Применение арматуры Crosver для оптических подвесных кабелей

1. Строительство волоконно-оптических линий в городе

В последнее время активизировалось строительство волоконно-оптических линий на сетях абонентского доступа. Это связано с возрастающей конкуренцией в предоставлении услуг широкополосного доступа абонентам. Оптический кабель, доведенный до дома (FTTB), волокно, доведенное до каждого подъезда, а еще лучше - до каждого этажа или в каждую квартиру (FTTH) становятся залогом успешной организации сети и предоставления услуг высокоскоростного Интернета, кабельного телевидения (аналогового или цифрового), телефонии. При этом полоса пропускания оптических волокон задействуется только частично и остается возможность впоследствии организовать по тому же волокну работу новых служб.

Однако прокладка оптического кабеля в жилых районах городов иногда является достаточно большой проблемой. Оказывается, традиционный способ прокладки в кабельной канализации не всегда приемлем. С одной стороны, за прокладку кабеля в каналах канализации нужно платить (http://www.ukrtelecom.ua/services/business/sewerage), и при большой емкости кабеля - платить немало. С другой – сама канализация часто бывает грязной, забитой и практически не обслуживается. То есть, вероятность повреждения кабеля при прокладке (другими кабелями, наплывами бетона, льда и т.д.) или эксплуатации (монтажниками других операторов или грызунами) не такая уж маленькая. Я уже не говорю, про небольшие города, поселки и сельские районы, где о кабельной канализации вообще не слышали.

Поэтому подвес оптического кабеля с креплением его на всех возможных опорах является достаточно простым, быстрым и не менее надежным способом строительства кабельной сети.

Таблица. Сравнение технологий строительства кабельных линий в городе

2. Вопросы, вопросы…

Перед началом работ всегда возникает немало вопросов: какой выбрать кабель? где его крепить? чем крепить? на каком максимальном расстоянии? с каким усилием его нужно натягивать? не порвется ли потом кабель под действием ветра, снега, льда? как соединять отдельные длины кабеля? и много, много других…

Среди них и один из самых главных вопросов: как при подвесе кабеля минимизировать затраты времени и денег?

Для начала хочу сказать, что вопрос «где крепить кабель?» в городских условиях обычно решается достаточно просто. В жилых кварталах, как правило, достаточно опор (в народе называемых столбами J) самого различного назначения – осветительные, контактной сети энергетиков или электрифицированного транспорта. В конце концов, всегда есть возможность закрепить монтажный крюк или кольцо на фасаде дома, на крыше и т.п..

Теперь попытаемся ответить на вопрос: как выбрать подходящий кабель и технология его инсталляции.

3. Подвесные оптические кабели

Для начала следует определиться с требованиями к такому кабелю. В первую очередь он должен быть стоек к механическим и климатическим воздействиям, иметь необходимое число волокон. Для самонесущего кабеля принципиально важна механическая прочность на разрыв, причем с запасом, учитывающим ветровую нагрузку, намерзание льда и слоя снега зимой. Очень важно, чтобы оболочка кабеля выдерживала без растрескивания ультрафиолетовое излучение, а также суточные и сезонные перепады температур (рис. 1). При подвесе на опорах высоковольтных ЛЭП на оболочке может возникнуть трекинг-эффект – протекание по поверхности микротоков, разрушающих верхний слой оболочки. Все эти факторы нужно учесть при выборе конструкции для вашего проекта.

Рисунок 1. Факторы воздействия на подвесной оптический кабель

Для того, чтобы подобрать нужный тип кабеля, подходящий для реальных условий (длина пролета, стрела провеса, запас по атмосферной нагрузке) и оптимизированный по конструкции и цене, рекомендуем воспользоваться нашей программой расчета.

В отдельных случаях, например, для ответвления от магистрали и организации воздушного ввода в здание (например, частный дом) или для строительства линий в коттеджном поселке может использоваться самонесущий малогабаритный кабель типа FTTH-08 (-18). Плоская конструкция содержит 2 или 4 оптических волокна и несущую проволоку 1,2 мм (рис. 2г). Благодаря небольшим габаритам и весу, такой кабель очень легко подвешивать на опорах. А его разделка при монтаже проводится даже без специального инструмента - просто руками. Тем не менее, за счет стальных периферийных силовых элементов и стальной оцинкованной несущей проволоки кабель вполне пригоден для подвеса на 50-60 м.

