МОНТАЖ КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ

ЛЕКЦИЯ 11, 12, 13. МОНТАЖ КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ

Общие требования к монтажу кабелей связи.

Отдельные строительные длины, участки, пролеты проложенных кабелей сращивают, соединяют в одну линию и включают в оконечные устройства. Место соединения (монтажа) кабеля называют муфтой. Включение кабеля в оконечные устройства называют зарядкой.

Монтаж является ответственной работой в строительстве кабельных сооружений. Высокое качество монтажа обеспечивает надежность работы кабельной линии.

К спайкам кабеля предъявляют следующие требования:

1. Омическое сопротивление жил не должно увеличиваться.
2. Сопротивление изоляции не должно понижаться.
3. Пары и повивы должны сохраняться. Разбивать пары и перепутывать их не допускается.
4. В месте сростка должна быть обеспечена надежная механическая прочность соединения.
5. Непрерывность экрана (если таковой имеется) должна быть восстановлена.
6. Заделка оболочки должна быть прочной и герметичной.
7. Место спайки не должно быть слишком утолщенным по сравнению с диаметром кабеля.

При сращивании кабелей необходимо:

1. Сращивать друг с другом жилы в том же порядке, в каком они находятся в соответствующих повивах кабеля.
2. Контрольные группы одного конца кабеля соединять с контрольными группами другого.
3. Соединять друг с другом жилы, имеющие изоляцию одного и того же цвета.

До и после монтажа контролируют качество кабеля. Окончательно смонтированную линию подвергают контрольным электрическим измерениям.

Монтажные материалы, инструменты и приспособления.

Проверка кабелей перед монтажом.

Монтаж городских телефонных кабелей.

Разделка концов кабеля для монтажа

Концы кабеля укладываются в колодце и закрепляются на консолях так, чтобы конец одного кабеля перекрывал конец другого на требуемую длину, которая определяется емкостью кабеля и диаметром жил.

В месте снятия оболочек кабелей делают кольцевые надрезы. После выполнения надреза оболочки кабель марки ТГ малой емкости слегка перегибается 2-3 раза, от этого свинцовая оболочка ломается по надрезу и легко стягивается с кабеля. Оболочку кабеля емкостью 300 пар и больше снимают при помощи продольных одного или двух надрезов.

После снятия свинцовой оболочки с концов кабеля жилы у обреза свинцовой оболочки перевязываются миткалевой лентой или нитками, что предохраняет изоляцию жил кабеля от повреждения о края оболочки, после чего поясная изоляция удаляется.

При разделке полиэтиленовых оболочек стягивать оболочку не допускается. Для удаления ее достаточно сделать один или два продольных надреза. Снятие полиэтиленовой оболочки значительно облегчается, если ее предварительно нагреть. Поясную изоляцию, ленты экрана и экранную проволоку сохраняют, осторожно скрутив в рулончики и привязав их к краю оболочки.

На подготовленные концы надвигают муфту или ее части. Затем пары каждого повива разделяют на две части, плавно отгибают и крепят к оболочке . В кабелях пучковой скрутки каждый пучок отгибают и крепят к оболочке.

Сращивание жил кабеля

Жилы соединяют попарно цвет в цвет, повив в повив или пучок в пучок, контрольные пары каждого повива (пучка) соединяют с контрольными парами другого повива (пучка). Поврежденные пары соединяют в последнюю очередь.

Соединение жил начинается с нижней части верхнего повива. После соединения пар нижнего пучка сращивают нижнее пары следующего повива и т.д. Затем сращивают пары центрального повива и далее верхнее половины в порядке их следования от центра.

Сращивание пары жил с бумажной изоляцией производится следующим образом. Предварительно на обе жилы надеваются бумажные или полиэтиленовые гильзы. Жилы соединяются скруткой с захватом двух-трех оборотов бумажной изоляции. Затем с каждой жилы удаляют изоляцию и скручивают их между собой на длину 12-15 мм, причем в начале скрутка делается слабее, а в конце - плотнее. Как только жилы будут скручены на нужную длину, излишки жил откусываются и скрутка пригибается плотно к жиле. На место скруток надвигаются бумажные гильзы, после чего пара перевязывается с двух сторон нитками.

