюминиевую оболочку на 10—15 мм.
При усадке ТУТ нагревают умеренным пламенем газовой горелки или паяльной лампы или струей горячего воздуха, перемещая область прогрева по спирали, начиная от середины в сторону одного из концов. После полной усадки одной половины трубки таким же образом усаживают другую половину. Подклеивающий слой должен выступать за края усаженной ТУТ не менее чем на 1—2 мм. Остывшую до температуры 50—60 °С трубку и прилегающие к ней участки оболочек кабелей на длине 100 мм протирают тканью, смоченной бензином или ацетоном, не повреждая выступающего из-под ТУТ подклеивающего слоя.
Восстановление оболочек кабелей марки СБПу выполняется двумя ТУТ (рис. 60, а). Каждая оболочка кабелей с двойными оболочками восстанавливается отдельно. При этом длина наружной трубки увеличивается на 24 мм относительно внутренней.
Внутренняя оболочка кабелей марок СБВБ, СБПБ (рис. 59, б) восстанавливается двумя ТУТ. Стальные ленты кабелей соединяют при помощи пайки проводом марки ПРГ или ПВ-П—ПВ-IV сечением 25, мм2. Поверх брони с припаянным проводом накладывают два слоя липкой поливинилхлоридной ленты с 50 %-ным перекрытием. Сверху сростка и намотки из липкой ленты накладывают с 50 %-ным перекрытием один слой стеклоленты, пропитанной битумом, с заходом на наружные покровы кабелей на 20—30 мм.
Концы ленты закрепляют бандажами из медной или стальной оцинкованной проволоки диаметром 0,8—1,2 мм.
Внутренняя оболочка кабелей марок СББбШп, СББбШв (рис. 59, в) восстанавливается одной ТУТ, а наружные пластмассовые покровы — двумя.
При монтаже кабелей марок СБПАБпШп (рис. 59, г) на алюминиевые оболочки наносят слой цинково-оловянного, а затем оловянно-свинцового припоя. На сросток наматывают с 50 %-ным перекрытием один слой алюминиевой или медной ленты. Концы алюминиевой ленты предварительно залуживают цинково-оловянным и оловянно-свинцовым припоем. Ленты припаивают к обоим концам оболочки.
Для предохранения изоляции от разрушения в процессе залуживания и припайки применяют установку охладителей, подмотку мокрого асбестового шнура и другие методы охлаждения. Алюминиевые оболочки на длине не менее 30 мм обезжиривают, очищают и покрывают кремнийорганическим лаком марки КО-916. Лак подсушивают в течение 15 мин. Поверх лакового покрытия накладывают с 50 %-ным перекрытием один слой ленты ЛЭТСАР ЛП, поверх которой наматывают четыре слоя самосклеивающейся ленты ЛЭТСАР. Последнюю накладывают также с 50 %-ным перекрытием, в процессе намотки вытягивая так, чтобы ширина ленты составляла 70 % исходной. Перед намоткой верхние витки с рулонов лент удаляют. Ленту ЛЭТСАР наматывают так, чтобы продольная разделительная черта, нанесенная на одну из ее сторон, была всегда с внешней стороны. Проводом марки ПРГ или ПВ-1— ПВ-IV соединяют бронеленты. Ступени бронелент обматывают липкой полиэтиленовой или поливинилхлоридной лентой с 50 %-ным перекрытием до уровня наружной поверхности пластмассового покрова. Наружные полиэтиленовые или поливинилхлоридные покровы восстанавливают двумя ТУТ.
При монтаже кабелей марки СБПАШп их наружная оболочка обрезается на уровне обреза бронепокровов марки СБПАБпГп (см. рис. 59, г). Соединение жил, упаковка сростка и обмотка его алюминиевой или медной лентой, нанесение лака КО-916 и обмотка лентами ЛЭТСАР ЛП и ЛЭТСАР производятся так же, как при соединении кабелей марки СБПАБпШп. Наружную оболочку восстанавливают двумя ТУТ.
В настоящее время проходят опытную проверку в условиях эксплуатации высокопроизводительные способы монтажа кабелей с алюминиевыми оболочками с использованием термоусаживаемых трубок и клеевых полиуретановых композиций.
При соединении кабелей марок СББбШп, СББбШв с кабелями той же емкости марки СБПу с одинарными оболочками (рис. 60, а) их разделку выполняют в соответствии с размерами.
При соединении кабелей марок СББбШп, СББбШв с кабелями марки СБПу с двойной оболочкой (рис. 60, б) .
При соединении кабелей марок СБПБ, СБВБ с кабелями марки СБПу с одинарной оболочкой (рис. 60, в)
При соединении кабелей марок СБПБ, СБВБ с кабелями марки СБПу с двойной оболочкой их разделку производят в соответствии с размерами.
При соединении кабелей марок СБПБ, СБВБ с кабелями марок СББбШп, СББбШв (рис. 60, г).
Кабели марки СБПу с одинарной оболочкой соединяют с кабелями той же марки с двойной оболочкой так же, как и кабели марок СБПБ, СБВБ с кабелями марки СБПу с двойной оболочкой (см. рис. 60, б).
Места соединения бронированных кабелей и кабелей с металлическими оболочками, проложенных в грунте, защищают пластмассовыми или чугунными муфтами, заливаемыми компаундами Б-1, Б-2, МБМ или БР-20, разогретыми до температуры 60—70 °С.
Стеклолента, пропитанная битумом, наматывается на муфты одним слоем с 50 %-ным перекрытием. Смонтированную муфту укладывают на 12—15 см выше подводимых кабелей.
Соединение кабелей с металлическими и поливинилхлоридными оболочками в муфтах типа СМ.
Чугунные муфты марки СМ (табл. 11, рис. 61) применяют для защиты от механических повреждений при подземном соединении сигнально-блокировочных кабелей. Они состоят из верхней и нижней полумуфт, двух полухомутов, крышки и болтов, стягивающих полумуфты и полухомуты и крепящих крышку.
344805381000
Рисунок 61- Соединительная чугунная муфта марки СМ
Таблица 11- Муфты соединительные чугунные марки СМ
Тип Номер
чертежа Число
жил
сращи
ваемых
кабелей
До Размеры, мм (см. рис. 5. 6) Масса»
кг
D d А Я в С-35М 7647-00-00 19 75 35 395 115 ПО 10,5
С-50М 7648-00-00 42 95 50 500 129 130 13,8
С-65М 7649-00-00 61 115 65 630 160 155 22,0
Провод заземления припаивают к бронепокровам и металлическим оболочкам обоих концов кабелей и на участки кабелей, которые будут находиться в горловинах муфты, наматывают смоляную ленту так, чтобы диаметр подмотки был на 5—6 мм больше диаметра горловины. Сросток жил укладывают в нижнюю половину муфты и закрепляют в горловинах хомутами. В пазы нижней части муфты закладывают прокладку из маслобензостойкой резины или пенькового просмоленного канатика и соединяют болтами нижнюю половину муфты с верхней. Муфту заливают кабельной массой марки МБ-70/60, Б-1 или Б-2, разогретой до температуры 95 °С, или МБМ, разогретой до 70 °С. Заливку производят в три приема: первый раз муфту заливают до появления кабельной массы в отверстиях для пробок, второй и третий — после остывания и усадки залитой ранее массы. После заливки пробки завертывают и покрывают муфту горячей битумной массой (при расположении в земле) или черным асфальтовым лаком (при открытой установке).
Соединительные муфты укладывают на песок или просеянную землю на горизонтальном участке длиной 2—3 м на той же глубине, что и подводимые кабели. Продольную ось муфты смещают на 30—40 см от оси соединяемых кабелей в траншее. При монтаже нескольких муфт указанное смещение действительно для кабеля, расположенного ближе к пути; муфты остальных кабелей смещают относительно друг друга на расстояние 20—30 см. Муфты располагают в шахматном порядке. Расстояние в свету между торцами муфт не менее 20 см.
Соединение кабелей с поливинилхлоридными оболочками с помощью медных вкладышей.
На сросток жил надвигают поливинилхлоридную трубку, надетую перед началом монтажа на один из концов кабеля. Для защиты от оплавления на оболочку кабеля у концов трубки наматывают три-четыре слоя кабельной бумаги, которую закрепляют медной проволокой диаметром 1 —1,2 мм.
Между внутренней поверхностью трубки и наружной поверхностью оболочки кабеля вставляют два медных вкладыша (табл. 12, рис. 62) так, чтобы полуцилиндры вкладышей выходили из трубки на 2—3 мм.

Рисунок -62- Медные вкладыши для соединения кабелей с поливинилхлоридными
оболочками
Таблица 12- Вкладыши для восстановления поливинилхлоридных
оболочек кабелей

На участки поливинилхлоридной трубки, под которыми находятся вкладыши, наматывают с натяжением ленту из эластичного материала (медицинская резиновая лента, жгут и т. д.) таким образом, чтобы поверхности оболочки кабеля и трубки плотно прилегали к вкладышам.
Паяльной лампой или газовой горелкой нагревают хвостовики вкладышей до самопроизвольного их выдавливания. После выдавливания вкладышей на 2/з длины полуцилиндров нагрев прекращают.
При равномерном нагреве хвостовиков оба вкладыша выпадают одновременно. Через 3—5 мин после выпадания вкладышей снимают
эластичную ленту, а после затвердевания участков соединения — бумажную. Образовавшиеся неровности срезают ножом.
Муфту и прилегающие участки кабеля обматывают смоляной или резиновой лентой. Восстановление экранов и соединение брони концов кабелей, укладка полиэтиленовой муфты в чугунную и заливка последней кабельной массой производятся так же, как при соединении кабелей в муфтах типа СМ.
Тема 1.1.11 Методы определения мест повреждения и устранение на действующем кабеле
Наиболее характерным повреждением находящегося в эксплуатации кабеля являются постепенное и резкое понижение изоляции между жилами кабеля и между жилами и землей ( металлической оболочкой ).
Причиной возникновения этих повреждений является проникновение в кабель влаги, если он не содержится под постоянным воздушным давлением.
Наблюдаются также такие повреждения, как обрыв одной или нескольких жил кабеля, замыкание части жил между собой или со свинцовой оболочкой.
Работам по устранению повреждений предшествует точное определение места повреждения. Если кабель находится под избыточным воздушным давлением, то при системе с автоматической подачей газа достаточно знать количество доз газа, поданных в кабель при повреждении его оболочки автоматическими дозаторами установок АКОУ, размещенных на станциях, ограничивающих поврежденный участок кабеля. Если, например, известно, что дозатор на станции А подал в кабель nа доз газа, а дозатор на станции Б за это же время nб доз газа, то в первом приближении место повреждения оболочки кабеля при длине кабеля L между станциями АБ будет находиться на станции А на расстоянии
LxA= ( nБ/ (nA+nБ))× L (км) .
И от станции Б на расстоянии
LxБ= (nA/(nA+nБ)) ×L (км)
Обычно погрешность в определении места повреждении оболочки кабеля этим методом не превышает 500 метров .
В таком случае, если кабельная магистраль не оборудована установками АКОУ, район повреждения определяют по кривым распределения избыточного давления в кабеле. Для этого в соединительные муфты, расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга впаивают вентили автомобильного типа и при помощи точных манометров измеряют давление газа в каждой муфте. По результатам измерений в координатах ( давление Р, длина L ) строят кривую распределения давления газа по длине кабеля. Точка наименьшего давления на получившейся кривой укажет на район, где возникло повреждение оболочки кабеля.
Если же кабель не содержится под избыточным газовым давлением, то о месте повреждения оболочки кабеля нет и таких приближенных данных.
Уточнение места повреждения кабеля производят или электрическими измерениями, или при помощи индикаторного газа Фреона –22. Если место повреждения определялось при помощи электрических измерений, то в предполагаемом месте повреждения кабель откапывают и производят тщательный наружный осмотр его.
Одновременно выясняют, не производились ли вблизи от места повреждения кабеля какие –либо земляные работы. Если обнаружить место повреждения наружным осмотром не удается, распаивают ближайшую соединительную муфту и проводят повторные электрические измерения, причем измерительную аппаратуру подключают к жилам кабеля в распаянной муфте. Определив расстояние от муфты до места повреждения, откапывают в этом месте кабель. Затем опять осматривают кабель, пока не найдут место повреждения.
Как видно, обнаружение места повреждения кабеля методом электрических измерений с последующей откопкой кабеля связано с большей затратой времени. Кроме того, достаточно точное определение места повреждения при помощи электрических измерений возможно только при сравнительно малой величине переходного сопротивления между жилами и землей (оболочкой) в месте повреждения кабеля.
В силовых кабелях с жилами большого сечения из-за малой величины сопротивления жил метод электрических измерений в ряде случаев не дает положительный результат.
Более совершенным методом, который в последнее время получил широкое распространение, является метод обнаружения места повреждения при помощи газа фреона . При определении места повреждения при помощи фреона предварительно каким-либо способом отмечают трассу в районе его повреждения.
Наиболее удобно использование для этой цели кабелеискателя типа КИ-3 . Кабелеискатель состоит из генератора тональной частоты, который может работать в импульсном режиме и в режиме непрерывных колебаний со средней частотой около 1000гц. Питание генератора может осуществляться от сети переменного тока напряжением 220,36 или 24в, а так же от батареи из сухих элементов «Сатурн» напряжением 24 в.
При отыскании трассы кабеля одну из клемм генератора подключают к жилам кабеля , которые на противоположном конце заземляют, а другую клемму присоединяют к заземлению. Переменный ток от генератора проходит по жилам кабеля, трассу которого ищут, и по земле возвращается обратно к генератору. При этом вокруг жил ток создает переменное магнитное поле, изменяющиеся с частотой около 1000гц.
Иногда один полюс генератора подключают к металлической оболочке кабеля, а другой заземляют.
Индикатором трассы кабеля является катушка искателя (ферритовая антенна), подключенная к выходу транзисторного усилителя тональной частоты, на выходе которого подключен головной телефон типа ТОН-2. Ферритовая антенна закреплена на секторе, который в свою очередь шарнирно укреплен на рукоятке искателя ( штоке). Вращая сектор, ферритовую антенну можно поворачивать в вертикальное и горизонтальное положение, а так же фиксировать ее под углами 30,45 и 60 градусов.
Усилитель и питание к нему из двух элементов «Сатурн» размещены в полости рукоятки искателя.
Если катушка расположена вертикально, то при расположении ее над кабелем переменное магнитное поле, создаваемое током от генератора, будет индуктировать в катушке максимальную ЭДС, а в телефоне будет слышен звук, усиленный усилителем. При отклонении катушки от трассы кабеля звук в телефоне будет уменьшаться. При горизонтальном расположении катушки, если она находится над кабелем, звук в телефоне будет отсутствовать, а при отклонении катушки в обе стороны от трассы кабеля резко возрастать. Трассу кабеля предварительно отыскивают по максимальному звуку в телефоне (катушка расположена вертикально), а уточняют ее по минимуму звука (катушка расположена горизонтально).
Кабельный искатель, кроме отыскания трассы, позволяет определять глубину закопки кабеля и место заземления жил кабеля при малом переходном сопротивлении между жилами и землей (оболочкой кабеля).
Для определения места повреждения кабеля (нарушения герметичности оболочки) при помощи кабельного искателя точно определяется трасса на предполагаемом участке его повреждения. На прямых участках трассу обозначают вешками, установленными через 5-10 метров, а на криволинейных участках вешки устанавливают чаще.
Затем на трассе через каждые 1,5-2 м. делают в грунте шурфы- отверстия диаметром 1,5-2см и глубиной 30 см. После такой подготовки приступают к определению места не герметичности оболочки кабеля при помощи газа фреона. Для этого вблизи от предполагаемого места повреждения оболочки вскрывают соединительную чугунную муфту впаивают вентиль, через который водят под давлением около 60*10 Па (0,6аm) от 400 до 800г фреона. Для ввода фреона используется установка ПУВИГ (полевая установка для ввода индикаторного газа),состоящая из баллона с фреоном емкостью 5л, осушительной камеры с индикатором влажности и двух манометров на 24,5*10Па (250 и 1,6am)
Для ускорения распространения Фреона по кабелю с концов кабеля накачивают воздух. Распространяется фреон по кабелю и через место повреждения оболочки к поверхности земли в зависимости от плотности грунта от 12-15 ч. До одних суток. По истечении этого времени приступают к определению места повреждения оболочки .
Для этой цели применяется прибор БГТИ-5 (батарейный галоидный течеискатель), состоящий из измерительного блока, блока батарей питания, зарядного устройства и выносного щупа. С прибором БГТИ перемещаются по трассе кабеля, выставляя щуп поочередно в подготовленные шурфы. У места повреждения оболочки кабеля на шурфе будет накапливаться фреон и при вставлении щупа в этот шурф галоидный искатель просигнализирует об этом.
Обнаружив место повреждения оболочки кабеля, приступают к его ремонту. Если повреждение произошло в соединительной муфте и проникшая в кабель влага не успела далеко распространиться вдоль кабеля, повреждение обычно можно устранить тщательной просушкой места спайки. Просушку кордельных кабелей и кабелей с пластмассовой изоляцией производят горячим воздухом при помощи паяльной лампы, а кабель – с воздушно- бумажной изоляцией и бумажно- масляной - прошпаркой кабельной массой. МКП, нагретой до температуры не выше 120 градусов С. При использовании паяльной лампы ее пламя не должно касаться просушиваемого участка кабеля. Поэтому просушиваемый участок кабеля защищают свернутым в трубку листом из кровельной жести, на который и направляют пламя паяльной лампы. Результаты просушки кабеля проверяют электрическими измерениями величины сопротивления изоляции жил.
В тех случаях, когда влага проникла в кабель на значительное расстояние, обычно приходится заменять неисправный кусок кабеля вставкой из нового кабеля, устанавливая две соединительные муфты в местах стыков вставки кабеля с проложенным кабелем .
Когда же попавшая в кабель влага распространилась внутри на расстояние в несколько метров, применяют просушку сухим сжатым воздухом или каким –либо газом. Для этой цели сжатый в баллоне воздух или газ прогоняют через кабель до тех пор, пока изоляция кабеля не восстановиться.
При возникновении в кабеле других повреждений (обрыв жил или замыкание жил между собой) место повреждения кабеля определяют при помощи электрических измерений. В месте повреждения вскрывают муфту или оболочку кабеля и устраняют повреждение.
Тема 1.2. Строительство линий СЦБ
Тема 1.2.1 Проектирование линий СЦБ, Строительство линий СЦБ
Проектирование электрических кабельных сетей
Проектирование кабельных линий и сетей, как правило, состоит из разработки технического проекта строительства и рабочих чертежей.
Работу над техническим проектом начинают с изысканий и обследования местности. В процессе изысканий выбирают варианты трассы линий или сетей, определяют условия сближения намечаемой трассы кабеля с электрифицированными железными дорогами и линиями электропередачи, изыскивают способы пересечения железных и автомобильных дорог, водных преград и т. п.
При проектировании кабельных линий многоканальной связи в техническом проекте выбирают тип (марку) кабеля, его емкость с учетом перспективы развития связи на магистрали, систему и аппаратуру высокочастотного уплотнения кабельных цепей.
На основе расчетов усилительные и переприемные пункты размещают на кабельной магистрали, разрабатывают мероприятия по защите кабеля от влияния железных дорог, линии электропередачи и т. п.
В техническом проекте намечают наиболее выгодное местоположение местной телефонной станции и распределительных шкафов, емкость и диаметр жил магистральных и распределительных кабелей с учетом перспективного развития местной телефонной сети. Кроме этого, указывают, на каких участках кабельной сети нужно строить кабельную канализацию, где следует прокладывать подземные бронированные кабели или подвешивать воздушные.
Каждый технический проект кабельных линий или сетей должен содержать сметы на оборудование, материалы и рабочую силу, план организации работ и полную стоимость строительства.
На основе утвержденного технического проекта разрабатывают рабочие чертежи, в состав которых входят детальные чертежи трассы прокладываемых кабелей. Для прокладки кабелей вне населенных пунктов и железнодорожных станций чертежи обычно составляют по длине в масштабе 1:5000, а по ширине-1:2000. При прокладке кабелей на территории станций и населенных пунктов чертежи составляют в масштабе 1:1000 или 1:500. На чертежи наносят трассу прокладываемого кабеля, указывая расстояние его от железнодорожных путей, фасадов и других сооружений пассажирских и путевых зданий, контуры лесов и зеленых насаждений, трассу линий автоблокировки, высоковольтных линий и воздушных линий передачи.
Выбор трассы и прокладка кабеля
От правильного выбора трассы зависит стоимость сооружения кабельных линий и сетей, их долговечность, а также надежность и бесперебойность действия. Трассу подземных кабельных линий выбирают исходя из удобства прокладки кабеля и его дальнейшего технического обслуживания и эксплуатации. На перегонах железных дорог трасса кабеля, как правило, проходит в полосе отвода. Трассу кабеля выбирают на той стороне железнодорожных путей, где расположено большинство линейных и других пунктов, к которым устраивают ответвления.
Кабельные линии дальней связи сооружают вдоль железной дороги, как правило, в полосе отвода, стараясь сохранить снегозащитные зеленые насаждения. Трассу кабельной линии выбирают с учетом наименьшего объема работ при строительстве, возможности максимального применения механизмов, удобства эксплуатации и минимальных затрат по защите кабелей от всех видов влияний и коррозии.
Допускается спрямление трассы на кривых участках железных дорог с прокладкой кабелей по улицам населенных пунктов, а вне населенных пунктов — вдоль автомобильных или других постоянных дорог, обеспечивающих возможность свободного проезда вдоль трассы. При спрямлении трассы и удалении ее от железной дороги следует учитывать возможность устройства ответвлений от кабелей к линейным объектам.
Сторонность трассы по отношению к железнодорожному пути определяют с учетом характера местности, расположения линий связи и подземных коммуникаций различного назначения. Предпочтительно кабельную линию и высоковольтную линию автоблокировки и диспетчерской централизации располагать с разных сторон железной дороги.
Трасса кабелей по одну сторону с действующей высоковольтной линией должна быть расположена за этой линией в сторону поля.
На однопутных железных дорогах трассу прокладки кабелей следует выбирать с учетом строительства в перспективе второго пути, а на двухпутных грузонапряженных линиях — третьего и четвертого путей.
Прокладки кабелей в болотистых и часто затопляемых местах (сезонная заболоченность) следует избегать. В смещающихся грунтах и на оползневых участках прокладка кабеля не допускается.
В трудных топографических и инженерно-геологических условиях (большая заболоченность, горная местность, прижимные участки и т. д.) и в других обоснованных случаях по согласованию с управлением железной дороги допускается прокладывать кабели в земляном полотне железной дороги. В этом случае кабели следует прокладывать по берме, а при отсутствии ее — по середине обочины. В обоснованных случаях допускается прокладывать кабель в железобетонных желобах.
На прижимных участках двухпутных железнодорожных линий при отсутствии обочины допускается прокладывать кабель в междупутье с обязательным выносом муфтовых соединений кабеля на обочину.
Прокладывать кабель на полках и по дну улавливающих рвов не допускается.
Ширину полосы земли для проведения строительных работ по прокладке кабелей принимают равной 6 м.
Для прокладки кабелей в лесных массивах вырубают просеку шириной 6 м с расчисткой и корчевкой.
Глубина прокладки подземных бронированных кабелей следующая: в грунтах I—IV групп 0,9 м; в грунтах V группы и выше, при выходе скалы на поверхность, а также в плотных грунтах IV группы, разрабатываемых взрывным способом или отбойными молотками 0,4 м (глубина траншеи 0,5 м); при наличии над скальной породой поверхностного растительного слоя 0,6 м (глубина траншеи 0,7 м), при этом заглубление кабелей в скалу должно быть не более 0,4 м.
В отдельных обоснованных случаях (вечная мерзлота, поймы рек, особые технические требования и др.) допускается увеличение глубины прокладки бронированных кабелей до 1,2 м.
При пересечении кабельной трассы с автомобильными и железными дорогами кабели многоканальной связи прокладывают в асбестоцементных или полиэтиленовых трубах с выводом их по обе стороны от подошвы насыпи или полевой бровки кювета на длину не менее 1 м. При этом расстояния по вертикали от железнодорожных и трамвайных путей должно быть не менее 1 м от подошвы рельса, от автомобильных дорог — не менее 0,8 м ниже дна кювета или 0,4—0,5 м в случае дополнительной защиты кабелей железобетонными плитами.
Количество прокладываемых труб принимают по числу прокладываемых кабелей с учетом необходимого резерва из расчета: при потребности до трех труб — одна резервная труба и от четырех до восьми труб — две резервные трубы.
Кабели ответвлений при пересечении с железными дорогами прокладывают в трубах без закладки резервных труб.
На пересечении кабельной трассы с автомобильными дорогами, имеющими грунтовое или булыжное покрытие, или съездами с них кабель разрешается прокладывать кабелеукладчиком с закладкой резервных труб или защищать их железобетонными плитами (кирпичом).
На пересечении с полевыми дорогами защита кабеля не предусматривается.
Прокладка кабелей на территории городов и поселков должна осуществляться под тротуарами или в зеленой зоне. При необходимости предусматривают строительство новой или реконструкцию существующей телефонной канализации. В этом случае при двухкабельной линии связи кабели разных направлений передачи следует протягивать в разных каналах телефонной канализации. В исключительных случаях допускается совмещение кабелей разных направлений передачи в одном канале на расстоянии не более 1 км.
Разработку траншей и прокладку кабелей осуществляют:
- кабелеукладчиком — на перегонах и станциях в грунтах I— III групп при отсутствии стесненных условий и сближений с подземными инженерными сооружениями, а также в грунтах IV группы при многократной прокопке;
- механизированным способом — на перегонах и станциях в грунтах IV группы и при наличии пересечений с подземными инженерными сооружениями;
- ручным способом — в городах и стесненных условиях.
Прокладку кабелей в телефонной канализации осуществляют на территории железнодорожного узла, рабочего поселка или города, где вскрытие дорогостоящих покрытий тротуаров и мостовых убыточно и нарушает уличное движение.
В кабельной канализации предусматривают достаточное число каналов (отверстий) в трубопроводе для прокладки на данном участке нужного количества кабелей. Кабельная канализация позволяет при необходимости добавить кабели и заменить существующие на кабели большей емкости.
Кабель в канализации протягивают стальным тросом диаметром 8 или 11 мм, для соединения его с кабелем применяют кабельный зажим или стальные чулки разных типов (рис. 63).