4. Технологии подвеса кабелей

На сегодняшний день наибольшее распространение у нас получили две технологии крепления воздушных кабелей: с креплением кабелей с помощью зажимов (натяжных и поддерживающих) и с креплением несущего троса с помощью коуша и талрепа.

Первая технология предусматривает использование специальных зажимов (натяжных и поддерживающих), которые крепятся к арматуре (кронштейны, крюки и т.п.), устанавливаемой на опорах (рис. 3а) или фасадах домов (рис. 3б).

Рисунок 3. Крепление самонесущих кабелей с помощью зажимов

Натяжные зажимы используются в местах значительной нагрузки (начало и конец трассы, поворот, перепад высот и т.п.) или в нескольких точках посреди длинного прямолинейного участка. Их задача – жесткое крепление кабеля на опорах.

Для самонесущих оптических кабелей в качестве натяжных обычно используются анкерные зажимы. Корпус такого зажима изготавливается из высокопрочного пластика или алюминиевого сплава, а пазах свободно двигаются клиновидные вставки с зубьями. Принцип действия анкерного зажима основан на самозатягивании троса подвижными клиньями зажима Несущий трос кабеля типа «восьмерка» или весь кабель ADSS вставляется в подвижную часть зажима между клиньями. Под действием растягивающей нагрузки кабель сдвигается к сужению конической выемки, и клинья намертво зажимают его в корпусе. Сам зажим крепится к кронштейну на опоре с помощью хомута из стального нержавеющего троса и коуша(рис. 4).

Рисунок 4. Крепление самонесущего оптического кабеля в натяжном зажиме

На промежуточных опорах линии используются поддерживающие зажимы (рис. 5), задача которых – просто зафиксировать кабель на опорах, не допустив его излишнего провисания. Существует множество разнообразных конструкций таких зажимов. Обычно корпус устройства легко крепится на крюке или прямо на опоре (с помощью бандажных лент), а сам кабель или несущий трос крепится в проемах, стягиваемых болтами.

Рисунок 5. Подвес самонесущего оптического кабеля на зажимах

Для кабелей ADSS также могут использоваться не анкерные, а спиральные зажимы (натяжные и поддерживающие), более сложные конструктивно, но в этой статье мы не будем на них останавливаться.

Применение зажимов позволяет строить воздушные линии достаточно быстро и без применения специальных навыков. Однако предварительно следует правильно выбрать типы зажимов, исходя из размеров кабеля (или несущего троса), и арматуру, исходя их конструкций зажимов и типов опор. Иногда неверный выбор размера или применение неудачной (или некачественной) конструкции приводит к тому, что при больших нагрузках в реальных условиях эксплуатации трос может проскальзывать в зажиме.

Другая технология предусматривает крепление непосредственно за несущий трос. В процессе монтажа трос отделяют от кабеля, перерезая перемычку. Затем с троса снимают защитную полиэтиленовую оболочку, делают петлю вокруг металлического коуша, фиксируя её крепёжными хомутиками (рис. 6а). Коуш с тросом можно зацепить и непосредственно за крюк на опоре, но лучше за талреп. Иногда трос крепится непосредственно за талреп без коуша (рис. 6б).

Рисунок 6. Крепление самонесущих кабелей с помощью талрепа

Использование талрепа удобно тем, что позволяет регулировать натяжение троса, а сам талреп крепится либо за подходящую армату на опоре, либо за кольцо рым-гайки, вмонтированной в фасад дома.

Такое крепления является достаточно надежным и позволяет подвешивать кабель на достаточно больших пролетах, например между домами. Однако у этой технологии немало недостатков. Иногда нужно выполнить достаточно большое количество предварительных строительных работ, например, установку шпильки с кольцом (или рым-гайки) с подпятником в стене. Во многом качество крепления зависит от правильности действий монтажника. Важно надежно установить кронштейн или шпильку, причем талреп не должен тереться о строительные конструкции (рис. 7).