Дальнейшее соединение происходит тем же порядком, только необходимо скрутки и бумажные гильзы располагать в шахматном порядке по всей длине муфты.

Жилы кабелей ГТС с полиэтиленовой изоляцией сращиваются аналогичным образом с применением полиэтиленовых гильз.

Жилы кабелей с полиэтиленовой изоляцией могут скручивать при помощи приспособления ПСЖ-4 или соединяться индивидуальными или многопарными соединителями сжимаемого типа. При этих способах снимать изоляцию с соединяемых жил не требуется.

После окончания сращивания всех жил, изолированных бумагой (кабелей Т), сросток просушивается горячим воздухом от паяльной лампы или газовой горелки (с использованием металлического кожуха). Пластмассовую изоляцию просушивать не следует, так как она не теплостойка и негигроскопична. Затем восстанавливают поясную изоляцию. Сросток обматывают двумя-тремя слоями бумажной или миткалевой ленты (кабели Т) или пластиковой лентой (кабели ТП). Кроме того, необходимо восстановить электрическую целостность экрана. Для этого сросток обматывают сохраненными экранными лентами, которые соединяют в “замок”. Экранную проволоку соединяют скруткой на длине 15-20 мм.

Монтаж междугородных симметричных кабелей связи.

МОНТАЖ СЕРДЕЧНИКА СИММЕТРИЧНОГО КАБЕЛЯ

До разделки концов кабеля проверяется герметичность и сопротивление изоляции шланговых изолирующих покровов сращиваемых отрезков кабеля. Затем производится электрическая проверка сердечника кабеля; концы сращиваемых кабелей укладывают на монтажные козлы, закрепляют и разделывают по заданным размерам. Около обреза джута (наружного шланга) бронь зачищают до блеска и залуживают на одну треть окружности захватом обеих лент. На залуженные места накладывают бандаж из медной проволоки, концы которой не обрезают, так как они используются для перепайки брони сращиваемых кабелей, а в кабелях - без изолирующих покровов и с оболочкой (муфтой). Бандаж припаивается к броне. По отметкам среза оболочки делают круговые надрезы и от них к концам кабеля — по два продольных надреза с расстоянием между ними 5—6 мм. Надрезанную полоску свинцовой оболочки снимают плоскогубцами (рис. 11.1), оболочку раздвигают и удаляют. Разделка концов кабеля перед монтажом показана на рис. 11.2. До начала монтажа цилиндрическую муфту надвигают на один из концов кабеля. Четверки и пары разбивают по повивам. Сращивание жил начинают с центрального повива. Технология сращивания и изоляция сростка показаны на рис. 11.3. В многочетверочных кабелях места скрутки смежных четверок сдвигают друг с другом относительно друг друга так, чтобы они распределялись равномерно по всей длине сростка. Пропайка скрутки жил производится в стаканчиковом оловянном-свинцовым припоем типа ПОС.

После просушки над пламенем паяльной лампы (особенно кабелей с бумажной изоляцией жил) сросток обматывают двумя слоями кабельной бумаги, между которыми укладывается паспорт на смонтированную муфту (рис. 11.4).

Рис. 11.1. Удаление свинцовой оболочки

Рис. 11.2. Разделка концов кабеля перед монтажом муфты:

1 — джут; 2 — проволочный бандаж; 3 — броня; 4 — оболочка; 5 - бандаж из ниток; 6 — жилы; 7 - провода для перепайки брони и оболочки; 8 - пропайка бандажа

Рис. 11.3. Сращивание жил междугороднего кабеля

Сращивание жил кабелей ГТС производится либо скруткой, либо соединителями сжимаемого типа. Горячая пайка жил, как правило, применяется. На рис. 11.5 показано сращивание жил способом скрутки Известно много разновидностей соединителей сжимаемого типа, но наибольшее использование находит многопарный соединитель. На рис 11.6 показан соединитель на 20 жил кабеля. Контактирование сращиваемых жил обеспечивается сжатием соединителей с помощью пресс-техники. При этом изоляция жил прорезается на остриях контактов и происходит надежное электрическое соединение одновременно всех жил. Достоинством таких соединителей являются хорошее и стабильное контактное сопротивление и надежная изоляция жил. Многопарные соединители особенно эффективны при монтаже крупных кабелей связи (свыше 500X2).