Рисунок 63- Стальные чулки
В канализацию кабель затягивают механическими или электрическими лебедками. Для предохранения оболочки кабеля от повреждений на входе и выходе его из каналов устанавливают предохранительные металлические желобки (колена).
Затягивать кабель в канал можно с помощью пневматического каналопроходчика.
Длина комплектуемых для прокладки кабелей должна быть такой, чтобы число соединительных муфт, равномерно расположенных на 1 км кабельной линии автоматики и телемеханики, не превышало:
- для сигнально-блокировочных, контрольных кабелей, силовых кабелей напряжением до 1 кВ и кабелей связи — 4 шт.;
- для трехжильных силовых кабелей напряжением 1 —10 кВ и сечением до 3×70 мм2 включительно — 4 шт.;
- для трехжильных кабелей напряжением 1 —10 кВ и сечением 3X95 — 3X240 мм2 — 5 шт.
Барабаны с кабелем следует устанавливать на инвентарных подставках, осевых и без осевых домкратах, специальных конструкциях кабелеукладчиков, раскаточных платформ и кабельных транспортеров.
Глубина прокладки кабелей в земляном полотне должна быть:
- на перегонах — не менее 0,5 м и не более 1 м,
- на станциях и разъездах — не менее 0,7 м.
Глубину определяют при изысканиях и согласованиях проектной документации с заказчиком с учетом структуры земляного полотна и обеспечения его сохранности, а также с учетом марок кабелей, подлежащих прокладке. В случае если кабели прокладывают в обочине, то расстояние от кабелей до внешней поверхности откоса насыпи по горизонтали должно быть не менее глубины их прокладки. Ширина обочины во всех случаях должна быть не менее 0,4 м.
На существующих участках железных дорог кабели можно прокладывать в обочине только при однородных грунтах.
В земляном полотне с дренирующими грунтами их мощность должна быть не менее глубины прокладки кабелей.
При прокладке кабелей в насыпях из скальных и крупнообломочных пород с верхней частью, отсыпанной дренирующими грунтами, нужно устраивать нижнюю постель толщиной не менее 0,25 м.
В земляном полотне, отсыпанном крупнообломочными по родами, кабели необходимо прокладывать, как правило, в железобетонных желобах.
В земляном полотне с геотекстилем кабель следует прокладывать на глубину не менее 0,5 м с обеспечением расстояния между кабелем и геотекстилем не менее 0,25 м.
Запрещается прокладка кабеля в земляном полотне существующих железных дорог в следующих случаях: при ширине обочины земляного полотна менее 0,4 м; на участках с деформациями пути (пучины, просадки, сдвижки, сплывы откосов, неустойчивые балластные шлейфы и т. п.); в насыпях из недренирующих грунтов с верхним слоем балластных материалов и других дренирующих грунтов суммарной мощностью менее глубины прокладки кабелей; в скальных грунтах по дну улавливающих траншей; до окончательной стабилизации вновь отсыпанного земляного полотна ранее укладки постоянного верхнего строения пути и постановки пути на проектную ось.
Концы кабелей для монтажа в подземных и надземных соединительных и разветвительных муфтах следует располагать таким образом, чтобы расстояние между наземными разветвительными муфтами в свету было не менее 1,2 м, а между торцами подземных соединительных и разветвительных муфт — не менее 0,2 м.
На концах уложенных кабелей должны быть прикреплены бирки с указанием марки кабеля, жильности, сечения и конечных пунктов прокладки.
Кабельные муфты в обочине земляного полотна следует располагать на расстоянии не менее 3 м от оси пути, если ее ширина в месте устройства муфты достаточна для выкладки запасов кабелей и монтажа муфты. В этом случае котлованы для укладки муфт следует разрабатывать с принятием мер по обеспечению устойчивости пути (крепление стенок котлованов, устройство шпунтов и пр.). Край котлована должен находиться не ближе 0,2 м от подошвы балластной призмы.
Если ширина обочины недостаточна для размещения муфт и запасов кабелей, необходимо устраивать площадки с железобетонными или деревянными ограждающими конструкциями, засыпанными грунтом, однородным с грунтом земляного полотна.
Кабельные муфты в выемках необходимо размещать на закюветных полках, а при их отсутствии за пределами откоса выемки на расстоянии не менее 3 м от бровки выемки.
Соединительные и разветвительные муфты на кабелях нужно располагать на расстоянии не менее 10 м от опор контактной сети, мест присоединения к тяговой рельсовой сети отсасывающих фидеров и рабочих заземлителей устройств тягового электроснабжения.
При прокладке кабеля в районах вечной мерзлоты следует отдавать предпочтение возвышенным и залесенным местам, неглубокому залеганию коренных пород, сухим склонам северной экспозиции, грунтам с устойчивыми отрицательными температурами, нижней (по уклону местности) стороне железных и автомобильных дорог.
Наиболее приемлемыми для прокладки кабелей являются дренирующие грунты: скальные, галечные, гравелистые и крупнопесчаные — наиболее стабильные и менее подверженные деформации при изменении теплового и гидрологического режима по сравнению со слабодренирующими и недренирующими грунтами, к которым относятся глины, суглинки, пылеватые и пылевато-иловатые супеси, торфяники.
Болота и заболоченные участки, мари, участки с высоким уровнем межмерзлотных вод и с близким залеганием от поверхности ископаемых льдов в виде линз и прослоек, участки с высокотемпературными мерзлыми грунтами (вязкая мерзлота) следует обходить.
Для защиты кабелей от повреждений применяют следующие мероприятия: засыпают траншеи песчаным или гравийно-галечным грунтом на участках, где исключено вымывание засыпки; роют канавы глубиной до 0,7 м (с обеих сторон трассы на расстоянии 2—3 м от ее оси) с отводом воды из них; сеют на кабельной трассе траву и сажают кустарники; обеспечивают снегозадержание.
При пересечении малых рек для предохранения кабелей от мерзлотно-грунтовых явлений (бугров пучения, наледей и т. п.) кабели следует прокладывать ниже образования наледей или по железнодорожным мостам.
На участках с активным проявлением бугров пучения, термокарста и оползней, а также при ширине морозобойных трещин более 20 см прокладывать кабель вне полотна железной дороги не разрешается.
Кабели связи на пересечении с несудоходными и несплавными реками, как правило, прокладывают с заглублением в дно реки. На пересечении с судоходными и сплавными реками кабели связи прокладывают по железнодорожному мосту. Если это невозможно, устраивают подводный переход по двум створам, расстояние между которыми должно быть не менее 300 м.
При прокладке кабелей через сплавные и судоходные реки места перехода должны быть расположены, как правило, ниже железнодорожных и автомобильных мостов магистрального значения, по возможности на прямолинейных участках рек минимальной ширины с неразмываемыми руслами и пологими берегами, не подверженными разрушениям, вне стоянки судов, плотов, паромных переправ, а также вне районов выполнения землечерпательных и дноуглубительных работ.
На всех судоходных и сплавных реках независимо от их глубины, а также на несудоходных и несплавных реках глубиной до 3 м кабели связи должны быть проложены с заглублением в дно реки. Глубина заложения кабелей должна быть не менее 1 м, ее уточняют при изысканиях и согласованиях.
По существующим железнодорожным мостам кабели должны быть проложены в металлических желобах, деревянных обитых листовой сталью желобах или в трубах. На металлических пролетных строениях желоба устанавливают на специальных конструкциях снаружи моста, на железобетонных — на кронштейнах, прикрепляемых к устоям моста и консолям балластного корыта ниже уровня бортов, или под тротуарными плитами. Металлические желоба должны быть изолированы от металлических покровов кабеля. В проектах мостов должны быть предусмотрены желоба для прокладки кабелей связи.
Прокладка кабелей в тоннелях, как правило, должна осуществляться на кронштейнах (консолях) с соблюдением установленных габаритов. Несколько кабелей располагают друг над другом на расстоянии 0,15 м. Кронштейны должны быть установлены на расстоянии 1 м друг от друга. Кроме того, при прокладке кабелей должна быть предусмотрена возможность обхода ниш и камер тоннеля.
Кабели связи и сигнализации и силовые кабели прокладывают в тоннелях по разным его сторонам.
Прокладка кабеля. Подготовку кабеля к прокладке начинают с развозки барабанов с кабелем по трассе на автомобилях или специальных тележках, а также на железнодорожных платформах. При погрузке барабанов, а также при перекатывании их по земле необходимо следить за тем, чтобы направление вращения барабана совпадало с направлением стрелки на щеке барабана.
Кабель разматывают с барабанов и укладывают в траншею механизированным или ручным способом. Если местные условия не позволяют применить механизированный способ прокладки кабеля, то кабель разматывают и укладывают вручную.
Кабель прокладывают с таким расчетом, чтобы в котлованах, где затем на кабеле устанавливают соединительные или разветвительные муфты, концы кабеля перекрывали друг друга примерно на 2 м. После прокладки проверяют его состояние (испытание герметичности оболочки, электрические измерения), чтобы выяснить, не повредился ли кабель, а затем траншею засыпают.
Кабели защищают при их прокладке в скалистом грунте на глубине 0,5 м, в садах и огородах, покрывая бетонными плитами или слоем красного кирпича.
После прокладки кабеля составляют исполнительный план трассы. Точно замеряют расстояние кабеля от каких-либо ориентиров (например, от оси железнодорожных путей, пикетных и километровых столбиков, построек в населенных пунктах и т. п.). Трассу кабелей многоканальной связи размечают также при помощи замерных столбиков (пикетов), отмечая ими места расположения соединительных и разветвительных муфт, поворотов кабеля и т. п.
На план, кроме трассы проложенного кабеля, наносят другие подземные и наземные сооружения, например, пересекающие кабель и идущие параллельно трубы водопровода и газопровода, другие кабели, дороги, кюветы и т. п., расположенные в полосе 20—30 м от кабеля.
Обозначение трассы прокладки кабелей
Трассу кабелей в междупутьях в пределах полезной длины путей и в горловинах станций обозначать не следует.
При прокладке кабелей по обочине, берме, закюветной полке земляного полотна железных дорог для обозначения трассы следует устанавливать замерные столбики: в местах выхода кабелей из земляного полотна в полосу отвода; на пересечении железнодорожных путей, подземных коммуникаций и автодорог; при изменении расстояния от трассы до оси ближайшего пути.
Место расположения кабельных муфт в земляном полотне фиксируют замерными столбиками, устанавливаемыми против середины муфт на расстоянии не менее 3,1 м от оси пути. На столбиках должно быть указано расстояние до муфты по горизонтали.
Если замерные столбики на станциях и в населенных пунктах невозможно установить, допускается установка табличек на постоянных сооружениях (опоры контактной сети, стены зданий и т. п.), а также нанесение маркировочных знаков на ближайший к трассе кабельной линии рельс железнодорожного пути.
Трассу прокладки кабелей на перегонах и станциях, расположенную на расстоянии более 10 м от крайнего железнодорожного пути, обозначают железобетонными или металлическими замерными столбиками, устанавливаемыми в следующих случаях: на прямолинейных участках трассы через каждые 250—300 м, а в кривых — через каждые 150 м; у одной из кабельных муфт, если расстояние между ними не превышает 100 м, и у каждой кабельной муфты, если это расстояние более 100 м; у вершины угла поворота трассы; у концов труб при пересечении автомобильных и железных дорог; у продуктопроводов, водопровода, канализации и других подземных коммуникаций (только на перегонах); в створе опор воздушных линий в местах пересечения воздушных и кабельных линий электропередачи и связи; у мест подключения заземлений.
При обозначении трассы замерный столбик необходимо устанавливать на расстоянии 0,1 м от края траншеи или щели в сторону поля (противоположную железнодорожному пути). При обозначении мест- расположения соединительных и разветвительных кабельных муфт замерный столбик следует располагать против муфты на расстоянии 1 м от оси трассы кабельной линии соответственно со стороны поля или со стороны, противоположной ответвлению; для обозначения поворота трассы—на расстоянии 0,1 м от вершины угла поворота со стороны поля; при переходах и пересечениях — на расстоянии ОД м от концов труб со стороны поля; в других случаях — на расстоянии 0,1 м от кабеля.
При прохождении кабельной линии по пахотным землям по требованию землепользователей замерные столбики следует устанавливать на границе пашни: при этом расстояние до «привязываемого» объекта должно быть указано на исполнительном чертеже.
Бестраншейная прокладка кабелей.
Для бестраншейной прокладки кабелей следует применять буксируемые и самоходные ножевые кабелеукладчики на гусеничном, колесном и железнодорожном ходу.
Типы кабелеукладчиков — тяжелых, легких, прицепных и самоходных, колесных (одно-, двух-, трех- и четырехосные), гусеничных и понтонных (болотные), а также микро кабелеукладчиков и типы кабелеукладочных ножей (пассивных и активных для прокладки кабеля в грунтах различных групп и рыхления мерзлых и каменистых грунтов) следует применять в зависимости от топографических и инженерно-геологических условий местности, марок кабелей и необходимой максимальной глубины их прокладки.
В качестве тяговых средств для прицепных кабелеукладчиков необходимо использовать гусеничные тракторы или специальные лебедки (автономные или установленные на тракторах или автомобилях).
Бестраншейную прокладку кабелей в земляном полотне железных дорог необходимо выполнять, как правило, кабелеукладочным поездом, состоящим из кабелеукладчика на железнодорожном ходу, раскаточной четырехосной платформы и локомотива с силой тяги не менее 150 кН.
Кабелеукладочный поезд при прокладке кабелей должна обслуживать бригада в составе машиниста кабелеукладчика и его помощника, рабочих по прокладке кабеля, сигналистов.
Бестраншейную прокладку кабелей в земляном полотне железных дорог следует производить только после полного оттаивания грунта земляного полотна. В период ливневых или продолжительных дождей бестраншейная прокладка кабелей в земляном полотне запрещается.
Бестраншейную прокладку кабелей на пересечениях или сближениях с подземными коммуникациями следует выполнять в присутствии представителей организаций, эксплуатирующих эти коммуникации.
В лесной зоне, на крутых уклонах, болотах, в грунтах IV группы и выше (в том числе разборных скальных грунтах), поддающихся расклиниванию, а также в мерзлых грунтах до прокладки кабеля необходимо выполнять предварительную пропорку (рыхление).
Для предварительной разовой или многократной пропорки следует использовать специальные прицепные пропорщики или кабелеукладчики с пропорочными ножами, навесные рыхлители статического и активного действия на базе мощных гусеничных тракторов или другие, пригодные для этой цели, машины и механизмы.
Если для пропорки (рыхления) грунта невозможно использовать машины и механизмы, то допускается применять взрывной способ с многократной пропоркой взорванного грунта по трассе и обязательной прокладкой бронированных кабелей.
При глубине промерзания свыше 0,3 м следует выполнять предварительную пропорку грунта рыхлителями на гусеничном ходу, оборудованными одним-тремя зубьями. Для увеличения коэффициента сцепления гусеничного рыхлителя с грунтом необходимо удалить снежный покров, а на гусеницах установить грунтозацепы, позволяющие максимально реализовать номинальную мощность двигателя.
При необходимости тяговое усилие рыхлителя можно увеличить, применяя тракторы-толкачи (например, бульдозер, упирающийся отвалом в полку на зубе рыхлителя).
Предварительную пропорку корки мерзлого грунта толщиной 50—60 см при достаточном тяговом усилии тракторов следует выполнять за один проход. При большей глубине промерзания, грунт необходимо разрыхлять послойно.
Во избежание смерзания грунта при отрицательной температуре его следует разрыхлять послойно. При положительной температуре воздуха предварительную пропорку грунта для ускорения его оттаивания целесообразно выполнять за несколько дней до прокладки кабеля.
Тракторы, буксирующие кабелеукладчик, как правило, следует сцеплять стальным канатом диаметром 36—40 мм соединением форкопов первого со вторым, второго с третьим и т. д. тракторов отдельными петлями стальных канатов, предотвращая этим работу рам тракторов на разрыв.
При устройстве петель концы канатов необходимо скреплять двойными морскими узлами.
Для предотвращения повреждения канатов их следует пропускать через петли, подвешиваемые на крюках тракторов, а на пальцы форкопов необходимо устанавливать ролики с канавкой па наружной поверхности. Диаметр канавки должен соответствовать диаметру применяемого каната.
Следует применять сцепку тракторов «цепочкой» или «елкой». Способ сцепки «елкой» целесообразно использовать при прокладке кабелей на заболоченных участках для того, чтобы тракторы двигались по неразрыхленному грунту, обеспечивая наибольшее тяговое усилие.
Если несущая способность болот обеспечивает неоднократные проходы тракторов с широкими гусеницами с удельным давлением на грунт менее 0,035 МПа, кабель целесообразно прокладывать непосредственным проходом болота сцепом тракторов, отстоящих друг от друга на 20—30 м.
Через болота кабели следует прокладывать специальными болотными кабелеукладчиками.
По участкам болот шириной до 200 м, допускающих проход болотного трактора с кабелеукладчиком, кабели следует прокладывать сцепом тракторов, последний из которых должен находиться непосредственно у кабелеукладчика. Трактор у кабелеукладчика с остальными тракторами, находящимися на твердом грунте, должен соединяться тросом, длина которого превышает ширину болота.
Через болота длиной до 1 км непроходимые для механизированной колонны, неглубокие водные преграды, заболоченные участки кабели следует прокладывать кабелеукладчиком, перемещаемым по трассе на длинном тросе сцепом тракторов или при помощи специальной тяговой лебедки.
При буксировке кабелеукладчика через болота и водные преграды запрещается нахождение на нем людей.
На болотах в зимнее время кабели следует прокладывать после промерзания болот, допускающем проход машин и механизмов, используемых для прокладки. Для увеличения толщины промерзания участки болот по трассе прокладки кабеля следует регулярно очищать от снега.
В горных условиях кабелеукладчик можно буксировать по уклону сверху вниз и снизу вверх с применением при необходимости подвижных якорей (бульдозеров, тракторов и т.п.).
Кабелеукладчики загружают самоходными кранами только исправными барабанами с кабелем (за исключением кабелеукладчиков, оснащенных грузоподъемными устройствами), как правило, непосредственно с транспортных средств. При невозможности подъезда транспортных средств к кабелеукладчику барабаны следует выгружать в местах, наиболее близко расположенных к пунктам загрузки кабелеукладчиков, и затем транспортировать волокушами.
На кабелеукладчик и раскаточную платформу на железнодорожном ходу барабаны с кабелем необходимо грузить автокранами или кранами на железнодорожном ходу соответствующей грузоподъемности; для погрузки и установки барабанов следует применять специальные валы (оси) с подшипниками, соответствующие массе барабанов с кабелем, устанавливаемых на кабелеукадчике.
Барабан с кабелем должен быть погружен на кабелеукладчик так, чтобы конец кабеля сходил в кассету с верха барабана. Концы кабелей с барабанов, установленных на кабелеукладчике на железнодорожном ходу следует пропустить через направляющий барабан и направляющий ролик на держателе ножа с последующей прокладкой через желоба ножа и кассеты. Кабели с барабанов, установленных на платформе, необходимо прокладывать к ножам по направляющим барабанам платформы и кабелеукладчика. Направляющие барабаны нужно запирать фиксирующими скобами.
Радиусы изгиба кабелей при входе в кассету и выходе из нее, а также в других местах прохождения кабеля в пределах раскаточной платформы и кабелеукладчика не должны быть менее допустимых.
Перед прокладкой кабеля следует проверить готовность транспортных средств и кабелеукладчика, соответствие типа ножа условиям работы, обратить особое внимание на исправность ходовой части, ножей, кассеты, сцепного устройства (у буксируемых кабелеукладчиков), деталей для крепления ножей и приспособлений для установки барабанов с кабелем. Крышка кассеты должна быть без задиров и острых сварных швов. Во избежание заклинивания кабеля канал кассеты следует очистить от спрессованного грунта, остатков наружного покрова кабелей и т. п. Перед выездом кабелеукладочного поезда на трассу прокладки следует проверить исправность всех узлов кабелеукладчика и раскаточной платформы, отсутствие недопустимых перегибов и защемлений рукавов и кабелей, устранить протечки масла в узлах гидросистемы и трубопроводах.
Котлован для первоначального заглубления ножа кабелеукладчика (за исключением случаев, когда нож заглубляется при помощи гидроцилиндров) необходимо выкапывать на глубину прокладки кабеля. При этом концы кабелей следует заправлять в кассету только после заглубления ножа.
До начала прокладки кабелей их концы нужно неподвижно закрепить на анкере с помощью стального чулка и троса диаметром 9—11 мм. В качестве анкера можно использовать забитый в грунт стальной штырь, трактор, автомашину и т. п. Запрещается использовать для анкеровки кабелей рельсы железнодорожного пути.
Вылет ножа кабелеукладчика на железнодорожном ходу необходимо устанавливать в соответствии с расстоянием от трассы прокладки кабелей до оси пути. Нож нужно заглублять в грунт плавно, одновременно с движением кабелеукладчика.
Нож кабелеукладчика при заглублении в грунт и подъеме из него должен перемещаться в плоскости, параллельной продольной оси платформы и перпендикулярной плоскости обочины.
Для предотвращения повреждения кабеля при рывке в начале движения до входа в кассету необходимо создать запас кабеля в виде полупетли длиной не менее длины одного его кольца на барабане.
Во избежание повреждения кабеля кабелеукладчик или кабелеукладочный поезд должен по возможности передвигаться по трассе с постоянной скоростью, без рывков и резких торможений.
Барабан с кабелем следует вращать вручную или при помощи специальных средств со скоростью, соответствующей скорости движения кабелеукладчика так, чтобы перед входом в кассету натяжение кабеля было ослаблено. Запрещается вращать барабан, используя натяжение кабеля.
Плоскость ножа при прокладке кабеля в кривых должна быть перпендикулярна плоскости обочины.
Заглубление кабеля в грунт следует контролировать мерной планкой или другим приспособлением через каждые 40—50 м на прямых участках трассы и через 20—30 м на ее поворотах. Глубину заложения можно контролировать по линии, нанесенной на нож кабелеукладчика на уровне необходимой глубины прокладки кабеля.
Если глубина заложения кабеля будет отличаться от проектной более чем на 50 мм, прокладку кабеля следует остановить и продолжать только после устранения причины, вызвавшей отклонение от нормы.
Для исключения операции по перезарядке кассеты при смене барабанов концы кабелей следует соединять внахлестку бандажом из смоляной или пластмассовой ленты. При этом конец кабеля, идущий с барабана, должен находиться ниже конца кабеля, уложенного в грунт.
При бестраншейной прокладке кабелей не требуется устраивать постель и защиту кабелей от механических повреждений.
Подъем ножа из грунта при нахождении кабеля в кассете следует выполнить после остановки кабелеукладчика, откопки кабеля на длине 1,5—2 м и извлечения его из кассеты.
Во время выполнения работ руководитель должен хорошо видеть машиниста локомотива, рабочих, занятых на прокладке кабеля, и ближайший участок трассы, по которой должен быть уложен кабель. Руководитель работ должен осуществлять связь с машинистом локомотива и машинистом кабелеукладчика с помощью звуковой сигнализации или носимых радиостанций.
Члены бригады, находящиеся на рабочих площадках кабелеукладчика и раскаточной платформы, должны следить за состоянием кабеля, тормозить барабаны и, в случае необходимости, подавать сигнал руководителю работ об остановке поезда. Рабочие должны следовать на расстоянии не менее трех метров от ножа кабелеукладчика и наблюдать за прокладкой кабеля.
На подходе к препятствию, расположенному на трассе кабельной линии (пересечение с другими подземными коммуникациями, водоотводными лотками и др.), кабелеукладочному поезду необходимо снизить скорость до 1 км/ч, а нож должен быть плавно поднят из грунта, не доходя 5 м до препятствия. После прохода препятствия нож должен быть плавно заглублен на расстояниине менее 5 м от препятствия.
На подходе кабелеукладчика к зданиям, опорам контактной сети и линии электропередачи, светофорам, светофорным мостикам и т. ц. руководитель работ должен убедиться в возможности свободного прохода кабелеукладчика и рабочем состоянии с раскрытыми рабочими органами) и при необходимости остановить кабелеукладчик.
На подходе к мосту за 10 м до грани его устоев нож кабелеукладчика должен быть поднят из грунта, а кабель изъят из кассеты. Рабочий орган должен быть приведен в транспортное положение. Дальнейшую прокладку кабеля на подходе к мосту и по мосту следует выполнять вручную. Раскатываемый кабель принимается рабочим, идущим сбоку кабелеукладчика и укладывается без натяжения по намеченной трассе с учетом создания необходимого запаса в виде полупетель с обеих сторон моста.
После прокладки кабелей их концы должны быть герметично заделаны, уложены в траншее и засыпаны и грунтом. Место нахождения концов кабелей отмечают на плане трассы прокладки кабелей и наносят белой краской на шейке крайнего рельса.
Микрокабелеукладчики следует буксировать тракторами, автодрезинами, автомобильными и тракторными лебедками и другими машинами и механизмами с тяговым усилием не менее 44100 Н.
Микрокабелеукладчик должны обслуживать не менее двух рабочих.
В случае буксировки микрокабелеукладчика движущимся тяговым средством оно должно перемещаться по трассе прокладки кабелей.
Кабелеукладчик следует соединять с движущимся тяговым средством канатом длиной 8—10 м.
Если микрокабелеукладчик буксируют лебедками, тяговое средство должно располагаться вдоль трассы прокладки кабелей. В случае невозможности выполнить это требование, следует применять поворотные блоки, укрепленные на анкерах. Угол изменения направления движения тягового каната должен быть не менее 45°.
До начала прокладки кабеля микрокабелеукладчиком, следует подготовить приямки для ножа и в случае необходимое, для анкера.
Анкер с поворотным блоком следует устанавливать так, чтобы его продольная ось совпадала с биссектрисой угла поворота тягового каната.
Микрокабелеукладчик необходимо перемещать без рывков и остановок, с постоянной скоростью не более 300 м/ч.
При буксировке кабелеукладчика лебедками его следует остановить на расстоянии 2—3 м до лебедки или до анкера с поворотным шкивом.
Для надежной фиксации автомобиля с лебедкой нужно применять анкерный настил, подкладываемый под задний колеса автомобиля и соединяемый с его крюками канатом.
Для предотвращения поломок узлов микрокабелеукладчика из-за встречающихся подземных препятствий микрокабелеукладчик должен быть оборудован предохранительным устройством в виде штифта, срезаемого при сопротивлении резанию грунта, превышающем расчетное.
Канат от тягового средства должен быть закреплен па рычаге кабелеукладчика, который следует соединить с кронштейном балки через срезной штифт со страховочным канатом.
Поднимать нож микрокабелеукладчика необходимо одновременно с медленным его перемещением тяговым устройством.
Прокладка кабелей в траншеях
Раскатку кабелей при прокладке в траншеях следует производить, как правило, механизированным способом с барабанов, установленных:
- на площадках дрезин; специальных раскаточных платформах на железнодорожном ходу; железнодорожных платформах;
- на кабельном транспортере, буксируемом транспортным средством, сбоку траншеи или над ней;
- на кабелеукладчике, перемещаемом над траншеей.
Раскатка кабелей вручную должна выполняться в случае невозможности применения машин и механизмов ввиду большого числа переходов под путями (например, в горловинах станций), наличия коммуникаций, пересекающих траншею.
Перед раскаткой кабеля необходимо:
- откачать воду из траншеи, удалить камни, посторонние предметы и осыпавшийся грунт;
- проверить наличие требуемого числа труб или желобов в местах пересечения трассы прокладки кабеля с железнодорожными путями и другими сооружениями и их состояние;
- осмотреть подземные и наземные сооружения, пересекающие траншею, и принять решение о прокладке кабеля у этих сооружений;
- подсыпать на дно траншеи слой мягкой земли или песка (постель) толщиной не менее 100 мм, не содержащий щебень, шлак, битое стекло, строительный мусор и др. (в случае, если траншея вырыта в мягких грунтах без перечисленных выше включений, устройство постели не требуется).
Для установки барабанов с кабелем на домкраты и другие подъемные приспособления нужно применять стальные оси с учетом типа и массы барабана.
Перед раскаткой барабан необходимо устанавливать на домкраты и другие приспособления так, чтобы он свободно вращался, не смещаясь по оси, и находился на расстоянии 15—20 см от поверхности земли.
Подъемные приспособления (домкраты, инвентарные подставки и др.) должны быть устойчивыми и устанавливаться на твердом основании (досках, плитах и т. п.). При раскатке кабеля барабан должен вращаться против стрелки, изображенной на щеке, а конец кабеля спускаться с верха барабана.
После снятия обшивки следует забить или удалить выступающие на щеках барабана гвозди и проверить закрепление внутреннего конца кабеля.
При установке барабанов с кабелем в междупутье или вблизи железнодорожных путей необходимо соблюдать габарит приближения строений.
При раскатке кабеля с транспортных средств скорость движения не должна превышать 5 км/ч.
При раскатке кабеля запрещается перекатывать барабаны с кабелем через железнодорожные пути и укладывать кабель перекаткой барабана или волочением его по земле без применения специальных роликов.
У барабана в процессе раскатки кабеля должны находиться не менее двух рабочих:
- один для вращения барабана, другой для наблюдения за сходящим с барабана кабелем и принятия мер по предотвращению резких перегибов при смерзании, слипании и защемлении витков кабеля.
Число рабочих, вращающих барабан, зависит от типа и массы барабана. Если барабан вращается с применением специальных устройств, около него должны находиться двое рабочих для контроля за сматыванием кабеля и торможения барабана.
Между руководителем работ и рабочими, участвующими в прокладке кабеля, должна быть установлена визуальная, а при необходимости радио- или громкоговорящая связь. Непрерывная связь должна быть также установлена между руководителем работ, рабочими, находящимися у барабанов с кабелем, и машинистом или шофером транспортного средства.
В случае перемещения транспортного средства и кабельного транспортера сбоку траншеи, расстояние между краем траншеи и гусеницей или колесом механизма должно быть не менее глубины траншеи, умноженной на коэффициент 1,25.
Кабель при раскатке можно укладывать рядом с траншеей, либо сразу опускать его на дно траншеи. При движении кабельного транспортера или кабелеукладчика над траншеей кабель сразу должен быть опущен на дно траншеи.
При раскатке рядом с траншеей первым к краю траншеи прокладывается кабель, подлежащий укладке у дальней от этого края стенки траншеи, а за ним — второй и т. д. в соответствии с планом раскладки кабелей.
Кабель вдоль траншеи при раскатке вручную переносят так, чтобы он не касался земли и не имел перегибов радиусом менее допустимых.
При протягивании кабелей через трубы или желоба, уложенные под путями, под автодорогами и др., рабочие должны находиться в траншее по концам трубы или желоба и на поворотах трассы (снаружи угла поворота).
Если рабочей силы недостаточно, а также в случае невозможности раскатки кабеля на полную длину вдоль траншеи (из-за отсутствия места, большого количества препятствий и др.) допускается раскатка кабеля петлей или «восьмеркой».
Кабели должны укладываться в траншеях без натяжения (змейкой), параллельно друг другу и плотно прилегать ко дну траншеи.
Допускается прокладка кабелей в два яруса с устройством между ярусами постели из песка или мягкой земли толщиной не менее 0,05 м; при этом расстояние от верха траншеи до постели над нижним ярусом кабеля должно быть не менее 0,7 м.
Для предотвращения осыпания грунта стенок траншеи, заполнения ее снегом и размыва ливневыми водами, а также смерзания отвала грунта, кабель следует прокладывать, как правило, сразу же по готовности траншеи.
Производить раскатку кабелей при не готовых траншеях запрещается.
В местах входа кабеля в трубу или желоб и выхода из них должна производиться плотная подбивка грунта под кабель.
После прокладки кабелей, до засыпки траншеи, необходимо проверить соответствие количества проложенных кабелей и их размещение плану раскладки и произвести привязку трассы и мест установки соединительных и разветвительных муфт.
Защита кабелей сигнально-блокировочных и силовых до 1 кВ, кабелей связи и контрольных кабелей от механических повреждений не производится за исключением случаев, предусмотренных проектом. При необходимости защита этих кабелей, а также силовых кабелей на напряжение 6—10 кВ (при прокладке их на глубину менее 1 м) должна производиться железобетонными плитами толщиной не менее 50 мм или глиняным обыкновенным кирпичом в один слой поперек трассы прокладки кабелей; при ширине траншей менее 250 мм — вдоль трассы. Применение силикатного, а также глиняного пустотелого или дырчатого кирпича не допускается.
Прокладка кабеля в железобетонных желобах.
Трасса прокладки желобов на станциях должна проходить в соответствии с проектом по обочине крайнего пути или в междупутьях малодеятельных путей, как правило, свободных от воздушных линий электроснабжения, воздухопроводов для пневматической очистки стрелок, маслопроводов, устройств парковой связи громкоговорящего оповещения и др.
Трасса прокладки желобов не должна проходить над кабелями и другими подземными коммуникациями, уложенными в грунте (за исключением пересечений).
На перегонах желоба следует располагать в соответствии с проектом на насыпи земляного полотна или у ее подошвы на берме, на полке из скальных пород, на закюветных и откосных полках выемок, в полосе отвода железной дороги и как исключение — в междупутье и на обочине пути.
Бермы для прокладки желобов должны быть шириной не менее 4 м для обеспечения проезда автотранспорта и механизмов для доставки, разгрузки и укладки желобов.
Типы устанавливаемых желобов должны соответствовать их назначению:
- линейные (перегонные) и станционные длиной 1 и 3 м; стыковые для размещения соединительных и разветвительных муфт, устройства поворотов трассы и стыковки станционных желобов с линейными;
- вводно-концевые и вводно-проходные станционные и линейные с отверстиями для вывода кабелей к служебно-техническим зданиям, светофорам, трансформаторным ящикам и другим устройствам СЦБ, связи и электроснабжения. При небольшом числе прокладываемых кабелей на станциях следует применять линейные желоба.
Желоба длиной 1 м необходимо использовать: для наращивания линейных желобов длиной 3 м, а также желобов других типов до необходимой длины; при прокладке кабелей в кривых малого радиуса.
В зависимости от местных условий и требований заказчика желоба устанавливаются на щебеночном основании на поверхности земли, с заглублением в грунт на 2/3 высоты желоба, а так же на специальных опорах (фундаментных блоках) на расстоянии 30 - 40 см от поверхности земли.
Желоба на опорных конструкциях смогут располагаться на склоне насыпи. До установки желобов следует выполнить планировку грунта по трассе и сделать щебеночное основание.
Желоба необходимо укладывать точно по трассе с обеспечением их горизонтального положения и плотной стыковки секций. При прокладке желобов под путями расстояние от поверхности балластной призмы до крышки желоба должно быть не менее 0,6 м.
Перед прокладкой кабелей желоба следует очистить от грунта, загрязнений и посторонних предметов. Кабели в желобах необходимо прокладывать свободно, «змейкой», без перекрещиваний и сплетений.
Допускается укладка кабелей в желобах в несколько ярусов (но не более пяти). В этом случае между ярусами через 30—40 м необходимо устанавливать деревянные прокладки сечением 40 × 40 мм.
При размещении кабелей в один ряд соединительные муфты располагают в линейном или станционном желобе на деревянных прокладках размерами 40×40 мм, уложенных поверх кабелей, а при укладке в несколько рядов — в стыковых желобах или грунте вне желобов. Запас каждого конца соединяемых кабелей длиной не менее 0,5 м при установке соединительной муфты в желобе укладывают полупетлей.
Для устройства соединительных или разветвительных муфт вне желоба кабели следует выводить через проемы в дне двух смежных вводно-проходных желобов.
В случае совместной прокладки сигнально-блокировочных и контрольных кабелей с кабелями связи последние необходимо укладывать крайними в верхнем ряду. Силовые кабели напряжением от 400 В до 1 кВ при размещении в одном желобе с кабелями связи и сигнально-блокировочными кабелями должны быть отделены от них несгораемой перегородкой. Если кабели располагают в желобе в два яруса и более, то на каждый кабель через 40 м. прикрепляют бирку с указанием номера кабеля в соответствии с ведомостью и планом укладки. Бирки на все кабели следует устанавливать в пределах одной секции желоба.
В случае установки желобов на специальных опорах выводимые кабели должны быть защищены от механических повреждений (например, прокладка в вертикально установленной асбестоцементной трубе необходимого диаметра).
На наружные поверхности стенок желобов несмываемой краской наносят следующие знаки: БИР — с бирками; СМЖ — с соединительной муфтой; СМЗ — рядом с желобом в земле находится соединительная муфта; ВЫХ. 5, 20 — из желоба выходят кабели под номерами 5 и 20.
После прокладки кабелей желоба нужно плотно закрыть крышками.
Тема 1.2.2 Особенности прокладки кабелей в помещениях, искусственных сооружениях, при преодолении естественных преград
Подвеска кабелей на тросах
Подвеску кабелей на тросах следует выполнять в соответствии с проектом в местах, где прокладка кабелей в грунте или желобах затруднена, при прохождении кабельных линий по мостам, при пересечении водных преград и оврагов при устройстве кабельных вставок для сигнальных проводов воздушных линий автоблокировки или низковольтных линий электроснабжения устройств СЦБ, при выполнении воздушных кабельных вводов, при восстановлении и ремонте кабельных линий.
Для подвески следует применять специальные кабели, имеющие в своей конструкции силовые (несущие) стальные или пластмассовые элементы, или другие, предусмотренные проектом, кабели без силовых элементов.
Последние подвешиваются на канатах, сплетенных из стальных оцинкованных проволок, горячекатанной стальной оцинкованной проволоки, а также на стальных оцинкованных проводах, свитых из обыкновенной (ПС) или омедненной (ПМС) проволоки.
Канаты, проволоку или провода выбирают при проектировании в зависимости от нагрузки, длины пролета и требуемой стрелы провеса.
Кабели, содержащие в своей конструкции силовые элементы, должны закрепляться на опорах при помощи специальных консолей.
Кабели, не содержащие в своей конструкции силовые элементы, крепятся к несущему тросу подвесами и поясками из оцинкованной кровельной стали толщиной 1 мм, прокладываются на скрепляемых с тросом наборных подвесах, а также подвесах на 4 или 8 кабелей.
Размеры подлежащих применению подвесов и поясков из кровельной стали толщиной 1 мм следует определять в зависимости от диаметра используемого кабеля .
Кабели подвешиваются: на опорах контактной сети; на опорах линии электропередачи, устанавливаемых в габарите опор контактной сети; на опорах высоковольтных линий автоблокировки и линий связи; на специальных стойках на устоях моста, не связанных с пролетными строениями; на опорах, устанавливаемых специально для подвески кабелей.
Концы несущего троса на опорах, стойках крепят при помощи клиновых зажимов, струбцин, консолей или оконечной вязкой. При устройстве воздушных кабельных вводов в здания с кирпичными или железобетонными стенами трос следует крепить плашечными зажимами к серьге болта, проходящего сквозь стену здания и закрепленного с внутренней ее стороны.
На промежуточных опорах и стойках несущий трос с кабелем следует закреплять при помощи специальных конструкций (седел чугунных, консолей, клемм и т.п.). При этом кабель под конструкцией для закрепления несущего троса должен быть выложен в виде дуги. Сращивание несущего троса в пролете не допускается.
При подвеске кабеля на угловых опорах со стороны внешнего угла стальной канат должен быть закреплен двумя консолями, а при подвеске со стороны внутреннего угла — одной консолью на сквозных болтах или двумя оконечными вязками.
При подвеске на одной воздушной линии двух кабелей их следует размещать с противоположных сторон опоры.
Подвеску кабеля на высоковольтных линиях автоблокировки следует выполнять в габарите подвески сигнальных проводов.
При подвеске кабеля на опорах воздушных линий связи конструкции для закрепления троса должны быть установлены на расстоянии 350 мм от нижнего крюка или траверсы.
Расстояние между анкерными креплениями несущего троса при прокладке кабелей по мостам не должно превышать 100 м, а между промежуточными креплениями 30 м при прокладке одного или двух кабелей массой 3 кг; 12 м при прокладке более двух кабелей массой 1 м каждого кабеля до 3 кг, в случае прокладки одного кабеля массой 1 м 3 кг и более. Такие же требования следует соблюдать при прокладке кабелей по наборным подвесами подвесам на 3 или 8 кабелей, скрепляемых с тросом.
Если прокладывается несколько кабелей, то сначала производится подвеска и натяжение несущего троса, а затем крепление подвесов и укладка кабелей.
В случае подвески одного кабеля трос после раскатки, подвески и регулировки стрел провеса на участке в восемь-десять пролетов опускают на землю на участках по пять-шесть пролетов.
Крепление кабеля к тросу или проволоке производится подвесами из оцинкованной стали. Подвесы должны плотно облегать кабель, свободно висеть на тросе или проволоке и прочно закрепляться поясками. На 1 м кабеля устанавливается 3 подвеса. После закрепления кабеля трос поднимается на опоры.
Раскатка кабеля может производиться после натяжения троса или проволоки с барабана, установленного на движущемся вдоль опор транспортном средстве (дрезине, автомашине и др.) с помощью устройства, состоящего из двух роликов. Один из роликов перемещается по тросу, а на другой поступает кабель с барабана. Крепление кабеля к тросу или проводу производится с использованием автомотрис и дрезин с монтажными вышками, машин с шарнирной стрелой, лестниц и др.
Несущий трос натягивают в два этапа: сначала предварительно, а затем окончательно.
При предварительном натяжении один конец троса закрепляется на анкерной конструкции. За другой конец производят вытяжку блоками, полиспастом или лебедкой, после чего натяжная муфта или клиновой зажим на этом конце крепятся к анкерной конструкции. Окончательное натяжение троса с целью регулировки стрелы провеса производится натяжными муфтами или в случае их отсутствия блоками, полиспастом или лебедкой.
После окончательной вытяжки троса при подвеске кабеля на воздушных линиях он закрепляется на специальных конструкциях.
Стрела провеса несущего троса с кабелем при подвеске на мостах должна быть равна 1/40—1/60 расстояния между ближайшими точками крепления троса к пролетным строениям или анкерным стойкам.
Для защиты от ударов молний необходимо оборудовать молниеотводами все кабельные, угловые, а также промежуточные опоры на переходах.
При подвеске на опорах линии связи в населенной местности несущий трос должен быть заземлен в начале и конце, а также через каждые 250 м. Вне населенной местности несущий трос следует заземлять через 2—3 км. Если участок подвески кабеля не превышает по длине 2 км заземление следует оборудовать только по его концам.
При подвеске троса на опорах линий электроснабжения и контактной сети конструкции для закрепления троса и трос следует заземлять на каждой опоре.
Несущий трос на всем протяжении должен быть покрыт смазкой (например, солидолом).
Соединительные кабельные муфты следует располагать на расстоянии 0,5 м от опоры (стойки) или на опоре, а разветвительные — на опоре.
Раскатка кабелей с встроенными силовыми элементами должна производиться одним из следующих способов: по опорам под натяжением, по опорам с движущихся вдоль трассы прокладки транспортных средств, по земле с последующим подъемом на опоры. При этом при раскатке и натяжении кабеля должны использоваться инвентарные кабельные ролики, закрепляемые на каждой опоре.
Натяжение кабеля следует выполнять с соблюдением допустимых для данной марки кабеля растягивающего усилия и стрел провеса.
Раскатка кабеля под натяжением должна производиться с помощью специальных тяговых механизмов (лебедок) и троса из неэлектропроводного материала, предварительно проложенного по кабельным роликам. При раскатке необходимо непрерывно контролировать тяговое усилие.
При раскатке с движущихся транспортных средств кабель должен укладываться сразу на ролики.
При предварительной раскатке по земле кабель должен быть размотан полностью вдоль опор воздушной линии, а затем уложен на ролики.
Кабель, раскатываемый под натяжением или с движущихся транспортных средств, не должен касаться земли.
Если при раскатке кабеля встречается препятствие, затрудняющее его подъем на опору, для обхода препятствия допускается укладка кабеля петлями или «восьмерками».
В случае, если растягивающее усилие не превышает допустимого, способы раскатки кабелей с встроенными силовыми элементами могут быть применены при раскатке кабелей без силовых элементов с последующим креплением этих кабелей к несущему тросу.
Концы кабелей, подлежащих соединению или вводу в служебно технические здания или напольные устройства, должны крепиться к опорам с помощью специальных анкеровочных конструкций, не вызывающих изменений физико-механических и электрических параметров кабелей.
Соединение и разветвление кабелей с встроенными силовыми элементами должно производиться в кабельной муфте, закрепляемой на опоре.
В месте устройства соединительной или разветвительной муфты следует предусматривать запасы кабелей, необходимые для трех перезаделок.
При спуске кабеля по опоре он должен защищаться отмеханических повреждений металлической трубой или уголком, концы которых необходимо располагать на расстоянии 600 мм от уровня подвески кабеля и 300 мм ниже уровня земли.
При прокладке кабеля по опорам между руководителем работ и исполнителями должна быть установлена двусторонняя радиосвязь.
При ремонте подвешенных кабелей и необходимости устройства вставок, они должны обрезаться так, чтобы муфты располагались на опоре или на расстоянии 0,5 м от опоры.
После разметки мест обреза кабелей трос или провод с кабелем или кабель с встроенным силовым элементом опускают с опор на таком участке, чтобы все работы можно было производить с земли. Предварительно на опускаемом участке от троса или проволоки следует отключить заземляющие проводники.
Кабель обрезают, освобождают от подвесов и заменяют новым. Новый кабель (если он без встроенных силовых элементов) скрепляют с тросом или канатом, соединяют с оставшимся кабелем, поднимают на опоры, закрепляют и заземляют трос или канат.
Если кабель нельзя опустить, то работы производят с использованием автомотрис и дрезин с монтажными вышками, машин с шарнирной стрелой и др.
Прокладка кабелей по мостам
По металлическим и железобетонным пролетным строениям мостов кабели следует прокладывать в деревянных, железобетонных или металлических желобах или трубах из несгораемых материалов (например, асбоцементные) внутренним диаметром не менее 100 мм. Крышки, днища и боковые стенки деревянных желобов необходимо обшить снаружи кровельным железом.
Силовые кабели на напряжение свыше 1 кВ прокладывать в деревянных желобах запрещается.
По железнодорожным мостам и путепроводам с ездой поверху укладывают желоба или трубы из несгораемых материалов, а с ездой понизу — желоба. Кабели прокладывают, как правило, за пределами перильного ограждения на выносных консолях.
При прокладке желобов или труб в одном уровне с тротуарами в качестве опорных конструкций используют тротуарные консоли пролетных строений. Несущие конструкции для установки желобов или прокладки труб предусматривают при проектировании и строительстве новых железнодорожных мостов.
По малым железнодорожным мостам без перильных ограждений кабели, как правило, следует прокладывать в металлических желобах, устанавливаемых параллельно мосту на конструкциях, не связанных с его пролетным строением. Для крепления несущих конструкций желобов нельзя устанавливать дополнительные закладные детали в существующих пролетных строениях железобетонных мостов, а также прокладывать кабели в балластном корыте моста.
Желоба, устанавливаемые на протяженных металлических мостах с ездой понизу и предназначающиеся для прохода людей в период строительства и эксплуатации, необходимо оборудовать перильными ограждениями высотой 1,1м.
Ширина желоба (внутренний размер) для кабелей сигнализации и блокировки, связи и контрольных должна обеспечивать прокладку требуемого их количества. При совместной прокладке с силовыми кабелями последние следует отделять от других кабелей несгораемой перегородкой.
Строительные длины кабелей должны быть подобраны таким образом, чтобы соединительные муфты размещались вне устоев и пролетных строений моста. Если это условие не выполняется, то для установки соединительных муфт используют уширенные участки желобов, размещаемые в местах сопряжений пролетных строений различных типов или совмещают уширения желобов с площадками убежищ.
При прокладке кабелей по мостам в несгораемых трубах в местах размещения площадок с убежищами не более чем через 100 м предусматривают технологические разрывы в трубах для обеспечения возможности протягивания кабеля. Если длина моста более 500 м ,то через каждые 250—300 м устраивают площадки для размещения соединительных муфт.
В случае прокладки кабелей под пешеходной частью моста не реже чем через 50 м устраивают смотровые люки. В местах перехода кабелей через температурные швы мостов и сопряжения пролетных строений различного типа, а также при переходе с конструкций моста на устои предусматривают запас кабеля в виде полупетли длиной не менее 1 м.
При прокладке в трубах запас кабеля устраивают в местах технологических разрывов труб. В этом случае полупетли кабеля укладывают в уширенные желоба.
Во избежание стирания защитных покровов кабелей, не допускается их прокладка без подкладок по поперечным скалкам, конструкциям с неровностями поверхности и пр.
Кабели в металлических желобах следует прокладывать на упругом основании толщиной 8 см из асбестовых очесов, базальтового полотна или стекловаты. Металлические оболочки кабелей и бронепокровы электрически изолируют от металлических конструкций мостов и металлических частей желоба.
При прокладке в желобах расстояние между кабелями для сигнализации и блокировки и стенкой желоба, а также между этими кабелями и магистральными кабелями железнодорожной связи должно составлять не менее 50 мм. Расстояние между кабелями сигнализации и блокировки и кабелями местной связи и контрольными не нормируется.
Запас кабеля в виде полупетель должен быть длиной не менее 1 м и укладываться возможно ближе к устоям моста. При длине мостов более 100 м запас кабеля должен быть не менее 3 м. В этом случае место укладки запаса кабеля определяется проектом.
Число труб для кабелей сигнализации и блокировки, местной связи и контрольных следует предусматривать из условия прокладки в одной трубе не более трех кабелей с учетом, что сумма их диаметров не будет превышать 0,75 внутреннего диаметра трубы. Для каждого кабеля магистральной связи необходимо предусматривать отдельную трубу.
Силовые кабели, а также кабели радио- и проводного вещания следует прокладывать в отдельной трубе.
Желоба или трубы должны быть установлены на мостах или путепроводах до начала работ по прокладке кабелей. При прокладке кабелей в трубах необходимо предусмотреть меры, исключающие сток ливневых вод по этим трубам.
В местах перехода с конструкций моста в грунт кабели следует прокладывать в асбестоцементных трубах или желобах, заглубляемых в грунт до глубины прокладки кабелей.
Все кабели при прохождении по металлическим и железобетонным мостам должны быть электрически изолированы от металлических конструкций моста.
Металлические желоба следует заземлять.
Конструкции для прокладки кабелей по существующим мостам и путепроводам и места их установки должны соответствовать указанным в акте, составленном комиссией из представителей проектной организации, дистанций пути, сигнализации и связи, а также электроснабжения (при прокладке силовых кабелей), согласованном с соответствующими службами Управления дорогии утверждены главным инженером дороги.
Прокладка кабелей в тоннелях
До начала прокладки кабелей в тоннелях должны быть закончены работы по установке опорных кабельных конструкций и устройству постоянного освещения, произведена приемка конструкций под монтаж.
Тип, расстановка и способ крепления принимаемых под монтаж конструкций для прокладки кабелей в тоннелях должны соответствовать указанным в проектной документации. Рожки должны быть приварены к корпусу конструкции (кронштейна), а сами конструкции приварены к закладным деталям (в тоннелях с железобетонной обделкой) или к специальным металлическим скобам (в тоннелях с обделкой из чугунных тюбингов).
Конструкции следует устанавливать на расстоянии 1 м друг от друга над нишами и камерами с учетом размещения светильников и устройств тоннельной сигнализации.
При установке нескольких рядов кронштейнов их нужно размещать на расстоянии не менее 0,125 м друг от друга по вертикали.
Для обеспечения необходимого радиуса изгиба кабелей при входе в тоннель первый кронштейн размещают на расстоянии 0,3 м от портала тоннеля.
Конструкции для прокладки кабелей для сигнализации и блокировки и кабелей связи должны быть установлены на одной стороне тоннеля, а для прокладки силовых кабелей (в том числе кабелей для освещения) — на другой стороне. Рожки на кронштейнах должны быть приварены так, чтобы кабели для сигнализации и блокировки и кабели связи располагались на расстоянии 0,15 м друг от друга по вертикали.
В тоннелях длиной до 300 м все кабельные конструкции можно устанавливать на одной стороне тоннеля с учетом прокладки кабелей разного назначения на отдельных кронштейнах.
По стенам тоннеля кабельные конструкции должны быть расположены вертикально на одинаковой высоте от верха головки рельсов так, чтобы рожки для укладки каждого кабеля находились на прямой линии.
В местах, где трасса кабелей меняет направление, расстояние между кабельными конструкциями должны обеспечивать допустимые радиусы изгибов прокладываемых кабелей.
В местах перехода кабелей с одной стороны тоннеля на другую на своде тоннеля должны быть установлены специальные кабельные конструкции.
В тоннеле должна быть смонтирована заземляющая магистраль, с которой кабельные конструкции соединены заземляющими проводниками.
При расположении кабельных конструкций по обе стороны тоннеля, заземляющие магистрали также должны проходить по обе стороны.
Для предохранения от коррозии кабельные конструкции в тоннеле должны быть покрыты антикоррозионной краской.
Для прокладки в тоннелях следует применять небронированные и бронированные кабели с негорючими защитными наружными покровами (стеклянная пряжа с негорючим составом, поливинилхлоридный пластикат или другие, равные ему по несгораемости материалы), а также бронированные кабели без наружного защитного покрова.
Горючий покров следует удалить с кабеля на всем протяжении прокладки в тоннеле.
Применение в тоннелях кабелей с наружными горючими покровами запрещается.
Перед прокладкой кабеля необходимо проверить соответствие длины кабельной линии проекту. Строительную длину прокладываемых в тоннеле кабелей следует подбирать так, чтобы сократить до минимума число соединительных муфт.
При прокладке кабелей вручную в протяженных тоннелях необходимо уточнить по результатам замеров места расстановки по трассе барабанов с кабелем.
С целью уменьшения объемов работ, выполняемых непосредственно в тоннеле, соединение концов кабелей, намотанных на двух барабанах можно производить на кабельной площадке строительно-монтажной организации. В том случае барабаны вывозятся к месту прокладки жестко скрепленными между собой специальной рамой. Раскатка кабелей выполняется в разные стороны от места соединения.
Кабель раскатывают по обочине пути с барабанов, устанавливаемых с помощью домкратов или других приспособлений на земле или на движущихся по рельсам транспортных средствах, и затем перекладывают на отведенное ему проектом место на кабельных конструкциях.
Для компенсации температурных деформаций кабель на конструкциях должен быть уложен без натяжения (ослабленно).
Кабели для сигнализации и блокировки и кабели связи, а также контрольные следует прокладывать по одной стороне тоннеля, силовые и осветительные кабели — по другой. Кабели для сигнализации и блокировки и кабели связи необходимо располагать на опорных конструкциях по вертикали на расстоянии не менее 0,15 м друг от друга.
В тоннелях длиной до 300 м допускается прокладка всех кабелей по одной стороне тоннеля на разных кронштейнах.
При прокладке в тоннеле кабелей разного назначения с одной стороны тоннеля расстояние в свету по вертикали между кабелями должно быть не менее: 0,17 м между кабелями напряжением 6—10 кВ или между ними и группой кабелей напряжением 0,4 кВ, кабелями для сигнализации и блокировки, связи и контрольными; 0,065 м между кабелями напряжением до 0,4 кВ или между ними и кабелями связи и для сигнализации и блокировки или контрольными.
5.150.Кабели напряжением 6—10 кВ при пересечении с кабелями связи следует прокладывать в трубах или отделять от них несгораемыми перегородками.
Расстояние между пересекающимися кабелями для сигнализации и блокировки и связи и силовыми кабелями на рабочее напряжение не более 0,4 кВ должно быть не менее 20 мм.
Расстояние между пересекающимися кабелями для сигнализации и блокировки, связи и силовыми кабелями напряжением выше 0,4 до 3 кВ должно быть не менее 170 мм.
Расстояние между кабелями для сигнализации и блокировки, связи и контрольными не нормируется.
При переходе с одной стороны тоннеля на другую кабели прокладывают по своду с фиксацией каждого кабеля через 1 м держателями или скобами со шпильками.
Между небронированными кабелями с металлическими оболочками и крюками или навесками опорных кабельных конструкций в тоннеле должны быть проложены эластичные прокладки из негорючего материала толщиной не менее 2 мм, предохраняющие оболочки кабелей от механических повреждений. Такие же прокладки должны быть проложены между этими кабелями и металлической скобой в местах крепления кабелей.
Небронированные кабели с пластмассовыми оболочками или наружными пластмассовыми защитными покровами допускается крепить скобами без прокладок.
На поворотах трассы у соединительных муфт и с обеих сторон изгибов кабели следует жестко крепить к опорным конструкциям, а перед вводом в распределительные коробки, кнопки, светильники, гудки и другие устройства — к стене тоннеля.
При выходе из тоннеля кабели необходимо прокладывать по порталу и защищать от механических повреждений металлическими трубами или уголками, концы которых должны выступать над поверхностью земли на 2,5 м и находиться ниже уровня земли на 0,6 м.
Кабели и трубы (уголки) крепят при помощи скоб, которые накладываются на вмазанные в портал шпильки с резьбой и прижимаются к стене навинчиваемыми на шпильки гайками.
Каждую соединительную муфту следует укладывать на отдельные горизонтальные кронштейны, полки или навески опорных конструкций. Муфты на кабелях напряжением б—10 кВ должны быть помещены в противопожарные защитные кожухи.
Кабельные металлические конструкции и броню кабелей, имеющих антикоррозионное покрытие, после окончания монтажных работ окрашивать не следует, за исключением случаев восстановления поврежденного покрытия.
Пересечение и сближение кабельных линий с инженерными сооружениями и естественными препятствиями
Под железнодорожными и трамвайными путями, автомобильными дорогами, при пересечении водоотводных лотков, каналов, ручьев, а также в других предусмотренных проектом случаях кабели прокладывают в асбестоцементных, пластмассовых (полиэтиленовых и винипластовых) керамических или железобетонных трубах и в железобетонных желобах.
Стальные трубы следует применять только при устройстве скважин для прокладки кабеля методом прокола. Как правило, необходимо использовать безнапорные асбестоцементные трубы. Напорные трубы применяют только в обоснованных случаях. Коэффициент заполнения трубы (отношение площади сечения одного кабеля или площади, ограниченной окружностью, описанной вокруг группы кабелей, к площади внутреннего сечения трубы) не должен превышать 0,75.
Для укладки труб дно траншеи следует выравнивать с уклоном не менее 2° (для предохранения от скопления воды). Трубы уложить в один-три яруса прямолинейно с защитой места соединения. Для предохранения труб от загрязнения их концы временно до прокладки кабелей необходимо закрыть деревянными или пластмассовыми заглушками.
Асбестоцементные и керамические трубы следует соединять муфтами, изготовленными из того же материала, что и труба. Места соединения уплотняют резиновыми кольцами. Вместо муфт для соединения асбестоцементных труб можно использовать манжеты из листовой стали с последующей заделкой места соединения цементным раствором. Стыки пластмассовых труб следует защищать пластмассовыми или стальными патрубками или термоусаживаемыми манжетами.
После укладки трубы необходимо засыпать грунтом с послойным трамбованием. В случае пересечения автомобильных дорог, чтобы не нарушать движения транспорта, роют траншеи и прокладывают трубы с последующей засыпкой сначала через одну половину дороги, а затем через другую.
Силовые кабели напряжением до 1 кВ и контрольные кабели можно прокладывать в трубах вместе с сигнально-блокировочными. Каждый кабель напряжением свыше 1 кВ необходимо прокладывать в отдельной трубе. При этом внутренний диаметр трубы должен быть не менее полуторакратного наружного диаметра кабеля, а для кабелей с однопроволочными алюминиевыми жилами — не менее двукратного диаметра.
Под железнодорожными и трамвайными путями и автомобильными дорогами кабели должны быть проложены на глубине не менее 1 м от поверхности балластного слоя земляного полотна или проезжей части дороги и не менее 0,5 м от дна водоотводных канав и кюветов. Концы труб должны быть удалены от рельсов не менее, чем на 1,25 м.
На участках с электротягой постоянного тока, а также под трамвайными путями кабели прокладывают в изолированных (покрытых гудроном, битумом и т. п.) желобах и асбестоцементных, керамических и железобетонных трубах.
При пересечении железнодорожных путей нельзя прокладывать кабели: под остряками и крестовинами стрелочных переводов и глухими пересечениями; менее 1,5 м от стыка рельсов до вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось кабеля; менее 10 м от отсасывающих фидеров электрифицированных железных дорог.
Переходы под железнодорожными путями следует устраивать преимущественно в местах расположения невысоких насыпей и нулевых отметок земляного полотна; размещение переходов в выемках допускается в исключительных случаях.
Переход под железнодорожными путями может выполняться открытым способом — разработкой траншеи в шпальном ящике или закрытым — проколом, продавливанием или горизонтальным бурением.
При устройстве скважин под путями необходимо учитывать возможность размещения рабочего и приемного котлованов с учетом технических характеристик подлежащих применению механизмов.
При устройстве трубопровода из двух и более труб, он должен быть проложен с уклоном не менее 3—4 мм на 1 м длины трубопровода. При этом необходимо исключить местные понижения уровня прокладки труб, способствующие скапливанию воды.
Перед прокладкой асбестоцементных труб на дно траншеи должен быть насыпан слой мягкого грунта толщиной 5—7 см. При укладке каждую трубу следует вдавить в мягкий грунт до ее середины.
Расстояние между соседними трубами одного ряда, а также между трубами и стенками траншеи должно составлять 20—25 мм; свободное пространство должно быть засыпано мягким грунтом и утрамбовано. Соседние ряды труб необходимо разделить уплотненным слоем мягкого грунта или песка толщиной 20—25 мм.
Концы труб каждого последующего ряда должны быть сдвинуты по отношению к концам труб предыдущего на 200—250 мм.
Полиэтиленовые или полнвинилхлоридные трубы должны быть уложены непосредственно на дно траншеи параллельно друг другу с расстоянием между трубами, а также между ними и стенками траншеи не менее 20 мм.
Ряды труб должны быть отделены друг от друга прослойкой из уплотненного мягкого грунта или песка высотой 50 мм. Оси труб каждого последующего ряда должны быть смещены поочередно вправо и влево от осей предыдущего ряда на половину расстояния между трубами в ряду.
До засыпки вынутым грунтом верхний ряд труб должен быть присыпан слоем мягкого грунта или песка толщиной 100 мм.
В скважины под путями следует закладывать асбестоцементные или пластмассовые трубы.
Пересечение кабельными линиями напряжением до 35 кВ трубопроводов, в том числе нефте- и газопроводов, выполняют на расстоянии не менее 0,5 м от трубопровода. Допускается уменьшать это расстояние до 0,25 м при условии прокладки кабеля на участке пересечения плюс по 2 м в каждую сторону в трубах.
Кабели для устройств СЦБ при пересечении прокладываются выше канализационных и водопроводных сетей, выше или ниже кабелей связи и выше продуктопроводов (газопроводов, нефтепроводов) и теплосетей.
Кабельные линии напряжением до 35 кВ должны пересекать теплопроводы на расстоянии не менее 0,5 м от перекрытия теплопровода в свету, а в стесненных условиях — не менее 0,25 м. При этом теплопровод на участке пересечения плюс по 2 м в каждую сторону от крайних кабелей должен иметь такую теплоизоляцию, чтобы температура земли не превышала более чем на 10°С высшую летнюю температуру и на 15° С низшую зимнюю. Если температура земли выше, то кабель заглубляют на 0,7 м вместо 0,5 м или включают кабельную вставку большего сечения, или прокладывают кабель под теплопроводом в трубах на расстоянии 0,5 м.
Кабельные линии устройств СЦБ с силовыми кабелями пересекают с подсыпкой между ними слоя земли толщиной не менее 0,5 м. Это расстояние в стесненных условиях для кабелей напряжением до 35 кВ может быть уменьшено до 0,15 м, если разделить кабели на всем участке пересечения плюс 1 м в каждую сторону плитами или трубами из бетона или другого равнопрочного материала. Сигнально-блокировочные, контрольные и кабели связи располагают выше силовых кабелей. В случае пересечения кабелей устройств СЦБ между ними насыпают слой мягкой земли или песка толщиной 0,05 м.
При пересечении кабелей устройств СЦБ с ВЛ напряжением 110 кВ и выше минимальное расстояние от кабелей до подземной части опор ВЛ и их заземлителей должно составлять при удельном сопротивлении грунта до 100 Ом-м— 10 м, более 100 до 500 Ом-м —25 м, более 500 до 1000 Ом-м —35 м, более 1000 Ом-м — 50 м.
При пересечении кабелей устройств СЦБ с ВЛ напряжением до 35 кВ минимальное расстояние от кабелей до подземной части опор ВЛ и их заземлителей должно составлять при удельном сопротивлении грунта, р, до 100 Ом-м — 0,83 Ур м, более 100 до 500 Ом-м—10 м, более 500 до 1000 Ом-м—11 м, более 1000 Ом-м —0,35 Ом м.
Эти расстояния могут быть уменьшены до 5 м.
При прокладке кабелей параллельно с ВЛ 110 кВ и выше, расстояние от кабеля до вертикальной плоскости, проходящей через крайний провод линии должно быть не менее 10 м.
Расстояние в свету от кабельной линии до заземленных частей и заземлителей опор ВЛ выше 1 кВ до 35 кВ должно быть не менее 5 м, а при напряжении 110 кВ и выше— 10 м.
В стесненных условиях расстояние от кабеля до подземных частей и заземлителей отдельных опор ВЛ выше 1 кВ допускается не менее 2 м; при этом расстояние от кабеля до вертикальной плоскости, проходящей через провод ВЛ, не нормируется.
Расстояние в свету от кабельной линии до опоры ВЛ до 1 кВ должно быть не менее 1 м, а при прокладке кабеля на участке сближения в изолирующей трубе — 0,5 м.
При пересечении кабеля с ВЛ напряжением до 1 кВ расстояние от кабеля до заземлителя опоры (или до железобетонной опоры) ВЛ должно быть не менее 3 м в населенной местности и 10 м в ненаселенной.
Расстояние от подземных кабелей до незаземленной деревянной опоры ВЛ должно составлять в ненаселенной местности не менее 5 м, в населенной — не менее 2 м. В стесненных условиях это расстояние может быть менее 2 м, но не менее 1 м; при этом кабель должен быть проложен в стальной трубе, либо покрыт швеллером или угловой сталью на длине не менее 3 м в обе стороны от опоры.
Расстояние от кабеля до опор, подпор, оттяжек, воздушных линий связи в населенной местности — 1 м, в ненаселенной — по расчету.
На территории подстанций и электростанций в стесненных условиях кабельные линии должны проходить на расстоянии не менее 0,5 м от подземной части опор воздушных связей (токопроводов) и ВЛ напряжением свыше 1 кВ, если заземляющие устройства этих опор присоединены к контуру заземления подстанции.
Кабельные линии всех напряжений прокладываются вдоль зданий на расстоянии не менее 0,6 м между кабелем и фундаментом здания. Под зданиями, а также через подвальные и складские помещения прокладывать кабели нельзя.
Кабельные линии устройств СЦБ напряжением до 35 кВ, прокладываемые параллельно трубопроводам, располагают на расстоянии не менее 1,0 м по горизонтали в свету от трубопроводов водопровода, канализации и дренажа; не менее 2 м до газопроводов низкого (0,0049 МПа), среднего (0,294 МПа) и высокого давления (более 0,294 и до 1,176 МПа). В стесненных условиях допускается уменьшать указанные расстояния (за исключением расстояний до трубопроводов с горючими жидкостями и газами) до 0,5 м без специальной защиты кабелей и до 0,25 м при прокладке кабелей в трубах. Параллельная прокладка кабелей над и под трубопроводами в вертикальной плоскости не допускается.
Параллельно каналу теплопровода кабели прокладывают на расстоянии не менее 2 м от стенки канала теплопровода, который на всем участке сближения с кабельной линией должен иметь такую теплоизоляцию, чтобы дополнительный нагрев земли в месте прохождения кабелей в любое время года не превышал 10° С для кабельных линий напряжением до 10 кВ и 5° С для линий свыше 10 кВ.
Параллельно трамвайному пути кабели прокладывают на расстоянии не менее 2,75 м до оси пути. В стесненных условиях допускается уменьшать это расстояние, если кабели на всем участке сближения будут проложены в изолирующих желобах, блоках или трубах.
При параллельной с автодорогами I и II категории прокладке кабели располагают с внешней стороны кювета или подошвы насыпи на расстоянии не менее 1 м от бровки или не менее 1,5 м от бордюрного камня. Уменьшение указанного расстояния допускается в каждом отдельном случае по согласованию с соответствующими управлениями дорог.
В зоне зеленых насаждений кабельные линии прокладывают, как правило, на расстоянии не менее 2 м от стволов деревьев. По согласованию с организацией, в ведении которой находятся зеленые насаждения, допускается уменьшить это расстояние при условии прокладки кабелей в трубах, проложенных подкопкой. При прокладке кабелей в пределах зеленой зоны с кустарниковыми посадками указанные расстояния допускается уменьшить до 0,75 м.
Параллельную прокладку силовых, сигнально-блокировочных кабелей и кабелей связи выполняют на расстоянии в свету по горизонтали: 100 мм — между силовыми кабелями напряжением выше 380 В и до 10 кВ, а также между ними и контрольными кабелями; 250 мм — между кабелями напряжением 20—35 кВ между ними и контрольными кабелями; 500 мм между кабелями, эксплуатируемыми различными организациями, а также между силовыми кабелями напряжением 10 кВ и кабелями для сигнализации и блокировки. В случае необходимости по согласованию с заказчиком и эксплуатирующими организациями с учетом местных условий допускается уменьшать расстояния при условии защиты кабелей от повреждений, могущих возникнуть в результате короткого замыкания в одном из силовых кабелей (прокладка в трубах, установка несгораемых перегородок и т. п.); до 100 мм между силовыми кабелями напряжением выше 380 В и до 10 кВ, а также между ними и контрольными кабелями; до 250 мм — между силовыми кабелями напряжением до 10 кВ и кабелями для сигнализации и блокировки.
Взаимо резервируемые кабели для электроснабжения устройств СЦБ должны прокладываться по отдельным трассам, расстояние между которыми должно быть не менее 3 м, а в стесненных условиях — не менее 1 м. В пределах зданий между этими кабелями, а также между ними и кабелями для сигнализации и блокировки и связи при прокладке в вертикальной плоскости должно быть не менее 1,5 м, а в горизонтальной— 1 м.
Прокладка кабелей при отрицательной температуре окружающей среды
Кабели устройств СЦБ следует прокладывать, как правило, при положительной температуре окружающей среды. Раскатка, переноска и прокладка кабелей без предварительного подогрева допускаются только в тех случаях, когда температура воздуха в течение 24 ч до начала прокладки не была ниже минимального значения, указанного в нормативной документации для данной марки кабеля (у кабелей для сигнализации и блокировки с пластмассовыми оболочками, небронированных и бронированных с пластмассовым защитным шлангом поверх брони эта температура равна— 15° С, а у остальных кабелей для сигнализации и блокировки (в том числе с алюминиевыми и свинцовыми оболочками) — минус 10° С).
Барабаны с кабелем необходимо прогревать в вагонах, тепляках, палатках или других помещениях, обогреваемых железными печами, трубами или радиаторами парового отопления, горелками инфракрасного излучения, отопительно-вентиляционными установками, воздуходувками, портативными подогревателями. Прогрев кабелей на барабанах можно выполнить трехфазным или однофазным переменным током или постоянным током.
При прогреве бухты кабеля следует размещать на стеллажах высотой 0,5—1 м. Продолжительность прогрева барабанов с кабелем и бухт должна составлять не менее трех суток при температуре от 5 до 10° С; одних суток при температуре от 10 до 25° С; 18 ч при температуре от 25 до 40° С. При прогреве трехфазным и однофазным переменным током или постоянным током наружный конец силового кабеля на барабане заделывают при помощи временной воронки из рубероида, толя, электрокартона или другого материала с заливкой битумной кабельной массы.
При числе жил контрольных или сигнально-блокировочных кабелей более трех их разделяют на три (при прогреве трехфазным током) или на два (при прогреве переменным однофазным или постоянным током) пучка приблизительно равного сечения. Жилы внутри каждого пучка объединяют.
При прогреве кабелей напряжением до 10 кВ трехфазным током необходимо следить за тем, чтобы токи не превышали значений, допустимых для этих кабелей.
Прогрев кабелей следует прекратить, если температура наружных покровов верхних витков достигает 20° С при температуре наружного воздуха минус 10° С; 30° С при температуре наружного воздуха ниже минус 10° С. Температуру измеряют термометром, который устанавливают в середине верхнего ряда витков кабеля между двумя смежными витками. Конец термометра плотно прижимают к покрову кабеля и накрывают войлоком или ватой.
При прогреве нескольких барабанов с кабелем от одного источника питания концы кабелей необходимо соединить последовательно и максимально допустимый ток выбрать по кабелю с меньшей площадью поперечного сечения жил. В случае отключения отдельных барабанов напряжение источника тока уменьшают. При прогреве переменным однофазным или постоянным током ток выбирают равным номинальному для данного сечения кабеля при прокладке на воздухе.
В случае раскатки кабеля при подключенном электропитании металлические корпуса источников питания, а также металлические экраны, оболочки и броню кабелей следует заземлить. Подогретый кабель раскатывают и прокладывают в течение не более 1 ч при температуре от 0 до —10° С; не более 40 мин при температуре от —10 до —20° С и не более 30 мин при температуре ниже —20° С. Для обеспечения этих сроков детально разрабатывают план производства работ и знакомят рабочих с характером предстоящей работы и обязанностями каждого.
Изгибы подогретого кабеля в траншее (змейка) необходимо устраивать в 2—3 раза большими по сравнению с изгибами кабелей, прокладываемых при положительной температуре. Запрещается раскатывать и прокладывать все кабели (в том числе и подогретые) при температуре окружающей среды ниже —40° С, а также раскатывать кабели при отрицательной температуре методом «петли» (сматыванием с барабана и раскладыванием петлями на земле или на полу помещения).
Для контроля за режимом прогрева и обеспечения пожарной безопасности на время прогрева должно быть установлено постоянное дежурство. Температура внутри помещений не должна превышать +40° С во избежание вытекания битумного состава из наружного покрова кабелей с покровами из пропитанной кабельной или стеклянной пряжи.
Для прогрева барабана с кабелем на открытом воздухе используют портативные подогреватели с бензиновыми двигателями. Барабан накрывают специальным брезентовым чехлом с патрубком, к которому присоединяют рукав от подогревателя. Чехол с барабана снимают только перед началом раскатки кабеля.
При сокращенных сроках прокладки кабелей следует применять прогрев кабеля электрическим током. В качестве источников питания используют сварочные трансформаторы, передвижные сварочные генераторы, а также специальные трансформаторы мощностью 15—25 кВ-А.
Прогрев кабеля на барабанах перед прокладкой должен оформляться протоколом, подписываемым производителем работ (мастером) и ответственным за прокладку кабеля.
Особенности прокладки кабелей на электрифицированных железных дорогах
Кабели с металлическими и пластмассовыми оболочками на участках с электротягой переменного тока должны прокладываться в строгом соответствии с проектом. Замена марки кабеля допускается только по согласованию с проектной организацией.
На участках с электротягой постоянного тока должны прокладываться, как правило, кабели с пластмассовыми оболочками небронированные и бронированные с наружным пластмассовым шлангом.
Работы по прокладке кабелей кабелеукладчиками на железнодорожном ходу на электрифицированных участках следует производить только при снятом напряжении в контактной сети и высоковольтной линии, подвешенной на ее опорах, или на отдельных опорах, установленных в габарите опор контактной сети, если кабелеукладчик и раскаточные платформы не оборудованы защитными устройствами, обеспечивающими безопасность электромонтажников.
Перед прокладкой кабелей их жилы, металлические оболочки и бронепокровы должны быть изолированы колпаками из термоусаживаемого материала, электроизоляционными лентами и т. п.
Следует обращать особое внимание на изоляцию концов кабелей, соединяемых внахлест и заправляемых в кассету при бестраншейной прокладке.
Прокладку кабелей на участках с электротягой переменного тока без снятия напряжения в контактной сети следует производить в диэлектрических перчатках, поверх которых должны быть одеты хлопчатобумажные рукавицы. Рукавицы должны быть короче перчаток.
Работы по прокладке кабелей должны выполняться, как правило, при отсутствии вынужденного режима работы тяговой сети, возникающего при отключении одной из смежных тяговых подстанций.
Концы кабелей, вводимых в служебно-технические здания, а также в напольные устройства СЦБ должны быть изолированы. Ввод кабелей следует выполнять в диэлектрических перчатках, поверх которых должны быть одеты хлопчатобумажные рукавицы.
При прокладке кабелей ближе 10 м от концевых опор с отсасывающими фидерами и мест их подключения к тяговой рельсовой сети, при пересечении трассы кабельной линии с подключаемыми к рельсам заземляющими проводниками комплектных трансформаторных подстанций (КТП) и автотрансформаторных пунктов (АПП), а также при расстоянии между кабелями и фундаментами металлических и железобетонных опор контактной сети и другими металлическими сооружениями, заземленными на рельсы (светофорами, светофорными мостиками, релейными шкафами и т. п.), менее 0,5 м кабель на длине 3 м в обе стороны от оси опоры, фундамента или конструкции, заземляющего проводника или места подключения отсасывающего фидера необходимо укладывать в асбестоцементных или пластмассовых трубах.
Под путями кабели следует прокладывать только в неметаллических трубах, железобетонных блоках или желобах.
Герметизация концов кабелей
Концы кабелей, находящиеся вне служебно-технических зданий и не введенные в напольное оборудование (релейные шкафы, кабельные муфты и т. п.), должны быть загерметизированы.
Герметизация концов кабелей должна производиться одним из следующих способов:
- колпаками из термоусаживаемых материалов; полиэтиленовыми или полпвинилхлоридными колпаками в сочетании с термоусаживаемыми трубками;
- полиэтиленовыми колпаками, свариваемыми с полиэтиленовыми оболочками или наружным полиэтиленовым шлангом;
- самослипающимися резиновыми электроизоляционными лентами;
-свинцовыми колпаками; запайкой конца кабеля.
Герметизация концов кабелей колпаками из термоусаживаемых материалов выполняется независимо от материала оболочки (полиэтиленовой, поливинилхлоридной, алюминиевой, свинцовой) и защитного шланга.
Разделку концов кабеля для герметизации необходимо выполнять в соответствии с требованиями настоящих Правил. При этом расстояние от обреза оболочки до концов жил должно составлять 20—25 мм. Жилы следует обрезать так, чтобы исключалась возможность их гальванической связи как между собой, так и с металлическими оболочками, экранами и бронепокровами.
На жилы следует намотать с 50%-ным перекрытием два слоя пластмассовой (полиэтиленовой или поливинилхлоридной) изоляционной ленты с заходом на 10—15 мм на оболочку кабеля.
Оболочку перед одеванием колпака следует протереть ветошью, смоченной в бензине.
При отсутствии подклеивающего слоя на внутренней поверхности колпака из термоусаживаемого материала, он наносится на поверхность оболочки .
Усадку колпака следует выполнять слабым пламенем паяльной лампы или газовой горелки или струей горячего воздуха, начиная от верха колпака в сторону открытого его конца.
Герметизация концов кабеля полиэтиленовыми или поливинилхлоридными колпаками в сочетании с термоусаживаемыми трубками выполняется независимо от материала оболочки и защитного шланга.
Колпак соединяется с оболочкой или защитным шлангом двумя ТУТ. Подготовка поверхности колпака, оболочки или защитного шланга выполняется так же, как при монтаже кабелей с применением ТУТ.
Края колпака должны перекрывать оболочку или шланг на длине 40—50 мм. Величины перекрытия поверхностей колпака и защитного шланга или оболочки термоусаживаемыми трубками должны соответствовать размерам, приведенным в табл. 10 для внутренней и наружной ТУТ.
Герметизацию концов кабелей сваркой полиэтиленовых колпаков с полиэтиленовой оболочкой или полиэтиленовым защитным шлангом необходимо производить в последовательности:
- очистить от грязи оболочку и защитный шланг, разделать конец кабеля, и изолировать жилы намоткой с 50%-ным перекрытием двух слоев пластмассовой (полиэтиленовой или поливинилхлоридной) ленты;
- зачистить ножом поверхность оболочки или защитного шланга на длине 50—60 мм, внутреннюю поверхность колпака на длине 40— 50 мм и наружную поверхность колпака со стороны открытой части на длине 20—25 мм;
- надвинуть колпак на конец кабеля так, чтобы он перекрывал оболочку или защитный шланг на длине 40—50 мм;
- края колпака на длине 20—25 мм, а также прилегающие поверхности оболочки или защитного шланга на такой же длине обмотать с 50%-ным перекрытием полиэтиленовой лентой шириной 20 мм и толщиной 0,1—0,15 мм несколькими слоями общей толщиной 1,5—2 мм; поверх полиэтиленовой ленты намотать с 50%-ным перекрытием три слоя стеклоленты шириной 20 мм;
- прогревать стеклоленту умеренным пламенем паяльной лампы или газовой горелки до тех пор, пока лента не потемнеет и через нее не выступит расплавленный полиэтилен, после охлаждения прогретого места до 50—60° С, стеклоленту следует снять. После сварки колпак должен плотно соединяться с оболочкой или шлангом бея трещин и прожогов.
Самослипающимися электроизоляционными лентами могут герметизироваться концы кабелей с металлическими и пластмассовыми оболочками или пластмассовыми защитными шлангами.
Работы по разделке и подготовке концов кабелей к герметизации должны выполняться так же, как при соединении кабелей с применением самослипающихся электроизоляционных лент. Защитный шланг, бронепокровы, оболочка обрезаются в одном уровне. Жилы обрезаются на расстоянии 20—25 мм от защитного шланга, бронепокровов, оболочки. Поверхности защитного шланга или оболочки (при наружном покрове из волокнистых материалов) на 50 мм от их обрезов следует протереть ветошью, смоченной бензином, и нанести на них и изоляцию жил кремнийорганический лак КО-916. После подсыхания лака в течение 5—10 мин следует произвести намотку с 50%-ным перекрытием двух слоев лент ЛЭТСАР ЛП или ЛЭТСАР ЛПм и трех слоев ленты ЛЭТСАР.
Герметизация концов кабелей с металлическими (алюминиевыми и свинцовыми) оболочками может производиться запайкой оболочки.
При разделке кабеля жилы следует обрезать в одном уровне с обрезом оболочки. Наружный покров необходимо удалить на длине 60—90 мм от обреза оболочки.
Оболочку залудить на длине 40—50 мм от обреза (свинцовую с применением припоя ПОССу-30-2, алюминиевую — ЦОП и ПОССу-30-2).
С помощью деревянного молотка и деревянного стержня переместить жилы внутрь кабеля так ,чтобы их концы находились от края оболочки на расстоянии 6—12 мм (в зависимости от диаметра оболочки). На оболочке кабеля параллельно его продольной оси сделать надрезы длиной 4—10 мм на расстоянии б—8 мм друг от друга. Конец кабеля зачеканить и запаять припоем ПОССу-30-2.
Углубление траншеи. Замена кабелей, проложенных в грунте
При необходимости увеличения глубины прокладки одного или нескольких кабелей, вскрывают траншею на всем протяжении кабелей, подлежащих заглублению, плюс по 4—5 м с каждого конца (в зависимости от глубины прокладки). Кабели извлекают из траншеи и кладут у ее края с соблюдением порядка укладки, имевшимся в траншее.
Допускается при наличии места для уширения траншеи следующая последовательность производства работ: вскрывают траншею на всем протяжении кабелей, подлежащих заглублению, плюс 2—3 м с каждого конца; уширяют отрытую траншею с обеспечением требуемой глубины и перекладывают кабели.
Возможна перекладка в заглубленную траншею части кабеля с последующим углублением существующей траншеи и перекладкой в нее остальных кабелей.
При замене кабеля необходимо:
- определить трассу его прокладки и разметить ее;
- раскатать кабели необходимой длины и емкости, подлежащие укладке;
- произвести разделку концов кабелей с учетом оконечной заделки (в наземных или подземных кабельных муфтах, напольном оборудовании и т.п.);
- выполнить прозвонку и маркировку жил кабелей;
- откопать заменяемый кабель у наземных или подземных кабельных муфт или напольного оборудования, отключить его жилы и изъять кабель из наземной муфты или напольного оборудования;
- демонтировать подземную муфту;
- ввести в муфту или напольное оборудование новый кабель, закрепить его и подключить жилы к зажимам или лепесткам клеммных панелей или выводам аппаратуры;
- при подземной муфте произвести монтаж муфты, соединив жилы нового и оставляемого кабелей (в зависимости от вида монтируемого оборудования и кабельной арматуры в конечных точках прокладки, монтаж подземной муфты выполняется с предварительной прозвонкой или без прозвонки жил соединяемых кабелей).
При замене кабеля проложенного в грунте, в зависимости от местных условий новый кабель может укладываться в предварительно вскрытую траншею или по поверхности земли с последующим вскрытием траншеи и укладкой в нее кабеля, либо временно подвешиваться с применением инвентарных роликов на опорах контактной сети, линии электропередачи или линии связи.
Объединение цепей различного назначения в одном кабеле
При отсутствии возможности прокладки кабелей емкостью, предусмотренной в проектной документации, по согласованию с проектной организацией и заказчиком допускается изменять емкость прокладываемых кабелей с учетом прохождения в одном кабеле цепей различного назначения при соблюдении следующих условий.
Релейные цепи фазочувствительных и тональных рельсовых цепей могут объединяться с питающими цепями рельсовых цепей или с цепями других устройств СЦБ, если частота тока релейных цепей рельсовых цепей отличается от частоты тока питающих цепей рельсовых цепей или других устройств СЦБ.
Релейные цепи систем ЦАБ и АЛСО рельсовых цепей тональной частоты могут объединяться в одном кабеле с питающими цепями рельсовых цепей, линейными цепями и цепями управления светофорами и стрелками при применении устройств контроля исправности жил кабеля, с использованием этих устройств для контроля отсутствия сообщения между релейными и питающими цепями рельсовых цепей тональной частоты.
При применении рельсовых цепей тональной частоты ТРЦЗ и ТРЦ4 в АЛСО совмещение передающих и приемных цепей в одном кабеле допускается только при небольшой (до 12 км) протяженности перегонов.
Релейные концы кодовых рельсовых цепей на протяжении не более 500 м могут прокладываться в одном кабеле парной скрутки вместе с сигнальными цепями непрерывного тока той же частоты.
Линейные цепи полуавтоматической блокировки могут прокладываться в кабелях совместно с цепями другого назначения в тех случаях, когда уровень помех на межстанционную связь не превышает допустимой величины.
Цепи стрелочных электроприводов, светофоров и приборов рельсовых цепей при строительстве и реконструкции электрических централизации крупных станций с числом поездов более 100 пар в сутки должны прокладываться для четного и нечетного направлений движения в разных кабелях; кабельные сети на двухпутных участках автоблокировки должны быть раздельными для каждого из путей с прокладкой кабелей по разные стороны путей.
Релейно-кодирующие цепи совмещаются с другими цепями в строгом соответствии с нормативными документами.
Питающие и релейные цепи рельсовых цепей постоянного тока, релейные цепи переменного тока с одноэлементными реле с другими цепями не объединяются.
Питающие и релейные цепи рельсовых цепей тональной частоты, находящиеся в разных кабелях, запрещается монтировать в одной муфте, общей для этих кабелей.
При рельсовых цепях тональной частоты ТРЦЗ на перегонах в одном кабеле допускается размещать пары передающих и приемных концов рельсовой цепи с одинаковыми несущими и модулирующими частотами сигнального тока, если длина их совместного пробега (1пр) не превышает допустимого значения
Если фактическая длина совместного пробега передающих и приемных пар превышает допустимое значение, то их следует размещать в разных кабелях. Дублирование жил кабелей запрещается.
При рельсовых цепях тональной частоты ТРЦЗ и ТРЦ4 на станциях передающие и приемные цепи должны размещаться в разных кабелях.
Длина кабеля без осуществления контроля исправности жил для ТРЦЗ должна быть не более 3 км.
Кабель для ТРЦ4 независимо от его длины, должен применяться совместно с устройством (схемой) контроля исправности жил кабелей.
Дублирование жил кабеля запрещается.
Ввод кабеля в служебно технические здания
Вводы кабелей для сигнализации и блокировки, связи и электроснабжения в посты ЭЦ, ДЦ, ГАЦ и другие служебно-технические здания с аппаратурой СЦБ должны быть запроектированы раздельными.
Места ввода кабелей должны определяться при проектировании с учетом минимальной длины прокладки внутри здания вводимых кабелей, минимального числа изгибов кабелей и удобства их обслуживания.
Для ввода кабелей в проеме фундамента или стене должны быть предусмотрены вводные блоки из асбестоцементных или бетонных труб с внутренним диаметром каналов 100 мм. Емкость вводного блока определяется проектом с учетом числа вводимых кабелей и запасных каналов.
Длина труб вводного блока должна обеспечивать доступ к их внешним концам без нарушения отмостки здания, обваловки, дренажей, водоотводных кюветов и других сооружений. Трубы вводного блока в здании должны быть проложены с уклоном 5—10°.
Каждый кабель должен подводиться к вводному блоку на уровне трубы, через которую он должен вводиться в здание.
Для укладки кабелей в помещении ввода кабелей должны быть предусмотрены специальные кронштейны, козлы и т. п. с лотками или перегородками (сплошными или несплошными).
Допускается осуществлять прокладку вводимых кабелей для сигнализации и блокировки по наклонным лоткам, уложенным между вводным блоком и стативами кроссирования, устанавливаемыми в непосредственной близости от вводного блока. Запасные петли кабелей укладываются в этом случае в кабельном приямке, устраиваемом у вводного блока с наружной стороны здания.
Размеры кабельных помещений, вводных лотков (каналов) и металлоконструкций должны учитывать возможность дополнительной прокладки кабелей в количестве 15% от числа кабелей, предусмотренных проектом (при замене и дополнительной прокладке кабелей в процессе эксплуатации и реконструкции устройств СЦБ).
При вводе кабелей для сигнализации и блокировки в служебно-техническое здание у кабелей с алюминиевой оболочкой, а также у кабелей марки СБПБ полиэтиленовый защитный шланг или волокнистые наружные покровы необходимо удалять внутри помещения на расстоянии 150—200 мм от вводного блока. При этом с бронированных кабелей, прокладываемых в помещении, необходимо удалить бронепокровы и очистить алюминиевую или пластмассовую оболочку ветошью, смоченной бензином. Защитные покровы у мест среза следует закреплять проволочными бандажами.
Кабели на конструкциях и в лотках должны быть уложены без перекрещиваний параллельно друг другу так, чтобы можно было свободно подойти к кабелям и выполнить их осмотр, а при необходимости — ремонт. Допускается укладка вводимых кабелей с однотипными оболочками в несколько ярусов (до трех).
Каналы вводных блоков с проложенными кабелями, а также резервные каналы должны быть герметизированы (например, специальными пробками, паклей и технической замазкой, термоусаживаемыми деталями и др.). Способ герметизации должен определяться проектом в зависимости от местных условий.
Прокладка кабелей в служебно- технических зданиях
Прокладку кабелей в служебно-технических зданиях следует выполнять в соответствии с входящими в состав проектной документации планов расположения аппаратуры, кабельростов, монтажных проемов между помещениями и этажами, схем и таблиц питающих кабелей, таблиц внутрипостовых кабелей и кабельных шлангов, монтажных схем пультов управления, выносных табло, стативов, питающих панелей и другого оборудования.
До начала работ в соответствии с внутрипостовой кабельной сетью необходимо подобрать кабели, наметить трассы их прокладки с учетом минимального расхода кабелей и равномерной загрузки кабельростов, подготовить необходимый инструмент, приспособления и материалы (козлы для раскатки кабеля, подмости или стремянки, бирки и др.).
Длина кабелей, подлежащих прокладке между стативами и другой аппаратурой, если она не определяется натурными обмерами, рассчитывается по чертежам (исполненным) постового здания с учетом расстояний от стативов до кабельного шкафа, подъема(спуска) кабеля в кабельном шкафу, длины прокладки через межэтажные перекрытия и расстояния от кабельного шкафа до аппаратуры в многоэтажных зданиях, а также разности ординат между конечными пунктами прокладки и расположения каналов в одноэтажных зданиях. При этом необходимо учитывать длину кабеля, необходимого для ввода, подъема или спуска к аппаратуре и прокладке жил к наиболее удаленным зажимам или лепесткам клеммных панелей.
Перед прокладкой кабелей необходимо проверить отсутствие обрыва и сообщения жил, измерить сопротивление изоляции жил, очистить кабельросты и кабельные каналы.
Радиусы изгиба прокладываемых кабелей не должны быть менее допустимых.
Кабели при неиндустриальной системе монтажа необходимо прокладывать в следующей последовательности:
- между стативами, установленными в релейной, и пультом управления, выносным табло и стативами кроссирования, установленными вне релейной;
- между стативами, находящимися в разных рядах;
- между стативами одного ряда;
- между стативами и панелями питающей установки;
- между питающей установкой и щитом выключения питания, пультом управления и выносным табло;
- между панелями питающей установки;
- между пультом управления и выносным табло;
- между секциями пульта управления и выносного табло;
- между щитом выключения питания, аккумуляторной и генераторной.
Прокладку кабелей следует начинать с первого статива первого ряда. Затем необходимо произвести прокладку кабелей со второго статива первого ряда и т. д.
При строительстве электрической централизации с индустриальной системой монтажа (ЭЦИ) для соединения релейных блоков на стойках между собой, блоков с распределительными стативами, распределительных стативов между собой, а также с релейными и кроссовыми стативами, аппаратами управления и выносными табло применяются кабельные соединители, оснащенные разъемными частями электрических соединителей.
Кабельные соединители для соединения в пределах одного ряда релейных блоков одной и разных стоек, релейных блоков и распределительного статива, а также между блоками и распределительными статнвами соседних рядов применяются типовой длины.
Для соединения релейных блоков, расположенных на блочных стойках несмежных рядов, распределительных стативов несмежных рядов, распределительных стативов с пультом управления, выносным табло, стативамн кроссирования, релейными стативами должны изготавливаться нетиповые кабельные соединители, длина которых выбирается по конкретному проекту с учетом особенностей размещения оборудования.
Нетиповые кабельные соединители могут оснащаться, как исключение с одного конца розеточной частью электрического соединителя, а с другого конца клеммной панелью ПП-20.
Кабельные соединители, как правило, должны изготавливаться на заводе, выпускающем стативы и блочные стойки.
Кабели электроснабжения устройств СЦБ (от ТП до ЩВП, от ЩВП до питающей установки, аккумуляторной и резервной электростанции и др.) следует прокладывать по отдельным от кабелей для сигнализации и блокировки и связи трассам.
Кабели питающей обвязки должны, как цравило, прокладываться по общим с другими кабелями кабельростам и в кабельных каналах отдельными пакетами на расстоянии не менее 5 см от остальных или с уменьшением этого расстояния при наличии несгораемой перегородки, или на отдельных кабельростах или в отдельных каналах).
Проложенные по кабельростам или в каналах кабели следует увязывать пакетом или послойно.
Пакетную вязку необходимо применять при наличии трех-пяти кабелей в слое при малом количестве слоев (до пяти). Большое количество кабелей в пакете необходимо увязывать послойно.
Кабели, прокладываемые вертикально по стативам и блочным стойкам, должны увязываться в пакеты или жгуты.
Кабели, прокладываемые от стативов и стоек в релейном помещении к пульту управления, табло, стативам кроссирования и питающей установке должны формироваться в отдельные пакеты.
Увязка кабелей должна производиться в соответствии с разрезами пакетов на кабельростах и в кабельных каналах в местах наибольшего количества прокладываемых кабелей.
По согласованию с заказчиком вязка кабелей может не производиться.
Кабели, ответвляющиеся на рядовые кабельросты от пакета, проложенного по магистральному кабельросту, должны находиться в нижнем слое пакета, проложенного по магистральному кабельросту. Как исключение допускается ответвление кабелей сбоку пакета.
Ответвляющиеся кабели должны располагаться крайними в слое и не перекрещиваться с неответвляющимися кабелями.
Пакеты кабелей не должны перекрещиваться. По возможности кабели в пакете следует располагать в вертикальной плоскости один над другим, обеспечивая плотное прилегание кабеля к предыдущему слою.
Кабели, проложенные по рядовым кабельростам, должны располагаться в пакете так, чтобы при ответвлении к стативам или стойкам они находились в нижнем или верхнем ряду при прокладке соответственно по верхним или нижним кабельростам.
Кабельные соединители или кабели должны формироваться в вертикальные жгуты или пакеты на стативах или стойках так, чтобы при ответвлении к нужным ножевым колодкам или клеммным панелям они находились в наружном слое жгута или пакета со стороны этих колодок или панелей. Ответвляющиеся от жгута или пакета кабельные соединители или кабели не должны перекрещиваться между собой и с другими кабелями, а также со жгутом или пакетом.
Временное крепление кабелей при прокладке должно осуществляться миткалевой или киперной лентой шириной 10—12 мм.
Постоянную вязку кабелей следует производить провощенным шпагатом диаметром 1,5 мм или нитками из синтетических волокон диаметром 0,8 мм.
Вязка жгутов кабелей может производиться пластмассовыми зубчатыми стяжными лентами и перфорированными лентами толщиной 1 мм и шириной 10 мм с кнопками.
Постоянная вязка слоя должна выполняться после полной укладки кабеля в нем.
При вязке кабелей шпагатом или нитками необходимо исключить повреждения их оболочек.
При прокладке кабелей на прямых участках расстояние между вязками должно составлять: не более 1,2 м на магистральных кабельростах; не более 0,9 м на рядовых кабельростах и в кабельных каналах.
Вязка должна накладываться в месте поворота пакета или жгута кабелей, а также в месте ответвления пакета или жгута или отдельных кабелей от пакета или жгута.
При послойной вязке каждый слой кабеля необходимо вязать отдельно. При этом первый слой связывается со вторым, второй с третьим и т. д.
Для равномерного распределения «слабины» кабеля по всей его длине, вязку каждого слоя следует производить в обе стороны от середины трассы прокладки.
При вязке весь первый (нижний) слой должен обвязываться петлей в один виток; затем кабели подвязываются друг к другу через два кабеля, начиная с первого кабеля (петля затягивается между 2 и 3, 4 и 5 и т. д. кабелями).
Второй слой кабелей укладывается на первый, обвязывается петлей в один виток, а затем кабели подвязываются друг к другу с затяжкой петли через два кабеля, начиная со второго, при этом прошивается первый слой (вязки на первом слое будут расположены по обе стороны каждого кабеля).
Вязку третьего слоя следует выполнять так же, как и первого, но с прошивкой второго слоя. При наличии четвертого слоя его следует вязать так же, как и второй слой, но с прошивкой третьего слоя.
При вязке пакетом все слои кабелей должны быть охвачены петлей, которую необходимо закрепить петельным узлом. Затем каждый слой следует прошить сначала в горизонтальном, а затем в вертикальном направлениях.
Кабели, проложенные в кабельных шкафах, выкладываются слоями на гребенках (при полном заполнении — по одному слою с каждой стороны гребенки).
При вязке слоя каждый кабель должен быть привязан к гребенке.
Весь слой обвязывается петлей, после чего шпагатом (ниткой) охватывают гребенку и, продевая шпагат (нитку) между теми же первым и вторым кабелем с одной стороны гребенки, огибают (захватывают) гребенку и продевая шпагат (нитку) между теми же кабелями, затягивают петлю. Таким же образом необходимо закрепить второй и последующий кабели.
При послойной и пакетной вязке кабелей должны использоваться иглы, изготовленные из ножовочного полотна (для прошивки первых двух слоев при послойной вязке или при вязке кабелей пакетом) или из изогнутой проволоки (при прошивке третьего и четвертого слоев при послойной вязке).
При новом строительстве и реконструкции устройств СЦБ изготовление и вязку пакетов и жгутов кабелей следует производить, как правило, в мастерских с применением специальных шаблонов и макетов.
После прокладки кабелей проемы в межэтажных перекрытиях, а также проемы для прокладки кабелей между соседними помещениями одного этажа должны быть заделаны в соответствии с проектом герметичными перегородками.
Тема 1.2.3 Механизация кабельных работ
Механизированные колонны, строящие кабельные линии, оснаще¬ны машинами для рытья траншей и укладки кабеля, бульдозерами, экс-каваторами, тракторами, бурильно-крановыми машинами, компрессо¬рами, самоходными кранами, автомобилями различных типов, передвижными электростанциями, сварочными агрегатами и другими механизмами.
Для устройства просек и подготовки трассы применяют машины и механизмы. Автомобили, тракторы, бульдозеры, транспортные тяговые механизмы при строительстве кабельных магистралей используют такие же, что и при строительстве воздушных линий передачи.
Строительство, эксплуатационно-техническое обслуживание кабельного хозяйства и ремонтно-восстановительные работы на кабельных линиях ведутся с применением разнообразных инструментов и механизмов.
Для разработки траншей и котлованов в скальном и мерзлом грунте, а также для вскрытия уличных покровов и пробивки проемов и отверстий в стенах служат пневматические инструменты. В качестве источников сжатого воздуха используют передвижные воздушно-компрессорные станции (прицепные на пневмоколесном ходу). Во время монтажа кабеля для накачки его воздухом применяют компрессорные установки.
При разработке траншей в тяжелом грунте, а также для вскрытия асфальта и булыжных мостовых пользуются пневмоотбойным молотком и бетоноломом. Для пробивки отверстий в стенах предназначены строительные пистолеты. Рубку металла, чеканку швов в металлоконструкциях, зачистку сварных швов и другие работы на строительстве устройств связи выполняют пневматическими рубильными молотками.
Бульдозеры применяют для среза и перемещения грунта, засыпки траншей, планировки и расчистки трассы от кустарника, корчевки пней, валки деревьев на трассе строительства кабельных линий связи.
Рыхлители и бульдозеры-рыхлители предназначены для работы в условиях Урала, Сибири и Севера для разработки (рыхления) мерзлых грунтов, грунтов трещиновидных скальных пород, засохшей глины, разработки взорванного скального или мерзлого грунта, корчевки пней и валки деревьев на трассе строительства кабельных линий связи.
Корчеватели применяют для корчевания пней диаметром до 30 см, очистки почвы от корней диаметром до 15 см на глубине их залегания до 50 см, валки деревьев диаметром до 30 см, расчистки трассы строительства кабельных линий связи от завалов пней, деревьев, камней и других предметов.
Траншейные роторные экскаваторы {рис. 64) прямоугольного про¬филя применяют для рытья траншей под кабели связи, трубопроводы и траншеи общестроительного назначения в грунтах до IV категории включительно и в грунтах сезонного промерзания на глубину до 0,7 м.

