Определение усилий, прилагаемых к оптическому кабелю при его прокладке в телефонной канализации из асбестоцемента Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Определение усилий, прилагаемых к оптическому кабелю при его прокладке в телефонной канализации из асбестоцемента

Зубилевич АЛ., Колесников ВА, МТУСИ

Волоконно-оптические кабели для местной сети наиболее часто используются в качестве соединительных линий между АТС и узлами связи на ГТС. Как правило, эти кабели прокладываются в телефонной канализации, основу которой составляют трубы круглого сечения диаметром 100 мм из асбестоцемента.

Отличие технологии прокладки в телефонной канализации оптических и традиционных кабелей заключается в том, что усилие затягивания ОК при прокладке не должно превышать допустимого растягивающего усилия, а также не допускается кручение кабеля. При этом тянуть необходимо одновременно за оболочку и армирующие элементы ОК.

Прокладка ОК в телефонной канализации производится, как правило, в свободные каналы диаметром 100 мм или в каналы, образованные предварительно затянутыми в основной канал полиэтиленовыми трубами с внутренним диаметром 32 мм. В свободный канал диаметром 100 мм одновременно может быть затянуто три-че-тыре полиэтиленовых трубы.

При затягивании оптического кабеля в телефонную канализацию он испытывает растягивающие нагрузки, которые могут оказать негативное влияние на физические и оптические параметры оптического волокна.

Для предотвращения отрицательного влияния растяжения оптического кабеля, прокладываемого в канализацию, нормируют допустимое усилие, прилагаемое при его прокладке. Допустимое усилие протягивания, прилагаемое к ОК, зависит от нескольких факторов: от длины кабеля и его массы, от коэффициента трения между внешней оболочкой оптического кабеля и каналом трубопровода, от количества одновременно затягиваемых оптических кабелей, от отношения внутреннего диаметра трубопровода к внешнему диаметру кабеля, от взаимного расположения оптических кабелей в трубопроводе, от профиля и плана трассы кабельной канализации, от наличия на трассе поворотов и разностей уровней.

Определим максимально допустимое усилие протяжки оптического кабеля и допустимую длину затягиваемого кабеля на прямолинейном участке. Параметры кабеля марки ОКК: внешний диаметр — 14,5 мм, погонная масса — 161 кг/ км.

При затягивании оптического кабеля за один конец растягивающие усилия, действующие на кабель, не должны превышать предельно допустимых значений, установленных в технических условиях на прокладываемый кабель. При прокладке ОК на прямолинейном горизонтальном участке телефонной канализации усилие затягивания кабеля определяется по формуле:

Т = Р ■ / ■ I, (1)

где Р — вес единицы длины кабеля, Н/м; f — коэффициент трения; I — длина кабеля, м.

Коэффициент трения зависит от материала труб кабельной канализации и оболочки оптического кабеля. Значения коэффициента трения для полиэтиленовой оболочки ОК и асбестоцементной трубы составляет без смазки 0,33, со смазкой 0,26.

Рассчитаем усилие тяжения при различных длинах оптического кабеля, прокладываемого в телефонной кабельной канализации из асбестоцемента.

Проанализировав результаты расчета и взяв коэффициент запаса равным двум, определим предельную длину затягиваемого оптического кабеля в телефонную кабельную канализацию, выполненную из асбестоцемента.

Так как предельное значение усилия тяжения составляет 1200 Н для кабеля ОКК, расчет предельной длины затягиваемого кабеля проведем для значения 600 Н.

Результаты расчета сведены в табл. 1.

Предельная длина ОК, которую можно затягивать в канал за один конец, составляет:

I = 1124 м — без смазки;

I = 1427 м — со смазкой.

Определим усилие тяжения ОК наиболее часто встречающегося на практике случая при протягивании трех оптических кабелей в прямолинейном трубопроводе. При одновременном затягивании в трубопровод нескольких ОК усилия, прижимающие отдельные кабели к стенкам трубопровода, не равны их весу, а зависят от расположения кабеля в трубопроводе.

При расположении трех оптических кабелей в канале трубопровода по треугольнику с вершиной в верхнем положении усилие затягивания кабеля при прокладке можно определить по соотношению:

Т = 3-Р ■ / ■ I ■

Н,

(2)

б - а

где d — наружный диаметр оптического кабеля, мм; D — внутренний диаметр канала трубопровода, мм.

При расположении трех кабелей в канале трубопровода по треугольнику с вершиной в нижнем положении усилие тяжения определяется по соотношению:

Т = 3 ■ Р ■ / ■ I ■

1 + -

\2

б - а

, Н.

(3)

По формулам (2) и (3) рассчитаны усилия тяжения в зависимости от длины кабеля. Результаты расчета сведены в табл. 2.

Таблица 1

т,н Без смазки 53,36 266,8 533,6 800,4 1067 1334

т,н Со смазкой 42,04 210,2 420,4 630,6 840,8 1051

1, м 100 500 1000 1500 2000 2500

Таблица 2

Ь, м 100 500 1000 1500 2000 2500

т,н Без смазки 162,4 812,1 1624 2436 3248 4060 Верш. вверху

т, н Со смазкой 128,0 639,8 1280 1919 2559 3199 Верш вверху

т,н Без Смазки 166,2 830,9 1662 2493 3323 4154 Верш внизу

т,н Со смазкой 130,9 654,6 1309 1964 2618 3273 Верш. внизу

Таблица 3

1, м 100 500 1000 1500 2000 2500 р,град

т,н Без олазки 58,18 290,9 581,8 872,6 1164 1454 15

Т.Н Со смазкой 45,00 225,0 450,0 675,1 900,1 1125 15

т,н Без смазки 61,63 308,1 6163 924,4 1233 1541 25

т,н Со смазкой 47,09 235,5 470,9 706,4 941,9 1177 25

Т.Н Без смазки 73,25 366,24 732,5 1099 1465 1831 55

т,н Со смазкой 53,96 269,8 539,6 809,4 1079 1349 55

Определим предельную длину затягиваемого оптического кабеля при одновременном затягивании трех ОК в телефонную кабельную канализацию из асбестоцемента,

Предельная длина ОК составляет величины:

I = от 361 м до 369 м — без смазки;

= от 458 м до 469 м- со смазкой.

Если на трассе имеются изгибы, то кабель прижимается к стенке трубопровода не только под действием силы собственного веса, но и под действием нормальной составляющей силы тяжения.

Нормальная составляющая силы тяжения обычно во много раз превышает вес кабеля, в результате этого существенно возрастает усилие, необходимое для протяжки кабеля в телефонной кабельной канализации.

Усилие тяжения оптического кабеля на участке изгиба телефонной для различных длин кабельной канализации можно определить по формуле:

Тиз = Т ■ вФ^, Н, (4)

где — ф угол поворота трассы, рсщ; \ — коэффициент трения.

По формуле (4), рассчитаны усилия тяжения для различных длин оптического кабеля при наличии на трассе изгибов. Результаты расчета сведены в табл. 3.

Определим предельную длину оптического кабеля, затягиваемого в телефонную кабельную канализацию, имеющую изгибы 15о, 25о и55о.

Предельная длина ОК составляет:

I = от 819 м до 1031 м — без смазки;

I = от 1112 м до 1333 м — со смазкой.

В результате определены максимальные длины ОК, которые возможно затянуть за конец в телефонную канализацию из асбестоцементных труб. При необходимости затяжки больших длин оптических кабелей применяются специальные технологии прокладки.