Рис. 11.4. Сросток перед запайкой свинцовой муфты

Рис. 11.5. Сращивание жил кабеля ГТС

Рис. 11.6. Десятипарный соединитель для кабелей ГТС

Особенности монтажа кабелей с алюминиевыми жилами состоят в сварке концов скрученных жил на пламени паяльной лампы или газовой горелки с применением специального флюса, например флюса Ф-54А при рабочей температуре плавления 200°С. Соединение алюминиевых жил с медными осуществляют с помощью медно-алюминиевой вставки, представляющей собой отрезок алюминиевой проволоки, покрытой на одном конце слоем меди

МОНТАЖ КОАКСИАЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ

Особенности монтажа коаксиальных кабелей сводятся к способам сращивания коаксиальных пар, которые, в отличие от симметричных, требуют особой осторожности при выкладке и монтаже, исключающей попадание в сросток металлических опилок, образование вмятин, пережимов и других деформаций, приводящих к нарушению электрических характеристик.

Сращивание пар производится на-прямое, т. е. первая с первой, вторая со второй и т. д. Для удобства монтажа симметричные четверки и пары отгибаются в сторону, а между коаксиальными парами устанавливаются распорные диски.

Разделка коаксиальных пар производится по шаблону (рис. 11.7). Из каждой пары с помощью нагретой специальной вилки удаляются по три-четыре полиэтиленовые шайбы. Вместо них устанавливаются термостойкие фторопластовые шайбы, предохраняющие коаксиальные пары от деформации при последующих процессах монтажа (пайке, обжиме).

Рис. 11.7. Монтаж коаксиальной пары типа 2,6/9,5: о) сращивание внутреннего проводника; б) сращивание внешнего проводника; восстановление экрана; в) сросток

Сращивание внутреннего проводника производится с помощью медной гильзы с прорезью, а внешнего проводника и экрана — с помощью медных и стальных разрезных муфт, шейки которых обжимаются кольцами. Сросток изолируется полиэтиленовой гильзой. Затем сращиваются симметричные четверки. После ремонта симметричных четверок сросток обматывают тремя-четырьмя слоями кабельной бумаги или стеклоленты, между которыми укладывают паспорт. Запайка свинцовой муфты, установка и заливка чугунной муфты проводятся так же, как и на симметричных кабелях.

Для монтажа малогабаритных коаксиальных пар типа 1,2/4,6 используются специальные инструменты и детали, в основном, подобные применяемым на парах типа 2,6/9,5. Особенность монтажа пар типа 1,2/4,6 состоит в том, что после разделки коаксиальных пар на каждую из них надвигается латунная опорная втулка (рис. 11.8), скрепляющая концы экранных лент и создающая опору для медных и стальных резервных муфт при их обжиме в процессе сращивания внешнего проводника и экранных лент

Рис. 11.8. Разделка малогабаритного коаксиального кабеля типа 1,2/4,6 (показана одна коаксиальная и одна симметричная пара): / — оболочка; 2 — изоляция коаксиальной пары; 3 — экран; 4 — опорная втулка; 5 — внешний проводник; 6 — полиэтиленовая изоляция; 7 — внутренний проводник; S — симметричная пара

Кроме того, для создания опоры под внешними проводниками в местах их обреза на внутренние проводники надвигаются пластмассовые трубки до упора в пережим баллонной изоляции.

Монтаж коаксиальных пар комбинированного кабеля осуществляется инструментами и деталями, применяемыми для кабелей КМБ-4 и МКТСБ-4. Для удобства разделки и сращивания коаксиальных пар 2,6/9,5 используется распорный конус со сквозным продольным отверстием, сквозь которое пропускают повив из малогабаритных коаксиальных пар. После разделки пар 2,6/9,5 и удаления распорного конуса пары 1,2/4,6 и одиночные жилы выводятся из внутреннего повива в промежутки между парами 2,6/9,5 и временно огибаются. Сначала сращивают пары 2,6/9,5 потом пары 1,2/4,6 и в последнюю очередь симметричные элементы. Для монтажа используется свинцовая муфта с отрезными конусами.