Рисунок 64- Роторный экскаватор
Гидравлические экскаваторы предназначены для выполнения земляных работ в небольших объемах. Рабочее оборудование экскаваторов состоит из прямой и обратной лопат. На строительстве кабельных линий связи гидравлические экскаваторы могут быть применены при копке ям под монтаж кабельных муфт, а на строительстве воздушных линий связи — ям под сложные опоры.
Самоходную машину ТКТС-2 (рис. 65) используют для рытья и засыпки траншей под кабели связи и СЦБ в междупутье на станциях. Базой машины является монтажная дрезина ДМ, на которой смонтированы рабочий орган и механизм засыпки траншей.
Взрывной пункт СВП-6 применяют при прохождении трассы кабельных и воздушных линий связи в скальных грунтах, а также в грунтах с сильным промерзанием и большим количеством валунов, где для рытья траншей под кабели и ям для установки опор обычные землеройные машины непригодны.

Рисунок 65 - Самоходная машина ТКТС-2
Рытье траншей под кабели связи, сигнализации и электропроводов в условиях, когда затруднено применение других землеройных машин, производится с помощью микротраншеекопателя. Машина при работе перемещается лебедкой, установленной на ее раме. Лебедка приводится в действие от двигателя тросом, закрепленным за анкер. Лом пневматический служит для устройства траншей под кабели связи в грунтах мерзлых, скальных и IV категории, а также для расчистки траншеи под кабель после взрывных работ. Лом приводится в действие сжатым воздухом передвижного компрессора.
Пневматический каналопроходчик (рис. 66) применяют для затягивания кабеля в канал канализации.

Рисунок 66- Пневматический каналопроходчик
Траншеезасыпщики используют для засыпки грунта в щель, образованную кабелеукладчиком, которая автоматически засыпается не полностью. Траншеезасыпщик срезает вспученный грунт и перемещает его в траншею, при этом над траншеей образуется из грунта валик высотой 0,3—0,6 м, который постепенно оседает и уплотняет грунт траншеи.
Для прокладки кабелей в грунт применяются различные типы кабелеукладчиков в зависимости от типа местности. Кабелеукладчики могут передвигаться с помощью трактора (рис. 67). Для бестраншейной прокладки кабеля в земляном полотне применяются кабелеукладчики на железнодорожном ходу (рис. 68). Кабелеукладчик для бестраншейной прокладки кабеля в талых грунтах приведен на рис. 69.

Рисунок 67 – кабелеукладчик передвигающийся с помощью трактора

Рисунок 68 – Кабелеукладчик на железнодорожном ходу

Рисунок 69- Кабелеукладчик для бестраншейной прокладки кабеля в талых грунтах
Для укладки кабеля в грунт по болотистой местности, дну рек и лесной трассе применяют кабелеукладчик с корпусом понтонного типа (рис. 70), что создает хорошие условия для его прохода по болотистой местности. Пневмоколесный ход обеспечивает надежную и скоростную транспортировку кабелеукладчика в сцепе с автомобилем.

Рисунок 70 - Кабелеукладчик с корпусом понтонного типа
При подготовке трассы, имеющей скальный или промерзший грунт, для проходки кабелеукладчика применяют пропорщики грунта или рыхлители в агрегате с бульдозерами. Указанные механизмы рыхлят траншею на заданную глубину для прохода ножа кабелеукладчика.
Во время прокладки кабеля кабелеукладчиком в месте начала укладки разрывают котлован и над котлованом устанавливают кабелеукладчик, опускают в котлован нож, заправляют кассету кабелем так, чтобы его конец выходил из кассеты, конец кабеля закрепляют в котловане. Вспомогательный нож также опускают в рабочее положение. Кабелеукладчик передвигается с помощью трактора. При его поступательном движении вспомогательный нож разрыхляет верхний слой почвы и устраняет мелкие препятствия (корни деревьев, камни и др.). За вспомогательным ножом движется основной нож, который образует в грунте узкую щель. Во время движения сматываемый с барабана кабель проходит через кассету и укладывается на дно щели.
После того как с одного барабана кабель размотан, его конец складывают с кабелем следующего барабана, плотно обматывают просмоленной лентой и, пропустив через кассету, продолжают прокладку кабеля. Для засыпки щели и образования валика над ней после прокладки кабеля применяют прицепные засыпщики.
Транспортировка барабанов с кабелем и размотка кабеля в открытую траншею с барабана на транспортере осуществляются колеснокабельным транспортером типа изображенного на рис. 71.

Рисунок 71- Колеснокабельным транспортером типа
Рытье траншей в грунтах при строительстве кабельных линий передачи выполняют различными экскаваторами: роторными, цепными и одноковшовыми.
В мерзлом грунте траншеи роют двухбаровой машиной БР. Машина имеет режущие цепи, каждое звено которых является резцедержателем.
В талом и мерзлом грунте при прокладке кабелей на станциях и перегонах траншеи роют самоходной машиной ,передвигающейся по рельсам и состоящей из многоковшового роторного цепного бара на выдвижной раме. Такая конструкция машины позволяет рыть траншеи на расстоянии 1,85...2,85 м от оси пути. Ширина отрываемой траншеи 0,3 м, а глубина, считая от уровня головки рельса, — до 1,45 м.
Разработку грунта для укладки кабельных трубопроводов выполняют скрытой бестраншейной проходкой с использованием комплексной машины типа КМ-143М2, проколочной гидравлической установки (рис. 72), а также пневмопробойников.