Рисунок 7. Пример неправильного крепления талрепа

При отделении несущего троса можно случайно порезать оболочку кабеля, легко поцарапать и сам трос при снятии защитной оболочки.

Длительное использование троса без оболочки на открытом воздухе может привести к его коррозии (особенно в месте контакта с металлом коуша или талрепа). Даже применение оцинкованного троса (которое, кстати, тоже бывает разным) не дает гарантии большой долговечности крепления.

Какую же технологию лучше применять в различных реальных ситуациях?

Прежде всего при выборе способа подвеса оптических кабелей следует оценить реальную ситуацию с возможными точками крепления кабеля, их доступностью и расстоянием между ними.

При строительстве воздушной линии в районе, где есть достаточно густая сеть однотипных осветительных опор (опор электротранспорта или других) с не очень большими длинами пролетов, рекомендуем использовать для крепления самонесущих кабелей натяжные зажимы.

А там, где крепить кабель придется в неприспособленных для этого конструкциях (фасад здания, крыша, перекрытия, специально монтируемые трубостойки), а пролеты будут длинными, да еще и кабель закреплен на разной высоте – лучше использовать крепление несущего троса с помощью коуша и талрепа.

5. Инсталляция с помощью зажимов

Что предлагает наша компания? Для большинства случаев в городских условиях подходит крепление самонесущих кабелей на опорах с помощью натяжных и поддерживающих зажимов. Дальше алгоритм может быть следующим.

6. Натяжные зажимы Crosver ™

Под торговой маркой Crosver™ наша компания предлагает большой ассортимент разнообразных зажимов (натяжных и поддерживающих) для самонесущих оптических кабелей различных типов и размеров.

Для подвеса кабелей типа «восьмерка» могут использоваться натяжные зажимы типов ASM-10, ASM-7, ASP-6 (рис. 8).

Все три конструкции используют принцип клинового захвата за несущий трос, описанный выше, и отличаются диаметром зажимаемого несущего элемента (трос или проволока в наружной оболочке) для которого они оптимизированы (см.таблицу).

Рисунок 8. Натяжные зажимы Crosver

Таблица 2. Характеристики натяжных зажимов Crosver

Зажимы ASM-10 и ASM-7 предназначены для крепления кабелей с диаметром несущего изолированного элемента до 10 мм и до 7 мм соответственно. Они имеют легкий и прочный корпус из алюминиевого сплава, в пазах которого находятся металлические невыпадающие клиновидные вставки. При стягивании зажима зубья на вставках прорезают наружную оболочку и впиваются в металлический трос, фиксируя кабель в зажиме. Зажим крепится за кольцо или кронштейн хомутом (петлей), представляющим собой тросик из нержавеющей стали. Для предохранения троса от износа и равномерного распределения нагрузки в точке крепления петля снабжена пластиковым коушем. В месте крепления петли к корпусу она может разниматься для удобства зацепа за кольцевые крепления.

Корпус зажима ASP-6, предназначенного для несущих тросов или проволок диаметром 3 – 6 мм (в оболочке), выполнен из высокопрочного пластика, стабилизированного к воздействию ультрафиолетовых лучей, перепадам температур и другим жестким климатическим факторам. В остальном его конструкция аналогична ASM-10 и ASM-7.

Элементы кабельной арматуры, предназначенные для последующей установки натяжных зажимов, описаны ниже.

7. Универсальные анкерные зажимы

Кроме зажимов, использующих клиновые вставки с зубьями, могут использоваться и анкерных зажимы с несколько отличающимся принципом захвата троса или кабеля. Дело в том, что при неправильной инсталляции кабеля, в условиях предельных растяжений или при случайных резких нагрузках (падение ветки, дерева и т.п.) зубья зажима могут частично сдвигать оболочку троса, оголяя его. В дальнейшем это может привести к коррозии троса и ухудшению надежности линии.

В последнее время все большей популярностью наших заказчиков пользуются анкерные зажимы без зубьев.

В них фиксация троса происходит не за счет зубьев, а за счет обхвата троса большой площадью поверхности клиньев. На внутренней поверхности клиновидных вставок находится ряд небольших выступов для более плотной фиксации. Таким образом, даже при сверхнормативной нагрузке не происходит разрыва наружной оболочки.