ЗАПАЙКА СВИНЦОВОЙ МУФТЫ И ЗАСЫПКА КОТЛОВАНА

Свинцовая муфта надвигается на сросток и с помощью деревянного молотка ее края формируются в виде конусов, плотно прилегающих к оболочке кабеля. При использовании разрезной муфты края продольного шва располагаются друг над другом, при этом нахлест свинца делается сверху вниз, чтобы припой не попадал внутрь муфты. Для запайки муфты используется припой типа ПОС.

Припои маркируются в зависимости от процентного содержания в них олова, например ПОС-30 (30% олова), ПОС-40 (40%) и т. д. Кроме того, в марке припоя указывается содержание в нем сурьмы, например ПОССу-40-0,5 (т. е. сурьмы 0,5%). На рис. 11.9 показана диаграмма состояния оловянно-свинцового сплава в зависимости от соотношения компонентов и температуры. При содержании менее 16% олова ПОС крупнозернист и спайка оказывается непрочной. Наиболее прочной и мелкозернистой получается спайка свинца при 29—31% олова (ПОС-30). (При спайке токопроводящих элементов кабеля используется припой марок ПОС-40 и ПОС-61.)

При спайке свинцовых муфт температура припоя должна быть близкой к температуре плавления свинца — при этом достигается наилучшее молекулярное сцепление. Но так как в данном случае ПОС-30 очень жидкий (см. рис. 11.9), необходимо при температуре порядка 250—260°С залудить спаиваемые поверхности, а потом, постепенно снижая температуру, придать спайке необходимую форму. Это достигается сравнительно легко, так как интервал пластичного состояния ПОС-30 равен 73°С (256—183°С).

Запайка муфты производится следующим образом: места, подлежащие пайке, подогревают пламенем паяльной лампы (газовой горелки) и протирают стеарином; над местом спайки подогревают пруток припоя (одновременно подогревают место спайки) до размягчения, накладывая его на будущий шов. После запайки проверяется герметичность швов путем накачки муфты воздухом (через впаянный в нее вентиль) и покрытия шва мыльной пеной. После проверки вентиль удаляется и отверстие запаивается.

% олова О

% свинца 100

Рис. 11.9. Диаграмма состояния оловянно-свинцовых сплавов

Рис. 11.10. Перепайка брони и оболочки кабеля

На кабелях без изолирующих покровов концы медных проволок от бандажей на броне скручиваются между собой и припаиваются к муфте (рис. 11.10). При монтаже муфт с изолирующими покровами с целью контроля за их состоянием в процессе эксплуатации перепайки брони с муфтой не производится: к муфте припаивается конец выводного проводника, восстанавливается изолирующий покров, поверх которого укладываются проводники от бандажей и перепаиваются между собой.

Рис. 11.11. Чугунная муфта

Чугунная муфта (рис. 11.11) предназначена для защиты свинцовой муфты от механических повреждений, а также от почвенной коррозии. Перед установкой муфты на кабель наматывают смоляную ленту с таким расчетом, чтобы он плотно лежал в шейках чугунной муфты. Затем муфта заливается разогретой до 130-140 °С и остуженной до необходимой температуры (в зависимости от типа кабеля и допустимой температуры его нагрева) битумной массой через имеющийся в верхней половине муфты лючок. Затем лючок закрывается, а все болты, гайки и места выхода кабеля из муфты заливаются этой же массой.

До засыпки котлована фиксируют место расположения замерного столбика, который обычно устанавливается против середины муфты кабеля № 1 на расстоянии 10 см оси трассы в сторону поля.

В местах, где замерный столбик установить нельзя (например, на улицах городов и т. п.), до засыпки котлована необходимо зафиксировать расположение муфт в котловане с нанесением на эскизный чертеж расстояний до постоянных ориентиров. Затем котлован засыпают примерно на половину глубины, устанавливают замерный столбик и в котлован укладывают ранее вынутый грунт

МОНТАЖ КАБЕЛЕЙ В АЛЮМИНИЕВОЙ ОБОЛОЧКЕ

Кабели в алюминиевой оболочке по сравнению с кабелями в оболочках из других материалов и особенно из свинца имеют ряд существенных преимуществ: улучшаются экранирующие свойства, повышается механическая прочность, уменьшается масса, снижается стоимость и т. п. К недостаткам алюминиевых оболочек следует отнести их низкую коррозийную стойкость и сложность монтажа.