Рисунок 72 - Проколочная гидравлическая установка
На месте работ проколочную гидравлическую установку (см. рис. 72 ) закрепляют горизонтально у подготовленного котлована, чтобы ее про-дольная ось совпадала с осью направления продавливаемого отверстия.
Бестраншейная проходка методом прокола может также осуществляться пневмопробойниками, приводимыми в действие воздушным давлением от передвижной компрессорной станции. Этими механизмами можно выполнять подземные проходки с каналами диаметром от 150 до 250 мм на длине до 50 м.
Тема 1.2.4 Техника безопасности при выполнении кабельных работ
Требования охраны труда при погрузке, разгрузке и перемещении барабанов с кабелем
Погрузку, перевозку и выгрузку барабанов с кабелем необходимо производить под руководством ответственного за безопасное производство работ подъемными сооружениями работника в должности не ниже старшего электромеханика.
У барабанов, подготовленных к погрузке или разгрузке, должны быть исправные щеки и втулки, концы кабелей закреплены, а выступающие гвозди загнуты или удалены.
Погрузку и разгрузку барабанов с кабелем проводят, как правило, механизированным способом на ровной площадке.
Погрузку барабанов с кабелем на транспортные средства следует производить с помощью грузоподъемных механизмов, тип и грузоподъемность которых определяется весом барабана и условиями погрузки - разгрузки.
При отсутствии грузоподъемных машин и механизмов для погрузки и разгрузки барабанов с кабелем допускается применять специально сооружаемые аппарели, передвижные деревянные платформы или наклонные помосты с уклоном 1:3, а также покати в соответствии с Правилами по прокладке и монтажу кабелей устройств СЦБ .
Запрещается выгрузка барабанов с кабелем свободным скатыванием или сбрасыванием с транспортных средств на землю.
Если площадка с размещенными на ней барабанами расположена ниже уровня пола транспортного средства, погрузка и выгрузка барабанов с кабелем вручную допускается по слегам или покатям двумя работниками при массе одного места не более 80 кг. При массе места более 80 кг необходимо применять канаты или средства механизации.
Перед началом работ по погрузке и выгрузке тяжеловесных барабанов с кабелем на автотранспорт необходимо убедиться в том, что автомобиль заторможен стояночным тормозом, под задние колеса автомобиля с обеих сторон подложены специальные упоры (башмаки).
Кузов транспортного средства перед погрузкой должен быть очищен от посторонних предметов.
При транспортировании тяжеловесных барабанов с кабелем пол транспортного средства во избежание деформации следует дополнительно укрепить рядом досок толщиной не менее 50 мм, уложенных перпендикулярно основным доскам пола.
При погрузке и разгрузке запрещается:
- находиться сзади накатываемого в транспортное средство или спереди спускаемого с транспортного средства барабана, а также находиться в непосредственной близости к щекам барабана во все время накатки или спуска;
- находиться в кузове одновременно с погруженным в него барабаном во время движения транспортного средства.
Погруженный в транспортное средство барабан с кабелем должен находиться в вертикальном положении, быть тщательно закреплен растяжками и специальными клинообразными упорами, длина которых должна превышать на 30 см ширину перевозимого барабана. Упорами следует закреплять каждый транспортируемый барабан с обеих сторон.
Перевозка барабанов с кабелем в горизонтальном положении (плашмя) запрещается.
Общая масса одновременно перевозимых барабанов не должна превышать грузоподъемности транспортного средства.
Подниматься в кузов для закрепления барабана с кабелем следует после того, как он будет установлен на платформу транспортного средства.
Барабаны с кабелем разрешается грузить вручную путем перекатывания при условии, что площадка с размещенными на ней барабанами находится на одном уровне с полом транспортного средства.
Требования охраны труда при производстве земляных работ
Земляные работы в охранных зонах подземных коммуникаций (кабели электроснабжения, кабели связи, кабели СЦБ, газопроводы и другие) могут быть начаты только с письменного разрешения владельца этих коммуникаций. К разрешению должен быть приложен план (схема) с указанием размещения и глубины залегания коммуникаций. Местонахождение подземных коммуникаций должно быть обозначено соответствующими знаками или надписями как на плане (схеме), так и на месте выполнения работ. В разрешительных документах должны быть указаны условия производства работ и необходимость присутствия представителя владельца коммуникаций.
Приступать к работам по прокладке кабеля на станции следует после согласования с ДСП с предварительной записью в журнале формы ДУ-46 об оповещении о движении поездов и маневровых составов.
Приступать к работам по прокладке кабеля на перегоне следует после выяснения поездной обстановки у поездного диспетчера по имеющимся средствам связи руководителем работ.
Разработка траншей в земляном полотне железных дорог в период ливневых дождей запрещается.
Для обеспечения безопасного прохода при строительстве кабельной линии вынутый грунт следует располагать на одной стороне траншеи на расстоянии не менее 0,5 м от ее края, а материал балластного слоя - по другую сторону на расстоянии не менее 1 м от края.
При рытье траншей в междупутье и на обочине путей необходимо соблюдать размеры габарита приближения строений С. Запрещается засыпать балластом и грунтом рельсы железнодорожных путей, действующие устройства СЦБ, связи и водоотводные лотки.
При рытье траншей в слабом или влажном грунте, когда есть угроза обвала, а также под железнодорожными путями, их стенки следует надежно укрепить. В сыпучих грунтах работы можно вести без крепления, но с откосами, соответствующими углу естественного откоса грунта.
При разработке траншей вручную в случае приближения поезда работники должны заблаговременно выйти из траншеи и отойти на безопасное расстояние в соответствие с требованиями пункта Инструкции.
Разработку траншей землеройными машинами и механизмами можно производить не ближе 2 м от действующих кабелей и подземных сооружений. Применение клин-бабы и других аналогичных ударных механизмов разрешается на расстоянии не ближе 5 м от трассы действующих кабелей.
Над действующими подземными коммуникациями и на расстоянии 0,5 м от них допускается разрабатывать грунт с применением ломов, кирок, отбойных молотков и других инструментов до глубины не менее 0,3 м. Остальной слой грунта должен удаляться вручную лопатами. Перед началом раскопок кабельной линии (далее - КЛ) должно быть произведено контрольное вскрытие КЛ под надзором персонала организации - владельца КЛ.
Во избежание обвалов не следует уширять траншею за счет подкопов.
Стенки траншей следует укреплять горизонтально расположенными досками с вертикальными стояками и поперечными распорками.
В грунтах естественной влажности при отсутствии грунтовых вод и расположенных поблизости подземных сооружений рытье котлованов и траншей с вертикальными стенками без крепления разрешается на глубину не более:
1 м - в насыпных, песчаных и крупнообломочных грунтах;
1,25 м - в супесях;
1,5 м - в суглинках и глинах;
2 м - в особо плотных нескальных грунтах.
Дощатые крепления котлованов и траншей разбирать следует в направлении снизу вверх по мере обратной засыпки грунта. Количество одновременно удаляемых досок крепления по высоте должно быть не более трех, а в сыпучих и неустойчивых грунтах - не более одной. По мере удаления досок распорки переставляются, при этом существующие распорки удаляются только после установки новых.
Спуск в котлован (траншею) разрешается только по лестнице. Запрещается спускаться в вырытый землеройными машинами котлован до того, как его стенки будут укреплены, а также спускаться и вылезать из него по крепящим распоркам.
Используемый для работы инструмент следует укладывать не ближе 0,5 м от края траншеи. Режущие и колющие края инструмента не должны быть обращены в сторону траншеи или котлована. Складывать материалы и инструменты на откосе отвала земли со стороны траншеи или котлована запрещается.
Трубы, предназначенные для обустройства кабельной канализации, необходимо укладывать вдоль кабельных траншей по свободной от земли бровке под некоторым углом к оси траншеи так, чтобы они не могли скатиться и упасть в траншею.
Перемещение, установка и работы строительных машин и автотранспорта, размещение лебедок, оборудования, материалов вблизи выемок (котлованов, траншей, канав) с неукрепленными откосами разрешается только за пределами призмы обрушения грунта на расстоянии, установленном проектом производства работ.
В случае обнаружения во время производства земляных работ не отмеченных на планах и схемах кабелей, трубопроводов, не известных ранее коммуникаций необходимо остановить работы и поставить об этом в известность руководителя работ.
Обнаруженные при рытье траншей существующие кабели необходимо защищать деревянными коробами, а существующие кабельные муфты укреплять на прочной доске, подвешенной при помощи проволоки или троса к перекинутым через траншею брусьям.
Запрещается использовать для подвешивания кабелей соседние кабели, трубопроводы.
Требования охраны труда при прокладке, перекладке кабелей
Запрещается перемещение барабанов с кабелем (в том числе порожних) качением по междупутью и между рельсами железнодорожного пути, а также перемещение волоком или качением по головкам рельсов. Допускается использование съемных подвижных единиц при условии не превышения допустимого для них веса и соблюдения технологии транспортировки.
Перекатывать барабан с кабелем следует при наличии сопровождающего, который в случае необходимости мог бы подложить под его щеки специальную подкладку и остановить самопроизвольное движение барабана. При перекатывании барабанов с кабелем необходимо следить за тем, чтобы направление вращения барабана совпадало с направлением стрелки на щеке барабана.
Снятые доски обшивки барабана следует укладывать в стороне от места работ остриями гвоздей, оставшихся в досках, вниз.
Козлы - домкраты, на которых устанавливается барабан с кабелем, должны стоять твердо, не качаясь, во время вращения барабана. Ось барабана должна находиться в горизонтальном положении.
При ручной прокладке кабеля работать следует в защитных рукавицах или перчатках.
При переноске кабеля на плечах или на руках все работники должны находиться по одну сторону от кабеля.
При прокладке кабеля работникам не разрешается стоять внутри углов поворота, а также поддерживать кабель вручную на поворотах трассы. Для этой цели следует устанавливать угловые ролики.
Перекладывать действующие кабели и переносить муфты следует только после отключения кабеля.
В исключительных случаях допускается перекладывание кабелей, находящихся под напряжением, при выполнении следующих условий:
- температура окружающей среды при выполнении работ по перекладке кабеля должна быть не ниже 5 °C;
- муфты на перекладываемом участке кабеля должны быть жестко укреплены хомутами на досках;
- работать следует в диэлектрических перчатках, поверх которых должны быть надеты рукавицы для защиты диэлектрических перчаток от механических повреждений;
- работу должны выполнять работники, имеющие опыт прокладки кабеля, под надзором производителя работ, имеющего группу по электробезопасности не ниже IV в электроустановках напряжением до 1000 В.
При штроблении и пробивке отверстий для прокладки кабеля в бетонных или кирпичных стенах следует пользоваться рукавицами, комбинированными и защитными очками.
При штроблении и пробивке сквозных отверстий в кирпичных и бетонных стенах опасная зона, установленная проектной документацией, должна быть ограждена с обеих сторон стены. При этом необходимо следить за тем, чтобы не повредить инструментом скрытую в стене электропроводку и не подвергнуться поражению электрическим током. Для исключения этой ситуации необходимо перед началом производства работ выяснить у эксплуатирующей организации наличия электропроводки в зоне работ или проверить место производства работ специализированным прибором для отыскания скрытой проводки.
При прокладке кабелей внутри помещений через проемы в стенах работники должны находиться по обе стороны стены и перемещать кабель по команде старшего электромеханика (производителя работ).
Работать с кабелем, расположенным рядом с другими кабелями, необходимо так, чтобы не повредить эти кабели. В любом случае следует считать находящимся под напряжением любой неизвестный кабель в зоне работ и принимать соответствующие меры безопасности. До получения извещения о снятии напряжения приступать к работам запрещается.
Кабели, раскатываемые с движущихся транспортных средств (раскаточных платформ на железнодорожном ходу, дрезин, кабельных транспортеров), должны приниматься работником, идущим сзади или сбоку движущегося транспортного средства. Каждый работник должен принимать не более одного кабеля. Кабели следует укладывать по возможности ближе к траншее либо в траншею так, чтобы не затруднять их перенос.
При получении сигнала о приближении поезда работникам следует опустить кабель на землю, а самим отойти на безопасное расстояние.
Требования охраны труда при прокладке кабелей кабелеукладчиком
Прокладка кабелей кабелеукладчиком разрешается на участках, не имеющих подземных сооружений и коммуникаций.
Бестраншейную прокладку кабелей в земляном полотне железных дорог следует производить только после полного оттаивания грунта земляного полотна.
В период ливневых или продолжительных дождей бестраншейная прокладка кабелей в земляном полотне запрещается.
Перед началом работы необходимо осмотреть основные элементы кабелеукладочного агрегата и убедиться в их исправности. При обнаружении неисправностей работать на кабелеукладчике и тракторе запрещается.
При буксировке кабелеукладчика через болота или водные преграды нахождение на нем людей запрещается.
На кабелеукладчике разрешается стоять или сидеть только на специально предназначенных для этого площадках или сиденьях. Для проверки исправности и соединения концов кабеля разрешается заходить на заднюю рабочую площадку кабелеукладчика во время остановки и только с разрешения работника, руководящего прокладкой кабеля.
Работники, находящиеся на рабочих площадках кабелеукладчика и раскаточной платформы, должны следить за состоянием кабеля, тормозить барабаны и, в случае необходимости, подавать сигнал руководителю работ и машинисту о необходимости торможения или остановки поезда. Работники, наблюдающие за прокладкой кабеля, должны следовать на расстоянии не менее трех метров от ножа кабелеукладчика.
Во время движения кабелеукладчика запрещается сходить и садиться на него, а также переходить с кабелеукладчика на трактор или раскаточную платформу.
Устранение неправильной смотки кабеля с барабана и неправильного входа кабеля в кабеленаправляющее устройство можно производить только после полной остановки кабелеукладчика.
Вылет ножа кабелеукладчика на железнодорожном ходу необходимо устанавливать в соответствии с расстоянием от трассы прокладки кабелей до оси железнодорожного пути. Нож следует заглублять в грунт плавно, одновременно с движением кабелеукладчика.
Нож кабелеукладчика при заглублении в грунт и подъеме из него должен перемещаться в плоскости, параллельной продольной оси платформы и перпендикулярной плоскости обочины.
Подъем ножа из грунта при нахождении кабеля в кассете следует выполнять после остановки кабелеукладчика, откопки кабеля на длину 1,5 - 2 м и извлечения его из кассеты.
Требования охраны труда при прокладке кабелей на электрифицированных участках железных дорог
На электрифицированных участках железных дорог работы по прокладке кабелей кабелеукладчиками на железнодорожном ходу следует производить только при снятом напряжении контактной сети и высоковольтной линии, подвешенной на ее опорах, если кабелеукладчики и раскаточные платформы не оборудованы защитными устройствами, обеспечивающими безопасность работников.
Ответственный руководитель работ обязан дать письменную заявку в адрес начальника дистанции электроснабжения (далее - ЭЧ) на снятие напряжения в контактной сети.
Персоналу кабелеукладчика запрещается самому или посредством применяемых приспособлений и инструмента приближаться к контактной сети и другим проводам, находящимся под напряжением, ближе 2 м. При необходимости приблизиться к проводам ближе 2 м напряжение с них должно быть снято работником ЭЧ и указанные провода должны быть заземлены.
Проводить работы по укладке кабеля необходимо под наблюдением представителя ЭЧ, который осуществляет контроль за отсоединением заземления опор контактной сети от рельсов (если такое отсоединение требуется условиями укладки кабеля).
Перед прокладкой кабелей их жилы, металлические оболочки и бронепокровы должны быть изолированы колпаками из термоусаживаемого материала, электроизоляционными лентами и другими изолирующими материалами во избежание травмирования работников.
Концы кабелей, соединяемые внахлест и заправляемые в кассету при бестраншейной прокладке, также должны быть изолированы.
Прокладку кабелей на участках с электротягой переменного тока без снятия напряжения в контактной сети, ввод кабелей в служебно-технические здания следует проводить в диэлектрических перчатках, поверх которых должны быть надеты хлопчатобумажные рукавицы. Рукавицы должны быть короче перчаток.
Концы кабелей, вводимых в служебно-технические здания, а также в напольные устройства СЦБ, должны быть изолированы.
При ремонте и монтаже кабелей на участках с электротягой переменного тока и вблизи линий электропередачи переменного тока необходимо соблюдать следующие требования:
- все работы должны выполняться не менее чем двумя работниками, один из которых назначается ответственным за выполнение работ и соблюдение правил безопасности. Он также обязан до начала работ проверить наличие и исправность средств защиты, приспособлений и инструмента;
- откопку кабеля и разработку котлована для монтажа и ремонта муфт следует производить только лопатами.
При монтаже бронированных кабелей с металлическими оболочками необходимо:
- на оболочках закрепить заземляющие хомуты;
- к бронепокровам припаять в соответствии с требованиями Правил по прокладке и монтажу кабелей устройств СЦБ провода с медными токопроводящими жилами;
- зачистить концы соединяемых жил кабелей;
- установить на соединяемых жилах у обрезов оболочек заземляющие зажимы или подключить к токопроводящим жилам, подлежащим соединению, зажим типа "крокодил";
- присоединить к зажимам заземляющих хомутов провода, идущие от бронепокровов и заземляющих зажимов;
- проверить наличие электрической связи между токопроводящими жилами, заземляющими зажимами, оболочками и бронепокровами; подключить к заземляющим хомутам провода от выравнивающей сетки (в случае применения метода выравнивания потенциалов) или соединить проводником заземляющие хомуты между собой (в случае применения метода изоляции от земли).
Указанные работы следует выполнять в диэлектрических перчатках. Работы по соединению жил с установленными заземляющими зажимами могут выполняться без диэлектрических перчаток.
Монтаж сигнально-блокировочных кабелей бронированных и с алюминиевыми оболочками в релейных шкафах следует производить с применением метода выравнивания потенциалов. Работник, выполняющий монтаж, должен находиться на выравнивающей сетке.
Поверхность грунта под сеткой и вблизи нее должна быть покрыта слоем материала с низкой электропроводностью толщиной 10 - 15 см (например, щебня, укладываемого при устройстве площадки у релейного шкафа). Допускается также покрытие грунта изолирующим материалом (резиновые диэлектрические ковры, диэлектрические пластмассовые пленки и другие).
При заземлении корпуса шкафа на рельсы или через среднюю точку путевого дроссель-трансформатора, заземляющие проводники следует от корпуса отключить и соединить провода от выравнивающей сетки с корпусом шкафа, заземляющими хомутами и зажимами. При выполнении указанных требований монтаж кабелей разрешается производить без диэлектрических перчаток.
При монтаже в служебно-технических зданиях кабелей, вводимых с "поля", необходимо устанавливать на металлическую оболочку заземляющие хомуты, а на жилы - заземляющие зажимы и соединять их со стационарным защитным заземлением. При выполнении перечисленных требований монтаж кабелей разрешается производить без диэлектрических перчаток.
Требования охраны труда при работе на кабельных линиях в подземных сооружениях
Работы в подземных кабельных сооружениях, а также осмотр со спуском в них, должны выполняться по наряду не менее, чем тремя работниками. Производитель работ должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV в соответствии с Правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок .
Осмотр коллекторов и туннелей, не относящихся к числу газоопасных, разрешено проводить по распоряжению одним работником, имеющим группу III, при наличии устойчивой связи (радиостанция, телефон) с применением предохранительного пояса со страховочным канатом. Предохранительный пояс должен иметь наплечные ремни, пересекающиеся со стороны спины, с кольцом на пересечении для крепления каната. Другой конец каната должен держать один из страхующих работников.
С момента спуска работника в колодец и до выхода из него страхующие работники должны безотлучно находиться у люка колодца. Работник, находящийся у люка колодца, должен держать страховочный канат в руках и следить за состоянием спустившегося в колодец работника, а также за тем, чтобы страховочные канаты и веревки не запутались, не зацепились и их концы не упали в колодец.
При первых признаках плохого самочувствия работника, спустившегося в колодец, работники, находящиеся наверху, должны помочь ему выбраться или извлечь его из колодца при помощи страховочного каната и оказать ему первую помощь.
У открытого люка колодца следует установить предупреждающий знак и сделать ограждение.
При плохой видимости дополнительно должны быть установлены световые сигналы.
До начала работы члены бригады должны быть ознакомлены с планом эвакуации из подземного сооружения в случае непредвиденных обстоятельств.
Перед началом работы в коллекторах и тоннелях, оборудованных приточно-вытяжной вентиляцией, последняя должна быть приведена в действие на срок, определяемый в соответствии с местными условиями. Отсутствие газа в этом случае допускается не проверять.
В колодцах, коллекторах и тоннелях, не имеющих приточно-вытяжной вентиляции, перед началом осмотра или работы необходимо проверять отсутствие горючих и вредных газов. Проверку должны проводить специально обученные работники с использованием газоанализаторов.
Запрещается проверка отсутствия газов с помощью открытого огня.
До начала работы колодец, в котором будет производиться работа, и соседние с ним колодцы, по одному с каждой стороны, должны быть провентилированы независимо от того, есть в колодце газ или нет.
Естественная вентиляция создается открыванием не менее двух люков с установкой около них специальных козырьков, направляющих воздушные потоки. Перед началом работы продолжительность естественной вентиляции должна составлять не менее 20 минут.
Принудительная вентиляция обеспечивается вентилятором или компрессором в течение 10 - 15 минут для полного обмена воздуха в подземном сооружении посредством рукава, опускаемого вниз и не достигающего дна на 0,25 м.
Не разрешается применять для вентиляции баллоны со сжатыми газами.
В случае появления газа работу в колодцах, коллекторах и тоннелях следует прекратить, работников вывести из опасной зоны, сообщить об этом ответственному руководителю работ. До выявления источника загазованности и его устранения работы производить запрещается.
Если в колодце опасные газы не были обнаружены, то вентилирование в процессе работы следует производить не реже 3 - 4 раз за смену. Если в колодце был обнаружен газ, то вентилировать колодец следует до тех пор, пока не будет установлено, что опасные газы отсутствуют.
Если естественная или принудительная вентиляция не обеспечивают полное удаление вредных веществ, спуск в подземное сооружение допускается только с применением изолирующих органы дыхания средств, в том числе с использованием шлангового противогаза.При открывании колодцев (второй крышки) необходимо применять инструмент, не дающий искрообразования, а также избегать ударов крышки о горловину люка.
В зимнее время, если требуется снять примерзшую крышку люка, допускается применение горячей воды, горячего песка или негашеной извести.
Спускаться в колодцы и котлованы следует только по надежно установленным лестницам.
Материалы в колодцы следует подавать:
- кирпич - по желобам, сделанным из двух досок;
- цементный раствор и воду - ведрами. Ведра в колодцы следует опускать на веревке. Брать ведро разрешается лишь тогда, когда оно будет находиться на дне колодца.
Запрещается:
- открывать колодцы и спускаться в них без разрешения ответственного руководителя работ;
- находиться в колодце во время установки на стенки колодца железобетонного перекрытия (целого или сборного).
Разжигать паяльные лампы, устанавливать баллоны с пропан - бутаном, разогревать мастику и припой можно только вне колодца. Опускать в колодец расплавленный припой и разогретую мастику следует в специальных ковшах и закрытых сосудах, подвешенных с помощью карабина к металлическому тросу.
При работах, связанных с использованием огня, должны применяться щитки из огнеупорного материала, ограничивающие распространение пламени. Наготове должна быть асбестовая ткань для тушения пожара.
После окончания работ баллоны с газом должны быть удалены, а колодец проветрен.
Запрещается курить в колодцах, коллекторах и тоннелях, а также на расстоянии менее 5 м от открытых люков.
При работах, выполняемых в колодцах или траншеях полулежа, сидя или на коленях, необходимо применять подстилку из войлока или другого подобного материала.
Для освещения рабочих мест в колодцах и тоннелях должны применяться светильники напряжением 12 В или аккумуляторные фонари во взрывозащищенном исполнении. Трансформатор для светильников напряжением 12 В должен располагаться вне колодца или тоннеля.
Все работы по затягиванию кабеля в кабельную канализацию следует выполнять в рукавицах.
Затягивать кабель следует, как правило, механизированным способом. Прокладку кабелей емкостью до 100 пар жил при небольших пролетах допускается выполнять вручную.
При затягивании кабелей в трубопроводы механизированным способом должны использоваться специальные кабельные лебедки, обеспечивающие отключение привода или проскальзывание тягового троса при превышении максимальной для данной марки кабеля величины тягового усилия.
Перед протягиванием кабеля в кабельной канализации необходимо установить ручную лебедку у горловины колодца и надежно ее закрепить, проверить исправность тросов и при необходимости их смазать.
При затягивании кабеля запрещается находиться у изгибов троса и прикасаться голыми руками к движущемуся кабелю или тросу.
При затягивании кабеля прямо с кабельного транспортера под его колеса необходимо подложить упоры (брусья).
Требования охраны труда при выполнении работ с применением кабельных масс при монтаже кабеля
Кабельную массу для заливки муфт следует разогревать в специальной металлической посуде с крышкой и носиком. Запрещается разогревать невскрытые банки с кабельной массой.
При разогревании кабельную массу необходимо перемешивать металлической мешалкой. Мешалка перед применением должна быть подогрета. Попадание влаги в горячую массу недопустимо.
Измерять температуру разогреваемой кабельной массы следует техническим термометром или пирометром.
Производить разогрев кабельной массы следует на расстоянии не менее 2 м от люка колодца или от котлована.
Подготовку, разогрев и снятие с жаровни посуды с кабельной массой следует производить в спецодежде, брезентовых рукавицах и защитных очках.
При воспламенении разогреваемой кабельной массы следует немедленно прекратить ее разогревание (выключить нагреватель) и закрыть сосуд крышкой. Разлитую воспламенившуюся кабельную массу следует тушить углекислотным огнетушителем, сухим песком или асбестовой тканью. Запрещается тушить воспламенившуюся кабельную массу водой.
Переносить сосуды с разогретой кабельной массой следует в брезентовых рукавицах и защитных очках. Рукава одежды следует завязывать у запястья поверх рукавиц или применять рукавицы длиной до локтя. Опускать посуду с разогретой кабельной массой в котлован (или подавать ее наверх) следует в ведре. Посуду с кабельной массой можно извлечь только после того, как ведро будет опущено на дно котлована, колодца. Передавать посуду с разогретой кабельной массой из рук в руки запрещается.
Заливать муфту кабельной массой следует на месте ее установки. При этом электромонтер/электромеханик должен быть в брезентовых рукавицах и защитных очках.
Перемещать муфту, залитую расплавленной кабельной массой, запрещается.
Во избежание разбрызгивания горячей кабельной массы корпуса подлежащих заливке коробок, кабельных ящиков, боксов, чугунные муфты, а также противни, куда собирается стекающая масса, следует предварительно высушить.
Монтаж подземных кабельных муфт с применением термоусадочных изделий - трубок (далее - ТУТ) должен выполняться с применением комплектов материалов и изделий, поставляемых предприятием-изготовителем вместе с муфтами.
При выполнения работ по монтажу поземных кабельных муфт с применением ТУТ следует использовать паяльные лампы.
По окончании монтажа муфту следует оставить в неподвижном состоянии до полного остывания усаженной трубки ТУТ до температуры окружающего воздуха. Запрещается применять для ускорения охлаждения муфты воду, снег, мокрую ветошь и т.п.
Разделку кабелей, пропайку жил, герметизацию вводов кабелей в муфту следует производить при температуре окружающего воздуха не ниже плюс 5 °C. При температуре ниже плюс 5 °C следует обеспечить обогрев рабочей зоны в течение всего периода монтажа.
При выполнения работ по монтажу кабелей с водоблокирующими материалами в условиях плохой погоды, когда атмосферная влага может воздействовать на водоблокирующие элементы сращиваемых кабелей, над местом работ необходимо установить палатку (тент).
Требования охраны труда при работе с полиуретановой композицией и компонентами, ее составляющими
При работе с полиуретановыми и эпоксидными композициями и их компонентами следует соблюдать требования безопасности, указанные в технической документации, принимая во внимание, что композиции и их компоненты могут выделять вредные пары, легко воспламеняться, инициировать аллергическую реакцию, а при попадании на кожу - вызывать раздражение и ожоги.
К работе с полиизоцианатом (далее - ПИЦ) не должны допускаться работники, обладающие повышенной чувствительностью к ним.
При работе с ПИЦ следует применять СИЗ органов дыхания (респираторы), защитные очки, резиновые перчатки, хлопчатобумажные халаты.
Для защиты спецодежды от загрязнения полиуретановой композицией и ее компонентами следует надевать нарукавники, фартуки из пленочных пластмассовых материалов. Руки следует защищать рукавицами, резиновыми перчатками, соответствующими защитными пастами и мазями.
Работы с применением полиуретановых композиций допускается выполнять на открытом воздухе без устройства дополнительной вентиляции. Рабочее место должно располагаться с наветренной стороны.
При расположении рабочего места в производственном помещении необходимо включать устройство приточно-вытяжной вентиляции с восьмикратным воздухообменом помещения.
Полиуретановую композицию следует приготовлять и расфасовывать в специальном помещении, оборудованном вытяжным шкафом и нагревательными приборами, водоснабжением.
В помещении, где производятся работы, запрещается курить, хранить продукты, принимать пищу, хранить чистую одежду.
Приемку и хранение эпоксидных и полиуретановых композиций и их компонентов следует производить в соответствии с требованиями, указанными в стандартах и технических условиях, с соблюдением правил пожарной безопасности.
Не допускается применять для приготовления клеящего состава полиуретановые композиции и их компоненты, не имеющие паспорта и поставляемые в непредусмотренной технической документацией упаковке.
Эпоксидные и полиуретановые композиции и их компоненты следует хранить в расфасованном виде в закрытых емкостях или тюбиках.
Расфасовку ПИЦ необходимо выполнять в вытяжном шкафу со скоростью отсоса в сечении этого шкафа не менее 1 м/с.
При проливе ПИЦ следует засыпать пролитый продукт песком и залить дегазирующим раствором, после чего все собрать в специально предназначенную тару и вынести в специально отведенное место.
Требования охраны труда при монтаже и ремонте кабелей сигнализации и блокировки с гидрофобным заполнением
Очистители, применяемые для удаления гидрофоба с оболочек кабеля и для смывания загрязнений с рук, инструментов, приспособлений должны иметь паспорта (сертификаты). Использование очистителей без паспортов (сертификатов) запрещается.
Запрещается выполнять работы с использованием нефраса С 50/170 или С 150/200 для удаления гидрофобного заполнителя в помещении, не оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией.
Все отходы кабелей и ветоши с остатками гидрофобного заполнения и очистителей должны собираться в специально предназначенную для этого тару и утилизироваться в установленном порядке.
Тема 1.3 Волоконно-оптические каналы передачи сигналов
Тема 1.3.1 Волоконно-оптические линии передачи. Структура
На железных дорогах различных стран мира средства волоконнооптической связи применяются с 1985 г. В настоящее время можно выделить четыре области, связанные с их использованием на железнодорожном транспорте: волоконно-оптические линии связи (ВОЛС); локальные вычислительные оптические сети (ЛВОС); системы видеонаблюдения; волоконно-оптические преобразователи (ВОП).
Общим для них является применение электронно-оптических и оптоэлектронных преобразователей и оптических волокон. По сравнению с медными жилами кабелей связи оптические волокна и кабели обладают следующими преимуществами:
- большой пропускной способностью;
- защищенностью от внешних электромагнитных воздействий; отсутствием взаимных влияний между сигналами, передаваемыми по различным оптическим волокнам;
- малыми потерями энергии сигнала при его распространении; электрической безопасностью;
- экономичностью;
- высокой степенью защищенности от несанкционированного доступа;
- небольшой массой и габаритами.
Кроме того, использование волоконно-оптических кабелей (ВОК) способствует экономии дефицитных цветных металлов, таких, как медь и свинец. Однако у ВОЛС есть и недостатки: например, высокая стоимость оптического интерфейсного оборудования.
Многолетний опыт эксплуатации этой линии, оборудованной ВОСП плезиохронной цифровой иерархии (PDH), и других отечественных и зарубежных ВОЛС позволил оценить трудности и преимущества при-менения новых средств связи, целесообразность и эффективность создания железнодорожных ВОЛС.
Так, несмотря на большую стоимость и сложность в монтаже, перспективными для железнодорожного транспорта являются одно-модовые ВОК, обладающие практически неограниченными возмож-ностями в увеличении пропускной способности ВОЛС, оборудуемых ВОСП синхронной цифровой иерархии (SDH). Использование многомодовых ВОК в основном ограничено местными и внутриобъектовыми сетями.
При строительстве ВОЛС на каждом конкретном направлении, участке железных дорог, осуществляется выбор типа ВОК, его конструктивных и оптических характеристик с учетом способа прокладки (подвески), технологии выполнения аварийно-восстановительных работ, варианта технического обслуживания сети связи, цены простоя линейного тракта, требуемого значения коэффициента готовности ВОЛС, территориального распределения потребителей услуг в районе прохождения трассы ВОЛС и величины передаваемого трафика. На электрифицированных участках железных дорог используются ВОК без металлических элементов в конструкции, не требующие применения специальных мер защиты от опасных электромагнитных влияний со стороны контактной сети переменного тока и грозовых разрядов.
В МПС имеется опыт проектирования и реализации различных способов прокладки-подвески ВОК на различных участках: непосредственно в грунт, в полиэтиленовом трубопроводе, в кабельном желобе, подвеска самонесущего кабеля на опорах контактной сети или высоковольтных линий автоблокировки.
Из перечисленных способов в настоящее время наиболее широко применяется подвеска на опорах контактных сетей электрифицированных железных дорог. Это позволяет сократить сроки строительства по сравнению с традиционными способами прокладки кабеля в грунт.
Вместе с тем считается, что риск механического повреждения для воздушных кабелей выше, чем для кабелей, проложенных под землей. Поэтому там, где позволяет трасса, целесообразно применять подземные варианты прокладки.
Полиэтиленовый трубопровод надежно защищает ВОК от механических повреждений и грызунов. Диаметр трубопровода достаточен для затягивания в него нескольких ВОК. Этот способ прокладки лишен недостатков подвески, допускает применение кабелеукладчиков.
Локальные вычислительные оптические сети (ЛВОС). Локальные сети получили в последние годы широкое распространение во всех службах, подразделениях железнодорожного транспорта в связи с интенсивным внедрением компьютеров, созданием автоматизированных рабочих мест и распределенных информационных систем.
Главная цель создания локальных сетей — повышение производительности труда за счет автоматизации всех форм деятельности работников железнодорожного транспорта.
Локальные сети относятся к классу распределенных систем обработки данных, объединяющих вычислительно-информационные средства отдельных подразделений, предприятий, информационно-вычислительных центров дистанций и др., сосредоточенных на ограниченной территории.
Локальные сети строятся на базе общей передающей среды, через которую происходит обмен информацией между абонентами.
В большинстве существующих на железных дорогах локальных сетей в качестве передающей среды используются симметричные кабели связи (категории 3-5) или коаксиальные кабели, обеспечивающие скорость передачи информации 10... 100 Мбит/с. При скоростях передачи выше 100 Мбит/с становится целесообразным использование ВОК и переход к ЛВОС. Потребность в таких сетях возникает в местах обработки и хранения больших потоков информации, таких как главный вычислительный центр МПС и дорожные информационно-вычислительные центры. С созданием высокоскоростных железнодорожных магистралей ЛВОС целесообразно оборудовать высокоскоростные пассажирские поезда.
Локальные вычислительные оптические сети являются удачным итогом синтеза наиболее передовых информационных технологий, поэтому новые перспективные сети целесообразно разрабатывать с применением волоконной оптики.
С ВОЛС локальные вычислительные оптические сети роднит одинаковая передающая среда, но существенное отличие состоит в масштабах, степени разветвленности и количестве оконечных устройств, что не позволяет механически переносить в ЛВОС применяемые на ВОЛС технические или иные решения.
Системы видеонаблюдения. В последние годы на железных дорогах постоянно ужесточаются требования, предъявляемые к надежности, безопасности и экономичности пассажирских и грузовых перевозок. Видеонаблюдение является одним из важнейших и рациональных способов удовлетворения этих требований.
Система видеонаблюдения включает три основных компонента: передающие видеокамеры, средства передачи видеосигналов и телевизионные мониторы, на которых можно наблюдать контролируемые объекты.
Видеосигналы могут передаваться по отдельным волокнам ВОЛС или в общем цифровом потоке цифровой волоконно-оптической системы передачи. Выбор одного из этих способов передачи информации зависит от удаленности контролируемого объекта.
При построении видеосистем с расстоянием передачи видеосигналов в пределах до 100 км целесообразно использовать отдельные волокна, в которых передачи видеосигналов реализуются технически проще и несколько дешевле, чем при использовании оборудования цифровых сетей связи. Одно оптическое волокно может быть использовано для передачи нескольких видеоканалов или видеоканала и сигналов от различных датчиков, установленных на объекте. При расстояниях больше 100 км целесообразно использовать возможности цифровой волоконно-оптической сети связи.
Для целей видеонаблюдения на железнодорожном транспорте в большинстве случаев требуется передача видеосигналов от объектов на расстояния, не превышающие 100 км. Такими объектами могут быть мосты, тоннели, сортировочные горки, терминалы и др. В этом случае комплекс оборудования системы видеонаблюдения должен отвечать требованиям, предъявляемым к линиям специального назначения. Для передачи видеоинформации по таким линиям не требуется предварительной обработки данных в стандартных форматах, как не требуется и специальных мер по синхронизации приемного и передающего оборудования.
Набор аппаратных компонентов системы видеонаблюдения в общем виде представлен на рисунке 73. Передающие видеокамеры черно белого или цветного изображения передают видеосигнал на передающее оборудование: мультиплексор с функциями выделения каналов (при работе нескольких видеокамер) и электронно-оптический преобразователь, обеспечивающий преобразование электрического сигнала в оптический. В зависимости от типа оптического волокна и расстояния до контролируемого объекта в качестве источника оптического излучения может использоваться светоизлучающий диод или лазер.
На посту управления устанавливается приемное оборудование — демультиплексор, видеоматричный переключатель, устройство для ввода текста и мониторы. Видеоматричный переключатель обеспечивает выбор любого из всех доступных видеосигналов, а устройство для ввода текста позволяет накладывать на видеосигнал текстовые пояснения, помогающие правильно оценить изображение.
Волоконно-оптические преобразователи (ВОП).
Волоконно-оптические преобразователи достаточно широко внедряются на зарубежных железных дорогах в последнее десятилетие.

1 — передающий полукомплект видеоматричным переключателем и устройством ввода текста; t*— передающий полукомплект с функцией выделения каналов;
2 — приемный полукомплект
Рисунок 73 - Основные компоненты системы видеонаблюдения
На их основе создаются различные типы датчиков контроля и регистрации физических воздействий (давления, температуры, механических напряжений, электрического и магнитного полей и др.), а также системы датчиков контроля и регистрации многих, одновременно действующих, однородных и неоднородных величин. Такими датчиками оборудуется подвижной состав (электровозы, высокоскоростные поезда), горки, терминальные площадки, тоннели, мосты, приборы неразрушающего контроля и др. Область их применения на транспорте постоянно расширяется. Это связано с рядом преимуществ, присущих ВОП, и общей концепцией интеграции различных средств волоконно-оптической связи на основе ВОЛС и ЛВОС.
Очевидным преимуществом ВОП по сравнению с другими типами преобразователей является отсутствие электрического потенциала, что устраняет проблемы электромагнитной совместимости и безопасности. Оптическое волокно является чувствительным элементом ВОП и представляет собой низкоинерционный датчик, различные физические воздействия на который вызывают изменения параметров оптической волны: интенсивности, фазы, поляризации, длины волны и спектрального уплотнения.
Высокая разрешающая способность ВОП, относительная простота, низкая стоимость и универсальность способствуют их внедрению на железнодорожном транспорте, особенно при создании цифровых волоконно-оптических сетей связи.
С помощью нескольких интерфейсов ВОП могут взаимодействовать с цифровыми системами передачи информации и обеспечивают простоту мультиплексирования, демультиплексирования оптических сигналов. Это позволяет осуществлять централизованный сбор информации о состоянии объектов, создавать интегральные системы видеонаблюдения, контроля и регистрации параметров удаленных объектов, устройств и систем, работающих по волокнам ЛВОС и ВОЛС.
Различают два типа ВОП: с внешней и внутренней модуляцией параметров светового потока.
Принцип действия первых основан на том, что в оптическое волокно введена нерегулярность в виде разрыва, в результате чего световой поток, покидающий ОВ, модулируется в пространстве вне его, а затем собирается и отводится этим же или другим ОВ. Изменения параметров самого ОВ не происходит.
ВОП второго типа основаны на том, что измеряемая величина через физическое воздействие на ОВ приводит к изменению его оптических параметров. Этот тип ВОП наиболее часто используется в зарубежных железнодорожных системах и устройствах. В них применяются как одномодовые (с реализацией задержки фазы излучений и фазовых эффектов), так и многомодовые ОВ с реализацией изменения интенсивности потока излучения. По этому признаку ВОП делятся на преобразователи с модуляцией фазы и с модуляцией интенсивности. Оба типа ВОП обладают высокой чувствительностью и достаточно широким диапазоном измеряемых воздействий.
Среди них выделяются преобразователи на микроизгибах, имеющие простую конструкцию, высокую чувствительность и низкую стоимость. Этот тип преобразователей широко используется на железных дорогах Японии, Германии, Франции. Структурная схема такого преобразователя показана на рисунок 74. Чувствительным оптическим элементом в нем является отрезок ОВ, зажатый между двумя профилированными пластинами. Внешнее физическое воздействие (давление, температура, ускорение, магнитное и электрическое поле) преобразуется в силу, которая прижимает верхнюю пластину к ниж¬ней и деформирует ОВ. В результате входное излучение от лазерного диода (ЛД) частично вытекает через микроизгибы. Для повышения чувствительности в ВОП используются селекторы мод. Применение оптических волокон, кабелей и ВОП в системах и устройствах железнодорожного транспорта будет возрастать в связи с их высокой надежностью, техническими возможностями и постоян¬но снижающейся стоимостью изготовления. В первую очередь это относится к ВОК, стоимость которых сегодня сопоставима, а для отечественных кабелей, ниже стоимости симметричных кабелей связи.

1— оптическое волокно; 2 — селектор мод; ЛД — лазерный диод; ФД — фотодиод
Рисунок74 - Преобразователь на микроизгибах оптического волокна с одной подвижной пластиной
Структурная схема волоконно-оптической линии передачи
Разработка световодных систем и их опытная эксплуатации на железнодорожном транспорте началась в начале 80-х годов. В этих системах связи сигналы, несущие информацию, передают по оптическим световодам. Последние представляют собой тонкие нити специальной конструкции, изготовленные из диэлектрического материала, прозрачного для применяемого излучения (кварцевое или многокомпонентное стекло, полимер, некоторые галоидные соединения). Волоконные световоды из особо чистого кварцевого стекла (ОСЧ-кварцевого стекла) называются оптическими волокнами и составляют основу оптических кабелей.
Перспективность волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП) обусловлена большой пропускной способностью волокна, защищенностью от внешних электромагнитных полей, вследствие чего не требуется применять специальные меры по защите от опасных напряжений линий электропередачи и электрифицированных железных дорог; возможность прокладки кабеля между точками с большой разностью потенциалов; высокой помехозащищенностью цифровых линейных трактов; малой металлоемкостью и отсутствием дефицитных цветных металлов (медь, свинец) в кабеле; малым значением коэффициента затухания в широкой полосе частот, что обеспечивает большие длины регенерационных участков по сравнению с электрическими кабелями (10—150 км вместо 2—6 км); небольшими размерами кабеля.
Структурная схема ВОЛП показана на рисунке 75 Для работы одной многоканальной системы связи требуются два оптических волокна (ОВ): по одному передаются сигналы в направлении от А к Б, по другому — в обратном. В оконечных пунктах передающий оптоэлектронный модуль (ПОМ) предназначен для преобразования электрических сигналов в оптические. Приемный оптоэлектронный модуль (ПРОМ) предназначен для преобразования оптических сигналов в электрические.

Рисунок 75 - Структурная схема
Основными элементами приемопередающих модулей являются источник излучения с длиной волны, соответствующей одному из минимумов полных потерь в оптическом волокне, и приемник излучения. Оба модуля содержат электронные схемы для преобразования электрических сигналов и стабилизации режимов работы и разъемные соединители. Линейный тракт содержит оптический кабель (ОК), в который через примерно равные промежутки включены линейные регенераторы, а в случае использования вол-нового уплотнения оптических волокон — оптические усилители.
Дальность непосредственной связи по ВОЛИ, так же, как и длина регенерационного участка, зависит от параметров оптических волокон и энергетических характеристик приемопередающих устройств.
Источник оптического излучения. Основным элементом передающего оптоэлектронного модуля является источник оптического излучения. Работа различных источников оптического излучения основана на инверсной заселенности энергетических уровней. Создание инверсной заселенности уровней называется накачкой.
Переходы с верхнего уровня на нижний могут быть спонтанными (самопроизвольными), что характерно для обычных светоизлучающих диодов (светодиодов), а также спонтанными и вынужденными (суперлюминесцентные светоизлучающие диоды) и только вынужденными (лазеры).
Излучение обычных светодиодов является некогерентным и слабонаправленным, ширина спектра излучения составляет (20—40) нм. Супер люминесцентные светодиоды имеют более высокую яркость и малую излучающую поверхность по сравнению с обычными светодиодами. Длина волны светового излучения зависит от состава полупроводникового материала.
В качестве направленных источников излучения наибольшее применение получили полупроводниковые инжекционные лазеры. Они легко позволяют осуществить внутреннюю модуляцию оптического излучения по интенсивности. Ширина спектра излучения полупроводникового лазера менее 2 нм.
Выбор источника излучения определяется областью применения системы передачи. Светодиоды используют в системах, предназначенных для работы на сравнительно небольшую дальность (примерно 10 км) и скорость передачи до 200 Мбит/ с. Светодиоды обладают лучшей линейностью характеристик, большим сроком службы, более слабой температурной зависимостью излучаемой мощности, чем лазеры. К недостаткам светодиодов следует отнести малую мощность излучения и невысокий к.п.д. согласования с оптическим волокном.
Лазерные источники излучения применяют преимущественно в системах передачи с большой дальностью и высокой скоростью передачи. Они обеспечивают высокий к.п.д. согласования с оптическим волокном.
Приемник оптических сигналов. Основным элементом приемного оптоэлектронного модуля является приемник оптических сигналов. В качестве приемника используют фотодиоды и лавинные фотодиоды. Известно, что в р-п переходе, на который подано обратное смещение, существует зона, в которой нет свободных носителей заряда (обедненная зона). Поглощение фотона в этой зоне сопровождается возникновением пары носителей зарядов — электрона и дырки, которые под действием постоянного электрического поля, созданного внешним источником напряжения смещения, перемещаются к противоположным зажимам фотоприемника, образуя ток во внешней цепи. Этот ток и является сигналом на выходе фотодиода, его значение пропорционально мощности принимаемого светового излучения.
Когда световая мощность очень мала (нановатты), фототеки также малы (наноамперы), и в этом случае для уменьшения влияния шума (тепловые шумы, квантовые шумы) используют внутренее усиление в фотоприемнике (лавинный фотодиод) за счет эффекта лавинного умножения носителей заряда. Лавинные фотодиоды усиливают первичный фототок прежде, чем на полезный сигнал накладываются шумы. Однако они требуют более высокого напряжения питания и его стабильности.
Тема 1.3.2 Классификация оптических волокон
Оптические волокна могут быть классифицированы по двум параметрам:
- числу распространяющихся мод;
- профилю распределения показателя преломления в поперечном сечении сердцевины.
По числу распространяющихся в оптическом волокне мод они подразде-ляются на одномодовые и многомодовые. Волокно с малым диаметром сердцевины (диаметр превышает длину волны передачи в несколько раз), по которому в рабочем диапазоне длин волн может распространяться только одна фундаментальная (основная) мода, которая хотя и может иметь две поляризации, называется одномодовым. Волокно с большим диаметром сердцевины (диаметр на порядок больше длины волны передачи), в котором могут распространяться две или большее число мод называется многомодовым.
При рассмотрении изменений показателя преломления п волоконного световода как функции радиуса используется термин «профиль распределения показателя преломления». Он определяет радиальное изменение значений показателя преломления от оси волокна в сердцевине в направлении оболочки.
В настоящее время наибольшее применение нашли следующие профили распределения показателя преломления в поперечном сечении сердцевины:
- ступенчатый (для многомодовых и одномодовых волокон);
- градиентный (для многомодовых волокон);
- сегментный и треугольный (для одномодовых волокон).
Ступенчатый профиль. При ступенчатом профиле показатель прелом-ления n, одинаков по всему поперечному сечению сердцевины и при переходе от сердцевины к оболочке показатель преломления уменьшается ступенчато и остается неизменным в оболочке со значением n2 {рис.76,а). Ступенчатый профиль могут иметь как одномодовые, так и многомодовые волокна

Одномодовые волокна со ступенчатым профилем изготавливаются также с так называемой поглощающей оболочкой {рис. 76,б), имеющей провал показателя преломления оболочки. Здесь и далее на рисунках профиля показываются изменения показателя преломления вдоль радиуса только в пределах сердцевины и отражающей оболочки волокна без указания значений показателя преломления первичного защитного покрытия. В настоящее время многомодовые волокна со ступенчатым профилем для использования в сетях связи не изготавливаются.
При расчетах характеристик световодов вместо абсолютной разности показателей преломления принято использовать относительную разность показателей преломления (Δ), которая определяется как

Последнее упрощение правомерно, так как у применяемых волокон абсолютная разность n, — n2 не превосходит единиц процентов.
Основное отличие одномодовых волокон от многомодовых состоит в существенно меньшем диаметре сердцевины и меньшем значении А, (в таблице 13 приведены характеристики типичных одномодовых и многомодовых волокон).
Таблица 13
Тип
волокна Диаметр
сердцевины,
мкм Диаметр
оболочки,
мкм Относительная разность показателей преломления Д, %
Одномодовое 8,3 125 0,3
Многомодовое 62,5 125 1
Градиентный профиль. У оптических волокон с градиентным профилем показатель преломления изменяется не ступенчато, а плавно. В этом случае сердцевина состоит из большого числа слоев концентрических колец. При удалении от оси сердцевины показатель преломления каждого слоя снижается. Наилучшие характеристики имеют оптические волокна, у которых профиль показателя преломления (пг) описывается параболой (рис.76,в)

где n, — наибольшее значение показателя преломления в центре сердцевины;
г — текущий радиус;
а — радиус сердцевины.
Именно за оптическими волокнами с параболическим профилем закрепилось название градиентных волокон.
В отличие от ситуации со ступенчатым профилем, где свет отражается от относительно резкой границы между сердцевиной и оптической оболочкой, при параболическом профиле свет постоянно и более плавно испытывает отражение от каждого слоя сердцевины. При этом свет изгибается в направлении к оси волокна и его траектория становится синусоидальной.
Основные типы оптического волокна и кабелей
В зависимости от структурных параметров различают многомодовые и одномодовые оптические волокна. Многомодовые оптические волокна имеют такое соотношение диаметров оболочки и сердцевины, которое позволяет передавать одновременно несколько сотен разрешенных световых мод, вводимых в волокно под разными углами в рамках числовой апертуры волокна. Все разрешенные моды имеют разные траектории распространения и, соответственно, различное время распространения по световоду. Главный недостаток многомодовых волокон – большая величина модовой дисперсии, ограничивающая как полосу пропускания, так и дальность работы цифровой системы передачи. Однако, многомодовые оптические волокна активно применяются в коротких ВОЛС, что объясняется дешевизной производства как волокна, так и источников излучения.
Одним из способов компенсации модовой дисперсии является применение оптических волокон с переменным профилем показателя преломления сердцевины кабеля. Наиболее распространены градиентные оптические волокна. В отличие от стандартных многомодовых световодов, имеющих постоянный профиль преломления материала сердцевины, такие световоды имеют, показатель преломления, плавно уменьшающийся от центра к оболочке. Вследствие изменения скорости распространения света происходит компенсация задержки распространения разных световых мод. В результате, такое оптическое волокно имеет во много раз меньшую дисперсию, и, как следствие, большую полосу пропускания. Главный недостаток градиентных оптических волокон, ограничивающий их применение – большая цена и сложность производства.
Одномодовое оптическое волокно сконструировано таким образом, что в сердцевине может распространяться только одна, основная мода. Именно поэтому подобные волокна имеют наилучшие характеристики, и наиболее активно используются в строительстве ВОЛС. Основные преимущества одномодовых оптических волокон – малое затухание, минимальная величина модовой дисперсии, широкая полоса пропускания (рисунок 77).