Примером такой конструкции может служить анкерный зажим Crosver ASM-7S (рис. 9). При этом его основные характеристики соответствуют ASM-7. Производитель рекомендует применение такого зажима для кабелей с диаметром троса до 7 мм при небольших длинах пролетов (до 40-50 м).

Рисунок 9. Натяжной зажим Crosver ASM-7S

Еще одним преимуществом таких зажимов без зубьев является возможность фиксации не только металлического, но и диэлектрического несущего элемента.

Поскольку на оптических распределительных сетях все чаще применяются малогабаритные полностью диэлектрические кабели (ADSS), то актуальным становится вопрос надежного крепления таких кабелей.

Универсальные зажимы Crosver РА37 позволяют крепить не только традиционные кабели типа «восьмерка» с металлическим несущим элементом, а и малогабаритные ADSS кабели различных конструкций: круглые, плоские, типа «восьмерка» с диэлектрическим прутком. В них используются удлиненные до 120 мм клинья (для большей площади соприкосновения с оболочкой кабеля) с множеством фиксирующих выступов (рис. 10). Высокопрочный пластик, стабилизированный к воздействию ультрафиолетовых лучей, обеспечивает надежное крепление в любых климатических условиях.

Рисунок 10. Натяжной зажим Crosver РА37

Рисунок 11. Использование зажима Crosver РА37 с различными кабелями:

а) крепление круглого кабеля диаметром 5.5мм; б) кабелей типа «восьмерка» с металлическим тросиком; в) кабелей типа «восьмерка» с диэлектрическим прутком; г) крепление коаксиального кабеля с несущей проволокой; д) крепление плоского (овального сечения) кабеля 4х8 мм

Ниже приведены основные технические характеристики зажима CrosverРА37.

8. Анкерные зажимы для кабелей FTTH

Описанные выше конструкции анкерных зажимов оказались непригодными для использования с вводными воздушными кабелями типа FTTH (рис.2,г). Обычные зажимы не рассчитаны на крепление несущих тросов очень малого диаметра (< 3 мм) и/или кабелей некруглого сечения.

Наиболее удачной для этих целей оказалась конструкция анкерного зажима с П-образной клиновидной вставкой (рис. 12). Легкий, но прочный металлический корпус зажима крепится к крюку опоры с помощью проволочной петли. Клиновидная вставка свободно входит в паз корпуса, а при натяжении зажимает кабель FTTH за оболочку и несущую проволоку. Нагрузка равномерно прикладывается ко всей плоскости кабеля на зажимаемом участке. Для более плотного сцепления кабеля с корпусом внутри зажима имеется плоская вставка с многочисленными выступами.

В зависимости от материалов корпуса и вставки поставляются три типа зажимов Crosver ASF.

Рисунок 12. Зажимы типа Crosver ASF и крепление кабеля FTTH

Разрушающее усилие зажима составляет порядка 60-70 кг, что вполне достаточно учитывая небольшой вес кабеля FTTH (порядка 20 кг/км).

9. Поддерживающие зажимы Crosver™

Линейка поддерживающих зажимов Crosver™ состоит из пяти моделей: SSA, SSC, SSD, SSJ и SSO, которые отличаются конструктивно: по типу используемого кабеля, по диаметру закрепляемого несущего элемента, по типу используемой крепежной арматуры и/или возможности крепления непосредственно на опору или стену (см.таблицу).

Рисунок 13. Поддерживающие зажимы Crosver

Таблица 2. Характеристики натяжных зажимов Crosver

Зажимы SSA и SSC конструктивно состоят из двух металлических пластин, соединенных стягивающими болтами. Внутри зажима находится прокладка из термопластика, стойкого к УФ-излучению, с двумя канавками, позволяющими крепить оптический кабель типа «восьмерка» с диаметром несущего элемента по оболочке 4 - 6 и 4 - 8 мм. Зажим размещают на опоре малой или большой канавкой вниз в зависимости от диаметра несущего троса. При стягивании болтов (стандартным ключом на 13 мм) трос плотно фиксируется в одной из канавок прокладки (рис. 13 а, б), предотвращая провисание кабеля.