Сращивание алюминиевых оболочек может осуществляться следующими основными методами: горячей пайкой, склеиванием и опрессованием.

При горячей пайке на алюминиевую оболочку в местах сочленения со свинцовой муфтой наносится слой цинково-оловянного припоя (ЦОП), а поверх него слой оловянно-свинцового припоя (ПОС). Этот процесс называется залуживанием. Затем свинцовая муфта припаивается к залуженной оболочке с помощью ПОС обычным способом.

Совокупность разных металлов (алюминий, свинец, олово, цинк и др.) при данном методе монтажа приводит часто к коррозии, разрушению спайки и разгерметизации муфт, что усложняет содержание кабеля при избыточном давлении. Учитывая эти недостатки, метод горячей пайки получил ограниченное применение.

Особенность клеевого метода заключается в том, что отрезные конусы свинцовой муфты соединяются с алюминиевой оболочкой с помощью клея путем ручного обжима (рис. 11.12). Затем, после монтажа сердечника, к свинцовым конусам обычным способом припаивается свинцовый цилиндр муфты (рис. 11.13).

Рис. 11.12. Ручной обжим для клеевого метода

Рис. 11.13. Монтаж кабеля в алюминиевой оболочке клеевым методом:

1 — оболочка кабеля; 2 — клеевой шов; 3 — свинцовый конус; 4 — место пайки; 5 — перепайка оболочки с муфтой; 6 — свинцовый цилиндр; 7 — сросток сердечника

По методу опрессования (рис. 11.14) сращивание концов алюминиевой трубки-муфты с алюминиевой оболочкой кабеля производится путем опрессования. Перед опрессованием концы оболочки с помощью специального устройства расширяются примерно до диаметра алюминиевой трубки-муфты. Для предохранения сердечника кабеля от деформации в процессе опрессования и создания необходимой опоры под расширенную часть оболочки вводятся стальные опорные втулки. Контактирующие поверхности оболочки и трубки тщательно зачищаются.

Опрессование производится с помощью ручного гидравлического пресса и специальных пуансона и матрицы, обеспечивающих механически прочное, герметичное соединение.

Рис. 11.14. Монтаж кабеля в алюминиевой оболочке методом опрессования:

1 — шланг; 2 —оболочка; 3 — место опрессования; 4 — опорная втулка; 5—алюминиевая трубка; 6 — сросток сердечника

МОНТАЖ КАБЕЛЕЙ В СТАЛЬНОЙ ОБОЛОЧКЕ

Для монтажа используется обычная свинцовая муфта, припайка которой производится после предварительного облуживания стальной оболочки специальной пастой марки ПМКН-40.

Технология монтажа сводится к следующему: после удаления шланга по вершине гофра делают круговой надрез оболочки напильником, тщательно зачищают ее щеткой, протирают ветошью, смоченной в бензине, просушивают, торец шланга защищают двумя-тремя слоями стеклоленты; на зачищенную поверхность оболочки наносят слой пасты толщиной 0,5 - 1 мм, прогревают равномерно паяльной лампой до воспламенения пасты и изменении ее цвета до коричневого, осторожно снимают с поверхности шлак и процесс залуживания. Монтаж сердечника кабеля и запайка свинцовой муфты выполняются обычным способом.

Восстановление ИЗОЛИРУЮЩИХ ПОКРОВОВ

Для защиты оголенной алюминиевой или стальной оболочки и смонтированной муфты от коррозии, вне зависимости от метода сращивания оболочек, производится восстановление изолирующих покров. Восстановление осуществляется горячим или холодным способом, а также с помощью термоусаживаемых трубок. Горячий способ предусматривает нанесение на оголенную оболочку нескольких слоев влагоотталкивающего липкого полиизобутиленового компаунда (ЛПК), чередующихся с обмоткой полиэтиленовыми лент сросток надвигаются детали пластмассовой муфты, свариваемые с оболочкой кабеля.

Холодный способ отличается от горячего тем, что после нанесения на сросток ЛПК вместо пластмассовой муфты на него наносится несколько слоев разогретой битумно-резиновой мастики (МБР), чередующихся с обмоткой пластмассовыми лентами и защищенных слоем стеклоленты. Способы сращивания пластмассовых шланговых покровов с помощью пластмассовых муфт или термоусаживаемых трубок изложены в следующем параграфе.