Рисунок 77- Многомодовое (а), градиентное (б) и одномодовое оптические волокна
Таблица 14- Основные характеристики оптических волокон
Тип оптического волокна Диаметр оболочки волокна(мкм) Диаметр сердцевины волокна(мкм) Числовая апертура волокна Номинальное затухание (дБ/км) Ширина полосы пропускания (мГц/км)
Многомодовое со ступенчатым показателем преломления 125 50 62,5 0,242 2,5/0,81 2,8/0,6 До 400
Многомодовое градиентное 125 50 62,5 0,206 2,5/0,81 2,8/0,6 До 1000
Одномодовое 125 9 10 0,113 0,2/0,152 0,2/0,15 До 106

Рисунок 78- Конструкция многомодового оптического волокна

Рисунок 79- Конструкция одномодового оптического волокна
Сегментный и треугольный профили показателя преломления.
Уширение световых импульсов (дисперсия) после их прохождения через одномодовое ОВ при скорости передачи меньше 2,5 Гбит /с вызывается двумя ее составляющими: материальной и волноводной дисперсией. В диапазоне длин волн более 1,3 мкм эти два вида дисперсии в оптическом волокне имеют противоположные знаки. Для одномодового волокна со ступенчатым профилем сумма дисперсий равна нулю при длине волны вблизи 1,3 мкм. Нулевую дисперсию при других длинах волн можно получить изменяя величину волноводной дисперсии за счет изменения профиля. Это привело к созданию волокон с сегментным и треугольным профилем (рис.76,г и д), позволяющим в зависимости от его конкретной реализации получить волокна, у которых длина волны нулевой дисперсии равна 1,55 мкм (так называемые оптические волокна со смещенной дисперсией) или получить волокна с малой величиной дисперсии во всем диапазоне волн от 1,3 до 1,60 мкм (так называемые волокна со сглаженной дисперсией), а также получить волокна со специально подобранной величиной дисперсии в диапазоне длин волн от 1,53 до 1,565 мкм, предназначенных для спектрального уплотнения с применением легированных эрбием волоконных усилителей, (так называемые волокна с ненулевой смещенной дисперсией).
Разновидности многомодовых волокон и области их использованияВ настоящее время для электросвязи изготавливаются многомодовые градиентные оптические волокна с градиентным профилем.
Они используются для удлинения ранее построенных на их основе сетей, а также в локальных вычислительных сетях и линиях передачи данных. Хотя многомодовые волокна несколько дороже одномодовых, суммарные затраты с учетом стоимости источников излучения, детекторов, разъемных и неразъемных соединений получаются меньшими по сравнению с одномодовыми волокнами.
Тип многомодовых волокон обозначается дробью: в числителе указывается диаметр сердцевины, а в знаменателе — оболочки. Например, 50 / 125 означает, что диаметр сердцевины волокна равен 50 мкм, а диаметр оболочки 125 мкм. Иногда это обозначение не позволяет точно идентифицировать тип волокна, так как при одинаковых геометрических размерах оно может изготавливаться с различным относительным показателем преломленияΔ, а, следовательно, и разными характеристиками оптических волокон, зависищих от численного значения Δ.
В таблице 15 приведены характеристики пяти типов многомодовых волокон общего применения.
Таблица 15
Диаметр
сердцевина / оболочка, мкм Δ, % Теоретическая числовая апертура Коэффициент широкополосное™, МГц • км
50/125 1,0 0,21 1500—1800
50/125 1,3 0,24 1400
62,5 /125 1,9 0.29 600—1000
85/125 1,7 0,27 800
100/ 140 2,1 0,31 500
Многомодовые волокна в настоящее время изготавливаются для их использования в трех модификациях: на длине волны X, = 0,85 мкм или на длине волны X = 1,3 мкм, а также одновременно на двух указанных длинах волн. В последнем случае ширина полосы пропускания может быть равной, но обычно на X = 1,3 мкм она выше.
Волокна 50 / 125. Эти волокна были первыми волокнами, которые предназначались для организации связи на значительные расстояния с использованием лазерных источников излучения. Характеристики этих волокон приняты за образец, относительно которых сравниваются характеристики всех остальных типов многомодовых волокон..
В России многомодовые волокна 50 / 125 с числовой апертурой NA — 0,2 используются в оптических кабелях для организации соединительных линий АТС. Передаточные характеристики отечественных оптических волокон на длине волны X = 1,3 мкм приведены в таблице 16.
Таблица 16
Сети Затухание, дБ / км Коэффициент широкополосности, МГц • км
Городская 0,7; 1,0 Не менее 100
Сельская 0,7; 1,0; 1,5 Не менее 120
Зоновая 0,7; 1,0; 1,5 Не менее 800
Волокна 62,5/125. По мере снижения стоимости оптических волокон стало привлекательным их использование на других участках сети связи, в частности на магистральных участках сети местной связи. Более неблагоприятные условия эксплуатации в сетях местной связи потребовали разработки новых систем передачи с использованием светоизлучающих диодов (СИД) вместо лазеров для обеспечения большей температурной стабильности, надежности работы и меньшей стоимости. Эти волокна захватывают большую долю мощности от СИД по сравнению с волокнами 50 / 125. Из рассматриваемых пяти типов, они имеют наименьшие вносимые потери на изгибах при равных прочих условиях. До недавнего времени это волокно имело наиболее широкое использование в зарубежных частных сетях связи при использовании СИД в качестве источника излучения.
Их затухание незначительно больше, чем у волокон 50 / 125 мкм, но значительно меньше, чем у волокон 100 / 140 мкм. Учитывая, что в некоторых случаях стоимость прокладки оптического кабеля в несколько раз превышает стоимость самого кабеля, ожидается, что с лазерными источниками излучения волокна 62,5 / 125 (при развитии существующей сети)могут быть использованы для передачи данных со скоростью, превышающей 1 Гбит / с, на коротких линиях внутри зданий и со скоростью выше 200 Мбит / с при длине линии до 2 км (между зданиями).
Возможность передачи на двух длинах волн позволяет предусмотреть развитие пропускной способности сети, например, вначале использовать длину волны X, = 0,85 мкм для передачи данных со скоростью 10 Мбит / с, а затем X = 1,3 мкм для передачи данных со скоростью 100 Мбит/с.
Одномодовые волокна дешевле, чем многомодовые. Однако более высокая цена лазерных источников излучения приводит к более высокой стоимости коротких линий передачи данных в зданиях по сравнению с вариантом многомодового волокна плюс светоизлучающие диоды.
Волокна 85,5 /125. Это волокно предназначено для использования в локальных вычислительных сетях. Его недостатком является наибольшая чувствительность к изгибам с точки зрения вносимых потерь. По этой причине оно не получило широкого использования.
Волокна 100 / 140. Предназначено для использования на коротких участках сети низкоскоростной передачи данных, содержащей большое число коннекторов. Это волокно захватывает наибольшую долю мощности от СИД из всех рассматриваемых. Оно наименее чувствительно к отклонениям от номинальных размеров коннекторов, но последние несколько дороже из-за нестандартного размера отражающей оболочки волокна.
Разновидности одномодовых волокон и области их использованияИнтересно отметить, что одномодовые волокна были изготовлены раньше, чем градиентные многомодовые волокна. Однако опыт их использования в начале 1970-х годов был отрицательным и тогда же сложилась точка зрения, что одномодовые волокна не пригодны для практического использования из-за малости размеров сердцевины и жестких допусков. Поэтому основное внимание специалистов было переключено на разработку многомодовых волокон и доведения их до практического использования. В результате последние имели широкое коммерческое использование в конце 197б-х и начале 1980-х гг. Однако работы по технологиям одномодовых волокон не прекращались и в результате они получили коммерческое использование в 1984 г.
В настоящее время в сетях связи одномодовые волокна вытесняют многомодовые и используются не только на участках магистральной, зоновой сети связи, но и в сетях местной и корпоративной связи.
Мощным стимулом совершенствования технологий изготовления одномодовых волокон является потребительский спрос и стандартизация все большего числа технических характеристик волокон. Тенденцией развития оптических волокон с начала до середины 1980-х гг. было стремление уменьшить затухание волокон с целью увеличения длины регенерационного участка при умеренных потребностях в росте скорости передачи до 0,5 Гбит/с.
Затем в середине 80-х — начале 90-х гг. происходит смена тенденции и главным становится обеспечение максимальной скорости передачи по одному каналу волокна, которая была доведена до 2,5 Гбит / с. В середине 90-х гг. появились системы передачи со спектральным (волновым) уплотнением и оптические усилители, которые стимулировали разработку специального одномодового волокна с ненулевой смещенной дисперсией, позволяющего передавать сравнительно большие мощности оптического сигнала при спектральном уплотнении волокна. В эти же годы происходит резкое увеличение трафика (ежегодный прирост: телефония — 10 %, передача данных — 30 %, Интернет — 100 %).
Доступные в настоящее время для коммерческого использования одномодовые волокна могут быть разделены на три обширные группы:
стандартное волокно (обычные волокно с несмещенной дисперсией), оптимизированное для использования на длинах волн около X = 1,31 мкм, его можно также использовать в диапазоне длины волны около 1,55 мкм (там, где характеристики волокна не оптимизированы);
волокно со смещенной нулевой дисперсией, оптимизированное для использования вблизи длины волны X = 1,55 мкм;
волокно с ненулевой смещенной дисперсией, предназначенное для спектрального (волнового) уплотнения в диапазоне длин волн от 1,530 до 1,565 мкм.
К настоящему времени среди одномодовых волокон подавляющее большинство составляют стандартные волокна и начинают широко использоваться волокна с ненулевой смещенной дисперсией.
В отличие от классификации многомодовых волокон, основанной на определенных размерах диаметра сердцевины и оболочки, производители одномодовых волокон изготавливают волокна, различающиеся между собой профилем показателя преломления и диаметром сердцевины внутри одной и той же группы.
Диаметр сердцевины для стандартных одномодовых волокон может быть легко идентифицирован как размер области в которой показатель преломления имеет наибольшее значение. Волокна со смещенной дисперсией имеют более сложные профили показателя преломления (см.рис.76,г и д), для которых определение диаметра сердцевины становится неоднозначным. Поэтому вместо диаметра сердцевины (или наряду с ним) для одномодовых волокон принято указывать диаметр модового поля, т.е. диаметр области в центре волокна, по которой распространяется основная часть электромагнитной энергии.
Диаметр модового поля (fV) у стандартных одномодовых волокон с поглощающей оболочкой (W = 8,8 мкм при X = 1,31 мкм) меньше, чем аналогичного волокна с согласованной оболочкой (W= 9,3 мкм). Поэтому при изгибах одномодовое волокно с поглощающей оболочкой вносит меньшие потери, чем волокно с согласованной оболочкой, но последние имеют меньшие потери на разъемных и неразъемных соединениях.
При соединении одномодовых волокон с неодинаковым диаметром модового поля происходит потеря энергии на стыке волокон, которая не зависит от направления передачи, хотя это и противоречит интуитивным представлениям. Это объясняется тем, что согласно физическим законам, определяющим условия распространения света по одномодовым волокнам, волокно имеющее больший диаметр модового поля имеет меньший угол приемного конуса света. Так, например, при передаче в направлении от меньшего диаметра модового поля в сторону большего, часть энергии теряется, так как свет из первого волокна излучается в больший световой конус, чем может принять световой конус второго волокна.
При обратном направлении передачи часть энергии вводится слишком далеко от сердцевины приемного волокна и не захватывается.
В настоящее время при проектировании сети связи на выбор типа одномодового волокна влияют следующие три основные фактора: максимальная длина регенерационного участка; максимальное число каналов в системе передачи (максимальная скорость передачи по одной системе);
общее число каналов при передаче по одному волокну.
Если не предполагается использовать скорость передачи выше 2,5 Гбит/с или не требуется длина участка регенерации более 50—100 км (в зависимости от типа использованного лазера), то целесообразно использовать стандартное одномодовое волокно с согласованной или поглощающей оболочкой, так как оно стоит на 30—300% дешевле по сравнению с волокном со смещенной нулевой или смещенной ненулевой дисперсией.
Тема 1.3.3 Принцип передачи информации по оптическим волокнам
В основе функционирования оптических волоконных сетей лежит принцип распространения световых волн по оптическим световодам на большие расстояния. При этом электрические сигналы, несущие информацию, преобразуются в световые импульсы, которые с минимальными искажениями передаются по волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС). Большое распространение подобные системы получили благодаря целому ряду достоинств, которые есть у ВОЛС по сравнению с системами передачи, использующими медные кабели или радиоэфир в качестве среды передачи.
Такая полоса дает возможность передавать потоки информации в несколько терабит в секунду. Важными преимуществами ВОЛС являются такие факторы, как малое затухание сигналов, позволяющее, при использовании современных технологий, строить участки оптических систем в сто и более километров без ретрансляции, высокая помехозащищенность, связанная с малой восприимчивостью оптического волокна к электромагнитным помехам, и многие другие.
Оптические волокна - один из основных компонентов ВОЛС. Они представляют собой комбинацию материалов, имеющих различные оптические и механические свойства. Внешняя часть волокна изготавливается обычно из пластмасс или эпоксидных композиций, сочетающих высокую механическую прочность и большой коэффициент преломления света. Этот слой обеспечивает механическую защиту световода и его устойчивость к воздействию внешних источников оптического излучения.
Основная часть стекловолокна состоит из сердцевины и оболочки. Материалом сердцевине служит сверхчистое кварцевое стекло, которое и является основной средой передачи оптических сигналов. Удержание светового импульса происходит вследствие того, что коэффициент преломления материала сердцевины больше чем у оболочки. Таким образом, при оптимально подобранном соотношении коэффициентов преломления материалов происходит полное отражение светового луча внутрь сердцевины. Более подробно конструкции волокон различных типов и их основные конструктивные характеристики показаны ниже.
Для передачи свет (точнее, инфракрасное излучение) вводится под небольшим углом в торец оптического волокна. Максимальный угол проникновения светового импульса в сердечник волокна a0 называется угловой апертурой оптического волокна. Синус угловой апертуры называется числовой апертурой NA и рассчитывается по формуле:
NA= sina0 = vn12 – n22
Из приведенной формулы следует, что числовая апертура световода NA зависит только от показателей преломления сердцевины и оболочки - n1 и n2. При этом всегда выполняется условие: n1 > n2 (рисунок 80).

Рисунок 80- Распространение света в оптическом волокне
Если угол падения света a больше, чем a0, то луч света полностью преломляется и не попадает в сердечник оптического волокна. Если угол a меньше чем a0, то происходит отражение от границы материалов сердечника и оболочки, и световой луч распространяется внутри сердечника (рисунок 81).

Рисунок 81-Условия распространения света в оптическом волокне
Скорость распространения света в оптическом волокне зависит от коэффициента преломления сердечника волокна и определяется как:
V = c/n
где с– скорость света в вакууме, n - коэффициент преломления сердечника.
Типичные значения коэффициента преломления материала сердечника лежат в пределах от 1,45 до 1,55.
Для того чтобы передавать сигналы по оптическим волноводам, необходимо иметь источник строго когерентного света. Для увеличения дальности передачи ширина спектра передатчика должна быть как можно меньше. Для этой цели наиболее подходят лазеры, которые, благодаря индуцированному излучению света, позволяют поддерживать постоянную разность фаз при одинаковой длине волн, В связи с тем, что диаметр сердцевины волокна сравним с длиной волны оптического излучения, в световоде возникает явление интерференции. Это может быть доказано тем, что свет распространяется в стекле сердцевины только под определенными углами, а именно в направлениях, в которых введенные световые волны при их наложении усиливаются. Говорят, что возникает конструктивная интерференция. Разрешенные световые волны, которые могут распространяться в оптическом волокне, называются модами(собственными волнами). Для описания процессов распространения света в оптических волокнах существуют несколько параметров, которые необходимо учитывать.
Источники оптического излученияФормирование цифрового сигнала для передачи информации и его обратное преобразование при приеме осуществляются в стандартном оконечном оборудовании цифровой системы передачи каналогруппо образования. Сформированный на передающей станции сигнал передается на приемную станцию в виде световой энергии через оборудование волоконно-оптического линейного тракта.
Преобразование электрических сигналов в оптические происходит в оптическом передающем устройстве. Основным его элементом является источник оптического излучения.
Оптическое передающее устройство является одним из важнейших элементов, обеспечивающих качественные показатели цифровой волоконнооптической системы передачи. Оно предназначено для преобразования электрических импульсов в оптические и состоит из источника излучения, схемы управления и узла оптического сопряжения.
Источник излучения, используемый в оптической системе передачи, должен удовлетворять ряду требований:
иметь излучение на волне длиной, соответствующей минимуму затухания оптического волокна;
эффективно преобразовывать электрический сигнал в оптический;
иметь малый собственный шум, достаточно малую ширину спектра излучения, большой срок службы и высокую надежность;
обеспечивать требуемые высокие линейность и скорость модуляции.
В наибольшей степени таким требованиям удовлетворяют источники излучения, построенные на основе светоизлучающих диодов и инжекционных лазерных диодов.
Как светоизлучающие, так и лазерные диоды состоят из нескольких слоев полупроводниковых материалов, обладающих различными свойствами и образующих п-р переходы. Генерация излучения в таких структурах обусловлена рекомбинацией (перемещением) электронов и дырок под воздействием напряжения, приложенного к п-р переходу и смещающего его в прямом направлении. В результате этого в так называемой активной зоне, расположенной возле п-р перехода, образуются фотоны, распространяющиеся в различных направлениях. С помощью специальной конструкции можно упорядочить движение фотонов и обеспечить вывод из прибора большей части генерируемого излучения.
Основными материалами, из которых изготавливаются светоизлучающие и лазерные диоды, служат арсениды и фосфиды галия, индия и алюминия. Как светоизлучающие, так и лазерные диоды, построенные на основе арсенида галия с добавлением алюминия (Ga Al As), излучают волну длиной 0,8-0,9 мкм. Устройства на основе арсенида фосфида индия галия (In Ga As Р) могут излучать волны в диапазоне 1,0-1,6 мкм.
Светоизлучающие диоды, предназначенные для оптических систем передачи, имеют конструкцию, обеспечивающую вывод и распространение генерируемого излучения перпендикулярно плоскости п-р перехода, расположенного между слоями полупроводников с проводимостью различного типа. Важным при этом является эффективность ввода излучения светоизлучающих диодов в оптическое волокно. Ее можно увеличить сферической линзой, рисунок 82.

Рисунок 82 -Структурная схема светоизлучающего диода
Существуют светоизлучающие диоды, конструкция которых обеспечивает вывод генерируемого излучения параллельно поверхности
п-р перехода, то есть через боковую грань устройства. Это позволяет уменьшить площадь излучающей поверхности, повысить эффективность ввода генерируемого излучения в оптическое волокно. Такая конструкция хорошо приспособлена для работы с линзовым согласующим устройством. Однако в светоизлучающих диодах с торцевым излучением труднее осуществить теплоотдачу, чем в светоизлучающих диодах о поверхностным излучением.
Одной из важнейших характеристик светоизлучающих диодов является ватг-амперная характеристика (рисунок 83), отражающая зависимость излучаемой мощности (Р) от тока смещения (инжекции)(I). Из рисунка 83 видно, что светоизлучающие диоды имеют хорошую линейную зависимость выходной мощности при изменении тока смещения в диапазоне 50-400 мА. Повышение температуры приводит к уменьшению излучаемой мощности светоизлучающих диодов. При этом для приборов на основе In Ga As Р, излучающих волну длиной 1,3 мкм, эта зависимость проявляется сильнее, чем для приборов на основе Ga А1 As, излучающих волну длиной 0,85 мкм.

Рисунок 83 - Ватт-амперная характеристика светоизлучающих диодов при температуре: 1 — 20°С; 2 — 40°С
Другая важная характеристика светоизлучащих диодов — ширина спектра излучения (рисунок 84). Как следует из рисунка 84 ширина спектра излучения светоизлучащих диодов на длинах волн 0,85 и 1,3 мкм относительно велика и составляет 40-90 нм, что снижает эффективность ввода световой энергии в волокно.
Инжекционные лазерные диоды, используемые в оптических системах

a — при длине волны 0,85 мкм; б — при длине волны 1,3 мкм
Рисунок 84 - Ширина спектра излучения светоизлучающих диодов
передачи, по устройству подобны светоизлучающим диодам с торцевым излучением.
Для создания эффекта лазерного (стимулированного) излучения необходимо:
- обеспечение достаточного усиления потока фотонов, образующихся в активной области полупроводникового лазера;
- создание резонансной структуры для поддержания вынужденного (стимулированного) излучения.
Первое условие выполняется благодаря соответствующему выбору тока смещения, а второе — ограничению активной зоны полупроводникового лазера полупрозрачными гранями, получающимися при сколе кристалла.
На рисунке 85 приведена типичная ватт-амперная характеристика лазерного диода. На ней выделяются три участка. При малом токе смещения (участок а) лазерный диод подобен светоизлучающему диоду и характеризуется спонтанным излучением. При токе смещения, соответствующем переходной области ватт-амперной характеристики (участок в), возрастает доля индуцированного излучения, что соответствует режиму суперлюминесценции. При больших токах смещения (участок с) лазерный диод переходит в режим стимулированного излучения или генерации.

а — при малом токе смещения; б — при токе смещения, соответствующем переходной области ватт-амперной характеристик; с — при больших токах смещения
Рисунок 85- Ватт-амперная характеристика лазерного диода
Спектральные характеристики излучения лазерных диодов при различных токах смещения, соответствующие указанным трем режимам (участки а, в, с), приведены на рисунке 86. Спектр излучения лазерного диода в режиме генерации (участок с) характеризуется наличием нескольких пиков спектральной плотности (так называемых мод).

а
б
в
a — при малом токе смещения; б — при токе смещения, соответствующем переходной области ватт-амперной характеристики; в— при больших токах смещения
Рисунок 86 - Спектральная характеристика излучения лазерных диодов при различных токах смещения, соответствующих трем режимам их ватт- амперной характеристики
Число и относительные значения мод, излучаемых лазерными диодами, зависят от конструкции и размеров резонатора, образованного в полупроводниковом лазере.
В настоящее время используются лазерные диоды, генерирующие несколько мод с шириной спектральной линии порядка 0,2 ВК, и одномодовые лазерные диоды, генерирующие спектральную линию шириной порядка 0,1 нм.
Мощность излучения, генерируемого лазерным диодом, в значительной степени зависит от его температуры. Так, при повышении температуры лазерного диода от 20 до 40°С при постоянном токе смещения, превышающем пороговый ток, излучаемая им мощность снижается на 25%. Если ток смещения лазерного диода выбран близким к пороговому, то увеличение температуры приводит к режиму спонтанного излучения, характеризуемому малой мощностью и широким спектром излучения.
Для обеспечения надежной работы источника излучения необходимо стабилизировать его режим (ток смещения и температуру). С этой целью к излучателю подключается схема автоматического регулирования тока смещения, а температурный режим стабилизируется микрохолодильным устройством.
Важными показателями пригодности источников излучения различных типов для использования в оптических системах передачи являются их модуляционные характеристики. Как светоизлучающие, так и лазерные диоды могут модулироваться путем изменения питающего электрического тока (прямая модуляция). Достижимые частоты прямой модуляции составляют от 20 МГц до 1 ГГц (для светоизлучающих диодов различных типов) и от 5 до 10 ГГц (для наиболее быстродействующих лазерных диодов).
Для волоконно-оптических систем передачи в качестве источников излучения чаще используются инжекционные лазерные диоды. Они имеют ряд преимуществ перед светоизлучающими диодами по ряду параметров (излучаемой мощности, быстродействию и др.).
В условиях эксплуатации весьма важной задачей является обеспечение максимально возможного срока службы источников излучения. Это связано с тем, что светоизлучающим и лазерным диодам присуще явление деградации.
У современных СИД средний срок службы составляет 106 часов при температуре 25°С и зависит от режима работы: непрерывный при высокой температуре и/или электрические перегрузки. Увеличение температуры и перегрузки сокращают срок их службы в среднем в 1,5 раза.
Средний срок службы лазерных диодов на порядок меньше, чем у СИД.
При этом деградационные процессы в лазерных диодах протекают значительно быстрее, чем в светоизлучающих диодах. Скорость протекания процессов деградации в лазерном диоде зависит непосредственно от режимов его работы. С увеличением наработки лазерных приходится увеличивать ток смещения, что в свою очередь, приводит к еще большему ускорению деградационных процессов.
На рисунке 87 показана температурная зависимость срока службы лазерного диода. Можно видеть, что время его работы уменьшается на порядок при увеличении температуры на 40°С.
Деградационные процессы в лазерных диодах протекают быстрее при электрических перегрузках — скачках и импульсах тока. Механизм повреждения при кратковременных скачках тока обычно заключается в мгновенном перегреве поверхности лазера. Поэтому задача обеспечения оптимального режима работы источника излучения является чрезвычайно важной.

Рисунок 87 - Срок службы лазерного диода в зависимости от температуры
Приемники оптического излученияФотоприемное устройство волоконно-оптической системы передачи предназначено для преобразования оптических сигналов в электрические. Оно должно обладать высокой чувствительностью в рабочем диапазоне волн, малой инверсностью, низким уровнем шума и др. Чувствительность фотоприемного устройства должна быть достаточной для обеспечения требуемой длины регенерационного участка оптической системы передачи. Кроме этого, фотоприемное устройство должно поддерживать отношение сигнал-шум на выходе не менее заданного значения в пределах допустимых изменений температуры и в требуемом динамическом диапазоне принимаемых сигналов.
Таким требованиям удовлетворяют полупроводниковые фотодиоды.
В волоконно-оптических системах передачи нашли применение фотоприемные устройства на основе так называемых p-i-n фотодиодов и лавинных фотодиодов, в которых используется внутренний фотоэффект.
Работа фотодиодов основана на использовании р-п перехода между полупроводникамир и «-типа, способного поглощать детектируемое излучение. При попадании светового излучения на р-п переход большая часть поглощенной энергии идет на образование пар электрон-дырка.
Эти носители, образованные в обедненном слое между полупроводниками с р и «-проводимостью, немедленно переносятся через р-п переход электрическим полем. Скорость их перемещения в обедненном слое определяет фототок фотодиода. Поскольку обедненный слой существует в полупроводниковом материале на небольшой глубине, то фототок определяет сравнительно небольшое количество пар электрон-дырка. Спектральная чувствительность такого приемника к оптическому излучению оказывается низкой.
Повышение чувствительности может быть достигнуто различными методами.
Так, для увеличения глубины обедненного слоя между р и n полупроводниками помещается слой нелегированного полупроводника, область собственной проводимости), что приводит к увеличению образующихся при оптическом излучении пар электрон- дырка и фототоку. Такой фотодиод называется p-i-n фотодиодом и обладает более высокой чувствительностью.
Чувствительность фотодиодов повышается, если использовать эффект умножения, возникающий в диодах с очень высоким напряжением смещения, близким к напряжению пробоя. При этом в запирающем слое фотодиодов образуются настолько высокие напряжения поля, что электрические носители заряда, получаемые при падении света, сами вырабатывают новые пары носителей заряда в результате ударной ионизации. Таким образом, каждый фотон высвобождает множество электрических пар носителей заряда. На этом эффекте основаны лавинные фотодиоды. Чувствительность лавинного фотодиода растет с увеличением коэффициента умножения, но в такой же пропорции уменьшается его быстродействие. Так как коэффициент умножения в значительной степени зависит от напряжения смещения, его необходимо стабилизировать. Поэтому на коротких линиях связи и при малых скоростях передачи предпочтение отдается p-i-n фотодиодам. Для изготовления фотодиодов используются кремний, германий и различные компонентные соединения типа InP, InGaAs, InGaAsP, обладающие различными значениями коэффициента поглощения оп тического излучения. Кремниевые фотодиоды используются в диапазоне длин волн до 1,0 мкм. Германиевые фотодиоды и фотодиоды на основе сплавов InGaAs, InGaAsP, используются в диапазоне длин волн 1,3...1,6 мкм.
В ВОСП под чувствительностью приемника обычно понимается минимальная мощность входного оптического сигнала, при которой обеспечивается коэффициент ошибки равный Г1010. Эта мощность зависит только от двух параметров — квантовой эффективности и уровня шумов, которые в свою очередь зависят от типа фотодиода и усилителя, являющихся основными элементами приемника. Поскольку в современных фотодиодах квантовая эффективность близка к теоретическому пределу, то именно уровень шумов определяет чувствительность приемника до 40 дБм..
При использовании лавинного фотодиода с коэффициентом усиления М за счет процесса лавинного умножения коэффициент шума М×, где × = 0,2... 1,0. Существуют значения коэффициента умножения М, при которых обеспечивается оптимальный прием оптического сигнала — дробовой шум фотодиода в этом случае превышает тепловой шум усилителя. Значение оптимального коэффициента умножения в различных лавинных фотодиодах колеблется от 15 до 70, при этом их коэффициент шума находится в диапазоне 3...15 дБ.
В таких приемниках ограничивающим фактором является дробовой шум лавинного фотодиода, энергетическая плотность которого на 3 порядка меньше энергетической плотности теплового шума усилителя. Этим достигается улучшение чувствительности приемников на основе лавинных фотодиодов: до 50 дБм.
Характер связи между фотодиодом и усилителем влияет на искажения сигнала в приемнике, на чувствительность, динамический диапазон, и, как следствие, на тип кода линейного сигнала цифровых ВОСП. По этому признаку оптические приемники разделяются на приемники со связью по постоянному и со связью по переменному току.
Приемники со связью по постоянному току реагируют на сигналы в любом коде ВОСП от постоянного тока до сигналов с некоторой частотой, определяемой верхней частотой его полосы пропускания. Отсутствие переходных конденсаторов между фотодиодом и усилителем повышает быстродействие приемника. Недостатком приемников этого типа являются искажения длительности импульсов из-за применения компараторов, что ограничивает скорость передачи и динамический диапазон принимаемого сигнала в цифровых ВОСП.
В приемнике со связью по переменному току в цепи между фотодиодом и усилителем устанавливается конденсатор, который с нагрузочным сопротивлением образуют RС-цепь. Такая цепь является переходной и позволяет отделить постоянную составляющую при усилении или преобразовании сигналов, если постоянная времени Т = RC больше или равна длительности импульсных сигналов (t) ВОСП.
В таких приемниках из-за низкочастотного среза спектра сигнала ВОСП возникают длинные хвосты импульсов вне рабочего такта и наползание их на соседние импульсы (межсимвольная помеха), что приводит к искажению импульсов и необходимости снижения скорости передачи.
Таким образом, приемник со связью по переменному току при Т ≥ tn налагает определенные требования к коду линейного сигнала и режиму передачи данных. Более гибким является приемник, у которого Т>>tnприемник со связью по фронтам сигнала. Цепью связи в таком приемнике пропускаются только фронты импульсов, происходит операция дифференцирования. Дифференцирование влияет на отношение сигнал/шум, ухудшая его.
Приемник со связью по фронтам сигнала не накладывает каких- либо ограничений на формат передаваемых данных, длину последовательностей «1» или «О», не требует заполнения пауз, но платой за эти преимущества является снижение чувствительности приема на 8,2 ДБ.
Чувствительность приемника любого типа зависит также от схемы усилителя и применяемой в нем элементной базы.
Шум на выходе приемника будет минимальным, если входное сопротивление предварительных каскадов усилителя будет выбрано большим. При этом происходит ограничение динамического диапазона.
В приемниках ВОСП используются две схемы усилителей: высокоимпедансная и трансимпедансная. Самым низким уровнем шумов обладают приемники с высоким входным импедансом, обеспечиваемым усилителем на полевых транзисторах. Однако в таких усилителях трудно избежать перенасыщения при больших уровнях сигнала. Этого недостатка лишены трансимпедансные усилители — усилители с большим коэффициентом усиления и высоким входным импедансом, охваченным обратной связью, что обеспечивает низкий уровень шумов при широком динамическом диапазоне. Пассивные оптические элементыКачество связи и эксплуатационные расходы любой ВОСП во многом определяются ее пассивными оптическими элементами.
К ним относятся: аттенюаторы (ослабители); оптические изоляторы; оптические разветвители и разъемные соединители.
Наибольшее преимущество пассивных оптических элементов проявляется в полностью оптических сетях, в которых главную роль при коммутации, мультиплексировании, ретрансляции сигналов играют чисто оптические технологии. Такие сети способны обеспечить гигантскую полосу пропускания для реализации существующих и перспективных сетевых технологий на основе лазеров с перестраиваемой длиной волны, оптических волновых мультиплексоров, широкополосных оптических усилителей и коммутаторов.
Аттенюаторы применяются в ВОСП для уменьшения оптической мощности, падающей на фотодетектор, во избежание насыщения приемника и сокращения срока его службы, а также для уравновешивания уровней оптической мощности в пассивных волоконно-оптических сетях. Они устанавливаются как на передающей, так и на приемной стороне оборудования ВОСП.
Существуют постоянные и переменные аттенюаторы. Последние применяются, как правило, в течение срока службы ВОСП для периодической подстройки передаваемой, а чаще принимаемой оптической мощности.
По принципу действия различают аттенюаторы с контактирующими и не контактирующими волокнами.
На оптические характеристики аттенюаторов влияют: диапазон затухания, рабочая длина волны, затухание мощности обратного рассеяния, спектральная чувствительность, чувствительность к поляризации, повторяемость затухания переменных аттенюаторов, тип оптического волокна (одномодовое, многомодовое). В таблице 17 приведены основные характеристики аттенюаторов.
Таблица 17
Наименование характеристики Численное значение
Диапазон затуханий 5...20 дБ
Максимальное отклонение от
номинального значения затухания От ±1 до ±2 дБ
Диапазон рабочих частот От 1270 до 1600 нм
Потери обратнорассеянной мощности От 20 до 50 дБ
Спектральная чувствительность Большая
Чувствительность к поляризации Слабая или отсутствует (< 0,5 дБ)
Повторяемость ± 2 дБ
В ВОСП используются аттенюаторы-шнуры, аттенюаторы-розетки, аттенюаторы FM-розетки. Аттенюаторы-шнуры оконцовываются с обеих сторон стандартными соединителями (ST, SC, FC). Затухание в шнуре обеспечивается благодаря специальному волокну.
Тема 1.3.4 Параметры передачи оптических волокон
Затухание световых сигналовОдним из факторов, ограничивающих дальность оптической связи, является затухание сигналов. Кварцевое стекло хотя и незначительно, но загрязнено, а также имеет добавки для изменения показателя преломления сердцевины или оболочки ОВ, что вызывает потери мощности сигнала на поглощение и рассеяние. Германий и фосфор увеличивают показатель преломления кварцевого стекла, а бор и фтор — наоборот уменьшают его.
Потери на поглощение. При поглощении происходит преобразование световой энергии в тепловую.
Потери на поглощение состоят из собственного поглощения в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра и поглощения световых квантов ионами металлов переходной группы (железа, кобальта, хрома, никеля, меди) и ионами гидроксильных групп, представляющих собой вредные примеси в плавленном кварцевом стекле, из которого изготовляют волокна. Например, медь при концентрации одна часть на миллион основного вещества вызывает затухание в несколько сотен децибел на километр в диапазоне длин волн 0,8 мкм, а такая же концентрация ионов ОН обуславливает затухание 35 дБ/км при длине волны 1,39 мкм. В зависимости от вида примеси особенно большое поглощение имеет место при определенных длинах волн, что может быть использовано для определения вида и контроля количества примесей в плавленом кварце.
Потери на рассеяние. Процесс рассеяния сводится к генерации вторичных волн молекулами или частицами под действием падающего на них излучения. Если линейные размеры частицы меньше, чем примерно 1/15 длины волны, то рассеяние называется «рэлеевским». Эффект рэлеевского рассеяния проявляется в том, что при распространении световых лучей в волокне они отклоняются от лучевого направления (в однородной среде от прямолинейного направления). При этом угол падения луча на границу сердцевина — оболочка может стать меньше угла полного внутреннего отражения и луч выйдет из волокна. По аналогичной причине часть лучей может начать распространяться в обратном направлении. Интенсивность рэлеевского рассеяния обратно пропорциональна четвертой степени длины волны. Поэтому, чем большая длина волны использована при передаче световых сигналов по оптическому волокну, тем меньше потери в нем на рэлеевское рассеяние.
Суммарные потери на рэлеевское рассеяние и собственное поглощение в оптическом волокне определяют теоретический минимум потерь в волокне.

Рисунок 88 - Зависимость затухания одномодового волокна от длины волны
На рисунке 88 приведена спектральная зависимость потерь одномодового световода, легированного германием, где показаны экспериментальная кривая 1 и теоретические кривые инфракрасного 2 и ультрафиолетового поглощения 3, рэлеевского рассеяния 4. Как видно из рисунка, в длинноволновой области спектра имеются два окна прозрачности — на длинах волн 1,3 и 1,55 мкм. Поэтому эти длины волн используют в современных оптических системах дальней связи. Теоретический минимум потерь для кварцевых ОВ на длине волны × = 1,55 мкм около 0,14 дБ / км. При передаче по многомодовым волокнам используется первое окно прозрачности ×= 0,85 мкм и второе — × = 1,3 мкм. Кварцевое стекло существенно поглощает свет на длинах волн свыше 1,6 мкм., что и обуславливает рост затухания в области длинных волн. Особенность оптического волокна как направляющей системы состоит в том, что в ней возникают дополнительные потери энергии передаваемого сигнала из-за микроизгибов, связанных с нанесением первичного покрытия, а также макроизгибов кабеля. Потери на изгибах. Пояснение возникновения потерь на изгибе дано на рисунок 89.

Рисунок 89 -Потери на изгибах оптического волокна
На прямолинейном участке луч света, распространяющийся под углом ф1, большим, чем предельный угол фпр, может падать на изгибе на границу сердцевина — оболочка под углом Ф2<ф . Угол уменьшается с уменьшением радиуса изгиба, поэтому потери на изгибе возрастают с уменьшением радиуса Потери на изгибах подразделяются на два вида: потери на микроизгибах и потери на макроизгибах. Снижение потерь на микроизгибах связано с совершенстваванием технологии производства оптического волокна.
Микроизгибом волокна называется изгиб оптического волокна, который влечет за собой смещение волокна порядка нескольких микрон относительно его оси, обусловленное различием боковых давлений на волокно по его длине. Он может быть вызван механическими деформациями при изготовлении кабеля и его прокладке, а также изменениями геометрических размеров материалов кабеля вследствие изменений температуры окружающей среды в процессе эксплуатации. Для уменьшения потерь, обусловленных микроизгибом, необходимо не допускать усилий, случайно прикладываемых к волокну вдоль его оси при изготовлении кабеля, а также во время и после прокладки кабеля.
Макроизгиб волокна является результирующим искривлением оптического волокна после изготовления и прокладки кабеля. Макроизгиб может вызвать увеличение оптических потерь. Оптические потери увеличиваются с уменьшением радиуса изгиба. При правильной прокладке кабеля его затухание будет несколько меньше по сравнению со значением, измеренным на барабане, за счет меньших макроизгибов.
В реальных ОВ из-за большого числа случайных причин, приводящих к резкому возрастанию потерь, основным методом определения затухания является его измерение. На заводах измеряют затухание всех ОВ на заданной длине волны и данные измерений заносят в паспорт.Дисперсия импульсных световых сигналовОдним из основных параметров, ограничивающих скорость передачи по любой направляющей системе, является ее ширина полосы пропускания. Количественно она может быть оценена с временной и частотной точек зрения. Оба подхода обладают равной полнотой и поэтому однозначно математически связаны. Другими словами, зная временные характеристики передаточной характеристики оптического волокна, можно рассчитать частотные характеристики и наоборот.
Термин «ширина полосы пропускания» относится к частотному описанию передаточных характеристик оптического волокна, аналогом этого термина при временном описании является дисперсия. В оптике слово «дисперсия» означает зависимость показателя преломления вещества от длины волны, а в оптических системах связи — уширение световых импульсов после их прохождения через дисперсионную среду. Уширение импульсов при передаче по ОВ зависит от формы передаваемого импульса, ширины спектра частот источника излучения (ДХ) и собственно дисперсии волокна, под которой далее понимается рассеяние во времени модовых или спектральных составляющих оптического сигнала. Количественно ширина полосы пропускания обратно пропорциональна дисперсии. Если полоса пропускания уменьшается, то дисперсия увеличивается. Таким образом, при частотном подходе оптическое волокно подобно фильтру нижних частот. Ширина полосы пропускания оптического волокна — это частота модуляции света, при которой передаточная функция ОВ уменьшается в два раза по сравнению с величиной при нулевой частоте. Под передаточной функцией понимается отношение амплитуды световой мощности на входе и выходе ОВ в зависимости от частоты модуляции.
В металлических кабелях симметричной и коаксиальной конструкции ограничение полосы пропускания возникает из-за зависимости затухания кабельной цепи от частоты. Для оптических волокон действует совершенно иной механизм ограничения полосы пропускания, а именно модовая и хроматическая дисперсии. Суммарную величину волноводной и материальной дисперсии принято называть хроматической дисперсией.
Дисперсию при передаче импульсов света через ОВ со скоростью передачи ниже 2,5 Гбит/с условно можно представить состоящей из трех составляющих:
- модовой дисперсии, обусловленной наличием нескольких мод, каждая из которых распространяется со своей скоростью; при лучевом подходе неодинаковая длина пути отдельных лучей при их прохождении через ОВ;
- волноводной дисперсии, обусловленной нелинейной зависимостью коэффициента фазы b данной моды ОВ от длины волны (частоты) оптического излучения;
- дисперсии материала, связанной с нелинейной зависимостью показателя преломления материала ОВ от частоты, приводящей к различию фазовых скоростей распространения энергии у различных спектральных составляющих сигнала.
Доля различных составляющих в суммарной дисперсии зависит от типа волокна: в ступенчатых ОВ при многомодовой передаче преобладает модовая дисперсия; в градиентных многомодовых ОВ необходимо учитывать модовую дисперсию и материальную дисперсию; в одномодовых волокнах — материальную и волноводную дисперсию.
Суммарную величину волноводной и материальной дисперсии принято называть хроматической дисперсией.
Суммарное уширение импульсов (т) при распространении по волокну длиной L равно:

где τм, τв и τмат — уширение соответственно вследствие модовой, волноводной и материальной дисперсии.Модовая дисперсияРасчетные соотношения для указанной дисперсии наглядно и просто получаются при лучевом подходе. Уширение импульса, передаваемого по ОВ, за счет модовой дисперсии в этом случае определяется, как разность длин пути лучей, распространяющихся по наикратчайшей и наидлиннейшей траекториям. Лучи света, введенные в ОВ со ступенчатым профилем под углом к оси (рис. 90), из-за многократных внутренних отражений на границе сердцевина-оболочка проходят более длинный путь по сравнению с лучами, распространяющимися вдоль оси ОВ. Наикратчайшим является путь, проходящий вдоль оси волокна и равный длине линии L, а наидлиннейший — L/cosθmax. Имея в виду, что скорость распространения света в сердцевине v1= с/n1, имеющего наиболее длинную траекторию:

Отсюда уширение импульса:


Как видно из выражения ,уширение импульсов тем меньше, чем меньше относительная разность Д коэффициентов преломления сердцевины и оболочки ОВ. Из этой же формулы следует, что уширение импульсов пропорционально длине линии. Однако последнее справедливо только при отсутствии взаимодействия между модами. В реальных световодах при значительных длинах линии такое предположение ведет к большим погрешностям расчета модовой дисперсии. Связь между модами в реальном ОВ, вызванная неоднородностями показателя преломления, нерегулярностями геометрических размеров, напряжениями изгиба и растяжения, микротрещинами, разъемными и неразъемными соединениями отрезков ОВ, всегда имеет место и проявляется обменом энергии между модами. При лучевом подходе это эквивалентно изменению углов наклона лучей к оси световода при их распространении вдоль него.

Рисунок 90- Кратчайший и длиннейший путь луча в оптическом волокне со ступенчатым профилем
У входного торца световода наблюдается довольно интенсивное излучение мод, и соответственно стабилизируется модовая структура в сердечнике световода. При этом лишь на некотором расстоянии от входного торца световода, называемом длиной установившейся связи между модами (Ly), наступает относительно постоянное (равновесное) распределение мод, не зависящее от условий ввода излучения в световод.
Это расстояние может составлять от нескольких сот метров при ступенчатом профиле ОВ до нескольких километров при градиентном ОВ и зависит от материала и размеров сечения сердцевины ОВ, характера и числа введенных в него мод.
Поэтому соотношение при длине линии, превышающей длину Ly, имеет вид:
274764512509500
Модовая дисперсия импульса может быть существенно уменьшена за счет соответствующего выбора профиля показателя преломления. При параболической зависимости показателя преломления лучи, введенные в волокно под небольшим углом к оси, колеблются синусоидально относительно оси по мере распространения, и время распространения почти не зависит от угла вхождения луча, поскольку околоосевые лучи проходят меньший путь, но распространяются в среде с большим значением п, т.е. с меньшей скоростью, а периферийные лучи проходят более длинную траекторию, но в основном в среде с меньшим п, т.е. с большей скоростью. Таким образом, среднее время прохождения различных лучей через ОВ будет уравнено.
Волноводная дисперсияВолноводная дисперсия — это расширение импульса, происходящее при ограничении света направляющей структурой (волокном). Тогда как почти вся световая энергия в многомодовом волокне сконцентрирована в относительно большой сердцевине, в одномодовых волокнах свет распространяется и в сердцевине и в оболочке. Единственная направляемая мода поэтому может рассматриваться как распространяющаяся со скоростью, определяемой эффективным показателем преломления, большим чем показатель оболочки, но меньшим показателя сердцевины. Так как диаметр модового поля увеличивается с ростом длины волны, то все больше энергии распространяется в оболочке с малым показателем преломления. В результате получается расширение импульса, зависящее от структуры волокна, т.е. — волноводная дисперсия.
В дисперсионной среде фазовая скорость распространения направляемых мод в пределах спектра излучения источника неодинакова, что приводит к различной временной задержке частотных составляющих этих мод. Рассматриваемая составляющая дисперсии обусловлена волноводными свойствами волокна в предположении, что значения n1и n2не зависят от λ, и уширение импульса τв= λLB(λ), где В(λ) — удельная волноводная дисперсия.
Зависимость В(λ) от длины волны для одномодового волокна со смещенной дисперсией приведена на рисунке 91 (кривая 1).

1— волноводная дисперсия;
2— дисперсия материала;
2— хроматическая дисперсия.
Рисунок 91.- Дисперсионные характеристики одномодового волокна со смещенной дисперсией
Дисперсия материалаДисперсию материала можно рассматривать как аналог расширения импульса при передаче его через большой блок стекла. Показатель преломления кварцевого стекла изменяется в зависимости от длины волны (подобно тому как стеклянная призма разлагает солнечный свет в цвета радуги,) и в результате этого различные длины волн распространяются с разными скоростями. Материальная дисперсия является основным механизмом, влияющим на хроматическую дисперсию в одномодовых и градиентных многомодовых волокнах.
В случае дисперсионной среды необходимо различать так называемые фазовую и групповую скорости света в среде.
Фазовая скорость уф дает соотношение между длиной волны и периодом колебаний Т.
Зависимость М (А) от А показана на рисунке 91 (кривая 2).
Доля различных составляющих в общей дисперсии зависит от типа волокна. В ступенчатых ОВ при многомодовой передаче преобладает межмодовая дисперсии. В одномодовых волокнах материальная и волноводная дисперсия при определенных условиях могут взаимно компенсироваться, что обусловливает большую пропускную способность одномодового волокна. В градиентных многомодовых ОВ необходимо учитывать межмодовую дисперсии и дисперсию материала.
Поляризационная модовая дисперсияВ одномодовом волокне в действительности может распространяться не одна мода, а две фундаментальные моды — две перпендикулярные поляризации исходного сигнала. В идеальном волокне, в котором отсутствуют неоднородности по геометрии, две моды распространялись бы с одной и той же скоростью, рисунок 92, а. Однако на практике волокна имеют не идеальную геометрию, что приводит к различной скорости распространения двух поляризационных составляющих мод, рисунок 92, б.
Главной причиной возникновения поляризационной модовой дисперсии (τn) является некруглость сердцевины одномодового волокна, возникающая в процессе изготовления или эксплуатации волокна.
Из-за относительно небольшой величины τn может учитываться только в одномодовом волокне,

Рисунок 92 - Поляризационная модовая дисперсия а- волокно без дисперсии; б- волокно с дисперсией
причем когда используется передача широкополосного сигнала (скорость передачи 2,5 Гбит/с и выше). В этом случае поляризационная модовая дисперсия становиться сравнимой с хроматической дисперсией. Поляризационная модовая дисперсия может приводить к временным колебаниям амплитуды аналогового видеосигнала. В результате ухудшается качество телевизионного изображения или при передаче цифрового сигнала возрастает коэффициент ошибок.
Тема 1.3.5 Классификация волоконно-оптических кабелей
Волоконно-оптические кабели (ВОК) - это кабельные изделия, содержащее ряд оптических волокон и упрочняющий элемент, заключенные в общую оболочку, поверх которой в зависимости от условий эксплуатации может быть наложен защитный покров.
Волоконно-оптические кабели классифицируются по назначению и по условиям применения , как показано на рисунке ниже.

Оптический кабель состоит из скрученных по определенной системе оптических волокон из кварцевого стекла (световодов), заключенных в общую защитную оболочку. При необходимости кабель может содержать силовые (упрочняющие) и демпфирующие элементы.
В зависимости от назначения, условий прокладки и эксплуатации разработаны и производятся оптические кабели (в дальнейшем — ОК) разных типов и конструкций.
ОК должны удовлетворять ряду требований, предъявляемых к традиционным металлическим кабелям связи:
- возможность прокладки в условиях, в которых прокладываются электрические кабели;
- максимальное использование такой же кабелепрокладочной техники и оборудования;
- возможность сращивания и монтажа в полевых условиях с достаточной легкостью и в течение короткого времени;
- устойчивость к внешним воздействиям в соответствии с условиями эксплуатации на сетях связи;
- надежность эксплуатации с заданными показателями безотказности, долговечности и ремонтопригодности.
Необходимо отметить, что по таким показателям, как устойчивость к внешним воздействиям и надежность эксплуатации, ОК не только не уступают, но и значительно превосходят металлические.
Конструкция ОК выполняет следующие основные функции: защита волокна от повреждений и разрушений в процессе производства, прокладки и эксплуатации кабеля;
- обеспечение постоянства характеристик оптического волокна в процессе срока службы кабеля;
- сохранение прочностных характеристик кабеля; возможность идентификации волокон в кабеле для предотвращения разбитости волокон при соединении строительных длин оптического кабеля.
OK для защиты волокон от повреждений и дополнительных потерь из-за микроизгибов в процессе прокладки и эксплуатации конструируются с упрочняющими (силовыми) элементами, чтобы выдержать нагрузки тяжения и нагрузки от температурных расширений и укорочений.
Существующие ОК по своему назначению могут быть классифицированы на три группы: магистральные, зоновые и городские. В отдельные группы выделяется подводные, объектовые и монтажные ОК.
Магистральные ОК предназначаются для передачи информации на большие расстояния и значительное число каналов. Они должны обладать малыми затуханием и дисперсией и большой информационно-пропускной способностью. Используется одномодовое волокно с размерами сердцевины и оболочки 8/125 мкм. Длина волны 1,3...1,55 мкм.
Зоновые ОК служат для организации многоканальной связи между областным центром и районами с дальностью связи до 250 км. Используются градиентные волокна с размерами 50/125 мкм. Длина волны 1,3 мкм.
Городские ОК применяются в качестве соединительных между городскими АТС и узлами связи. Они рассчитаны на короткие расстояния (до |10 км) и большое число каналов. Волокна-градиентные (50/125 мкм). Длина волны 0,85 и 1,3 мкм. Эти линии, как правило, работают без промежуточных линейных регенераторов.
Подводные ОК предназначаются для осуществления связи через большие водные преграды. Они должны обладать высокой механической прочностью на разрыв и иметь надежные влагостойкие покрытия. Для подводной связи также важно иметь малое затухание и большие длины регенерационных участков.
Объектовые ОК служат для передачи информации внутри объекта. Сюда относятся учрежденческая и видеотелефонная связь, внутренняя сеть кабельного телевидения, а также бортовые информационные системы подвижных объектов (самолет, корабль и др.).
Монтажные ОК используются для внутри- и межблочного монтажа аппаратуры. Они выполняются в виде жгутов или плоских лент.
Поскольку ВОК менее прочны, чем электрические кабели, они должны быть надежно защищены от вредных воздействий окружающей среды и деятельности человека, к которым относятся механические нагрузки (натяжение, изгиб, сдавливание, кручение, удары, вибрации); перепады температуры; проникновение воды.
Тема 1.3.6 Конструкция волоконно-оптических кабелей
Конструкции оптических кабелей должны выполнять следующие основные функции:
- защитить волокна от повреждений и разрушений в процессе производства, прокладки и эксплуатации кабеля;
- обеспечить постоянство характеристик оптического волокна в процессе срока службы кабеля на уровне характеристик некаблированного волокна;
- обеспечить прочностные характеристики кабеля также как у электрического кабеля с тем, чтобы с ними можно было одинаково обращаться и использовать одни и те же механизмы для прокладки кабеля;
- обеспечить идентификацию волокон в кабеле для предотвращения разбитости волокон при соединении строительных длин оптического кабеля.
Основное отличие конструкции оптических кабелей от электрических заключается в том, что они должны содержать упрочняющие (силовые) элементы.
Сердечник электрического кабеля, состоящий из медных жил, может использоваться в качестве несущего нагрузку элемента, так как медь может удлиняться более чем на 10% без разрушения. Иначе ведут себя оптические волокна. Они разрушаются при удлинении в несколько процентов.
Оптические кабели для защиты волокон от повреждений и дополнительных потерь из-за микроизгибов в процессе прокладки и эксплуатации конструируются с упрочняющими элементами, чтобы выдержать нагрузки тяжения и нагрузки от температурных расширений и укорочений. Эти особые требования по прочности требуют, чтобы большая часть поперечного сечения оптических кабелей состояла из прочностных и поддерживающих элементов. Поэтому конструкции оптических кабелей включают в себя компромисс между компактностью и прочностью.
В зависимости от назначения сети оптические кабели связи (ОКС) можно разделить на четыре группы — междугородные, городские, объектовые и монтажные. Назначение междугородных и городских кабелей такое же, как и соответствующих электрических кабелей. Объектовые кабели служат для передачи информации внутри объекта, в частности, поста электрической и диспетчерской централизации, сортировочной горки, поезда, административных зданий. Применение этих кабелей особенно перспективно при создании: микропроцессорных устройств автоматики и телемеханики, предназначенных для высокоскоростного движения поездов; внутренней сети кабельного телевидения, различных информационных систем внутри станций, например автоматизированной системы считывания номеров вагонов; локальных вычислительных сетей. Внутриобъектовые кабели в сочетании со световодными датчиками можно применять для дистанционных измерений различных физических величин.
В связи с разными условиями эксплуатации ОКС внутри зданий и при наружной прокладке оптические кабели делятся на оптические кабели наружной прокладки и оптические кабели внутренней прокладки и они имеют различную конструкцию.
Многообразие конструкций ОКС обусловлено следующими причинами:
- условиями эксплуатации с точки зрения величины механических нагрузок, действующих на ОКС; наименьшие нагрузки на кабель действуют при прокладке в трубопроводах, наибольшие при подвеске и подводных;
- областью использования: для магистральной сети используются кабели с небольшим числом волокон (порядка 10), а для распределительных сетей несколько сотен волокон;
- различными конструктивными мерами, направленными на сохранение характеристик оптических волокон при внешних воздействиях в процессе изготовления, прокладки и эксплуатации кабелей.
В отличие от металлических кабелей оптические кабели связи изготавливаются под конкретный объект строительства и соответствующие ему технические условия. Электрические кабели изготавливаются определенной номенклатуры, проектировщики выбирают наиболее подходящий тип и емкость кабеля для данного объекта строительства по ширине полосы пропускания цепи и числу цепей в кабеле.
В металлических кабелях не стоит так остро проблема сохранения неизменными параметров передачи цепи при воздействии на кабель механических воздействий.
При выборе типа оптического кабеля, его конструктивных и передаточных характеристик для конкретного объекта строительства необходимо учитывать:
- способ прокладки оптического кабеля;
- стоимость и сроки выполнения строительно-монтажных работ, а также затраты на эксплуатацию;
- технологии выполнения аварийно-восстановительных работ; топологию линейного тракта; вариант обслуживания сети связи;
- цену минуты простоя линейного тракта и/или отдельных сегментов сети связи;
- требуемого значения коэффициента готовности линейного тракта; величины передаваемого и ожидаемого трафика.
Оптические кабели, используемые для построения железнодорожных ВОЛС, должны соответствовать техническим требованиям к оптическим кабелям связи, предназначенным для применения на Взаимоувязанной Сети Связи Российской Федерации (ВССРФ).
Общие технические требования заключаются в следующем: минимальный срок службы ОКС должен быть не менее 25 лет; подвеска и эксплуатация ОКС на опорах электрифицированных железных дорог не рекомендована для использования в магистральных первичных сетях связи, но может использоваться во внутризоновой первичной сети; заводизготовитель обязан сообщить потребителю о любых опасных химических препаратах, веществах или материалах, содержащихся в поставляемых изделиях. При отсутствии таковых завод- изготовитель должен представить письменное свидетельство об их отсутствии.
В состав документации на поставляемую партию ОКС должны входить:
- технические условия (спецификация) на ОКС; технические условия (спецификация) на используемые в ОКС оптические волокна;
- инструкция на прокладку ОКС; инструкция по монтажу ОКС; указания по эксплуатации ОКС;
- каждая строительная длина ОКС должна иметь паспорт-сертификат.
Волоконно-оптический кабель может состоять из следующих компонентов (Рисунок 93):
Внешняя полиэтиленовая оболочка – защищает кабель от внешних воздействий;
Армидные нити – защищает кабель от сдавливаний и растяжений;
Внутренняя полиэтиленовая оболочка – отделяет оптические модуль от армидных нитей и внешней оболочки;
Связывающие ленты – связывают оптические модули в общую косу;
Заполняющий модуль – пустой модуль без оптических волокон, призван формировать форму кабеля;
Оптический модуль – модуль с оптическими волокнами. Обычно в одном модуле находится до 8-ми волокон;
Оптические волокна ;
Стеклопластиковый пруток – упрочняющий центральный элемент, также защищает кабель от растяжений. Применяется зачастую в самонесущих кабелях;
Гидрофобный заполнитель – заполнитель, защищающий от влаги.