Зажимы SSA (рис. 13 а) удобно крепить к плоским поверхностям – например, фасадам зданий, плоским граням бетонных опор. Крепление предполагается с помощью болта, через отверстие в центре корпуса. Также можно подвешивать SSA на опорах за крюк (например, типа GHSO12 или GHSO16) закрепляемый с помощью бандажной ленты.

Закругленная форма зажимов SSC (рисунок 13 б) удобна для крепления на круглых деревянных, железобетонных или металлических многоугольных опорах с помощью болта. Кроме того, есть возможность крепления этого зажима с помощью бандажной ленты типа Crosver BT шириной 20 мм (рис. 13 е).

Более простые и экономичные конструкции зажимов типа SSD и SSO предназначены поддержки самонесущих оптических кабелей типа «восьмерка» с диаметром несущего троса 4 - 7 мм и 4 - 10 мм соответственно (рис. 9).

Зажим SSD (рисунок 13 в) состоит из двух пластин из алюминиевого сплава соединенных стягивающими болтами и подвеса из стальной оцинкованной проволоки. При стягивании болтов (ключом на 13) несущий трос фиксируется в пазу между пластинами корпуса. Гроверная шайба препятствует самопроизвольному раскручиванию болтов.

Зажим SSO (рис. 13 д) представляет собой две пластины из нержавеющей стали, соединенные болтами. Для подвеса зажима к узлу крепления предусмотрено отверстие диаметром 17 мм. В нижней части разъема есть паз для установки несущего троса. Края пластин немного отогнуты наружу для того, чтобы не повредить об них оболочку троса при установке и эксплуатации кабеля. Несущий трос фиксируется в пазу зажима при затягивании болтов монтажным ключом на 10. Под головкой болта также находится гроверная шайба.

Гальваническое покрытие деталей зажимов SSD и SSO повышает их коррозионную стойкость.

Оба зажима предназначены для крепления на опоре с помощью крюков (например, типа GHP 12, GHSO16 или CSBC).

Еще одна конструкция поддерживающего зажима – SSJ (рис. 13 г) - предназначена для фиксации и препятствования провисанию оптических самонесущих кабелей (в том числе ADSS) диаметром от 10 до 15 мм на промежуточных опорах. Зажим состоит из стального нержавеющего корпуса и эластичной резиновой втулки. После вкладывания кабеля через прорезь во внутреннее отверстие втулки - закручивается гайка-барашек, фиксируя положение кабеля. Материал втулки – синтетическая резина (неопрен), стоек к воздействию УФ-излучения, механическим и химическим взаимодействиям, работает в очень широком температурном диапазоне. При этом материал достаточно гибок и эластичен, что важно для целостности оболочки.

9. Кронштейны и крюки

Наиболее распространенной конструкцией для крепления натяжных зажимов является кронштейн CS10 (рис. 10). Кронштейн выполнен из высокопрочного алюминиевого сплава. Он выдерживает механическую нагрузку – не менее 1000 кг.

Конструкция CS10 позволяет крепить его на круглых деревянных, железобетонных или металлических многоугольных опорах с помощью двух болтов либо с помощью двух бандажных лент типа Crosver BT шириной 20 мм. За внешнее кольцо кронштейна можно закреплять один или несколько натяжных зажимов типа ASM-10, ASM-7 или ASP-6. Это может быть удобно как на средине трассы (для протяженных пролетов), так и на угловых опорах при повороте трассы или же на оконечных опорах линии.

Рисунок 14. Применение кронштейнов CS10 для установки натяжных зажимов Crosver

Для крепления к опорам поддерживающих зажимов удобно использовать крюки (например, типа GHP 12, GHSO16 или CSBC).

Крюки GHSO12 и GHSO16 изготавливают из стали горячего оцинкования. Опорная плоскость крюка, выполненная из стального «уголка» делает его удобным для крепления, в первую очередь, на восьмигранных бетонных опорах. Однако и на круглых опорах (деревянных или стальных) можно закрепить крюк достаточно надежно. Крепление производится двумя стальными бандажными лентами типа Crosver BT шириной 20 мм. При достаточном опыте монтажника вся операция занимает порядка 5-7 минут. Двумя полосками BT-20 в течение одной операции можно закрепить на опоре сразу два крюка (рис. 15 а). Это удобно, например, для крепления двух натяжных зажимов при повороте трассы линии (рис. 15 б, в).