МОНТАЖ КАБЕЛЕЙ В ПЛАСТМАССОВЫХ ОБОЛОЧКАХ

Полиэтиленовые оболочки восстанавливаются:

сваркой деталей полиэтиленовой муфты с оболочкой кабеля путем об мотки места сварки несколькими слоями полиэтиленовой ленты и стеклоткани; сквозь которую открытым пламенем паяльной лампы (горелки) разогреваются свариваемые поверхности до вязкотекучего состояния, образуя монолитное соединение;

опрессованием сростка сердечника кабеля с захватом оболочки разогретым до вязкотекучего состояния низкомолекулярным полиэтиленом (рис. 11.15);

сваркой деталей полиэтиленовой муфты с оболочкой при помощи электроспирали, размещенной между свариваемыми поверхностями (способ электронагрева);

многослойной обмоткой сростка сердечника с захватом оболочки, с промазкой полиизобутиленовым компаундом, т. е. холодным способом.

В настоящее время наиболее прогрессивным и технологичным способом восстановления изолирующих покровов кабелей с металлическими оболочками и сращивания кабелей в пластмассовых оболочках является использование термоусаживаемых трубок, изготовленных из термопластичных материалов (полиэтилен, полипропилен) и подвергнутых радиационной вулканизациии (облучению - и -лучами). Если изготовленную из такого материала трубку разогреть и растянуть, а затем в расширенном состоянии охладить, то приданная детали форма окажется как бы «замороженной».

Рис. 11.15. Опрессование сростка расплавленным полиэтиленом:

1 — ручной пресс; 2 — расплавленный полиэтилен; 3 — пресс-форма; 4 — сросток; 5 — кабель

Рис. 11.16. Термоусаживаемая трубка: а) в исходном положении; б) после нагревания; 1 — кабель; 2 — трубка

Если такую трубку надвинуть на сросток кабеля и разогреть до температуры выше той, при которой производилось расширение (раздув), трубка усаживается, принимая исходное состояние, и плотно обжимает сросток (рис. 11.16).

Для повышения герметичности и прочности стыка на внутреннюю поверхность трубки наносят подклеивающий слой, который в процессе нагрева размягчается, заполняя зазоры между трубкой и кабелем. Трубка поставляется потребителю в расширенном состоянии с «эластичной памятью формы», радиальная усадка составляет не менее 50% от раздутого состояния.

Для сращивания кабелей с разнородными оболочками — металлические с пластмассовыми. Для этой цели применяются трубки металлопластмассовые (ТМП), состоящие из стальных трубок, на наружную поверхность которых методом горячего напыления нанесен слой полиэтилена (рис. 11.17).

При монтаже металлическую оболочку кабеля с помощью свинцового конуса спаивают со стальной трубкой, а полиэтиленовую оболочку сваривают с полиэтиленовым слоем трубки ТМП с помощью полиэтиленовой муфты.

Рис. 11.17. Металлопластмассовая трубка:

1 - слой полиэтилена; 2 - стальная трубка; 3- эпоксидный компаунд; 4 — место пайки; 5 - свинцовый конус

ОСОБЕННОСТИ МОНТАЖА ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ

Монтаж оптических кабелей является наиболее ответственной операцией, предопределяющей качество и дальность связи по оптическим кабельным линиям. Соединение волокон и монтаж кабелей производится как в процессе производства, так и при строительстве и эксплуатации кабельных линий.

Монтаж ОК подразделяется на постоянный (стационарный) и временный (разъемный). Постоянный монтаж производится на стационарных кабельных линиях, прокладываемых на длительное время, а временный — на мобильных линиях, где приходится неоднократно соединять и разъединять строительные длины кабелей.

Соединитель оптических волокон, как правило, представляет собой арматуру, предназначенную для юстировки и фиксации соединяемых волокон, а также механической защиты сростка. Основными требованиями к соединителю являются простота конструкции, малые переходные потери, устойчивость к внешним механическим и климатическим воздействиям, надежность. Дополнительно к разъемным соединителям предъявляются требования стабильности параметров при многократной стыковке.