Рисунок 93- Волоконно-оптический кабель
Основные требования, предъявляемые к волоконно-оптическому кабелю, и материал основных его компонентов
Общими основными требованиями, предъявляемыми к физико-механическим характеристикам волоконно-оптического кабеля, являются:
высокая прочность на разрыв;
влагонепроницаемость;
достаточная буферная защита для уменьшения потерь , вызываемых механическими напряжениями;
термостойкость в рабочем диапазоне температур (–40—+50 о С);
гибкость и возможность прокладки по реальным трассам;
радиационная стойкость;
химическая и ударная стойкость;
простота монтажа и прокладки;
надежность работы в течение 20 лет.
Также в процессе конструирования ВОК необходимо учитывать взаимное расположение упрочняющих элементов и оптических волокон. Существует два основных варианта такого взаимного расположения:
В первом упрочняющий элемент располагается в центре кабеля, а волокна — концентрично относительно центрального элемента.
Во втором оптические волокна располагаются в центре, а силовые элементы — вокруг
Типовые конструкции волоконно-оптических кабелей
В настоящее время в различных странах разработано и изготавливается большое количество конструкций ВОК. Наибольшее распространение получили четыре группы конструкций кабелей:
со свободной трубкой;
со свободным пучком волокон;
с профильным сердечником;
ленточного типа.
Конструкция ВОК со свободным пучком волокон
В данной конструкции пучки оптических волокон свободно размещаются внутри трубки сердечника. Подобная конструкция позволяет снизить растягивающие, сжимающие и сдавливающие нагрузки на оптических волокнах. Вытяжные тросы применяются для удобства разрезания внешней оболочки оптического кабеля.

Рисунок 94- Конструкция ВОК
Конструкция ВОК с профильным сердечником
В данной конструкции присутствует фигурный сердечник с полостями для размещения оптических волокон. Преимуществом конструкции данного вида является то, что в центре фигурного сердечника находится стальной силовой элемент, который принимает на себя растягивающие и сжимающие воздействия.

Рисунок 95- Конструкция ВОК с профильным сердечником
Конструкция ленточного волоконно-оптического кабеля
В данной конструкции все оптические волокна объединяются в ленты, которые располагаются внутри трубки сердечника.

Рисунок 96- Конструкция ленточного ВОК
Конструкция океанского волоконно-оптического кабеля
К конструкциям кабелей, прокладываемых по морскому дну, предъявляются особые требования. Кабели данного вида испытывают особенно большие нагрузки. Поэтому больше 90% конструкции данных кабелей составляют защитные и упрочняющие элементы.

Рисунок 97- Конструкция океанского ВОК
Волоконно-оптические кабели городских телефонных сетей
Кабели, применяемые для городских телефонных сетей, обладают, как правило, облегченной конструкцией, так как прокладываются в кабельной канализации, трубах, коллекторах и внутри зданий. Такие кабели сконструированы по принципу со свободной трубкой с большим количеством волокон в каждом оптическом модуле.
ЗАО «Самарская оптическая кабельная компания» изготавливает городские ВОК следующих марок: ОКЛ 01, ОКЛ 02.

Рисунок 98- Конструкция городского ВОК
АО НФ «Электропровод» выпускает городские ВОК марок ОК М, ОКС М (ТУ 16.К12 16 97).
Рисунок 99- Конструкция городского ВОК
ОАО «Завод Саранск кабель» помимо междугородных ВОК освоило выпуск и кабелей городских телефонных сетей следующих марок: ОКГ (прокладка в кабельной канализации) и ОКЛ (прокладка непосредственно в земле).

Рисунок 100- Конструкция междугородних ВОК
Волоконно-оптические кабели для внутренних проводок
В конструкцию волоконно-оптического кабеля для внутренней проводки входят следующие основные элементы :
оптическое волокно;
буферная оболочка;
силовой элемент;
внешняя оболочка
Кабели, предназначенные для внутренней проводки, подразделяются на: симплексные кабели;
дуплексные кабели;
многоволоконные кабели;
кабели для тяжелых условий эксплуатации;
пожаробезопасные кабели.


Рисунок 101- Кабели ВОК внутренних проводок
Оптический кабель имеет конструкцию, аналогичную симметричным кабелям, в которой вместо изолированных жил размещены оптические волокна. Любой оптический кабель состоит из следующих основных элементов:
- сердечник кабеля;
- упрочняющие элементы;
- оболочка кабеля.
Кабели наружной прокладки могут иметь два дополнительных элемента:
- броневые покровы;
- наружный защитный покров (защитную оболочку).
Основной фактор, с которым необходимо считаться в оптических кабелях в отличие от электрических кабелей, состоит в том, что затухание оптических кабелей зависит от внутренних и внешних механических усилий. Любые виды механических воздействий, приводящие к изгибам оптических волокон, вызывают увеличение затухания кабеля. Для сохранения параметров передачи в процессе эксплуатации необходимо защитить оптические волокна в кабеле от внешних воздействий. Для этого на волокна наносятся первичное защитное покрытие и защитные оболочки.
Оптические волокна имеют более высокий модуль упругости по сравнению с большинством материалов, используемых в конструкциях оптических кабелей. Поэтому в случае приложения продольных сил к кабелю (например в процессе прокладки) самое большое напряжение развивается в волокнах ОВ. Чтобы этого избежать, в конструкцию кабеля вводят упрочняющие (силовые) элементы, которые имеют более высокий модуль упругости по сравнению с оптическими волокнами и поэтому они противостоят усилиям на растяжение аналогично металлической арматуре в железобетоне.
Возможны два варианта конструктивных решений по укладке оптических волокон в кабеле — свободная, при которой волокна не скреплены друг с другом и с оболочкой, т.е. лежат в ней свободно (кабели наружной прокладки), и связанная укладка (кабели внутренней прокладки). Эти два варианта укладки волокон совместно с возможными вариантами размещения упрочняющих элементов в центре, во внешних защитных слоях или их комбинации дают многообразие конструкций оптических кабелей. С точки зрения удобства монтажа кабеля предпочтительной является структура кабеля с центральным расположением упрочняющего элемента.
Некоторые конструкции кабелей ОКС, кроме оптических волокон, содержат медные проводники для дистанционного питания регенераторов и служебной связи, которые располагают в пазах профильного сердечника или во внешнем повиве.
Сердечник кабеляВне зависимости от условий применения кабеля: в кабельной канализации, прокладке в грунте, подвеске на опорах, прокладке под водой, размещении в грозозащитном тросе важнейшим элементом в конструкции кабеля, определяющим его технические и экономические характеристики, являются сердечник оптического кабеля.
Возможны два конструктивных решения по защите оптических волокон от механических воздействий в процессе изготовления, прокладки и эксплуатации кабелей, в одном из которых элементы кабельного сердечника могут свободно перемещаться за счет наличия пустот между элементами, в другом применением демпфирующих слоев между элементами.
В настоящее время имеется пять типов компановки кабельного сердечника:
- кабели повивной скрутки;
- кабели пучковой скрутки;
- кабели с «профильными» сердечниками;
- ленточные кабели;
- кабели с сердечником в виде общей для всех волокон центральной трубки.
Конструкция сердечника большинства оптических кабелей (рисунок 102) аналогична конструкциям симметричного кабеля связи, где изолированные жилы вначале скручиваются в группу (пара или звездная четверка), а затем группы тем или иным способом (повивами или пучками) скручиваются между собой, образуя сердечник кабеля. В оптическом кабеле, в качестве аналога группы металлического кабеля, используются: одно- или многоволоконный оптический модуль, рисунок 102, а; пучок из многоволоконных модулей или профильный сердечник, рисунок 102, б и в; лента с несколькими оптическими волокнами, рисунок 102, г; пучок оптических волокон в одной центральной трубке, рисунок 102, д.

а — повивной скрутки; 6 — пучковой скрутки; в — с профильным сердечником; г — ленточный; д — центральной трубки; 1 — одно- или многоволоконный модуль;
2 — упрочняющий элемент; 3 — оболочка кабеля; 4 — пучок из многоволоконных оптических модулей; 5 — оптическое волокно; 6 — лента с несколькими оптическими волокнами; 7 — пучок оптических волокон; 8 — центральная трубка; 9 — профильный сердечник
Рисунок 102.- Типы конструкций сердечника оптического кабеля:
Скрутка оптических модулей в сердечник (рис. 102, а) вокруг несущего элемента кабельного сердечника 2, может быть выполнена одним из следующих двух типов: спиральная скрутка; SZ-скрутка.
При спиральной скрутке модули (волокна) свиваются в одном направлении и с одинаковым углом по отношению к продольной оси кабеля. Этот вид скрутки оптических модулей такой же как групп в кабелях симметричной конструкции.
При SZ-скрутке одно направление скрутки, например, по часовой стрелке через определенное число витков меняется на противоположное направление . В точке смены направления скрутки волокна параллельны оси кабеля.
При спиральной скрутке волокна имеют тем больше превышение их длины по сравнению с длиной оси, чем меньше шаг скрутки. Уменьшение шага скрутки позволяет прикладывать к кабелю при прочих равных условиях большие усилия на растяжение и сжатие. Однако, минимальная длина шага скрутки ограничивается минимально допустимым радиусом кривизны волокна с точки зрения механических характеристик и увеличения затухания волоконного световода вследствие изгибов. Величина радиуса кривизны при спиральной скрутке не изменяется вдоль оси кабеля.
При SZ-скрутке величина радиуса кривизны изменяется вдоль оси кабеля. Она достигает максимума в точках смены направления скрутки. В целом эта скрутка обеспечивает более высокую стабильность параметров передачи и обладает более высокой стойкостью к растягивающим усилиям, а так-же эксплуатационные удобства за счет более быстрого доступа к оптическим волокнам в середине строительных длин при проведении аварийно-восстановительных работ.
В последние годы широкое распространение получил кабель с сердечником в виде одной центральной трубки со свободно лежащими в ней скрученными волокнами. Существенным отличием этой трубки от трубок оптических модулей является то, что она выполняет также роль упрочняющего элемента. Эта трубка может иметь обычную гладкостенную или спиралевидную конструкцию. Оптические волокна внутри трубок скручены подобно волокнам в трубках оптических модулей. Но так как диаметр центральной трубки больше диаметра оптического модуля, то оптические волокна в центральной трубке могут иметь меньший шаг скрутки, что обеспечивает большую длину волокна. Трубка может вмещать более 100 оптических волокон и в этом случае для облегчения идентификации волокон они объединяются в пучки, которые обвязаны цветной пряжей. Спиралевидная трубка имеет более хорошие механические характеристики в поперечном направлении, обладая лучшей устойчивостью к раздавливанию, по сравнению с модульной структурой сердечника, профильным сердечником и гладкостенной трубкой.
Для того чтобы предотвратить распространение влаги по длине кабеля, свободное пространство между элементами сердечника заполняется специальным гидрофобным компаундом (гелем).
Если продольная водонепроницаемость не требуется, как например, для кабелей внутренней прокладки, то необходимость в заполнении сердечника компаундом отпадает.
Для предотвращения нежелательного воздействия компаунда на силовые элементы и/или оболочку кабеля сердечник кабеля изолируется от последующих внешних элементов несколькими слоями тонкой пластмассовой пленки.
Упрочняющие элементыУпрочняющие элементы в оптических кабелях могут располагаться в сердечнике, оболочке или одновременно в обеих частях. Упрочняющие элементы независимо от места расположения наиболее часто изготавливаются из стали, арамидной пряжи (кевлара), стеклопластиковых стержней и синтетических высокопрочных нитей. Площадь поперечного сечения этих материалов должна быть достаточна, чтобы максимальное удлинение кабеля для установленной нагрузки вызывало растяжения волокон не более, чем две трети от удлинения волокон, которое они получили при их испытании на прочность в процессе изготовления, теоретическую и реальную прочность на разрыв. Теоретическая прочность составляет около 20 ГПа. Однако реальная прочность кварцевых волокон в несколько раз меньше теоретической, для лучших образцов кварцевых волокон она не превышает 5 ГПа. Прочность реально изготовленного волокна снижается из-за наличия поверхностных объемных дефектов в заготовках и готовом волокне, а также из-за воздействия внутренних напряжений, возникающих в волокне в процессе вытяжки из заготовок. Неоднородности материалов в стекле или дефекты поверхности стекла создают механически ослабленные места вдоль оптического волокна. О механической прочности оптического волокна можно говорить лишь с определенной степенью вероятности, поскольку местоположения нерегулярностей и их величины имеют случайный характер.
При воздействии на волокно растягивающих усилий наибольшие напряжения возникают вокруг концов трещин. Природная хрупкость стекла увеличивает напряжение на конце трещины и способствует разрушению волокна, в противоположность металлам, тягучесть которых позволяет расплываться и выравнивать местные перенапряжения. Качественно этот процесс аналогичен разрыву листа бумаги. Бумагу трудно разорвать путем растягивания, но если она имеет небольшие разрезы (трещины), то легко рвется. Также происходит и с волокнами и они разрушаются в месте наибольшей трещины.
Снижение механической прочности волокна также происходит из-за процессов химической коррозии при воздействии влаги, поэтому разрушение волокна в области локальной неоднородности является процессом, зависящим от времени. Между глубиной трещины и напряжением, при котором разрушается волокно, имеется однозначная связь, причем величина напряжения при разрушении волокна зависит от формы трещины.
Поверхностные трещины возникают от множества причин, некоторые из которых присущи собственно стеклу, а другие связаны с процессами изготовления заготовки волокна, вытягивания волокна из заготовки, нанесения первичного покрытия. Глубина и число трещин на единицу длины оптического волокна произвольно распределены вдоль длины волокна.
Волокно разрушается в месте нахождения самой глубокой трещины (слабейшее звено в цепи) и так как в длинных волокнах наличие такой глубокой трещины более вероятно, чем в коротких волокнах, то прочность волокна зависит от его длины. Короткие соединительные волокна длиной несколько десятков сантиметров содержат большие трещины с меньшей вероятностью и поэтому имеют большие силы разрушения, находящие в диапазоне от 4,5 до 5,9 ГПа. В противоположность этому волокно длиной несколько км, используемое для приготовления кабелей связи, может содержать одну большую трещину, которая сильно уменьшает прочность. Единственная возможность быть уверенным, что длинное волокно не содержит трещины большей по величине, чем допустимая, — это испытать на прочность полностью всю длину, чтобы знать нижнюю границу прочности.
Например, многие кабели коммерческого использования имеют допустимое растяжение 3000 Н. Если кабель содержит волокна, которые были испытаны 0,5% удлинением, то он должен иметь достаточное количество упрочняющих элементов и такой излишек длины волокна, чтобы они не удлинялись более чем на 2/3 х 0,5% = 0,33% когда подвергаются кратковременным нагрузкам 3000 Н в процессе прокладки и эксплуатации.
Выбор материалов для упрочняющих элементов зависит от допустимого радиуса изгиба кабеля, допустимых механических нагрузок, диапазона температур, в котором должен эксплуатироваться кабель.
Оболочка кабеляОболочка оптического кабеля связи выполняет те же функции, что и в случае металлических кабелей, т.е. она должна защищать сердечник кабеля от механических, тепловых и химических воздействий, а также от влаги. Так как в оптическом диапазоне отсутствуют помехи со стороны контактных сетей переменного тока и ЛЭП, то не имеет смысла делать оболочку ОКС металлической. Напомним, что основным материалом для изготовления оболочек железнодорожных электрических кабелей связи является алюминий. Однако использование металлических оболочек для ОКС нежелательно по двум причинам: первая, кабели в этом случае подвержены повреждениям грозовыми разрядами; вторая, необходимо делать и обслуживать заземление металлических оболочек. Кроме того, в случае свинцовых или гофрированных оболочек имеется опасность остаточной продольной деформации кабеля после его прокладки. Поэтому оптические кабели при наземной прокладке в подавляющем большинстве случаев имеют пластмассовые оболочки.
Наибольшее применение среди пластмассовых оболочек получили полиэтиленовые и поливинилхлоридные.
Полиэтиленовая оболочка предназначена для кабелей наружной прокладки. Номинальная толщина полиэтиленовой оболочки составляет 2,0 мм. В случае ее применения для внутренней прокладки требуется принятие специальных противопожарных мер (прокладка в поливинилхлоридных трубах, обмотка поливинилхлоридной лентой с перекрытием 25%, покраска огнестойкой краской).
Подвесные кабели имеют специальную обработку наружной поверхности оболочки для борьбы с гололедообразованием, поэтому подвесные кабели требуют особой осторожности в обращении с целью предотвращения трения оболочки кабеля с различными поверхностями (земля, опоры, деревья) при его прокладке. Для защиты кабеля от повреждений грызунами используют слоистую оболочку, армированную гофрированной стальной лентой, и для водонепроницаемости ламинированную алюминием. Алюминиевая лента толщиной 0,2 мм с обоих сторон покрывается слоем связующего пластмассового вещества.
Поливинилхлоридная оболочка применяется для кабелей наружной прокладки в агрессивных средах и при внутренней прокладке в производственных зданиях. При прокладке кабеля в местах большого скопления людей (метро, зрелищные помещения и т.п.) применяются оболочки из галогеннесодержащих не воспламеняющихся полимеров.
Механические характеристики оптических кабелей связиКонструкция кабеля должна обеспечивать стабильные характеристики оптического волокна и стойкость кабеля к воздействию:
- растягивающих усилий*;
- раздавливающих усилий*;
- сжимающих усилий;
- динамических изгибов*;
- осевых закручиваний*;
- ударов*;
- вибрационных нагрузок*;
- избыточным гидростатическим давлением*.
Параметры требующие испытаний для волоконно-оптических кабелей при применении на ВСС России.
Согласно требованиям к кабелям ВСС, при их подвеске на опорах железных дорог, стойкость к механическим воздействиям должна соответствовать следующим требованиям:
- допустимое растягивающее усилие 3...30 кН;
- допустимое раздавливающее усилие 1...2 кН/см.
Конструкция самонесущего ОКС должна обеспечиваться стойкостью к воздействию окружающей среды в диапазоне температур от -60 до +60°С.
Тема 1.3.7 Маркировка волоконно-оптических кабелей
Распределение знаков в маркировке оптических кабелей

Таблица 18- Цветовая идентификация модулей
Таблица 19- Цветовая идентификация волокон

Таблица 20- Таблица соответствия оптических кабелей

Таблица 21- Таблица соответствия оптических кабелей и муфт

Тема 1.3.8 Монтаж волоконно- оптических кабелей
В процессе монтажа оптической магистрали осуществляется стационарное (неразъемное) соединение отдельных строительных длин кабеля. При вводе ВОК в здание или регенераторные для многократного соединения-разъединения с оптоэлектронным оборудованием применяются разъемные соединители — коннекторы. Соединение оптических волокон осуществляется в определенной последовательности. Вначале осуществляется подготовка торцов оптических волокон, а потом производится сращивание.
До начала соединения двух волоконных световодов требуется некоторая подготовка торцов волокон, которая заключается в удалении первичного защитного покрытия волокон с последующей заготовкой гладкого торца путем скалывания или шлифовки. Для удаления первичного покрытия с оптического волокна можно использовать как химические способы зачистки, так и механические.

Рисунок 103 – процесс скалывания волокон
Скалыванием называют подготовку торца оптического волокна с нанесением царапины и последующим разломом. В идеале скол оптического волокна должен быть перпендикулярен. Любое отклонение не должно превышать 1—2 о .
В одномодовом соединении с плоскими отшлифованными торцами и при наличии воздушного зазора между сопрягаемыми волокнами часть энергии отражается назад к источнику и создает возвратные потери. Одним из способов уменьшения возвратных потерь является закругление концов оптических волокон при шлифовке.
Сращивание осуществляется методом сварки или с помощью механического сростка . В качестве инструмента используется электрическая дуга , возникающая между электродами, пламя газовой горелки или лазер. По принципу действия сварочные аппараты подразделяются на аппараты с ручным управлением, полуавтоматические и автоматические. Механическое сращивание подразделяется на активное или пассивное в зависимости от того, производится ли выравнивание оптического волокна для оптимизации потерь или нет.
При механическом сращивании отдельных волокон доминируют три технологии :
- четырехстержневые направляющие компании TRW;
- эластомерные сростки компании GTE;
- вращаемый сросток компании AT&T.

Рисунок 104- Соединение оптических волокон с помощью четырехстержневых направляющих

Рисунок 105 - Соединение оптических волокон с помощью эластомерного сростка

Рисунок 106- Соединение оптических волокон с помощью вращаемого сростка

Рисунок 107- Соединение оптических волокон с помощью замка Fibrlock
Основным способом соединения активного сетевого оборудования с оптоволоконной линией является применения оптических коннекторов, соединяемых посредством оптического адаптера, который устанавливается в оптическом кросс. Внутри оптического кросса развариваются оптические волокно, которые оконцовываются пигтейлами с оптическими коннекторами.
Оптический коннектор — это механическое устройство, предназначенное для многократных соединений. Он обеспечивает быстрый способ переконфигурации оборудования, проверки волокон, подсоединения к источникам и приемникам света. Коннектор для соединения одиночных оптических волокон состоит из двух основных частей: штекера и соединителя.

а — FC; б — ST; в —
Рисунок 108- Коннекторы
Монтаж соединительных муфт
Монтаж муфт должен производиться в соответствии с инструкцией по монтажу конкретного типа муфты изготовителя (поставщика) муфт. Соединение оптических волокон при монтаже муфт следует производить способом сварки под контролем затухания оптическим рефлектометром. Значение затухания сварного стыка волокон, рассчитанное в направлениях А – Б, Б – А, не должно превышать 0,1 дБ. Каждая муфта после окончания монтажа должна быть замаркирована кольцом из листового свинца или пластмассовой биркой. На каждую смонтированную муфту должен быть составлен паспорт в двух экземплярах. Один экземпляр укладывается в муфту, второй прилагается к исполнительной документации. Если предусмотрено проектом, то оптическая муфта и запас ОК помещаются в специально изготовленный шкаф, который должен быть закреплен на опоре.
На местных сетях связи, в основном, должны использоваться оптические муфты отечественных производителей, Разработанные с учетом действующих технических требований и имеющие декларации соответствия Министерства информационных технологий и связи Российской Федерации. Допускается применение на местных сетях оптических муфт зарубежных производителей при наличии сертификатов соответствия и типовых решений по установке, креплению и защите оптических муфт в местах их монтажа.
Оптические муфты для бронированных ОК, проложенных в грунте, должны обеспечивать:
- возможность электрического соединения экранов или металлических силовых элементов сращиваемых ОК конструктивными элементами сечением не менее 2,5 мм2 ;
- возможность выводов проводов от металлических элементов конструкции ОК, раздельно для каждого ОК, для подключения к внешнему заземлению.
Организация рабочего места
Рабочие места для проведения монтажа муфты могут быть следующие:
- Специально оборудованная монтажная машина;
- Колодцы;
- Городские коллекторы;
- Помещения ввода кабелей ;
- Палатки, установленные около колодцев, котлованов, опор.
Состав группы для монтажа и контрольных измерений муфт должен быть следующий:
- инженер-измеритель;
- два монтажника;
- водитель монтажной машины.
Концы сращиваемых ОК, при любом месте размещения муфты, подают к организованному рабочему месту (в монтажную машину, в палатку и т. п.), разделывают и выполняют монтаж в соответствии с руководством по монтажу муфты данного типа. Монтажники должны иметь наборы инструментов и приспособлений, необходимых для разделки ОК, сварки оптических волокон, усадки КДЗС, сборки и герметизации муфт любого типа. Оптические муфты закрепляют на монтажных столах с применением монтажных кронштейнов, позволяющих установить муфту в любом положении в непосредственной близости к сварочному устройству.

Рисунок 109 - Монтажные инструменты

Рисунок 110- Кронштейн для монтажа муфт
Порядок монтажных операций
разделка ОК: очистка, надрезы и удаление оболочек, брони, гидрофобного заполнения сердечника и модулей; обрезание излишков силовых элементов, очистка волокон от гидрофобного заполнителя;
надевание частей муфты – оголовников, деталей вводных комплектов на предварительно очищенные концы кабелей;
выполнение продольной герметизации ОК с помощью трубок или ленточных герметиков – мастик;
закрепление ОК на внутренних элементах муфты (лотках, крон- штейнах и т. п.);
сращивание металлических элементов ОК или вывод проводов заземления от брони каждого ОК;
укладка запаса оптических модулей;
формирование пучков оптических модулей для ввода их на от- дельные кассеты;
маркировка модулей при помощи липких маркеров; закрепление пучков модулей на входах кассет;
подготовка оптических волокон к сварке: разметка, надевание КДЗС на одно из сращиваемых волокон, удаление защитных покрытий с ОВ, скалывание ОВ, укладка подготовленных к сварке ОВ в зажимы сварочного устройства;
сварка ОВ и проверка затухания сварного соединения с помощью рефлектометра;
принятие решения об оставлении или о переделке сварного соединения;
усадка гильзы КДЗС в специальном блоке сварочного устройства;
укладка КДЗС в ложемент кассеты, и одновременная укладка запасов ОВ под лапки кассеты;
сварка ОВ во всех кассетах муфты;
установка кассет на лотки (кронштейны) муфт, сборка кассет в блок и установка крышки на верхнюю кассету блока, закрепление блока кассет на лотке (кронштейне) муфты;
закрепление внутри муфты пакета с силикагелем;
сборка корпуса муфты, обезжиривание и зачистка кабелей и частей муфты в местах наложения герметиков;
проверка всех сварных соединений на целостность оптическим рефлектометром;
принятие решения о герметизации муфты;
герметизация муфты: усадка, затяжка хомутов и т.п.;
укладка муфты и запасов ОК в колодец (котлован) или подвеска муфты и запасов ОК;
крепление и защита муфты и запасов ОК в месте установки;
проверка измерением затухания всех сварных соединений оптическим рефлектометром с целью выяснения, не увеличилось ли затухание стыков после укладки муфты. Если затухание стыков увеличилось в процессе укладки муфты и запасов ОК, то запасы следует вновь размотать и уложить так, чтобы напряжения в кабеле не возникали, и затухание не увеличивалось.
Проверка смонтированной муфты на герметичность

Рисунок 111- Колпачки для патрубков оптических муфт
Герметичность оптических муфт после выполнения всех монтажных операций должна обеспечиваться их конструкциями и комплектами и гарантироваться заводами-изготовителями. Правильность выполнения монтажных операций и качество герметизации должно проверяться внешним осмотром.
По требованию заказчиков муфты типов МОГ-М и МТОК могут проверяться местным давлением. Для этого на один из свободных патрубков проверяемой муфты должен устанавливаться термоусаживаемый колпачок с вентилем для подачи давления. По предварительному заказу такие колпачки могут поставляться вместе с муфтами.
Размещение смонтированных муфт
Смонтированные оптические муфты МОГ-М в типовых колодцах и коллекторах с расстоянием между кронштейнами 800 и 900 мм должны быть уложены на консоли.

1.кронштейны из стальных полос или уголков, расстояние между кронштейнами в типовом колодце – 800 мм, в коллекторе – 900 мм; 2.консоли кабельные чугунные или пластмассовые; 3.муфта МОГ-М; 4.бухты запаса ОК, оставляемые около муфт; 5.перевязки из проволоки
Рисунок 112- Размещение муфты на консоли
В нетиповых смотровых устройствах, в сцепках, подвалах и т. п. должны устанавливаться муфты с корпусами меньшей длины: укороченные муфты МОГу-М, и тупиковые муфты МОГт-М, МТОК 96Т, МТОК 96/48. Муфты типа МТОК в колодцах и коллекторах должны быть установлены на кронштейны для установки тупиковых муфт в колодцах.

1.муфта оптическая тупиковая МТОК или МОГт-М; 2.кронштейн для установки тупиковых оптических муфт в колодцах; 3.кронштейн из оснащения колодца;.консольный болт; 4.ерш; 5.технологический запас сращиваемых кабелей, смотанный в бухты; 6.крепление кабелей и муфт к кронштейнам перевязками из проволоки
Рисунок 113- Размещение муфты в нетиповом смотровом устройстве
Муфты типа МТОК, смонтированные на кабелях, проложенных в грунте, должны размещаться в котлованах на глубине 1200 мм. В котлованах эти оптические муфты должны быть защищены муфтами защитными: чугунными (МЧЗ) или пластмассовыми (МПЗ).

1.оптическая муфта типа МТОК в муфте чугунной защитной (МЧЗ); 2.запас ОК, смотанный в бухты; 3.провода заземления (КИП), выходящие из муфты; 4.замерный столбик; 5.отрезок асбестоцементной трубы диаметром 100 мм; 6.подземный контейнер проводов заземления (КПЗ); 7.пробка полиэтиленовая; 8.поверхность грунта.
Рисунок 114- Размещение муфты в грунте
Бухты запасов оптических кабелей в котлованах следует выкладывать одной или двумя бухтами в зависимости от конструкции ОК и допустимых радиусов изгиба.

1.муфта МТОК в МЧЗ; 2.запас ОК 1 типа; 3.запасы ОК 2 или 3 типа; 4.провода заземления.
Рисунок 115- Укладка запасов оптических кабелей
На опорах контактных сетей электрифицированного транспорта, на опорах электроосвещения, на опорах ВЛ муфты и запасы ОК, если предусмотрено проектом, должны размещаться в специальных шкафах, которые закрепляют на опорах.

1.шкаф для размещения муфты; 2. зажим шлейфовый; 3.ОК;
4.подвес алюминиевый; 5.опора; 6.хомут ленточный; 7.узел крепления.
Рисунок 116-Размещение муфты в шкафу
Монтаж оконечных устройств
Общими при монтаже оптических оконечных устройств являются следующие монтажные операции:
проверка комплектности оконечного устройства и входной контроль станционных оптических шнуров, входящих в комплект;
разметка линейного кабеля;
определение длины разделки ОК;
определение длины запаса ОК;
подведение ОК к оконечному устройству;
разделка ОК;
ввод ОК в оконечное устройство и крепление его на входе в ООУ;
заземление металлических элементов ОК;
укладка запаса оптических модулей;
формирование пучков оптических модулей для ввода их на отдельные кассеты;
маркировка модулей при помощи липких маркеров;
закрепление пучков модулей на входах кассет;
подготовка оптических волокон к сварке: разметка, надевание КДЗС на одно из сращиваемых волокон, удаление защитных покрытий с ОВ, скалывание ОВ, укладка подготовленных к сварке ОВ в зажимы сварочного устройства;
сварка ОВ и проверка затухания сварного соединения с помощью рефлектометра;
принятие решения об оставлении или о переделке сварного со- единения;
усадка гильзы КДЗС в специальном блоке сварочного устройства;
укладка гильзы КДЗС в ложемент кассеты, и одновременная укладка запасов ОВ под лапки кассеты;
сварка ОВ во всех кассетах ООУ;
установка кассет на шпильки ООУ, сборка кассет в блок и установка крышки на верхнюю кассету блока, закрепление блока кассет на шпильках ООУ;
сборка корпуса ООУ;
установка ООУ на его место в стойке или на стене; крепление ОК на подходах к ООУ.
После окончания монтажа на передние панели оптических оконечных устройств, или на их крышки, или на специальные клейкие этикетки и бирки, поставляемые вместе с устройствами, краской или маркерами-ручками должны быть нанесены надписи с указанием их порядковых номеров, номеров оптических кабелей и их направлений.
Кабельная арматура, оборудование и сооруженияВ состав волоконно-оптических линий связи входят: линейные (магистральные, зоновые, городские) и станционные кабели; кабельная арматура и оборудование; кабельные сооружения.
Некоторые ВОЛС не содержат станционных кабелей. Например, при прокладке ВОЛС в тоннелях метрополитена используются кабели с негорючей оболочкой, что позволяет непосредственно вводить их в помещения, где установлено сетевое оборудование.
К кабельной арматуре относятся: муфты и организаторы (всех типов), стойки, применяемые при подвеске кабелей по крышам зданий; различного рода кронштейны для крепления кабелей при их прокладке в тоннелях и по стенам зданий, для подвески на опорах контактной сети железных дорог, высоковольтно-сигнальных линий автоблокировки, линий электропередач (ЛЭП); промежуточные и оконечные анкеровки; поддерживающие спиральные и другие зажимы; ролики, используемые при подвеске ВОК; реперные столбики для обозначения трассы и мест установки муфт подземных ВОЛС.
Муфты и организаторы. При прокладке-подвеске и монтаже ВОЛС необходимо соединять (сращивать) друг с другом отдельные строительные длины кабеля, выполнять разветвления кабеля большей емкости на один или несколько кабелей меньшей емкости. Поэтому в местах сращивания и разветвления кабелей устанавливают соединительные муфты, которые разделяются на проходные и разветвительные.
Муфты обеспечивают:
- защиту сростков волокон и технологического запаса волокна, размещаемых в одном или нескольких организаторах волокон от повреждений, влаги, вибрации и др.;
- восстановление целостности оболочки кабеля, в том числе непрерывности силовых элементов, и обеспечение заземления в случае необходимости.
Выбор конструкции муфты определяется условиями эксплуатации ВОК: подвеска на опорах ЛЭП, контактной сети или высоковольтносигнальных линий автоблокировки; прокладка в грунте; в кабельной канализации; в желобах или тоннелях; внутри зданий.
Основные факторы, влияющие на выбор конструкции муфты, приведены в таблице 22.
Частота установки муфт зависит от строительной длины кабелей, которая может изменяться от сотен метров до нескольких километров, и особых условий прокладки. Например, невозможностью протянуть очень длинный отрезок кабеля через кабельную канализацию. Потребность в установке муфты возникает также при ремонтах поврежденного кабеля. При проектировании ВОЛС обычно стремятся к уменьшению количества муфт, используя максимально допустимые в данных условиях строительные длины кабеля.
Основой муфты является полимерный или металлический корпус в форме цилиндра или параллелепипеда, в котором размещаются организаторы волокон и механические фиксаторы кабелей. В конструкции муфты предусматриваются элементы герметизации внутреннего объема, а также обеспечения непрерывности броневых и упрочняющих элементов кабеля. Примеры конструкций муфт приведены на рисунке 117.
Рабочий температурный диапазон муфт с металлическим корпусом составляет от -40 до +50°С, муфты с полимерным корпусом могут эксплуатироваться при температурах от -60 до +50°С. Для монтажа и герметизации муфт используются заливочные компаунды, пасты, клеи, герметизирующие ленты и специальные термоусаживаемые материалы.

Рисунок 117-Примеры конструкций муфт
Организаторы волокон предназначены для обеспечения:
- соединения волокон кабелей в заранее установленном порядке;
- минимального увеличения затухания волокон в месте их соединения;
- повторного соединения волокон при изменении схемы связи;
- слабого натяжения волокон для возможности их юстировки и повторного соединения.
При выборе типа организатора учитываются следующие факторы:
- количество сростков волокон;
- типы сростков волокон — механический (разъемный), сварной, имеющий разные диаметры, длины и средства монтажа;
- радиус изгиба — рекомендуется радиус изгиба волокна не меньше 30 мм, что позволяет обеспечить остаточную деформацию волокна, не превышающую 0,2%;
- хранение свободного конца волокна или волокна в трубке- организатор должен допускать возможность хранения свободного волокна определенной длины или волокна, свободно уложенного в трубке, для юстировки и последующего соединения;
- идентификация волокон — средство различения волокон и возможность их соединения в заранее определенном порядке;
- возможность повторного вскрытия муфты;
- коррозия.
Таблица 22- Факторы, учитываемые при выборе конструкции муфты
Влияющие факторы Условия прокладки ВОК Воздушная подвеска Внут
ри
поме
ще
ний Непосредственно в
грунте В кабельной канализации, тоннеле В пластмассовых
камерах
Изгиб А А А А А
Коррозия
Ползучесть (осевое протягивание) В В В В В
А NA А А А
Раздавливание NA NA А А В
Удар В В А А А
Удар молнии Ультрафиолетовое А А В В В
излучение (солнечное) А в NA NA NA
Температура А А А А А
Кручение А А А А А
Вибрация А А А В В
Просачивание воды NA NA В В В
Влага А А А А А
А — фактор, который должен учитываться;
В — фактор, который должен учитываться при необходимости; NA — не применяется.

Рисунок 118- Примеры конструкций организаторов
Все организаторы имеют в своем составе одну или несколько плат или съемных блоков, на которых предусмотрены средства для размещения сростков волокон и хранения запаса волокна.
Основные различия между организаторами состоят в методе получения доступа к плате или съемному блоку для возможности повторного вскрытия.
Различают следующие типы организаторов: барабан с боковыми лепестками; поддон с загнутыми вверх и внутрь краями; несколько разводных колец. Примеры организаторов, используемых в муфтах, приведены на рис. 118. При большом количестве соединителей (свыше 8) применяется несколько организаторов. Организаторы крепятся в корпусе муфты на защелках, винтах или шпильках, с помощью липкой ленты или резиновой стяжки.
Организаторы используются также в коммутационно-распределительных устройствах.
Кронштейны, анкеровки, зажимы. Для крепления кабелей при их подвеске, прокладке по стенам зданий и т.п. используются различные типы кронштейнов, анкеровок и зажимов. Спиральная и другие типы анкеровок должны обеспечивать сохранность и эксплуатационную надежность ВОК в зоне подвески и не вызывать ухудшения их конструктивных элементов или разгерметизации оболочки.
К оборудованию ВОЛС относятся оптические распределительные и коммутационные устройства: распределительные коробки, панели, шкафы, кабельросты, оптические кроссовые устройства. Расшивка оптических волокон линейных кабелей и их соединение с сетевым оборудованием называется оконцеванием и может быть выполнена тремя различными способами. Для осуществления расшивки и соединения — коммутации оптических волокон используется специальное оборудование. Это оборудование обеспечивает:
- надежную защиту волокон от механических повреждений;
- возможность закрепления концов кабеля;
- удобство размещения технологического запаса волокна с соблюдением заданного радиуса изгиба;
- создание простого и удобного доступа к соединениям (сплай- сам) волокон, розеткам и коннекторам разъемных соединителей во время ремонтных и профилактических работ;
- обеспечение удобства подключения коннекторов к розеткам разъемных оптических соединителей;
- хорошие массогабаритные показатели в сочетании с большой емкостью и высокой плотностью оптических портов.
Настенные оптические распределительные коробки используются для разделки и соединения линейного кабеля со станционным кабелем при построении оптических узлов с небольшим количеством волокон. Пример разделки оптических волокон внутри распределительной коробки показан на рисунок 119. Оптические волокна линейного кабеля свариваются с волокнами небольшой длины (до 1 м) оконцованными соединителями с одной стороны. Эти волокна принято называть пигтейлами (pig-tail). Место сварки защищается термоусаживающейся защитной гильзой. Технологические запасы волокна и защитные гильзы укладываются во внутреннем организаторе (соединительной сплайс-пластине). Распределительные коробки выполняют функции разветвительной муфты или кросса от линейного кабеля к станционным кабелям, проложенным внутри здания.

1 — линейный кабель; 2 — гермоввод для крепления кабеля; 3 — разделанные волокна линейного кабеля; 4 — корпус коробки; 5 — сплайс-пластина; 6 — термоусаживающаяся защитная гильза; 7— место сварки; 8 — винт для крепления на стену; 9 — волокно pig-tail -а; 10— коннектор pig-tail -а; 11 — оптическая розетка
Рисунок 119. Пример разделки оптических волокон внутри распределительной коробки
Оптические распределительные панели крепятся в стойку (реже на стену). Стоечный вариант дает больше преимуществ, когда приемопередающее оборудование ВОСП находится в этой же стойке. Панели обеспечивают оконцовку линейных кабелей, защиту сварных соединений и хранение технологических запасов волокон, хранение оптических шнуров (патчкордов), кроссировку волокон.
Внешний вид панелей фирмы ADC показан на рисунке 120. Панели обеспечивают возможность монтажа от 8 до 144 волокон. Обычно каждая панель комплектуется полностью или частично пигтейлами заводского производства с различными типами оптических разъемов, розетками и сплайс-пластинами.

Рисунок 120- Внешний вид панели фирмы ADC
Оптические распределительные шкафы обеспечивают оконцовку одного или нескольких линейных кабелей. Шкафы отличаются от коробок большими размерами и значительно большей емкостью волокон, допускают установку на пол и крепление к стене. На рисунке 121 показан один из вариантов конструкции распределительного щита. Шкафы отличаются от распределительных коробок и панелей возможностью установления как взаимно направленного, так и кроссового соединений оптических волокон.
Первое характеризуется тем, что волокна линейного кабеля разделываются на задней панели устройства, а оптические шнуры, идущие от сетевого оборудования, подключаются к ним через переднюю панель устройства. Такое подключение (interconnect) характерно для распределительных коробок и панелей.