Крюки GHSO12, GHSO16 также удобны для подвешивания поддерживающих зажимов самых разнообразных конструкций. На рисунке 11г, д показаны способы крепления к крюкам зажимов SSD и SSO.

Рисунок 15. Применение крюков GHSO16 для крепления зажимов Crosver

Крюк для опор и фасадов зданий CSBC служит для закрепления и подвески элементов арматуры на опорах или фасадах зданий. Закрепляется при помощи 4-х или 6-ти болтов 8 мм или бандажной ленты.

Служит для закрепления и подвески элементов кабельной арматуры на опорах или фасадах зданий. Закрепляется при помощи 4-х или 6-ти болтов 8 мм или бандажной ленты. Длина крюка – 70 мм, диаметр – 14 мм, материал – сплав алюминия. Разрушающая нагрузка – не менее 1000 кг.

Также для крепления на опорах натяжных и поддерживающих зажимов могут использоваться другие типы кронштейнов (например, SICAME CASH  и крюков (SICAME CSBC, SICAME GHP 12). Для прокладки кабелей по наружным стенам строений может быть использован фасадный кронштейн SICAME SC.

10. Особенности инсталляции самонесущих кабелей

Используя оптический кабель необходимо помнить, что оптическое волокно – вещь достаточно хрупкая и чувствительная, в первую очередь, к механическим воздействиям (растяжению, изгибам с малым радиусом). Поэтому при строительстве воздушных волоконно-оптических линий важно не только правильно выбрать кабель и технологию его крепления, но и строго соблюдать правила инсталляции (стрела провеса, запас на опорах возле муфт).

Напомню несколько известных правил, которые помогут вам избежать повреждений волокон при строительстве и дальнейшей эксплуатации линии.

* При сматывании кабеля с барабана старайтесь не допускать образования петель (особенно для кабелей типа UT, с центральной трубкой). Модульные трубочки могут сломаться, что приведет к повреждению волокон.

* При строительстве линии не натягивайте кабель с усилием выше допустимого по Технической Спецификации. В этом случае усилие будет частично передаваться оптическим волокнам, что может привести к появлению в их структуре микротрещин и последующей деградации оптических волокон (увеличение затухания и обрыв).

* В месте крепления кабеля с зажимом нельзя допускать изгибов с малым радиусом. Может перетереться и треснуть оболочка кабеля или несущий трос. Для кабелей с малыми размерами (например, FTTH) это может также вызвать дополнительное затухание в линии.

* Не используйте нестандартные, непроверенные или не предназначенные для данного кабеля конструкции натяжных или поддерживающих зажимов. В них кабель может пережиматься, иметь недопустимо малый радиус изгиба или наоборот – плохо фиксироваться и вытягиваться из зажима.

* При подвесе кабеля в пролете не старайтесь натягивать кабель ровно, как струну. В этом случае сильно возрастает растягивающая нагрузка. Особенно это критично для кабелей с центральной трубкой (типа UT), так как в них запас длины волокон (за счет естественной кривизны при укладке в трубке) достаточно мал, порядка 1%. В результате, при последующей естественной усадке кабеля на пролете (за счет собственного веса, ветровой и снеговой нагрузки), за счет эластичности полиэтиленовой оболочки может возникнуть проблема «утягивания волокон». Это может привести к значительному увеличению затухания через некоторое время после инсталляции кабеля или даже к обрыву волокон, если они закреплены в кассетах муфт или боксов.

*       *     *

Подвес самонесущих оптических кабелей на сегодняшний день является отработанной, быстрой, экономичной и надежной технологией строительства волоконно-оптических сетей абонентского доступа.

Наша компания располагает широким ассортиментом кабелей и арматуры для постройки подвесных линий. Мы всегда поможем вам выбрать правильные конструкции оборудования, провести проектные расчеты и предоставим оптимальные условия доставки.

Отдел волоконно-оптических технологий и кабельных систем

компании ДЕПС