Рис. 11.18. Смещение сращиваемых волокон: а) радиальное смещение; б) угловое; в) осевое

Основной задачей соединения одиночных оптических волокон является обеспечение строгой их соосности, идентичности геометрии торцов, перпендикулярности поверхностей последних оптическим осям волокон и высокой степени гладкости торцов. Важным требованием является также высокая стабильность состояния оптического контакта и малые потери, вносимые сростком. На рис. 7.81 приведены основные возможные дефекты смещения оптических волокон (радиальное, угловое и осевое смещение). Наиболее жесткие требования предъявляют радиальное б и угловое 0 смещения. Наличие зазора s между торцами волокон меньше влияет на величину потерь.

СОЕДИНЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

Наиболее распространенными способами соединения оптических волокон (ОВ) являются:

применение соединительных трубок;

разъемные соединители;

механические сростки;

электросварка и применение металлических наконечников.

В последнее время для стационарного монтажа оптических кабелей прочно утвердился метод сварки электрической дугой, а для разъемного монтажа многократного использования - разъемные соединители.

Рассмотрим некоторые характерные способы соединения оптических волокон.

Применение соединительных трубок— один из самых распространенных способов постоянного соединения волокон. Он состоит в использовании прецизионных втулок или трубок, которые, будучи изготовлены точно по наружному диаметру оптического волокна, придают ему требуемое положение и фиксируют его. Трубки чаще всего стеклянные. Конические концы трубок облегчают ввод оптического волокна. Конструкция одного из таких соединений показана на рис. 11.19. Соединитель состоит из полой стеклянной втулки / с отверстием для заливки иммерсионной жидкости 2, которая одновременно служит и для согласования показателей преломления соединяемых волокон 3 и 4. Сросток вносит затухание около 0,3—0,4 дБ.

Разъемный соединитель многократного использования, предназначенный для соединения оптических волокон, представлен на рис. 11.20. В гнездо и штыревую часть соединителя вставляются заранее подготовленные концы оптических волокон. При выполнении операции сращивания торцы оптических волокон оказываются тесно соединенными друг с другом. Снаружи имеется герметичный корпус штек-кера.

Наиболее характерная конструкция механического сростка приведена на рис. 11.21. В сростке соединяемые волокна 1, 2 вводятся в пластмассовую втулку 3 и свободное пространство заполняется иммерсионной жидкостью 4. оказывающей скрепляющее и иммерсионное действие (уменьшение потерь на отражение от торцов). Снаружи сросток герметично закрыт и механически защищен полумуфтами 5, 6.

Электросварка производится с помощью электрической дуги или лазера путем нагревания концов сращиваемых оптических волокон. Процесс сращивания ОВ состоит из следующих операций (рис. 11.22, а):

юстировка соосности расположения торцов ОВ, размещаемых на расстоянии нескольких миллиметров друг от друга;

предварительное оплавление торцов ОВ электрической дугой;

плотное прижатие друг к другу торцов ОВ, находящихся в непрерывном дуговом разряде;

окончательный этап сращивания

Рис. 11.20. Монтаж с помощью соединительных трубок:

1 — стеклянная трубка; 2 — имперсионная жидкость 3 и 4 — соединяемые волокна

Рис. 11.21. Разъемное соединение: а) гнездо; Б) штырь

1 — волокно; 2 —покрытие волокна; 3 - корпус разъема

Рис. 11.22. Механический сросток: 1 и 2 волокна; 3 - пластмассовая трубка; 4, 5 - полумуфты

Рис. 11.23. Электродуговая сварка волокон: а) процесс сращивания; б) сварочный прибор;

1, 2, 3, 4 — этапы сращивания; 5 и 6 — волокна; 7— прибор; 8 —микроскоп

Устройство для сварки представляет собой легко переносимый прибор (рис. 11.23, б) с габаритными размерами 20X30X15 см. Снаружи располагается микроскоп для юстировки и визуального наблюдения за процессом сварки.

Такой метод сварки волокон позволяет получать соединение с потерями порядка 0,1—0,3 дБ и разрывной прочностью не менее 70% от целого волокна. Он легко реализуем в полевых условиях, поскольку не требует предварительной обработки торцевых поверхностей перед сращиванием.