Рисунок 121- Конструкция распределительного щита фирмы ADC
Кроссовое подключение характерно тем, что оптические волокна линейных или станционных кабелей, а также оптические шнуры от сетевого оборудования разделываются на задней панели устройства, а коммутация (кросс-коммутация) окончаний этих волокон осуществляется на передней панели при помощи коммутационных шнуров. Такое подключение используется в оптических кроссовых устройствах.
Оптические кроссовые устройства используются при построении оптических узлов с большим количеством волокон (больше 100) входящих линейных ВОК. Оптические кроссы различаются емкостью и подразделяются на кроссы средней плотности (125...500 внешних оптических волокон) и кроссы высокой плотности (свыше 500 волокон).
Кабелъ-росты применяются для прокладки кабелей между стойками оптических кроссов, стойками сетевого оборудования и т.п. Пример конструкции наборного кабель-роста, выполненного из полимерных материалов.
Кабельные сооружения. К кабельным сооружениям подземных ВОЛС относятся: кабельная канализация и коллекторы, колодцы кабельной канализации, трубопроводы, желоба, защитные пластины, пробивные муфты, глухие заглушки и т.п.
Необходимо отметить, что воздушные ВОЛС не содержат кабельных сооружений за исключением устройств ввода ВОК в здания, называемых также пробками. Для прокладки подземных ВОЛС используются существующие системы кабельной канализации, так и создаются новые, с использованием современных материалов и технологий прокладки ВОК.
Тема 1.3.9 Особенности прокладки и эксплуатации волоконно-оптических линий
Организация, технология проведения линейных и монтажных работ имеет ряд отличий по сравнению с работами на традиционных электрических кабелях связи. Эти отличия в значительной степени обусловлены отсутствием параметров, характеризующих состояние элементов кабельного сердечника и его защитных покровов (сопротивление и электрическая прочность изоляции, герметичность оболочки), а также своеобразием конструкции ОК: критичностью к растягивающим усилиям; малыми поперечными размерами и массой; большими строительными длинами; сравнительно большими величинами затухания сростков ОВ; трудностями в организации служебной связи в процессе строительства ВОЛС с ОК без металлических элементов; недостаточным развитием методов и отсутствием доступных по цене серийно выпускаемых приборов для измерений и отыскания повреждений на ОК.
Подготовительные работы по строительству ВОЛС. Строительство и реконструкция ВОЛС осуществляются по утвержденным техническим проектам. В процессе подготовки к строительству, как правило, выполняются следующие основные виды работ: изучается проектно-сметная документация; составляется проект производства работ (ППР); решаются организационные вопросы взаимодействия строительной организации с представителями заказчика; проводится входной контроль ОК; решаются задачи материально-технического обеспечения; проводится подготовка персонала по выполнению основных строительно-монтажных операций.
Одним из основных документов строительства конкретной ВОЛС является ППР, который составляется производственно-техническим отделом строительной организации с участием прораба (мастера), руководящего строительством объекта. Проект производства работ составляется на основе подробного изучения проектно-сметной документации и обследования на местности трассы строящейся ВОЛС. В процессе ознакомления с трассой особое внимание должно быть обращено на такие сложные участки как: речные переходы; пересечения автомобильных, железнодорожных и трамвайных путей, трубопроводов; прокладку кабеля по мостам, тоннелям, в заболоченных местах, на скальных и гористых участках, в населенных пунктах. На основании этих данных выбирают наиболее оптимальные планы прокладки ОК на различных участках трассы, детализируют технологию строительства ВОЛС, составляют календарный план производства работ по участкам с учетом трудоемкости операций, рассчитывают потребность машин и механизмов, определяют пункты возможного размещения кабельных площадок и помещений для проведения входного контроля ОК. Кроме того, решаются вопросы организации служебной связи.
Проведение входного контроля и группирование строительных длин ОК.
При строительстве ВОЛС необходимо проводить 100%-й входной контроль ОК, поступающего от заказчика или завода-изготовителя. Вывоз барабанов с кабелем на трассу и прокладка кабеля без проведения входного контроля не разрешается.
В процессе входного контроля производятся внешний осмотр и измерение затухания. Кабель, не соответствующий нормам и требованиям технических условий, прокладке и монтажу не подлежит. Если при внешнем осмотре установлена неисправность барабана, то обнаруженные незначительные повреждения устраняются собственными силами. Если барабан на месте отремонтировать невозможно, то с уведомления заказчика кабель с него перематывается на исправный барабан плотными и ровными витками. Не допускается перемотка с барабана на барабан, установленный на щеку. При перемотке необходимо визуально контролировать целостность наружной оболочки кабеля.
Входной контроль по затуханию проводится в сухих отапливаемых помещениях, имеющих освещение и розетки для подключения электрических приборов. Перед измерением затухания необходимо предварительно просветить ОВ любым источником света (например, гелиевым лазером). Если какие-либо оптические волокна не просвечиваются, то измерение затухания следует начинать с этих волокон. Результаты измерения затухания ОВ сравнивают с паспортными данными. Наиболее удобно при строительстве ВОЛС измерять затухание методом обратного рассеяния с помощью рефлектометра. В случае заметного расхождения с паспортными данными измерения можно перепроверить методом обрыва.
Следует отметить, что отличие результатов измерения затухания от паспортных данных может возникать за счет использования разных приборов и методов измерения.
Группирование строительных длин кабеля проводится после получения точных сведений о нахождении на трассе прокладки кабеля различных коммуникаций, пересечений железных и шоссейных дорог, речных переходов, газопроводов, о фактических длинах пролетов построенной канализации и типах колодцев. Для этого производится обследование трассы, и вносятся корректировки в проектную документацию.
При подборе строительных длин следует исходить из того, что на одном регенерационном участке (соединительной линии) должен быть кабель, изготовленный одним заводом (кроме случаев стыковки с ОК для подводных переходов), только одной марки, с одним типом ОВ и его защитных покрытий. При группировании строительных длин кабеля, прокладываемого в грунте, расчет производят таким образом, чтобы различные пересечения трассы приходились как можно ближе к концу строительной длины, а место расположения соединительной муфты было доступно для подъезда монтажно-измерительной автомашины.
При группировании строительных длин кабеля, прокладываемого в кабельной канализации, исходят из того, что после выкладки отходы кабеля должны быть минимальными. При этом учитывают длины пролетов, форму транзитных колодцев, запас ОК на монтаж. Длина запаса кабеля для монтажа муфты должна составлять 10 м с каждой стороны при прокладке в грунте и 8 м при прокладке в канализации .
По результатам группирования составляется укладочная ведомость, которая вместе с паспортами прикладывается к сдаточной документации ВОЛС.
Группирование кабеля по дисперсии требует принятия специальных мер. Как упоминалось ранее, современные транспортные системы с большой пропускной способностью используют усилители на основе волокна, легированного эрбием, и метод мультиплексирования путем разделения времени (TDM) и/или метод мультиплексирования путем волнового уплотнения (DWDM) для максимизации пропускной способности одномодового волокна.
Оптический сигнал, распространяясь по волокну, подвергается различным искажениям, одним из которых является расширение сигнала за счет хроматической дисперсии. Расширение зависит от дисперсии волокна, ширины спектра лазерного источника и выбранной для данного канала скорости передачи. Для современного состояния технологии построения передатчиков удельный вес такого искажения возрастает как квадрат скорости передачи. Таким образом, системы со скоростью передачи 10 Гбит/с требуют максимальной величины дисперсии в 1/16 от допустимой дисперсии в системах, работающих при скоростях передачи 2,5 Гбит/с.
Другой вид искажений может иметь место в системах с мультиплексированием за счет волнового уплотнения, когда по волокну одновременно распространяются несколько несущих с различными длинами волны. Здесь возможно смешивание несущих и возникновение нелинейного эффекта, известного под названием «смешивания четырех волн». Подобный эффект вызывает взаимные помехи между каналами и может стать главной причиной ограничения показателей качества для систем с оптическими усилителями.
Волокно TrueWave, разработанное для преодоления эффектов расширения импульсов и смешивания четырех волн, возникающих в системах с оптическими усилителями и многоканальных системах при больших скоростях передачи, запатентовано фирмой Lucent Technologies. Хроматическая дисперсия в данном волокне имеет специально подобранное оптимальное значение в пределах полосы пропускания оптических усилителей и достаточно мала, чтобы поддерживать высокие скорости передачи на большие расстояния без средств компенсации дисперсии. В то же время, дисперсия волокна достаточно велика для подавления эффекта смешивания четырех волн. Последнее достигается благодаря снижению до минимума возможности совпадения фаз несущих разных каналов в системе с мультиплексированием за счет волнового уплотнения.
Волокно TrueWave имеет коэффициент хроматической дисперсии от 1,3 до 5,8 пс/(нм км) в полном диапазоне длин волн от 1530 до 1565 нм, что определяется стандартными параметрами волокна с ненулевой дисперсией. Такое волокно допускает скорость передачи 10 Гбит/с и способно передавать сигналы на расстояния до 250 км между точками регенерации. Еще больших расстояний можно достичь, либо за счет использования передатчиков с отрицательным чирпом, либо за счет использования компенсации с целью уменьшения положительной дисперсии в волокне TrueWave.
Протяженность передачи сигналов для волокна типа TrueWave может быть увеличена за предел в 250 км путем включения в линию участков компенсирующего дисперсию волокна. Большая отрицательная дисперсия этих участков приводит к тому, что импульсы, расширившиеся благодаря положительной дисперсии волокна типа TrueWave, снова сжимаются. Компенсирующее дисперсию волокно обычно оформляется в виде компенсирующих модулей, включаемых в одной или нескольких точках расположения повторителей. Эти модули увеличивают допустимую длину участков, нормально ограниченную дисперсией, но в то же время занимают место и вносят в линию дополнительные оптические потери. Эти потери, в свою очередь, могут потребовать дополнительных усилителей, которые нельзя исключить за счет использования линий с управляемой дисперсией. Такие линии строятся из волокна, знак дисперсии в котором периодически изменяется.
Для управления дисперсией линию передачи составляют из волокон, имеющих положительную и отрицательную дисперсии. Этот метод применяется уже в течение многих лет при создании подводных оптико-волоконных линий, теперь управление дисперсией доступно и для наземных линий .
В наиболее элементарной форме линия с управляемой дисперсией строится как линия, состоящая из чередующихся участков кабеля с волокнами с отрицательной дисперсией, (TrueWave–), и участков кабеля с волокнами с положительной дисперсией (TrueWave+), либо обычного кабеля с волокном с несмещенной дисперсией. Каждый из таких участков подавляет местное образование таких нелинейных эффектов, как смешение четырех волн, в то время, как малая средняя величина дисперсии вдоль участка между регенераторами снижает эффект расширения импульса. Если правильно выбрать длину каждого из отмеченных выше участков, то линия практически не будет требовать компенсации дисперсии. Подобную линию можно назвать «самокомпенсирующейся».
Волокно TrueWave+ [коэффициент хроматической дисперсии от 1,3 до 5,8 пс/(нм км)] обеспечивает передачу с волновым уплотнением в пределах всего диапазона длин волн от 1530 до 1564 нм. Волокно TrueWave — [коэффициент хроматической дисперсии от — 5,5 до— 1,0 пс/(нм км)] представляет собой добавку с отрицательной дисперсией. Совместное использование этих волокон осуществляет взаимную компенсацию, минимизируя эффект расширения импульсов и исключая необходимость в специальном компенсирующем оборудовании. Наименьшая абсолютная величина отрицательной дисперсии в волокне (TrueWave — ) обеспечивает оптимальное согласование с учетом сжимающего импульсы влияния эффекта фазовой самомодуляции, возникающего в волокне (TrueWave+).
Таким образом, управление дисперсией при использовании волокон TrueWave практически устраняет необходимость в дополнительных затратах и включении дополнительных деталей; открывает всю полосу пропускания от 1530 до 1565 нм.

Рисунок 122- Пример группирования длин ОК с волокнами TrueWave по длине трассы
В сбалансированном кабеле TrueWave волокна с положительной и отрицательной дисперсиями в дальнейшем можно перекомбинировать для достижения скоростей передачи 20 Гбит/с и 40 Гбит/с по одному каналу, а протяженность этих линий увеличивается до 1000 км при скорости передачи в 10 Гбит/с по оному каналу. Пример группирования длин ОК с волокнами TrueWave по длине трассы приведен на рис. 122.
Для обеспечения идеальной компенсации дисперсии волокна TrueWave+ и TrueWave– должны иметь слегка отличные дисперсии. Например, была осуществлена передача на расстояние 640 км по 32 каналам , несущая в каждом из которых модулировалась со скоростью 10Гбит/с . Это было достигнуто попеременным включением участков волокон TrueWave с положительной и отрицательной дисперсиями без использования дополнительных средств компенсации дисперсии (рис. 123).

Рисунок 123-. Линия с управляемой дисперсией, использующая волокна (TrueWave+) и (TrueWave — )
Фирма Lucent Technologies предлагает методику создания сетей, основанную на двух следующих способах создания линий с управлением дисперсией :
два типа кабелей. Один кабель содержит только волокна TrueWave+, другой—только волокна TrueWave-. Эти кабели прокладываются через определенные интервалы;
кабель одного типа, а именно сбалансированный TrueWave кабель, который содержит одинаковое количество волокон TrueWave+ и TrueWave-. При монтаже муфт волокна перекрещиваются через определенные интервалы по длине трассы.
Сбалансированный кабель TrueWave дает возможность устранить некоторые из препятствий, возникающих при внедрении управления дисперсией. При этом можно заказывать, устанавливать и снабжать соответствующей документацией только один тип кабеля. Более того, в любом месте всегда будет доступно волокно с нужным знаком дисперсии.
Протяжка кабеля в канализации
Волоконно-оптический кабель вне зданий в черте населённых пунктов прокладывается в большинстве случаев в телефонной канализации. Её основу составляют круглые трубы с внутренним диаметром 100 мм из асбоцемента, бетона или пластмассы. Телефонная канализация прокладывается на глубине от 0,4 до 1,5 м из отдельных блоков, герметично состыкованных между собой. Через 40-100 м на трассе размещают смотровые колодцы, на стенках которых монтируются консоли для укладки кабеля. Отличие технологии прокладки в телефонной канализации электрического и оптического кабелей заключается в том, что усилие протяжки последних не должно превышать допустимого значения, а также не допускается кручение кабеля.
Прокладка кабеля в телефонной канализации обычно выполняется в свободном канале, где при постройке оставляется проволока для протяжки. При её отсутствии проход каналов выполняют с помощью устройства заготовки каналов, представляющее собой упругий стеклопластиковый пруток диаметром 10 мм и длиной до 150 м смотанный на барабан диаметром около 1 м. Пруток проталкивают в канал до смежного колодца. Далее к наконечнику прутка крепят конец кабеля и вытягивают его обратно. Для крепления нужно использовать специальный наконечник, который фиксируется на кабеле за его силовой элемент и броневые покровы и должен быть снабжён компенсатором кручения. Протяжка должна осуществляться плавно и без рывков.
При наличии на трассе прокладки резких поворотов в колодце устанавливается поворотный ролик. При его отсутствии кабель вытягивается из этого колодца петлёй, и дальнейшая прокладка выполняется как с начальной точки трассы. Часто для экономии времени строительства кабель перебирают руками прямо в колодце, направляя в трубу канализации.
Прокладка кабеля в зданиях
Прокладка ОК обычно не представляет большой сложности, как из-за небольшой длины трассы, так и из-за более лёгкой и гибкой конструкции используемого для этого внутриобъектового кабеля. В случае прокладки в трубной разводке, под фальшполом и за фальшпотолком кабель сначала сматывают с транспортировочного барабана и выкладывают петлёй или восьмёркой в начальном пункте трассы, а затем плавно затягивают в кабельный канал. Для облегчения работы может быть использована стальная протяжная проволока длиной 5-10 м.
При укладке кабеля на открытых кабельростах или в желобах в длинных коридорах более удобно разложить кабель на полу вдоль трассы, а затем поднять его на желоб с фиксацией пластиковыми хомутами через каждые 2-3 м.
По нежилым чердакам и техническим этажам зданий (если они сквозные) кабель очень удобно подвешивать с помощью стандартных металлических подвесов на предварительно натянутый несущий трос. При этом обычно не требуется сложный расчёт на прочность с учётом ветровых и гололёдных нагрузок. Этот же способ можно рекомендовать и при прокладке кабеля по подвалам и техподпольям зданий при отсутствии существующих кабельных каналов.
Воздушная подвеска кабеля
Варианты подвески ОК имеют ряд достоинств по сравнению с другими способами строительства:
- отсутствие необходимости отвода земель и согласований с заинтересованными организациями;
- сокращение сроков строительства;
- уменьшение объёма возможных повреждений в районах городской застройки и промышленных зонах;
- снижение капитальных и эксплуатационных затрат;
- независимость от типов грунтов и почв.
Однако существуют и недостатки воздушной прокладки:
- меньший срок службы в связи с воздействием окружающей среды;
- подверженность повышенным механическим напряжениям в неблагоприятных погодных условиях;
- неэстетичность;
- сложность расчёта при воздействии нагрузок во всех условиях эксплуатации.
Для строительства ВОЛС методом подвески в населённых пунктах широко используется подвеска ОК к стальному тросу, натянутому между опорами на консолях, а также подвеска ОК со встроенным тросом на консолях специальной конструкции. При подвесе ОК к стальному тросу каждая консоль крепится к опоре специальными шурупами. Высота установки консолей (с учётом нормальной стрелы провеса) должна быть такой, чтобы просвет от земли до низшей точки кабеля составлял не менее 4,5 м. Крепится ОК к тросу при помощи подвесов из оцинкованной тонколистовой стали. Подвесы должны плотно охватывать ОК и свободно перемещаться по стальному тросу.
При подвеске ОК со встроенным несущим тросом используется стандартная электросетевая арматура типа КГП и поддерживающий зажим ПСО-14-03. Для натяжного крепления самонесущего ОК используют спиральный зажим марки НСО-14П-02. Крепление этого зажима к опоре осуществляется через поставляемый с зажимом коуш и линейную сцепную арматуру. Перемонтаж спиральных поддерживающего и натяжного зажимов запрещается.
На приведённых ниже рисунках показана арматура для натяжного и поддерживающего креплений ОК на опорах круглого сечения.
Схемы крепления несамонесущего диэлектрического ОК на опорах круглого сечения
 
Рисунок124 Схемы натяжного крепления ОК
 
Рисунок 125- Схемы поддерживающего крепления ОК
Схемы крепления самонесущего диэлектрического ОК на опорах круглого сечения
 
Рисунок 126 Схема натяжного крепления самонесущего ОК
 
Рисунок 127 Схема поддерживающего крепления самонесущего ОК
Как указывалось выше, к недостаткам воздушной подвески ОК можно отнести сложность расчёта всех нагрузок, действующих на воздушно-кабельный переход (ВКП). Расчёт несущего троса включает расчёт фактической силы натяжения в условиях эксплуатации, которая не должна превысить предельной прочности троса на разрыв, и расчёт расходуемой длины троса. Предельную прочность троса на разрыв и его удельный вес можно найти в технической документации производителя. При расчёте натяжения троса нужно учесть все составляющие нагрузки, которые могут влиять на его растяжение в реальных условиях, т. е. подсчитать его полную весовую нагрузку. В худшем случае трос растягивается под действием собственного веса, веса кабеля и крепёжной конструкции, веса намерзающего льда (вертикальная составляющая нагрузки). Кроме того, нагрузка на трос увеличивается под действием силы ветра (горизонтальная составляющая нагрузки). Расходуемая длина троса должна рассчитываться с учётом провеса, который меняется в зависимости от колебаний температуры и силы натяжения.
Тема 1.4. Защита кабельных и воздушных линий СЦБ от опасных и мешающих влияний
Тема 1.4.1 Классификация и источники опасных и мешающих влияний
Источниками внешних электромагнитных влияний на сооружения связи являются:
атмосферное электричество (гроза),
линии электропередачи (ЛЭП),
электрифицированные железные дороги (эл. ж. д.),
радиостанции (PC);
индустриальные помехи (бытовые электроаппараты, городской транспорт);
магнитные бури и др.
Линии электропередачи и электрифицированные железные дороги часто объединяются термином высоковольтные линии, (ВЛ).
Под действием внешних электромагнитных полей в сооружениях связи могут возникать напряжения и токи:
опасные, при которых появляются большие напряжения и токи, угрожающие жизни обслуживающего персонала и абонентов или приводящие к повреждению аппаратуры и линейных сооружений. Опасными считаются: напряжение U>36 В, ток I>15 мА;
мешающие, при которых возникают помехи, шумы, искажения, приводящие к нарушению нормальной работы Средств связи. Мешающими считаются: напряжение U≈1—2 мВ, ток I≈2мА.
Источниками мешающих влияний являются линии электропередачи, контактные сети эл. Ж.д., радиостанции. Источниками опасных влияний служат, главным образом атмосферное электричество и высоковольтные линии, особенно при аварийном режим.
По характеру воздействия различают следующие виды внешних влияний :
электрические, обусловленные действием электрического поля;
магнитные, возникающие за действия магнитного поля;
гальванические, появляющиеся вследствие наличия в земле блуждающих токов; последние создаются выковольтными линиями, используют землю в качестве обратного проводника.
Под действием блуждающих токов на оболочках кабелей связи появляется напряжение и в цепях связи возникает влияние. Особенно велико гальваническое влияние при аварийных режимах высоковольтных линий и в местах электростанций. Кроме того, металлические оболочки кабелей разрушаются под действием блуждающих токов и электрохимических процессов в грунте. Такое явление называется коррозией. Для ограждения линий и аппаратуры от вредного воздействия всех этих факторов применяются специальные меры защиты.
Коррозия. Разрушение, вызываемое физическим или электрохимическим воздействием внешней среды, называют коррозией металлической оболочки и брони кабелей. В зависимости от характера этого воздействия различают почвенную (электрохимическую), межкристаллитную коррозию и электрокоррозию блуждающими токами.
Почвенная (электрохимическая) коррозия металлических покровов (оболочки и брони) кабелей происходит в результате воздействия на них органических и неорганических кислот, щелочей и солей, находящихся в почве.
Присутствующие в почве кислоты, щелочи и соли, растворенные в почвенной влаге, являются электролитом. При соприкосновении электролита с металлом (оболочкой или броней кабеля) на его поверхности образуется множество микроскопических гальванических элементов. Электродами в этих элементах являются зерна металла, разнородные по структуре, или металл и находящиеся в нем примеси. Токи, протекающие в этих гальванических элементах, и вызывают коррозию металла, аналогичную коррозии цинка в обычном гальваническом элементе. Такие гальванические элементы могут образоваться в результате контакта в электрической среде двух разнородных металлов, например алюминиевой оболочки и брони кабеля.
Причиной почвенной коррозии может явиться неоднородный состав почвы вдоль оболочки кабеля или различная по длине кабеля концентрация агрессивных веществ. В этом случае вдоль оболочки кабеля также создается некоторая разность потенциалов, вызывающая ток в оболочке и ее разрушение в месте выхода тока в почву.
Для свинцовой оболочки кабелей наиболее опасным является присутствие в почве уксусной кислоты, извести, нитратов (азотнокислых солей) и перегноя от органических веществ. Грунт с большим содержанием известняка (мергельный), а также насыпные грунты с содержанием в них каменноугольной смолы и доменных шлаков, представляющих собой сильные щелочи, также повреждают свинцовую оболочку кабелей. Для стальной брони кабелей наиболее опасными являются хлористые, серные и сернокислые соединения, находящиеся в почве. Для алюминиевой оболочки кабелей коррозионно опасной считается влажная почва любого состава.
Электрическая коррозия металлических покровов кабеля, возникающая под действием токов, блуждающих в земле, по сравнению с почвенной является более опасным видом коррозии. Рассмотрим причины возникновения блуждающих токов.
Электровозы и электросекции на ряде дорог питаются постоянным током, подаваемым от тяговых подстанций по контактной сети. Обратным проводом, по которому ток возвращается на тяговую подстанцию, являются рельсы. Вследствие того что рельсы представляют для тока сопротивление, большая часть возвращающегося на подстанцию тока ответвляется в землю и протекает по земле. Этот ток и называют блуждающим.
В случае если параллельно рельсам проложен подземный кабель, блуждающий ток будет стремиться пройти по металлической оболочке и броне кабеля. У места нахождения электровоза ток будет входить в оболочку и броню кабеля, а в районе тяговой подстанции — выходить из них. Те участки кабеля, на которых токи, блуждающие в земле, входят в оболочку и броню кабеля, называют катодными зонами, так как оболочка и броня кабеля на этих участках имеют отрицательный потенциал по отношению к окружающей среде. Участки кабеля, на которых блуждающие токи выходят из оболочки и брони кабеля в землю, называют анодными зонами, так как на этих участках оболочка и броня имеют положительный потенциал по отношению к земле. В месте выхода тока из оболочки и брони, т. е. в анодной зоне, будет происходить электролиз металла оболочки и стальной брони, вызывающий их коррозию. Постоянный ток 1 А, выходящий из оболочки и брони кабеля в землю, в течение года может разрушить около 35 кг свинца, 9 кг стали или 3 кг алюминия. Блуждающие токи, протекающие по оболочке кабеля, в особо неблагоприятных случаях могут достигать десятков ампер.
Кабель со свинцовой оболочкой, проложенный в земле, считается защищенным от коррозии в том случае, если во всех точках потенциал оболочки кабеля по отношению к земле отрицательный. Коррозия алюминиевых оболочек кабелей, вызываемая постоянным блуждающим током, может происходить на анодных и на катодных участках.
Блуждающие токи на участках дорог, электрифицированных по системе однофазного переменного тока, также протекают по оболочке и броне проложенных вблизи кабелей. Однако эти токи имеют переменный по знаку потенциал (по отношению к земле), изменяющийся с периодичностью 100 раз в секунду, и вследствие этого практически не оказывают коррозионного воздействия на свинцовую оболочку и стальную броню кабелей.
Алюминиевые оболочки кабелей могут корродировать под воздействием блуждающих переменных токов. Поэтому в конструкции кабелей с алюминиевой оболочкой предусмотрена ее защита в виде пластмассового шланга или нескольких слоев поливинилхлоридной ленты. Эти покрытия надежно защищают алюминиевую оболочку от почвенной коррозии и коррозии блуждающим постоянным или переменным током. Эффективность покрытия имеет место только в том случае, если в стыках строительных длин проложенного кабеля его концы и соединительная или разветвительная муфта надежно изолированы от земли.
Межкристаллитная коррозия свинцовых оболочек кабеля возникает вследствие его длительной вибрации, вызываемой движущимся транспортом, если кабель проложен на железнодорожных или автодорожных мостах или вблизи от железнодорожных или трамвайных путей, и при длительной транспортировке кабеля, если барабаны с кабелем недостаточно амортизированы. Знакопеременные нагрузки в оболочке, возникающие при вибрации кабеля, приводят к усталости материала оболочки и ее растрескиванию, происходящему преимущественно по границам кристаллитов (зерен) свинца. В появившихся мелких трещинах образуется окись свинца, что ускоряет коррозию. Алюминиевые оболочки кабелей практически не подвержены межкристаллитной коррозии.
Защита кабелей от почвенной коррозии. Чтобы предохранить кабель от почвенной коррозии, трассу кабелей следует выбирать так, чтобы она не проходила в грунтах с большим содержанием извести, в болотистых и топких местах. Необходимо обходить места скопления кислот и участки с насыпными грунтами, содержащими каменноугольные смолы и шлаки, места свалок мусора и промышленных отходов, а также района стока загрязненных промышленных вод. В тех случаях, когда не представляется возможным избежать прокладки кабеля в таких грунтах, для защиты металлических оболочек кабелей применяют кабели с пластмассовыми изолирующими покрытиями оболочки. Хорошую защиту от почвенной коррозии дает прокладка кабелей на участках с агрессивными грунтами в асбестоцементных трубах.
Установлены нормы допустимых величин опасных и мешающих напряжений и токов.
Тема 1.4.2 Причины возникновения влияний тяговых токов
Гальваническое влияние. Однопроводные цепи, использующие землю в качестве обратного провода, испытывают гальваническое влияние, которое обусловлено токами, возникающими в земле от различных источников. Одним из источников этих токов являются железные дороги постоянного и переменного тока, у которых обратный ток возвращается частично по рельсам и частично по земле. Блуждающие токи, протекающие в земле, создают в различных точках земли разные потенциалы. Если рабочие заземления однопроводных цепей находятся в зоне блуждающих токов, то под действием разности потенциалов в этих цепях возникнут токи гальванического влияния.
Напряжение опасного гальванического влияния в однопроводной цепи (рис.129), рабочие заземления которой 1 и 2 расположены в зоне блуждающих токов железной дороги,
U = Uг1 — Uг2,
где Uг1 — потенциал земли в точке 1 с координатами хг, ух относительно заземления тяговой подстанции ТП, В;
Uг2— то же в точке 2 с координатами х2, у2, В.
Вычисление потенциалов UrX и Uri процесс очень трудоемкий и на практике для этого пользуются диаграммами, составленными по расчетным формулам для нагрузочного тока, равного 1000 А, для различных координат х и у с учетом проводимости земли.
Мешающие влияния линий электропередачи и тяговых сетей железных дорог на цепи автоматики, телемеханики и связи обусловлены наличием в кривых напряжения и тока этих сетей гармонических составляющих, свидетельствующих о несинусоидальной форме этих кривых.
Велико содержание гармоник напряжения и тока в тяговых сетях железных дорог. На железных дорогах, электрифицированных на переменном токе, гармоники в тяговой сети возникают за счет преобразования однофазного переменного тока в постоянный при помощи выпрямителей, установленных на электровозах.
На железных дорогах, электрифицированных на постоянном токе, напряжение подается в тяговую сеть от выпрямителей, имеющихся на тяговых подстанциях и преобразующих трехфазный переменный ток в постоянный. При этом кривая выпрямленного напряжения, кроме постоянной составляющей, содержит большое число различных гармонических составляющих напряжения, проникающих в тяговую сеть.

Рисунок 128-Диаграмма для определения разности потенциалов в однопроводной цепи при гальваническом влиянии

Рисунок 129- Схема, поясняющая гальваническое влияние

Рисунок 130- Кривые зависимости потенциала в проводе от расстояния между этим проводом и контактной сетью
В тяговой сети железных дорог однофазного переменного тока, кроме тока основной частоты 50 Гц, присутствуют нечетные гармоники тока, кратные основной частоте, т. е. гармоники с частотами 150, 250, 350, 450, 550, 650, 750 Гц и т. д.
В тяговой сети железных дорог постоянного тока присутствуют гармоники напряжения, кратные частоте 300 Гц, обусловленные схемой шестифазного выпрямления, т. е. гармоники с частотами 300, 600, 900, 1200 Гц и т. д. Если же трехфазная сеть, питающая выпрямительные устройства тяговой подстанции, несимметрична, то, кроме гармоник, кратных частоте 300 Гц, возникают гармоники напряжения, кратные частоте 100 Гц, т. е. гармоники 100, 200, 400, 500, 700 Гц и т. д. При неисправности выпрямительных устройств в тяговой сети постоянного тока возникают гармоники напряжения с частотой 50 и 150 Гц.
На электрифицированных железных дорогах эксплуатируют электроподвижной состав с импульсным тиристорным регулированием скорости движения поезда. Такое регулирование создает в тяговой сети дополнительный источник влияния в виде гармонических составляющих в полосе подтональных и тональных частот.
Мешающее влияние возникает также из-за внедрения на железных дорогах, электрифицированных на постоянном токе, рекуперативного торможения, которое создает в тяговой сети дополнительные гармоники тока.
Чем ниже частота гармоник влияющего тока, тем, как правило, больше их амплитуда. Из диаграммы (рис. 131), построенной для электровоза переменного тока, потребляющего от тяговой подстанции рабочий ток 150 А, видно, что, например, амплитуда 3-й гармоники тока с частотой 150 Гц составляет 36,8 А, т. е. 24,5% рабочего тока, а амплитуда 11-й гармоники тока с частотой 550 Гц— 1,93 А, т. е. 1,3% и т. д.

Рисунок 131- Диаграмма содержания гармоник в кривой тока электровоза переменного тока
Если воздушные или кабельные линии находятся в зоне влияния линий электропередачи или электрических железных дорог, то присутствующие во влияющей линии гармоники напряжения и тока будут индуцировать в этих линиях напряжения. С частотой, соответствующей частотам, передаваемым по целям полезных сигналов, эти напряжения будут создавать помехи, которые при известных условиях могут нарушать нормальную работу цепей автоматики, телемеханики и связи.
В телефонных цепях тональной частоты помехи в основном определяются гармоническими составляющими напряжений с частотами от 300 до 3000 Гц, а в каналах высокочастотного телефонирования — гармоническими составляющими с частотой 6 кГц и более.
Гармоники тягового тока могут оказывать мешающее влияние и на работу устройств железнодорожной автоматики и телемеханики; в основном это гармоники низшего порядка (50, 100, 150 , 200 , 250 и 300 Гц). Устройства диспетчерской централизации (ДЦ), диспетчерского контроля (ДК) подвержены влиянию гармонических составляющих от 300 до 3000 Гц, так как они работают в полосе тональных частот.
Тема 1.4.3 Нормы опасных и мешающих влияний
Опасные и мешающие напряжения и токи в цепях автоматики, телемеханики и связи, обусловленные влиянием линий электропередачи и контактных сетей железных дорог, не должны превышать установленных норм.
Нормы опасных влияний установлены с таким расчетом, чтобы была гарантирована безопасность лиц, обслуживающих устройства автоматики, телемеханики и связи и пользующихся ими, чтобы исключалась возможность повреждения устройств автоматики, телемеханики и связи (пробой изоляции жил кабелей, повреждения аппаратуры, включенной в цепи воздушных и кабельных линий).
Различают нормы опасных влияний при аварийных режимах работы линий электропередачи и контактных сетей железных дорог однофазного переменного тока (короткие замыкания одной из фаз трехфазной линии на землю или контактного провода на землю или на рельсы) и нормы опасных влияний при вынужденном режиме работы контактной сети железных дорог однофазного тока. При этом вынужденным режимом работы контактной сети считают такой режим, при котором одна из тяговых подстанций временно выключена и нагрузку выключенной подстанции на это время воспринимают одна или две смежные с ней подстанции.
В соответствии с установленными нормами напряжение, индуцированное в проводе (жиле кабеля) линии, по отношению к земле при условии его (ее) заземления на противоположном конце, обусловленное магнитным влиянием тяговой сети железных дорог однофазного переменного тока, не должно превышать значений, приведенных в табл. 22.
Нормы, приведенные в табл. 22, распространяются и на линии электропередачи. Значения, приведенные для вынужденного режима, следует относить к нормальному режиму работы несимметричных линий электропередачи, работающих по системе «два провода — земля».
Таблица 22

 
Опасное напряжение между проводом (жилой) в линейных кабельных цепях автоблокировки, релейной полуавтоматической блокировки и станционных устройств СЦБ при вынужденном режиме работы электротяги не должно быть выше 250 В. При коротком замыкании тяговой сети опасное напряжение в жилах кабелей станционных устройств СЦБ не должно превышать 2000 В. Па линейные цепи устройств диспетчерского контроля и цепи для передачи сигналов управления и контроля в устройствах диспетчерской централизации распространяются нормы опасного напряжения (см. табл. 22).
Качество телефонной передачи по цепям многоканальной связи будет удовлетворительным, если напряжение шума, измеренное в точке цепи с относительным уровнем полезного сигнала, равным —6,95 дБ, не превышает 2,5 мВ; это значение и принято в качестве нормы мешающих влияний.
Если напряжение в проводах (жилах кабелей) линий связи не превышает нормы, то на этих линиях нет необходимости в специальных мерах защиты, а эксплуатацию таких линий и ремонтные работы на них можно проводить обычным образом, так как напряжения, установленные нормами, не опасны для лиц, обслуживающих устройства автоматики, телемеханики к связи и пользующихся этими устройствами.
Тема 1.4.4 Взаимные влияния и помехозащищенность
Воздушные и кабельные линии, имеющие сближение с высоковольтными линиями электропередачи и тяговыми сетями железных дорог, подвержены индуктивному и гальваническому влиянию этих линий и сетей.
Индуктивное влияние обусловлено переменными электрическими и магнитными полями, создаваемыми в окружающем пространстве переменными напряжениями и токами во влияющих линиях, и поэтому индуктивное влияние принято также называть электромагнитным влиянием.
Электрическому влиянию, обусловленному наличием во влияющей линии переменного электрического напряжения, подвержены цепи воздушных линий автоматики, телемеханики и связи. Кабельные линии, проложенные в земле, не подвержены электрическому влиянию, так как силовые линии электрических полей экранируются поверхностью земли. Магнитному влиянию, обусловленному протекающим по влияющим проводам переменным током, подвержены воздушные и кабельные линии.
По характеру воздействия электромагнитного влияния на цепи автоматики, телемеханики и связи, а также на устройства, включенные в эти цепи, влияния разделяют на опасные и мешающие.
Опасным называют влияние, при котором напряжение и токи, возникающие в цепях автоматики, телемеханики и связи, могут создать опасность для здоровья и жизни обслуживающего персонала, вызвать повреждения приборов и аппаратуры, включенных в эти цепи.
Мешающее влияние наблюдается тогда, когда в каналах возникают помехи, нарушающие нормальное действие этих устройств (заметные шумы в телефонных цепях, искажение в передаче телемеханических сигналов и т. п.).
Для того чтобы оценить величины опасных и мешающих влияний и сравнить их с установленными нормативными значениями при проектировании строительства линии передачи в зоне влияния ЛЭП или электрических железных дорог или проектировании ЛЭП и электрификации железной дороги, проводят электрические расчеты опасных и мешающих влияний.

Рисунок 132- Схема сближения влияющего провода и провода, подверженного влиянию
Если величины опасных и мешающих влияний, полученные при расчете, выше установленных нормативных значений, то проводят на линиях сильного тока и на линиях передачи защитные мероприятия, обеспечивающие снижение влияния до допустимых пределов.
Тяговые сети железных дорог, у которых прямым проводом является контактная сеть, а обратным — «рельс — земля», создают также гальваническое влияние. Гальваническому влиянию подвержены цепи автоматики, телемеханики и связи, использующие землю в качестве обратного провода.
Магнитное влияние. Из электротехники известно, что если по какому-либо проводнику протекает переменный ток с частотой f, то вокруг этого проводника возникает переменное магнитное поле той же частоты. Если в этом поле поместить другой проводник А, то магнитные силовые линии будут пересекать этот проводник и в нем по закону индукции возникает переменная э. д. с., которая будет отставать от тока во влияющем проводнике на 90°.
Предположим, что влияющим проводом является контактный провод 1 (рис. 132) железной дороги, по которому протекает переменный ток I с частотой f. Параллельно контактному проводу подвешен провод диспетчерской централизации А, являющийся проводом, подверженным влиянию. Примем, что длина сближения проводов 1 и А равна I, а взаимная индуктивность между этими проводами, отнесенная к 1 км параллельного сближения проводов.. Тогда продольная э. д. с. Ем, индуцированная в проводе связи, подверженном влиянию, по отношению к земле
Взаимная индуктивность М между двумя однопроводными цепями, обратным проводом у которых является земля, зависит от расстояния а между этими цепями, называемого шириной сближения, и удельной проводимости земли о, которую определяют для района сближения проводов но заранее составленным картам проводимости земли или с помощью электрических измерений.
Формулы для вычисления взаимной индуктивности сложные, и поэтому для облегчения расчетов пользуются номограммами и графиками, позволяющими по известной ширине сближения, удельной проводимости земли и частоте влияющего тока легко определять значения М.
Опасное магнитное влияние линий сильного тока обычно рассчитывают на основной частоте влияющего тока, равной 50 Гц. Для этой частоты приведена номограмма (рис. 98), по которой можно определить взаимную индуктивность между двумя однопроводными цепями для ширины сближения между ними от 1 до 5000 м при проводимости земли от 0,1 • 1 Ом/м до 400 • 103 Ом/м.
При мер. Определить продольную э. д. с. Ем в проводе связи на воздушной линии, проходящей параллельно контактному проводу железной дороги, электрифицированной на переменном токе, на расстоянии, равном 50 м. Ток I частотой f = 50 Гц в контактном проводе равен 600 А, длина сближения L — = 10 км, проводимость земли а — 25-10-3 Oм/м.
Определим взаимную индуктивность между контактным проводом и проводом связи. Для этого на шкале номограммы (см. рис. 132) отметим точку, равную 50 м (ширина сближения), а на шкале проводимости земли —точку, соответствующую проводимости земли о -- 25-10-3См/м. Соединив эти точки прямой линией, на средней шкале получим значение взаимной индуктивности М, равное 525 мкГн/км, или 525 10-6Гн/км.
В действительности продольная э. д. с. £м будет примерно в 2 раза меньше за счет экранирующего действия рельсов электрифицированной железной дороги.
Распределение продольной э.д.с. в проводе, подверженном влиянию, зависит от его состояния. Так, если провод АБ изолирован на обоих концах от земли, то продольная э. д. с. Ем в этом проводе распределится таким образом, как это показано на рис. 133, а.
При заземлении одного из концов провода, например конца провода Б (рис. 133, б), напряжение этой точки провода по отношению к земле будет равно нулю, а напряжение UH на изолированном от земли конце провода А станет примерно равным продольной э.д.с. Ем, индуцированной в проводе. Расчет индуцированной продольной э.д.с. Ем и оценку ее опасного воздействия принято проводить для случая заземления одного из концов провода, подверженного влиянию.
Экранирующее действие рельсов и металлической кабельной оболочки. Переменный ток, протекающий по контактной сети, индуцирует продольную э. д. с. Еы во всех расположенных вблизи проводниках, в том числе и в ходовых рельсах. Продольную э. д. с. в рельсах можно определить, зная ток в контактной сети и взаимную индуктивность между контактной сетью и рельсами. Так как переходное сопротивление между рельсами и землей сравнительно невелико и обычно не превышает нескольких омов на километр, то под воздействием э.д.с., индуцированной в рельсах, возникает ток Iр, протекающий по цепи рельсы — земля»
Ток 1Р, индуцированный в рельсах, примерно равен половине тока Iк в контактном проводе: Iр = 0,5Iк, направление тока в рельсах по отношению к току в контактном проводе сдвинуто на угол, близкий к 180°. Следовательно, на подверженный влиянию провод В, находящийся вблизи от электрической железной дороги, будут воздействовать два тока (рис. 134), протекающие по контактному проводу и рельсам. Так как эти токи протекают в противоположном направлении (угол сдвига между ними близок к 180°), то они в каждый момент времени будут создавать в проводе, подверженном влиянию, две э. д. с., также сдвинутые по отношению друг к другу примерно на 180°. Следовательно, результирующая э. д. с. в проводе будет равна разности э. д. с., индуцированных токами /к и /р, так как она будет иметь меньшее значение по сравнению с э. д. с., индуцированной током, протекающим по контактному проводу. В этом и заключается экранирующее действие рельсов.
Результирующая э. д. с. £рез в проводе, подверженном влиянию, будет равна разности продольных э. д. с. Ек и Ер, а коэффициент экранирующего действия рельсов определится как отношение результирующей э. д. с. к э. д. с. Ек, индуцированной током, протекающим по контактному проводу:
■Sp —Ерез Кн== (Ек £р) Ек -- 1 Ер Ек.
На практике коэффициент экранирующего действия рельсов принимают Sp •— 0,5. В действительности этот коэффициент в некоторой степени зависит от проводимости земли и числа путей электрифицированной железной дороги. На однопутных и двухпутных участках Sp = 0,45—0,55, а на многопутных Sp = 0,Зч-0,45.
Физическая сущность экранирующего действия металлической оболочки кабеля сходна с физической сущностью экранирующего действия рельсов.

Рисунок 133- Распределение продольной ЭДС в изолированном и заземлен проводах, подверженных влиянию Рисунок 134- Взаимное расположение контактного провода, провода подверженного влиянию и рельсов
Ток Iк, протекающий по контактному проводу, будет индуцировать в жилах кабеля и в его металлической оболочке продольные э. д. с. £ж и £об одинакового значения. Это обусловлено тем, что взаимные индуктивности между контактным проводом и жилами кабеля и между контактным проводом и оболочкой будут равны, так как расстояние между контактным проводом и кабелем практически не бывает меньше 5—10 м, а расстояние между жилами кабеля и его оболочкой не превышает нескольких миллиметров. Коэффициент защитного действия оболочки кабеля будет тем лучше, чем меньше ее активное сопротивление и чем больше ее индуктивность.

а ~ расстояние между проводами;
b — высота подвески влияющего провода;
с - высота подвески провода, подверженного влиянию
Рисунок 135- Схема, поясняющая, электрическое влияние
Электрическое влияние. Рассмотрим систему из двух параллельно идущих проводников (рис. 135) — влияющего провода 1, находящегося по отношению к земле под переменным напряжением U, и подверженного влиянию провода А, изолированного от земли. Переменное напряжение создает вокруг провода J переменное электрическое поле, силовые линии которого будут пересекать провод А.
По закону электрической индукции в проводе А по отношению к земле будет индуцироваться опасный потенциал
Влияния в оптических кабелях
Взаимные влияния между ОВ (световодами) оптических кабелей связи вызываются следующими причинами:
воздействием регулярного электромагнитного поля излучения соседних ОВ;
отражением световых сигналов от неоднородностей в волокне и излучением отраженных волн в окружающее пространство;
микро- и макроизгибами ОВ, которые также вызывают излучение электромагнитных волн;
излучением энергии сигналов в местах сращивания оптических волокон, их коммутации, разветвления и фильтрации;
рэлеевским рассеянием в оптических волокнах.
Электромагнитное поле световодов имеет в основном закрытый характер, т. е. почти вся энергия сигнала распространяется в сердечнике ОВ. Лишь небольшая часть ее проходит по оболочке волокна (рис.136).

Рисунок 136- Кривые распределения энергии световых сигналов в поперечном сечении оптического кабеля: 1— сердечник; 2—оболочка
Функция распределения интенсивности поля в оболочке ОВ в зависимости от радиуса оболочки имеет сходный характер с функцией распределения энергии поля во внешнем проводнике коаксиального кабеля при резко выраженном поверхностном эффекте (когда >5). Таким образом, по аналогии с коаксиальным кабелем можно говорить о “поверхностном эффекте” в оболочке ОВ.
Вследствие ограниченной когерентности оптических источников — полупроводниковых лазеров (ПЛ) и светодиодов (СД) спектр несущего колебания чрезвычайно широк. Так, у полупроводниковых лазеров =300...1200 ГГц, что соответствует отношению =0,1...0,4%, у светодиодов =10...15 ГГц при =3...4%. Если принять, что спектр информационных сигналов<3О ГГц, то и при этом условии спектр модулируемого излучения будет намного превышать спектр сигнала, т.е. . Поэтому распределение интенсивности поля в оболочке оптического волокна практически определяется длиной волны несущего колебания и шириной спектра излучателя. С увеличением длины волны или с уменьшением радиуса сердечника (r) глубина проникновения света в оболочку возрастает. В результате, если , световод становится открытой системой, т. е. поле мод, распространяющихся по ОВI (см. рис. 136), захватывает сердцевину ОВII и наоборот.
Таким образом, в отличие от обычных ЛС взаимные влияния между волокнами ОК практически не зависят от спектра информационных сигналов, а определяются конструкцией ОК и ОВ, а также параметрами источников излучения. Наибольшие влияния между ОВ имеют место в объектовых ОК, характеризующихся большим числом ОВ, плотным их расположением и малыми толщинами оболочек и защитных покровов, и в системах передачи, использующих светодиоды, поскольку их полоса излучения () в 15...20 раз шире, чем у полупроводниковых лазеров.
Для создания заметной связи частота мод должна быть близка к критической. Значительная часть их полной мощности распространяется в покрытии ОВ в виде поверхностной волны (при ) либо вытекающей (при ), поэтому коэффициент затухания этих мод существенно выше, чем у остальных, и в установившемся модовом режиме они выбывают. В результате регулярная связь между световодами практически отсутствует из-за избирательного поглощения тех групп мод, между которыми она могла бы осуществиться.
Нерегулярные связи между световодами ОК возникают главным образом вследствие рассеяния на молекулярных неодно-родностях (рассеяние Рэлея), нерегулярностях границы между сердечником и оболочкой и на микроизгибах. Эти поля являются основной причиной возникновения взаимных помех.
Рассеянию Рэлея подвержены все распространяющиеся моды примерно в одинаковой степени. Микроизгибы и микронеоднородности приводят преимущественно к излучению мод с высшими граничными частотами и одновременно создают связи между всеми направляющими модами. Интенсивность каждого механизма рассеяния определим величиной, соответствующей составляющей коэффициента затухания , а его характер—диаграммой направленности рассеянного излучения по мощности (рис.137) на i-й неоднородности.

Рисунок 137- Схема образования влияний между световодами
Общий коэффициент затухания рассеяния .
Рассмотрим связь между световодами за счет i-го рассеяния в первом ОВ и -го—во втором (рис.2). Диаграмма направленности рассеяния описывает в соответствии с принципом взаимности одновременно и диаграмму направленности приема. Диаграммы направленности излучений из оптических волокон зависят от причины рассеяния.
Рассеяние на микроизгибах и микроскопических нерегулярностях имеет выраженную направленность в сторону распространения волны и аппроксимируется уравнениями
;
. (*)
Уравнение диаграммы направленности молекулярного рассеяния Рэлея:
.
В (*) т—число лепестков диаграммы направленности в первом квадранте; —угол между осью оптического волокна и максимумом главного лепестка диаграммы направленности, соответствует

Рисунок 138- Диаграммы направленности для рассеяния Рэлея (а), микроскопических неоднородностей (б)
первому экстремуму (*) и . Рассеяние Рэлея по диаграммам направленности наиболее опасно, так как при нем рассеянная мощность проходит в покрытии оптических волокон минимальный путь. Существенная доля взаимных помех определяется и рассеянием на макро- и микроизгибах.
На рис.138 для примера показаны суммарные диаграммы направленности для рассеяния Рэлея (кривая а) и для рассеяния микроскопических неоднородностей при т=6 (кривая б). Кривая а во втором квадранте симметрична показанной в первом квадранте, потому что рассеяния Рэлея в прямом и обратном направлениях одинаковы.
Процесс вычисления переходных затуханий на ближнем и дальнем концах ВОЛС весьма сложен и выполняется обычно с помощью ЭВМ. Переходные затухания, дБ, вычисляются по формулам
,
где и  — мощность светового сигнала на ближнем и дальнем концах первой линии; и — мощность помехи на ближнем и дальнем концах второй линии.
Влияние на ближнем конце создается обратным рассеянием, интенсивость которого характеризуется так называемым коэффициентом связи обратной волны влияющего световода с сердцевиной световода, подверженного влиянию. На дальнем конце помехи создаются рассеянием, характеризующимся коэффициентом связи с прямой волной влияющего световода и сердцевиной световода, подверженного влиянию.
Экспериментальные исследования показывают, что некачественно выполненные стыки между строительными длинами ОК могут быть причиной создания нежелательных связей между световодами. Часто уровень помех, наводимых в стыках, значительно превышает уровень помех на регулярных участках линии.
Таким образом, взаимные влияния в ОК связи представляют собой случайные величины и при необходимости их значения должны определяться путем проведения измерения переходных затуханий.
Тема 1.4.5 Методы и средства защиты линий СЦБ от опасных и мешающих влияний
Железные дороги, электрифицированные на переменном токе. Основным средством защиты устройств железнодорожной связи от опасных и мешающих влияний тяговых токов железных дорог, электрифицированных на однофазном переменном токе, является замена воздушной линии связи кабельной с высоким защитным действием кабельной оболочки. Если при замене воздушной линии связи кабельной продольная э. д. с., индуцированная в жилах магистрального кабеля, превышает норму (см рис. 9), то эти устройства присоединяют к жилам кабеля через изолирующие трансформаторы.
Изолирующий трансформатор (рис. 139) отделяет станционные устройства от линейных кабельных цепей, находящихся под опасным напряжением, т е. прикосновение к аппаратуре, включенной в станционную обмотку трансформатора, не представляет опасности. Для того чтобы эта опасность не возникала при электрическом пробое трансформатора, среднюю точку его станционной обмотки заземляют. Конденсатор, включенный между линейными полуобмотками трансформатора, позволяет измерять кабельные цепи с включенными в них промежуточными пунктами постоянным током.Цепи связи,- подвешенные на воздушных линиях, относят от полотна электрической железной дороги, частично или полностью заменяют их кабельными линиями, что также служит средством зашиты от опасных влияний.
Для защиты цепей связи от опасных напряжений применяют разделительные трансформаторы. Если опасное напряжение, индуцированное в проводах цепи связи, по отношению к земле превышает установленную норму, то, включив в середину этой цепи разделительный трансформатор и разбив таким образом цепь на два гальванически не соединенных участка (рис. 140, а), можно снизить опасное напряжение примерно в 2 раза. Если же цепь разбить на три участка (рис. 140, б) и в стыке этих участков включить два трансформатора, то опасное напряжение снизится в 3 раза и т. д.
Снижение напряжения будет обусловлено уменьшением длины сближения отдельных участков с контактной сетью. Такой способ защиты нельзя использовать в цепях местной связи с ручными телефонными станциями системы ЦБ и автоматическими телефонными станциями, так как по цепям с разделительными трансформаторами нельзя передавать постоянный ток для питания микрофонов абонентских телефонных аппаратов.Рисунок 139. Схема включения изолирующего трансформатораРисунок 140. Схемы включения разделительного трансформатора
В цепях перегонной связи, работающих по системе ЦБ, для защиты абонентов от опасных напряжений в провода этих цепей включают резонансные контуры. Между каждым проводом перегонной цепи и землей в начале и конце цепи включают по два контура, из которых один настроен в резонанс на частоту 50 Гц, а другой — на частоту 150 Гц (3-я гармоника). Для токов резонансных частот сопротивление этих контуров мало, провода при этих частотах оказываются заземленными и, следовательно, опасные напряжения с частотами 50 и 150 Гц в них отсутствуют. Напряжения, индуцируемые в проводах более высокими гармониками, малы и опасности не представляют.

