Преимущества диэлектрических конструкций оптических кабелей

 

На сегодняшний день большой популярностью пользуются волоконно-оптические кабели связи. Условия использования кабелей различаются в зависимости от возможностей прокладки. Существуют и разнообразны конструкции кабеля, предохраняющие оптические волокна и обеспечивающие устойчивую непрерывную связь. Условно можно разделить существующие конструкции на два типа:


1. Кабель, в котором защитную и силовую функции выполняют конструктивные элементы из металла. 
2. Кабель, в котором все элементы конструкции изготовлены из диэлектрических материалов. 

Рассмотрим, как себя ведут обе группы при эксплуатации. 

Для того чтобы защитить кабель, который прокладывают в открытый грунт, в его конструкции присутствуют металлические элементы. Они расположены непосредственно под защитной оболочкой: проволочная и стальная ленточная броня, а также силовой центральный элемент. В процессе эксплуатации именно эти металлические части подвергаются коррозии. Скорость коррозии различна, и зависит от типов грунтов и климатических условий, также на скорость коррозионного процесса влияет наличие блуждающих токов. Они, проходя по металлической оболочке кабеля, вызывают так называемую «электрическую коррозию». Вызывать могут блуждающие токи такие источники, как установки дистанционного энергоснабжения, электрифицированные железные дороги и трамвайные пути и т.д. Процесс образования блуждающих токов в электрифицированных железных дорогах и трамвайных путях выглядит следующим образом: рельсовые пути используются как обратный провод, при этом рельсы обладают существенным сопротивлением на стыках, они меняют направление линий (путей) и плохо изолированы от земли, что приводит к тому, что часть тока уходит (ответвляется) в землю. Если направление тока совпадает с имеющимися под поверхностью земли кабелями, то блуждающий ток проникает в кабель и по металлической оболочке стремится к месту ответвления к источнику электроэнергии (тяговой подстанции). Место, в котором блуждающий ток входит в кабель, называют катодной зоной, место в котором ток выходит – анодной. Именно в точке выхода, анодной зоне происходит разрушение кабеля – ток разъедает оболочку, унося микрочастицы металла в землю. Электромеханическое разрушение металлических частей кабеля вызывает почвенная коррозия, возникающая при взаимодействии металла с грунтом (окружающей средой) и вызванная воздействием почвы, грунтовых и почвенных вод, растворов щелочей, кислот и т.д. Чем выше в грунте содержание органических веществ, минеральных солей, влаги и газов, тем более высокой становится коррозионная активность. Также увеличивается скорость коррозии металлических частей при повышении температуры.

Самая простая и стандартная защита от электрической коррозии – пассивная (в конструкциях кабелей используют не просто металлическую проволоку, а оцинкованную проволоку или трос). Если кабели предстоит прокладывать в грунте с повышенной химической агрессией, то кроме пассивной (протекторной в том числе) защиты используют и активную защиту (т.н. катодную) частей кабеля, содержащих металл. Но как бы не была хороша и правильно построенная система защиты кабеля, процессы коррозии остановить невозможно – только замедлить на некоторое время.

Даже при условиях эксплуатации кабеля в нейтральной почве и песчаных грунтах (отсутствие заболачивания) коррозия, под полимерной оболочкой, металлических частей конструкции кабеля все равно продолжается. Какой бы ни была полимерная оболочка, в ней имеются ионы ОН - и Н+, которые и принимают самое непосредственное участие в коррозионном процессе. Такая оболочка, полимерная, не служит препятствием на пути миграции ионов. Как только слой протекторной защиты будет разрушен, прогресс коррозии ускоряется в несколько раз. 

Для России наиболее характерны суглинистые, заболоченные и глинистые почвы, которые, обычно, обладают ярко выраженным кислотным характером (уровень РН<7). Естественно, что такие условия эксплуатации кабеля приводят к значительному ускорению процесса коррозии. В результате таких условий эксплуатации металлические элементы конструкции кабеля полностью разрушаются. Понятно, что в такой ситуации, ни о каком ремонте кабеля, в случае отказа, не идет даже речи. А отказов линий избежать не удастся – продукты коррозии накапливаются, увеличиваются в объеме и деформируют оптические модули, что вызывает затухание и потерю сигнала. 

Силовые элементы подвесных и самонесущих кабелей, изготовленные из стали, также подвержены коррозии. В основном это связано с остаточной влажностью полимерных материалов. Несмотря на то, что полимеры с гидрофобным эффектом обладают долями процента влажности, этого вполне хватает для образования очагов коррозии. Образованию очаговой коррозии способствует и возникающий, благодаря значительной протяженности по длине в обе стороны кабеля связи, градиент электрического потенциала. 

Полностью победить коррозионные процессы в волоконно-оптических кабелях можно. Но для этого следует прибегнуть к радикальным методам: использовать конструкции, которые являются полностью диэлектрическими, то есть не содержат металлических элементов. Кроме того, что диэлектрические конструкции позволяют значительно повысить сроки эксплуатации кабеля вне зависимости от уровня химической агрессивности окружающей среды, они обладают целым перечнем дополнительных преимуществ. 

• Небольшой удельный вес – по сравнению с кабелями, которые защищены проволочной круглой броней, такие кабели весят в 4- 10 раз меньше. Благодаря маленькому весу появляется возможность строительства волоконно-оптических линий связи при больших длинах с существенно более низкими затратами. Если строительство ВОЛС происходит с укладкой кабеля в защитные пластиковые трубы, то имеется возможность инсталлировать строительную длину до 6 километров. Это повышает надежность эксплуатации линии, за счет уменьшения количества точек сращивания.
• При инсталляции в полимерные защитные трубы повышается защищенность оптического кабеля. К примеру, стойкость такой конструкции к механическому воздействию так называемых «пучнистых» грунтов выше на 20 – 30% выше, чем у оптического кабеля с проволочной стальной броней. 
• Диэлектрические кабели переносят вмораживание в лед гораздо легче, чем бронированные кабели. 
• В случае если оптический кабель проложен в полимерной трубе, то при возникновении необходимости его легко заменить, или проложить еще один, дополнительный кабель, не вскрывая грунт на трассе.
• В проложенные защитные трубки из полимера кабель можно задувать со скоростью, достигающей 80 метров в минуту. 
• В условиях постоянного роста стоимости российского металла, создалась ситуация, при которой цены на кабели, которые будут задувать в полимерные защитные трубы, стала сопоставима со стоимостью бронированных кабелей для прокладки в грунт. 

Наша компания обладает огромным опытом реализации кабельно-проводниковой продукции и имеет полноценную обратную связь с потребителями. Исходя из полученных сведений от кабельных испытательных лабораторий и информации от потребителей, мы активно расширяем ассортимент продаваемых диэлектрических оптических кабелей для прокладки в полимерные защитные трубы, подвесных и самонесущих кабелей.