Рисунок 141-. Схемы включения отсасывающих трансформаторов
В особых случаях, например при электрификации крупных железнодорожных узлов с разветвленной сетью местной, городской и пригородной телефонной связи, переустройство которой связано с большими материальными затратами, для защиты устройств связи применяют отсасывающие трансформаторы. Они представляют собой силовые однофазные трансформаторы мощностью в несколько сотен киловольт-ампер с коэффициентом трансформации п = 0,8 -:-1,0.
Известны два способа включения отсасывающих трансформаторов: без обратного и с обратным проводом. При первом способе первичную обмотку отсасывающего трансформатора ОТ включают в контактный провод, а вторичную — в рельсы (рис. 141, а), а при втором способе их первичную обмотку включают в контактный провод, а вторичную — в обратный провод, подвешиваемый на опорах контактной сети и периодически соединяемый с рельсами (рис. 141, б).
При включении отсасывающих трансформаторов ОТ по схеме увеличивается взаимная индуктивность между контактным проводом и рельсами, что приводит к увеличению тока, индуцированного в рельсах, и, следовательно, к увеличению их экранирующего действия.
Снижение продольной э. д. с. в проводах связи и жилах кабеля при включении отсасывающих трансформаторов по схеме происходит за счет того, что большая часть тягового тока возвращается на подстанцию не по рельсам и земле, а по обратному проводу. Следовательно, при этой схеме несимметричная система «контактный провод — земля (рельсы)» превращается в более симметричную систему «контактный провод — обратный провод — рельсы (земля)». На железных дорогах применяют схему с обратным проводом.Защитное действие отсасывающих трансформаторов зависит от расстояния l0 между соседними трансформаторами, которое обычно составляет от 3 до 9 км. Применение отсасывающих трансформаторов позволяет в несколько раз снизить опасные и мешающие влияния в цепях связи.
Для снижения мешающего влияния в телефонных цепях тональной частоты магистральных кабельных линий применяют специальное симметрирование этих цепей, позволяющее уменьшить чувствительность их к помехам. На воздушных линиях связи для этого провода телефонных цепей перекладывают с крюков на траверсы, что позволяет в 2—3 раза снизить напряжение шума в телефонных цепях тональной частоты за счет снижения коэффициента чувствительности этих цепей к помехам.
Защиту устройств автоматики и телемеханики на железных дорогах, электрифицированных на однофазном переменном токе, осуществляют следующим образом. В устройствах автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации (AЛC) для защиты от помех тягового тока выбирают частоты сигнального тока, отличные от частот гармонических составляющих в тяговой сети. Для защиты от опасных и мешающих влияний тягового тока для сигнальных цепей автоблокировки, цепей телеуправления тяговыми подстанциями, диспетчерской централизации и диспетчерского контроля используют кабельные цепи магистрального кабеля связи, прокладываемого вдоль дороги.
На станциях для прокладки цепей электрической централизации и других устройств автоматики и телемеханики в необходимых случаях прокладывают сигнальные кабели с металлической оболочкой и броней, обладающие достаточным экранирующим действием. Металлическую оболочку и броню этих кабелей заземляют по концам станции, у помещений ДСП и постов ЭЦ. Сопротивление каждого заземления не должно превышать 10 Ом.
Для защиты обслуживающего персонала и лиц, пользующихся устройствами автоматики и телемеханики, заземляют корпуса аппаратов ЭЦ, релейные стативы и шкафы в помещении ДСП и др.
В цепях снижения асимметрии рельсовых цепей на стыках рельсов рекомендуется устанавливать медные приварные соединители. Для этого же опоры контактной сети с сопротивлением заземления меньше 100 Ом присоединяют к рельсам не непосредственно, а через искровые промежутки многократного действия.
Железные дороги, электрифицированные на постоянном токе.
На цепи связи тональной частоты, подвешенные на опорах воздушных линий, оказывают мешающее влияние железные дороги, электрифицированные на постоянном токе. В кабельных цепях тональной частоты мешающее влияние практически отсутствует из-за высоких экранирующих свойств металлических защитных покровов кабелей.
В цепях проводной связи опасные влияния могут возникать только при коротком замыкании контактной сети на рельсы или землю и при включении и выключении напряжения в контактной сети. Эти опасные влияния проявляются в виде акустических ударов в телефонах, включенных в цепи тональной частоты телефонных аппаратов, из-за неодновременного срабатывания разрядников, устанавливаемых в телефонных цепях для защиты этих цепей от атмосферных перенапряжений. От акустических ударов, особенно сильно воздействующих на персонал, пользующийся головными телефонами (телефонистки, дежурные по станции и др.), защищают ограничителями акустических ударов, которые включают параллельно телефонам на коммутаторах.
Рисунок 142- Схемы двухзвенных сглаживающих фильтров
Основным средством защиты телефонных цепей тональной частоты от мешающих влияний контактной сети являются сглаживающие  устройства (фильтры), которые устанавливают на тяговых подстанциях.
Двухзвенное сглаживающее устройство (рис. 142, а) рекомендовано к применению на вновь строящихся железных дорогах, электрифицированных на постоянном токе. Сглаживающее устройство включено между выпрямительным агрегатом РВ и выходом в контактную сеть и состоит из двух звеньев. Первое звено имеет катушку индуктивности Lp1, называемую реактором, и шесть резонансных контуров, состоящих из последовательно включенных катушек индуктивности и конденсаторов, настроенных в резонанс на гармоники напряжений частотами соответственно 100, 200, 300, 400, 500 и 600 Гц. Катушку индуктивности реактора наматывают медным или алюминиевым проводом большого сечения и заключают в бетонный каркас. Индуктивность катушки 4,5-11 мГн.
Принцип действия первого звена сглаживающего устройства заключается в следующем. Гармоника напряжения с частотой, возникшая на зажимах выпрямительного агрегата РВ, создает ток , протекающий по цепи: один из зажимов агрегата РВ, резонансный контур, реактор Lp1, другой зажим агрегата РВ. Если контур настроен в резонанс на частоту этой гармоники, то его сопротивление для токов этой частоты будет мало, так как определится только значением активного сопротивления, включенного последовательно с конденсатором катушки индуктивности.
Индуктивность реактора выбирают такой, чтобы его полное сопротивление Zp значительно (в десятки раз) превышало активное сопротивление катушки индуктивности резонансного контура. При соблюдении этого условия падение напряжения на реакторе, вызываемое током гармоники, будет также в десятки раз больше падения напряжения на резонансном контуре, соответствующем этой гармонике. Следовательно, только небольшая часть напряжения с частотой попадает в цепь «контактная сеть рельсы», параллельно которой присоединены резонансные контуры.
Второе звено сглаживающего устройства состоит из реактора, параллельно которому включены катушка индуктивности Lш и конденсатор СШ, и конденсатора  включенного между контактным  проводом и рельсами. Совместно с индуктивностью LM и емкостью См реактор Lpп представляет собой фильтр-пробку, настроенную на частоту 300 Гц и предназначенную для дополнительного снижения напряжения этой гармоники в контактной сети. Конденсатор Сп является шунтом, через который замыкаются гармоники частотой выше 600 Гц. В зависимости от выбранного значения индуктивности реакторов применение описанного сглаживающего устройства снижает напряжение шума в контактной сети в 180—530 раз.
Может быть использовано более простое сглаживающее устройство (рис. 142, б), которое позволяет снизить мешающее напряжение в контактной сети в 55- -150 раз. Целесообразность применения той или иной схемы сглаживающих устройств определяют расчетом напряжений шума в телефонных цепях тональной частоты при проектировании электрифицированной железной дороги.
Конденсатор С емкостью 10 мкФ, включенный между плюсовым зажимом выпрямительного агрегата РВ и контуром заземления тяговой подстанции, снижает помехи в каналах высокочастотного телефонирования, применяемых для уплотнения цепей из цветного металла на воздушных линиях связи. Резонансные контуры, настроенные на гармоники 300 Гц и выше, уменьшают помехи в телефонных каналах тональной частоты.
Контуры, настроенные на гармонику тягового тока частотой 100 и 200 Гц, снижают помехи в рельсовых цепях автоблокировки и АЛС, так как амплитуды этих гармоник настолько велики, что оказывают мешающее влияние на сигнальные токи частотой 50 Гц. На участках дорог, электрифицированных на постоянном токе, при попадании в рельсовые цепи напряжения 50 Гц светофор может переключиться на запрещающий сигнал. Мешающее напряжение частотой 50 Гц возникает при повреждении изоляции низковольтных и высоковольтных сетей и соединении их проводов с рельсами или опорами и конструкциями контактной сети, заземленными на рельс.
Для защиты от помех в устройствах автоблокировки, АЛС и связи, вызываемых применением электроподвижного состава с тиристорным регулированием скорости движения поезда, на этом подвижном составе устанавливают сглаживающие устройства (фильтры).
Опасные влияния линий электропередачи на устройства связи, возникающие при коротком замыкании одной из фаз этих линий на землю, могут быть снижены при подвеске на линиях электропередачи заземленных тросов. В зависимости от площади поперечною сечения заземленных тросов и проводимости земли напряжение, индуцированное в воздушных проводах и жилах кабельных линий связи, может быть снижено в 1,5—2 раза. Во столько же раз может быть снижено и напряжение шума в телефонных цепях тональной частоты.
Рисунок 143- Схема транспозиции проводов, применяемая на высоковольтных силовых цепях автоблокировки
Опасные напряжения снижают с помощью разделительных трансформаторов, устанавливаемых в цепях связи, или при включении между проводами двухпроводных цепей дренажных катушек и дросселей с заземленной средней точкой.
Транспозиция высоковольтных проводов снижает мешающие влияния линии электропередачи на телефонные цепи тональной частоты воздушных линий. Транспозицией называют перемену мест проводов трехфазной высоковольтной цепи для выравнивания емкостных и магнитных связей между трехфазной цепью и телефонными цепями, а также для выравнивания емкостей проводов трехфазной цепи по отношению к земле. Такое выравнивание снижает мешающее влияние трехфазной цепи на телефонные цепи тональной частоты. Провода высоковольтной цепи меняют местами через расстояния т, называемые шагом транспозиции (рис. 143).
Каждые три шага составляют цикл транспозиции, в конце которого провода занимают исходное положение. Шаг транспозиции равен 3 или 3,2 км и соответственно цикл транспозиции — 9 или 9,6 км. Если при делении плеча питания на циклы получается остаток длиной больше шага, то его делят на три равные части и образуют укороченный цикл. Если длина остатка меньше шага, то его не транспозируют. Для того чтобы снизить мешающее влияние трехфазных линий электропередачи, стремятся к равномерной нагрузке фаз этих линий/
Защита оптических трактов от взаимных помех
Взаимные влияния между световодами ОК вследствие самоэкранирования направляющей системы, образуемой ОВ, весьма незначительны и носят в основном случайный характер. Эти влияния еще более ослабляются вследствие экранирующего действия защитных покрытий из полиамидных смол, фторопласта, селиковых резин, полиэтилена и других синтетических материалов, предназначенных в основном для усиления механической прочности ОВ, их защиты от внешних воздействий, улучшения температурных характеристик параметров передачи ОВ, облегчения технологии изготовления ОК и монтажа ОВ. Одновременно эти защитные оболочки, а также раздельное размещение ОВ в оптическом кабеле повышают защищенность оптических трактов от взаимных помех. Для оценки степени дополнительной защиты световодных трактов от взаимных помех определим прохождение волны через систему “оболочка— покрытие”. Рассмотрим наиболее неблагоприятную с точки зрения взаимных влияний конструкцию ОК, когда ОВ скручены в повивную скрутку так, что расстояние между ними определяется двойной толщиной защитного покрытия (рис.144), а передача сигналов осуществляется во встречных направлениях.

Рисунок 144- Схема расположения оптических волокон в ОК
Если защитные покрытия ОВ соприкасаются друг с другом (наиболее неблагоприятный случай), то электромагнитная волна при прохождении через защитное покрытие пройдет через две границы отражения: оболочка ОВ I()—покрытие (); покрытие ()—оболочка ОВ II(). Здесь п — показатель преломления среды . В защитном покрытии происходит затухание электромагнитных волн вследствие поглощения энергии () и возникают дополнительные потери за счет взаимодействия многократно отраженных волн ().
Таким образом, ,
где и — коэффициенты ослабления поля вследствие отражения.
Основное ослабление влияющей волны происходит за счет поглощения энергии в защитном покрытии, величина которого

где , дБ/м; —угол диэлектрических потерь материала диэлектрического покрытия;  — толщина защитного покрытия ОВ; —волновое число; —длина волны, м ; —показатель преломления покрытия.
Тема 1.4.6 Методы и средства защиты линий СЦБ от коррозии
Коррозия. Разрушение, вызываемое физическим или электрохимическим воздействием внешней среды, называют коррозией металлической оболочки и брони кабелей. В зависимости от характера этого воздействия различают почвенную (электрохимическую), межкристаллитную коррозию и электрокоррозию блуждающими токами.
Почвенная (электрохимическая) коррозия металлических покровов (оболочки и брони) кабелей происходит в результате воздействия на них органических и неорганических кислот, щелочей и солей, находящихся к почве.
Присутствующие к почве кислоты, щелочи и соли, растворенные в почвенной влаге, являются электролитом. При соприкосновении электролита с металлом (оболочкой или броней кабеля) на его поверхности образуется множество микроскопических гальванических элементов. Электродами в этих элементах являются зерна металла, разнородные по структуре, или металл и находящиеся в нем примеси. Токи, протекающие в этих гальванических элементах, и вызывают коррозию металла, аналогичную коррозии цинка в обычном гальваническом элементе. Такие гальванические элементы могут образоваться в результате контакта в электрической среде двух разнородных металлов, например алюминиевой оболочки и брони кабеля.
Причиной почвенной коррозии может явиться неоднородный состав почвы вдоль оболочки кабеля или различная по длине кабеля концентрация агрессивных веществ. В этом случае вдоль оболочки кабеля также создается некоторая разность потенциалов, вызывающая ток в оболочке и ее разрушение в месте выхода тока в почву.
Для свинцовой оболочки кабелей наиболее опасным является присутствие в почве уксусной кислоты, извести, нитратов (азотнокислых солей) и перегноя от органических веществ. Грунт с большим содержанием известняка (мергельный), а также насыпные грунты с содержанием в них каменноугольной смолы и доменных шлаков, представляющих собой сильные щелочи, также повреждают свинцовую оболочку кабелей. Для стальной брони кабелей наиболее опасными являются хлористые, серные и сернокислые соединения, находящиеся в почве. Для алюминиевой оболочки кабелей коррозионно опасной считается влажная почва любого состава.
Электрическая коррозия металлических покровов кабеля, возникающая под действием токов, блуждающих в земле, по сравнению с почвенной является более опасным видом коррозии. Рассмотрим причины возникновения блуждающих токов.
Электровозы и электросекции на ряде дорог питаются постоянным током, подаваемым от тяговых подстанций по контактной сети. Обратным проводом, по которому ток возвращается на тяговую подстанцию, являются рельсы. Вследствие того что рельсы представляют для тока сопротивление, большая часть возвращающегося на подстанцию тока ответвляется в землю и протекает по земле. Этот ток и называют блуждающим.
В случае если параллельно рельсам проложен подземный кабель, блуждающий ток будет стремиться пройти по металлической оболочке и броне кабеля. У места нахождения электровоза ток будет входить в оболочку и броню кабеля, а в районе тяговой подстанции — выходить из них. Те участки кабеля, на которых токи, блуждающие в земле, входят в оболочку и броню кабеля, называют катодными зонами, так как оболочка и броня кабеля на этих участках имеют отрицательный потенциал по отношению к окружающей среде. Участки кабеля, на которых блуждающие токи выходят из оболочки и брони кабеля в землю, называют анодными зонами, так как на этих участках оболочка и броня имеют положительный потенциал по отношению к земле. В месте выхода тока из оболочки и брони, т. е. к анодной зоне, будет происходить электролиз металла оболочки и стальной брони, вызывающий их коррозию. Постоянный ток 1 А, выходящий из оболочки и брони кабеля в землю, в течение года может разрушить около 35 кг свинца, 9 кг стали или 3 кг алюминия. Блуждающие токи, протекающие по оболочке кабеля, в особо неблагоприятных случаях могут достигать десятков ампер.
Кабель со свинцовой оболочкой, проложенный в земле, считается защищенным от коррозии в том случае, если во всех точках потенциал оболочки кабеля по отношению к земле отрицательный. Коррозия алюминиевых оболочек кабелей, вызываемая постоянным блуждающим током, может происходить на анодных и на катодных участках.Блуждающие токи на участках дорог, электрифицированных по системе однофазного переменного тока, также протекают по оболочке и броне проложенных вблизи кабелей. Однако эти токи имеют переменный но знаку потенциал (по отношению к земле), изменяющийся с периодичностью 100 раз в секунду, и вследствие этого практически не оказывают коррозионного воздействия на свинцовую оболочку и стальную броню кабелей.
Алюминиевые оболочки кабелей могут корродировать под воздействием блуждающих переменных токов. Поэтому в конструкции кабелей с алюминиевой оболочкой предусмотрена ее защита в виде пластмассового шланга или нескольких слоев поливинилхлоридной ленты.
Эти покрытия надежно защищают алюминиевую оболочку от почвенной коррозии и коррозии блуждающим постоянным или переменным током. Эффективность покрытия имеет место только в том случае, если в стыках строительных длин проложенного кабеля его концы и соединительная или разветвительная муфта надежно изолированы от земли.
Межкристаллитная коррозия свинцовых оболочек кабеля возникает вследствие его длительной вибрации, вызываемой движущимся транспортом, если кабель проложен на железнодорожных или автодорожных мостах или вблизи от железнодорожных или трамвайных путей, и при длительной транспортировке кабеля, если барабаны с кабелем недостаточно амортизированы. Знакопеременные нагрузки в оболочке, возникающие при вибрации кабеля, приводят к усталости материала оболочки и ее растрескиванию, происходящему преимущественно по границам кристаллитов (зерен) свинца. В появившихся мелких трещинах образуется окись свинца, что ускоряет коррозию. Алюминиевые оболочки кабелей практически не подвержены межкристаллитной коррозии.
Зашита кабелей от почвенной коррозии. Чтобы предохранить кабель от почвенной коррозии, трассу кабелей следует выбирать так, чтобы она не проходила в грунтах с большим содержанием извести, в болотистых и топких местах. Необходимо обходить места скопления кислот и участки с насыпными грунтами, содержащими каменноугольные смолы и шлаки, места свалок мусора и промышленных отходов, а также района стока загрязненных промышленных вод. В тех случаях, когда не представляется возможным избежать прокладки кабеля в таких грунтах, для защиты металлических оболочек кабелей применяют кабели с пластмассовыми изолирующими покрытиями оболочки. Хорошую защиту от почвенной коррозии дает прокладка кабелей на участках с агрессивными грунтами в асбестоцементных трубах.
Для защиты кабелей от почвенной коррозии используют также электрические методы защиты (катодные установки, протекторы).
Защита кабелей от коррозии блуждающими токами. Одним из основных мероприятий по защите кабелей от коррозии блуждающими токами на дорогах, электрифицированных на постоянном токе, является ограничение токов утечки из рельсовых нитей в землю. Для этого повышают электрическую проводимость рельсовых нитей и переходное сопротивление между рельсами и землей Повышение электрической проводимости рельсовых нитей достигается установкой в месте стыков отдельных звеньев рельсов приварных рельсовых соединителей, которые делают из скрученных в жгут медных проволок общей площадью поперечного сечения не менее 70 мм2. При этом сопротивление стыка не должно превышать сопротивления сплошного рельса длиной 3 м
Увеличение переходного сопротивления между рельсами и землей достигают применением шпал, пропитанных креозотом или другими масляными антисептиками, не проводящими тока, щебеночного или гравийного балласта и отводом воды с поверхности пути.
Сопротивление изоляции рельсовых нитей, уложенных на железобетонных шпалах, должно быть не ниже, чем при деревянных шпалах. Для этого между подошвой рельса и железобетонной шпалой устанавливают резиновые прокладки, а болты, крепящие рельс к шпале, изолируют от шпалы изоляционными втулками и шайбами. На станциях и перегонах между подошвой рельса и балластом должен быть зазор не менее 30 мм.
Правилами техники безопасности предусмотрено электрическое соединение металлических и железобетонных опор контактной сети с ходовыми рельсами. Если сопротивление заземления этих опор меньше 20 Ом, то для уменьшения утечки токов из рельсов в землю опоры на перегонах и станциях присоединяют к рельсам не непосредственно, а через искровые промежутки (искровые разрядники). Кроме того, рельсовые нити изолируют от ферм мостов и железобетонной арматуры.
Другим мероприятием по защите кабелей от коррозии блуждающими токами является повышение переходного сопротивления между кабелем и окружающим его грунтом, а также между кабелем и рельсами электрической железной дороги или трамвая. Для этого кабели стараются по возможности прокладывать вдали от рельсов. В местах пересечения кабелей с рельсами устраивают кабельную канализацию из асбестоцементных труб. Наряду с применением дополнительных изолирующих покрытий аналогично защите от почвенной коррозии осуществляют прокладку кабелей в деревянных или железобетонных желобах.
При прокладке кабелей по металлическим или железобетонным мостам эти кабели тщательно изолируют, не допуская электрического соединения металлических оболочек кабеля или стальных труб, в которых он проложен, с металлическими деталями мостов.
Повышение переходного сопротивления между кабелем и рельсами достигается выполнением рекомендаций по прокладке и монтажу кабелей: об изоляции кабеля от корпусов релейных шкафов, изоляции от муфты светофорного стакана и металлического основания светофорной мачты и т. п.
Наряду с перечисленными методами защиты широко применяют электрические методы защиты кабелей от коррозии блуждающими токами, к которым относятся электрический дренаж, катодная защита, анодные электроды и электрическое секционирование.Электрический дренаж представляет собой устройство для отвода блуждающих токов со свинцовой оболочки и брони кабеля, проложенного в земле,  в электрическую систему, которая создает эти токи.

Рисунок 145- Схемы электрического (а) и вентильного (б) дренажей
Электрический дренаж присоединяют к кабелю в точке, где потенциал кабеля выше потенциала той части сети, куда отводятся блуждающие токи, т. е. в анодной зоне. Если такое состояние потенциалов остается постоянным, то применяют так называемый простой электрический дренаж (рис. 145, а), который представляет собой провод, изолированный от земли и соединяющий оболочку и броню защищаемого кабеля с тяговым рельсом или другой частью обратной сети. Так как при наличии дренажа ток из оболочки и брони кабеля отводится через дренажный провод, то электролиз (коррозия) в месте выхода тока из оболочки кабеля отсутствует. Резистор R включают в цепь дренажа для ограничения тока в этой цепи. Для этого же служит и плавкий предохранитель FLJ. При перегорании предохранителя реле Р, включенное параллельно предохранителю, замыкает контакты и по сигнальной цепи передается сигнал о выключении дренажной установки. Подключив к зажимам 1-2 амперметр и выключив рубильник, можно измерить ток, отводимый через дренаж.
Данная схема электрического дренажа очень проста и обладает существенным недостатком, так как применима только в устойчивых анодных зонах. Если в месте подключения дренажа, имеющего двустороннюю проводимость, потенциал рельсов изменится и станет выше потенциала оболочки кабеля, то в дренаже появится обратный ток, т. е. ток из рельсов в оболочку кабеля. Обратный ток. протекающий по оболочке кабеля, будет уходить с оболочки кабеля в землю в другом месте, т. е. образовывать анодную зону там. где дренажа может не оказаться, и, следовательно, в этом месте будет наблюдаться коррозия оболочки кабеля.
Поляризованный дренаж получил более широкое распространение для защиты кабелей от коррозии. Он обладает односторонней проводимостью. Известен целый ряд конструкций поляризованных дренажных установок с применением в схеме поляризованных реле и вентилей.
В качестве примера рассмотрим наиболее простую схему поляризованного дренажа с селеновым выпрямителем или германиевым диодом (рис. 145, б), называемого вентильным дренажем. Из оболочки кабеля ток может свободно идти к рельсам, а в том случае, когда потенциал рельсов станет выше потенциала оболочки кабеля, тока в цепи дренажа практически не будет, так как включенный в цепь вентиль V представляет для токов обратного напряжения большое сопротивление.
Катодную защиту предусматривают в местах с явно выраженными анодными зонами на кабельных оболочках. Принцип действия этой защиты заключается в том, что на участках, где наблюдается выход блуждающих токов из оболочки кабеля, к последней подключают отрицательный полюс какого-либо источника постоянного тока. Обычно постоянный ток получают от выпрямителя (селенового или собранного на германиевых диодах), получающего питание от сети перемещенного тока.
Схема катодной установки (рис. 146) состоит из выпрямителя В, получающего питание от сети переменного тока напряжением. 120.220 В через трансформатор Т. Отрицательный полюс выпрямителя на стороне выпрямленного напряжения подключают в анодной зоне к металлической оболочке и броне кабеля, а положительный полюс — к специальному заземлители) (аноду), имеющему сопротивление растекания порядка 1 -5 Ом и устанавливаемому на расстоянии не менее 50 м от защищаемого кабеля Ток от положительного полюса выпрямителя В течет по изолированному от земли проводу к заземлителя) и далее, растекаясь по земле, входит в оболочку кабеля и возвращается по другому проводу к отрицательному полюсу выпрямителя. Регулируя ток, получаемый от выпрямителя, при подключении к различным выводам трансформатора, можно добиться того, что потенциал оболочки кабеля к земле станет отрицательным, и положительные потенциалы, создаваемые блуждающими токами, будут скомпенсированы. Иными словами, анодная зона на кабеле превратится в катодную.
В зависимости от типа катодных установок их изготавливают с селеновыми и кремниевыми выпрямителями с выпрямленным током от 3 до 100 А и выпрямленным напряжением от 3 до 60 В.
Если положительный полюс катодной установки присоединяют непосредственно к рельсам, то такое устройство называют усиленным электрическим дренажом. Такой дренаж аналогично обычному поляризованному дренажу отводит блуждающий ток в рельсы, усиливает эффект защиты оболочки и брони кабеля с помощью компенсации на них положительного потенциала.
При погружении металла в электролит возникает разность потенциалов между металлом и электролитом, которую называют электрохимическим потенциалом данного металла. Разные металлы обладают различными положительными и отрицательными электрохимическими потенциалами; например, свинец около —0,2 В, алюминий —0,53 В. сталь 0,55 В, магний 2,3 В. литий —3,0 В и т. п. На этом свойстве металлов основан метод защиты кабеля от электрической и почвенной коррозии при помощи анодных электродов (протекторов). Этот метод несколько сходен с катодной защитой, но менее совершенен.
Он заключается в том, что на расстоянии от 2 до 6 м от защищаемого участка кабеля в землю закапывают металлический электрод, имеющий более низкий потенциал, чем потенциал защищаемой оболочки, и соединяют его изолированным проводом с оболочкой кабеля. Здесь образуется гальванический элемент, в котором анодом является электрод, катодом защищаемый кабель, а электролитом окружающая почва. Ток, протекая от анода к катоду, компенсирует положительные потенциалы в оболочке кабеля, создаваемые блуждающими токами, и защищает оболочку от коррозии.
Электрод (рис. 147) представляет собой цилиндр 1 из сплава магния, алюминия и цинка или из сплава магния и алюминия. В центр цилиндра заплавляют контактный стержень 2 из стали диаметром 6 8 мм, к которому присоединяют провод 4, идущий к защищаемому кабелю. Между электродом и грунтом помещают заполнитель (деполяризатор) 3 из смеси глины, гипса и сернокислого магния или из других подобных смесей. Основное назначение заполнителя - это деполяризация электрода для обеспечения его длительной работы. Зона действия протектора невелика (не более нескольких десятков метров), и поэтому их устанавливают вдоль трассы защищаемого кабеля на расстоянии 50—100 м друг от друга. Использование протекторной защиты дает положительные результаты только в тех случаях, когда положительный потенциал металлических покровов кабеля не превышает 0,3—0,4 В.

Рисунок 146. Схема катодной установки Рисунок 147 Анодный электрод, установленный в грунте.
Электрическое секционирование металлических покровов кабеля также защищает кабель от коррозии. Оно заключается в том, что через определенные промежутки на кабеле устанавливают изолирующие муфты и таким образом нарушают электрическое соединение брони и металлической оболочки соседних участков кабеля. На отдельные изолированные друг от друга участки кабеля поступает меньше блуждающих токов и вследствие этого снижается их коррозионное воздействие.
Однако следует иметь в виду, что изолирующие муфты снижают коэффициент защитного действия металлических покровов кабеля от магнитного индуктивного влияния тяговых переменных токов и токов линий электропередачи.
Обычно изолирующие муфты предусматривают в местах выхода кабелей за пределы подземных сооружений метрополитена, на переходах трассы через реки и другие водные преграды, а также в местах пересечения с рельсами электрифицированного транспорта.
Металлическое соединение оболочки и брони кабелей снижает коррозию кабелей блуждающими токами. Его применяют в местах установки оконечных, промежуточных и тройниковых муфт, а также боксов. При прокладке нескольких кабелей в одной траншее или в общей канализации правилами по защите от коррозии блуждающими токами рекомендуется выполнять металлическое соединение свинцовых оболочек и брони всех прокладываемых кабелей между собой металлическими лентами или проводами. Такие соединения обычно осуществляют во всех кабельных колодцах, в местах ответвления одного или нескольких кабелей в другую траншею, в местах присоединения кабелей от катодных и дренажных установок, у места установки контрольных измерительных пунктов, в стыках строительных длин кабелей и т. п.
Такую защиту предусматривают только для кабелей со свинцовой оболочкой. Если кабель предназначен для прокладки на участках, подверженных сильной вибрации (например, на железнодорожных и автодорожных мостах), то для повышения стойкости свинцовой оболочки к межкристаллитной коррозии и вибронагрузкам при изготовлении кабельной оболочки в свинец добавляют присадки других металлов (сурьму и др.). Кабель прокладывают по мосту целым куском, так как в местах установки соединительных муфт межкристаллитная коррозия проявляется сильнее. Для снижения вибрации кабеля его прокладывают в коробах, наполненных песком, делают амортизационные прокладки из резины и т. п.
Защита кабелей от коррозии любыми из перечисленных выше методов дает эффект лишь в том случае, если во время эксплуатации кабеля проводят систематические наблюдения за распределением потенциалов в металлических оболочках и за работой дренажных, катодных и других установок.
Контрольно-измерительные пункты
Для наблюдения за распределением потенциалов в кабельной оболочке устраивают контрольноизмерительные пункты. Если кабели проложены вдоль железных дорог, электрифицированных на постоянном токе, и ширина сближения не превышает 100 м, то контрольные пункты на кабелях со свинцовой оболочкой и броней с изолирующим покрытием из кабельной пряжи оборудуют через 2500-500 м. На участках железных дорог с электрической тягой переменного тока и на неэлектрифицированных участках в зависимости от агрессивности грунта контрольные пункты оборудуют на этих кабелях через 600 2200 м. На кабелях, имеющих поверх металлической оболочки защитный пластмассовый шланг, контрольные пункты оборудуют реже.
Контрольно-измерительные пункты представляют собой железобетонные столбики с внутренней продольной стальной трубой для вывода проводов от металлических покровов подземного кабеля. В верхней части столбика размещен щиток с двумя зажимами для подключения проводов. Обычно изолированные проводники припаивают к оболочке и броне кабеля в двух точках, отстоящих друг от друга на расстоянии 1000 мм.
На рис. 148, а показан способ измерения потенциала на оболочке и броне кабеля с помощью вспомогательного заземлителя. Иногда заземлитель зарывают рядом с кабелем постоянно и тогда на контрольно-измерительный пункт выводят третий провод от заземления. Для измерения потенциалов используют вольтметры с внутренним сопротивлением не менее 20 кОм на 1 В шкалы и с пределами измерений 1—0—1, 10—0—10 , 20—0-20 и 50—0—50 В.
Наличие вывода двух проводов от оболочки кабеля позволяет, пользуясь методом падения напряжения и зная сопротивление металлических покровов кабеля длиной 1 м, измерять не только потенциал  оболочки по отношению к земле, но и блуждающий ток, протекающий по оболочке, используя для этого милливольтметр (рис. 135, б).

Рисунок 148- Контрольный пункт для измерения потенциала оболочки по отношению к земле и тока к оболочке

Рисунок 149- Потенциальная диаграмма
Потенциальные диаграммы. Для оценки коррозионного воздействия блуждающих токов на металлические покровы кабеля строят потенциальные диаграммы (рис. 149). Для этого в каждом контрольно-измерительном пункте измеряют потенциал оболочки кабеля по отношению к земле.
В зонах наличия блуждающих токов электрических железных дорог измерения обычно проводят в течение 10—15 мин через каждые 10 с. При этом необходимо, чтобы за период измерений мимо контрольного пункта прошло не менее чем по два поезда в разных направлениях. После окончания измерений вычисляют среднее значение положительных и отрицательных потенциалов для каждого измерительного пункта и по этим значениям строят потенциальную диаграмму.
На диаграмме цифрами отмечены номера контрольно-измерительных пунктов, расположенных на трассе кабеля. Вверх по оси ординат отложены положительные потенциалы, измеренные на оболочке кабеля, а вниз — отрицательные. Как видно из диаграммы, участок оболочки кабеля между пунктами 1—2 имеет отрицательный потенциал (катодная зона), участок между пунктами 6—8 — положительный (анодная зона), а остальные участки — знакопеременный потенциал.
Такая потенциальная диаграмма позволяет судить об опасности коррозии и наметить меры защиты.
Тема 1.5 Заземление устройств систем СЦБ и ЖАТ
Тема 1.5.1 Способы заземления и типы заземляющих устройств
Заземлением называют электрическое соединение оборудования или аппаратуры с заземляющим устройством, а заземляющим устройством — совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземления служат для защиты устройств автоматики, телемеханики и связи, а также обслуживающего персонала от действия опасных напряжений, возникающих при воздействиях грозовых разрядов, влияющих линий электропередачи и контактных сетей электрифицированных железных дорог.
Заземлитель представляет собой металлический проводник любой формы (стержень, труба, уголок, проволока и т. и.), находящийся в непосредственном соприкосновении с землей (грунтом).
Заземляющими проводниками, или заземляющей магистралью, называют металлические проводники, соединяющие заземляемое оборудование или аппаратуру устройств связи с заземлителями.
В зависимости от функций, которые выполняют заземляющие устройства в установках связи, различают рабочее, рабоче-защитное, линейно-защитное и измерительное заземляющие устройства.
Рабочее заземляющее устройство служит для соединения с землей аппаратуры проводной связи и радиотехнических устройств с целью использования земли в качестве одного из проводов электрической цепи.
Защитное заземляющее устройство предназначено для соединения с землей проводов нейтрали обмоток силовых трансформаторных подстанций, молниеотводов, разрядников, экранов аппаратуры и проводов внутристанционного монтажа, металлических оболочек бронепокровов кабеля, металлических термокамер НУП, а также металлических частей силового оборудования, электропитающих установок и другого оборудования, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним при повреждении изоляции токоведущих проводов.
Защитные заземляющие устройства предназначены для выравнивания потенциала металлических частей оборудования с потенциалом земли, т. е. защищают обслуживающий персонал и аппаратуру от возникновения на них опасной разности потенциалов по отношению к земле.
Рабоче-защитное заземляющее устройство служит одновременно рабочим и защитным заземляющим устройством. Сопротивление рабоче-защитного заземляющего устройства должно быть не более наименьшего значения, предусмотренного для рабочего и защитного заземляющих устройств.
Линейно-защитное заземляющее устройство предназначено для заземления металлических оболочек кабеля и бронепокровов по трассе кабеля и на станциях (НУП), куда подходят кабельные линии, а на воздушных линиях — для заземления молниеотводов, тросов и металлических оболочек и брони кабеля. В некоторых случаях защитное и линейно-защитное устройства объединяют. Такое заземляющее устройство называют объединенным защитным.
Измерительным заземляющим устройством называют вспомогательное устройство, предназначенное для контрольных измерений сопротивлений рабочего, защитного и рабоче-защитного заземляющих устройств.
Сопротивление заземляющих устройств на воздушных и кабельных линиях измеряют непосредственно на линии, используя временные вспомогательные измерительные земли. Сопротивление рабочего и защитного заземляющих устройств следует измерять со щитка заземления на станции.
Рисунок 150 Вертикальный (а), горизонтальный (б) и кольцевой (в) заземлителиРисунок 151 Заземлитель из уголковой стали 40
Таблица 23
Тип заземлителя Глубина укладки,м Сечение заземлителя, м2
круглое прямоугольное
Вертикальный Л = 0 —
Горизонтальныйлучевой h
Горизонтальный кольцевой h
Примечание. Q — удельное сопротивление грунта, Ом-м; р — длина заземлителя, м; d0 — диаметр заземлителя, м;D — диаметр горизонтального кольцевого заземлителя, м.
Типы заземлителей
Для заземления устройств автоматики, телемеханики и связи используют вертикальные, горизонтальные, кольцевые заземлители (рис, 150).
Вертикальные заземлители находят наибольшее применение. Они представляют собой оцинкованные или омедненные стальные трубы длиной 2—3 м, диаметром 25—60 мм и толщиной стенки не менее 10 мм.
Взамен труб используют также стальные стержни диаметром 12 мм, длиной 2—10 м, уголковую сталь размером 50 ×50 × 4 или 60 × 60 × 4 мм. К верхнему концу заземлителя из уголковой стали 3 (рис. 42) приваривают одну или свитые в жгут две-три стальные оцинкованные проволоки 1 диаметром 4—5 мм, или стальную полосу для соединения заземлителя с заземляемым устройством. Выше этого места на заземлитель устанавливают и приваривают хомут 2 из стальной проволоки.
Горизонтальные полосовые заземлители в виде лучей, колец или контуров используют как самостоятельные заземлители или как элементы сложного заземлителя, состоящего из горизонтальных и вертикальных заземлителей. Для горизонтальных заземлителей применяют полосовую сталь толщиной не менее 3,5-4 мм и круглую сталь диаметром не менее 10 мм.
Сопротивление заземления. Расчетные приближенные формулы для определения сопротивления одиночного заземлителя в зависимости от его типа (см. рис. 150) приведены в табл. 23.
В однородном грунте глубина заложения вертикальных заземлителей h = 0,5-х 1 м мало влияет на снижение их сопротивления, и поэтому сопротивление заземлителя подсчитывают без учета глубины заложения, т. е. при h 0.

Рисунок 152- Контур заземления из нескольких стержней
При подсчете сопротивления заземлителя из уголковой стали его диаметр принимают равным d0 = b, где b — ширина стороны уголка.
Для горизонтального заземлителя из полосовой стали прямоугольного сечения приведены формулы, соответствующие укладке полосы плашмя, когда d0 = b\2, где b — ширина полосы.
Сопротивление заземления зависит от конструкции заземлителей, их числа, расположения, глубины закопки в грунт, от удельного сопротивления прилегающих к заземлителям слоев грунта и мало зависит от его диаметра, поэтому диаметр заземлителей выбирают, как правило, из условий коррозии.
Удельным сопротивлением грунта р называют электрическое сопротивление, оказываемое грунтом объемом 1 м3 при прохождении тока от одной грани куба грунта к противоположной грани, и зависит оно от структуры грунта, его температуры и степени влажности.
Удельное сопротивление различных грунтов имеет самые различные значения. Так, у чернозема оно равно 50 Ом - м, песчаника — 1000 Ом - м, кварца — 15 000 Ом · м.
Если сопротивление заземления, состоящего из одного стержня, превышает нормативное значение, то устраивают контур заземления из нескольких стержней (рис.152). Стержни следует забивать друг от друга на расстоянии, равном или большем удвоенной длины стержня. Проволоку, идущую от стержней, свивают в жгут, обмазывают асфальтовым лаком и укладывают в траншее, которую затем засыпают. Стержневые заземлители соединяют между собой полосовой сталью сечением 30 X 4 мм и обязательно приваривают к каждому заземлителю.
При стекании тока со сложного заземлителя происходит наложение электрических полей отдельных его электродов и их взаимное экранирование. В результате сопротивление сложного заземлителя возрастает по сравнению с суммой сопротивления каждого его электрода. Сопротивление контура заземлителя из нескольких стержней

где R — сопротивление одного заземлителя, Ом, рассчитанное по формулам табл. 23;
п — число заземлителей в контуре.
Выбор того или иного заземлителя для контура прежде всего связан с определением удельного сопротивления грунта. Если удельное сопротивление грунта неизвестно, то вначале устраивают заземлитель из одного стержня и с помощью приборов измеряют его электрическое сопротивление R. Если оно больше требуемого (нормативного) сопротивления Ru, то число стержней (электродов), необходимых для устройства контура заземления, п - R/0,8RH.       
Чтобы удешевить работы -по устройству заземлителей, удельное сопротивление грунта снижают искусственно. В котловане радиусом 1,5—2 м малопроводящий грунт заменяют насыпным с более низким (в 5—10 раз) удельным сопротивлением (рис. 44, а), в качестве которого используют чернозем, глину, шлак, торф.
Удельное сопротивление грунта можно снизить при обработке его раствором поваренной соли (рис. 44, б). Для каждого заземлителя расходуется 50 кг поваренной соли. Так как со временем соль вымывается, то грунт обрабатывают раствором поваренной соли через каждые 2—4 года. Такая обработка снижает удельное сопротивление грунта в 2—8 раз.
В районах, где грунтовые воды или хорошо проводящие слои грунта залегают на большой глубине, целесообразно устраивать углубленные вертикальные заземлители с размещением их на уровне грунтовых вод или хорошо проводящих слоев грунта.
Если вблизи заземления имеются районы с более низким удельным сопротивлением грунта, то устраивают выносные заземлители.

Рисунок 153- Способы искусственного снижения удельного сопротивления грунта и устройство заземления в нем
Наибольшее расстояние от выносного заземлителя до заземляемых установок должно быть не более 2,5 км.
Если в конструкции заземлителей используют различные инженерные сооружения, которые были построены раньше, то их называют естественными заземлителями. К естественным заземлителям относятся металлические трубопроводы, проложенные под землей (за исключением трубопроводов горючих жидкостей и горючих или взрывчатых газов), обсадные трубы, металлические оболочки кабелей, металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие соединения с землей.
Таблица 24
Заземление Сопротивление заземления. Ом, при удельном сопротивлении грунта, Ом-м
до 1 00 101-250 251 — 500 свыше 500
Защитное для: 30 45 55 75
линейных молниеотводов на опорах воздушной линии связи промежуточных пунктов избирательной связи 15 25 35 45
искровых разрядников каскадной защиты 20 30 зь 45
Линейно-защитное дли оболочек кабелей при защите кабели от ударов молнии Защитное: 10 20 20, 30
для шкафов типа ШМС — 5 5  
на междугородных телефонных станциях и распределительных станциях избирательной связи, рабочее на узлах связи 10   30  
на телефонных станциях и АТС 10 15 20 35
Измерительное (стационарное или оборудуемое временно)Защитное:   100 100  
для опор на высоковольтно-сигнальных линиях автоблокировки в сети высокого напряжения в сети низкого напряжения при числе сигнальных проводов: 10 15 20 30
до 10 30 40 50 70
от 11 до 20 15 20 30 40
для линейных цепей диспетчерской централизации и диспетчерского контроля, полуавтоматической блокировкидля сигнальных приборов, размещенных в служебных помещениях ДСП 30 40 50 70
10 10 10 20
постов ЭЦ и ГАЦ (прн наличии ДГА или ТП) 4 4р /100 10 20
На железнодорожном транспорте большое значение имеет использование рельсовой колеи в качестве заземлителей установок СЦБ и связи. Однако применять рельсовую колею в качестве заземлителя следует осторожно, исключая случаи нарушения нормальной работы устройств автоматики, телемеханики и связи.
На автоматических телефонных станциях, междугородных АТС, в домах связи, в оконечных и промежуточных усилительных пунктах оборудуют три обособленных заземляющих устройства, соединяемых затем параллельно на выводах заземляющего щитка. Наличие трех обособленных заземляющих устройств позволяет легко контролировать их электрическое сопротивление два раза в год — зимой, в период наибольшего промерзания грунта, и летом при его максимальном просыхании.Нормы сопротивлений заземлений. Для районов умеренного климата нормы сопротивления заземлений различного назначения в зависимости от удельного сопротивления грунта приведены в табл. 24.
Нормы сопротивлений заземлений установлены в зависимости от назначения заземлений, а также от удельного сопротивления грунта в месте устройства заземления. Последнее объясняется тем, что чем больше удельное сопротивление земли, тем труднее выполнить заземление с малым сопротивлением и тем дороже стоит оборудование.
Защите молниеотводами от разрушения при прямых ударах молнии подлежат вводные, кабельные, разрезные, контрольные и угловые деревянные опоры, деревянные промежуточные опоры, поврежденные молнией, но не требующие замены, а также деревянные и железобетонные опоры, на которых установлены искровые или газонаполненные разрядники, опоры ВЛ и ВСЛ СЦБ. Применяют несколько типов конструкций заземлителей.
Протяженный заземлитель из стальной линейной проволоки, оборудуемый у опор линий связи (рис. 154, а), служит молниеотводом, защищающим опоры от разрушения при ударе в них молнии, а также защитным заземлением, к которому присоединяют разрядники, устанавливаемые в кабельных ящиках, и искровые разрядники каскадной защиты.На деревянных опорах линий связи молниеотводы устраивают из стальной линейной проволоки диаметром 4 или 5 мм, прокладываемой от вершины опоры и укрепляемой скобами из этой же проволоки через каждые 300 мм. Нижний конец проволоки укладывают в вырытую траншею на глубину 0,5—0,9 м, которую затем закрывают и трамбуют. Длина подземной части проволоки l зависит от удельного сопротивления грунта и выбирается равной l — 1 -:-12 м.

Рисунок 154 Типы заземлителей опор линий связи
Протяженные заземлители оборудуют только на сложных опорах, а также на тех опорах, на которых устанавливают разрядники. На остальных опорах (угловых и промежуточных) горизонтального протяженного заземлителя обычно не делают, а закрепляют конец проволоки молниеотвода у комля опоры. В этом случае заземлителем служит часть проволоки от поверхности земли до комля опоры (рис. 154, б).Для безопасности работы на деревянных опорах при эксплуатации линий связи на участках их сближения и пересечения с линиями передачи или электрическими железными дорогами у молниеотводов делают разрыв (искровой промежуток) длиной 50 мм (рис. 154, в). Исключение составляют вводные, контрольные опоры и опоры с разрядниками, однако на этих опорах молниеотводы закрывают по всей длине деревянными рейками (желобами), чтобы работающий на опоре не мог коснуться молниеотвода.На линиях связи с деревянными опорами в железобетонных приставках при отсутствии на опорах разрядников молниеотводы оборудуют в соответствии с рис. 154, г.
Протяженные заземлители обычно устраивают у опор линий связи при норме сопротивления заземления выше 30 Ом. Если норма сопротивления заземления ниже 30 Ом (например, защитное заземление у кабельных опор), то