На конце каждого оптического волокна монтируется металлический наконечник (рис. 11.24,а).

Рис. 11.24. Сращивание с помощью металлических наконечников.: а) наконечник; б) соединение волокна;

1 — наконечник; 2 — отверстие для заливки эпоксидной смолы; 3 — стекловолокно; 4 — капилляр; 5 — втулка; 6 — шайбы

Для этого с конца ОВ на расстоянии 44 мм снимается защитное покрытие. Затем одевают наконечник 1 так, чтобы стекловолокно 3 выступало из него примерно на 15—20 мм. На выступающий конец ОВ одевают капилляр 4 (стеклянная трубка с отверстием) длиной 10 мм. Капилляр вводится в наконечник так, чтобы конец капилляра выступал на 1—2 мм. На стекловолокно и капилляр наносится слой эпоксидной смолы 2. Эпоксидная смола также заливается в отверстия наконечника. Затем торец ОВ шлифуется на стеклянной плите с применением абразивного порошка и полируется на полировочном круге.

Соединение оптических волокон производится с помощью втулки 5 и разрезных шайб 6 (рис. 11.24, б). Втулка и шайбы имеют нарезки, с помощью которых плотно стыкуют сращиваемые ОВ.

МЕТОДЫ МОНТАЖА ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ

При монтаже оптического кабеля ОК в целом необходимо обеспечить высокую влагостойкость сростка, надежные механические характеристики на разрыв и смятие и пригодность сростка для длительного нахождения в земле.

В настоящее время получила развитие различные методы монтажа ОК. Рассмотрим наиболее характерные их них.

Каркасный монтаж. Для монтажа оптического кабеля используется металлический каркас с числом продольных стержней, равным числу сращиваемых волокон (рис. 7. 87, а). Оптические волокна сращиваются одним из вышеуказанных способов. Сростки волокон размещаются на эбонитовых пластинках и крепятся так, чтобы сросток не испытывал продольного воздействия на разрыв (рис. 11.25,6). Поверх каркаса накладывают несколько слоев полиэтиленовой ленты, а затем одевают термоусаживаемую муфту с подклеивающим слоем (рис. 11.25,в). Достоинством муфты является плотное обжатие конусов сростка.

Монтаж плоских оптических кабелей. Монтаж кабелей, выполненных в виде многоволоконных плоских лент с общим пластмассовым покрытием, осуществляется следующим образом. Волокна на конце ленты оголяют на расстояние 1 см, и ленту помещают в матрицу, как показано на рис. 11.26, а. Концы волокон укладывают на участке, имеющем прецизионные канавки, и в матрицу заливают пластическим материалом. Волокна, залитые пластмассой, выдерживают в матрице до ее застывания и затем разрывают путем их изгиба и растяжения. Застывшая пластмасса фиксирует волокна в торце ленты. Концы двух лент закладывают в шаблон (рис. 11.26, б), а в зазор между торцами для скрепления лент друг с другом заливают эпоксидным компаундом с соответствующим коэффициентом преломления. Пресс - форма разъемная и выполнена из латуни. По результатам испытаний потери в таких соединителях составляют не более 0,2 дБ.

Рис. 11.25. Каркасный монтаж: а) каркас на шесть сростков; б) крепление сращиваемых волокон; в) кабельная муфта;

1 — каркас; 2 — волокна; 3 — сростки; 4 — защитная оболочка

Рис. 11.26. Монтаж плоских кабелей процесс монтажа; б") муфта;

1 — прецизионные канавки; 2- шаблон; 3 - лента волокнами; 4 — сросток

Применение фигурного соединителя.

Соединитель, предназначенный для многоволоконных кабелей и не требующий операций шлифования, полирования и склеивания волокон, приведен на рис. 11.27.

Рис. 11.27. Фигурный соединитель: 1 —волокно; 2 — эластичная пластмасса; 3 — каркас

Каждое стекловолокно 1 надежно удерживается в пространстве, образованном тремя цилиндрическими поверхностями 2, изготовленными из эластичной пластмассы. Эти поверхности создают направленное к центру давление на волокно подобно трехкулачковому патрону дрели, который держит сверло. После того, как две половины соединителя установлены, они скрепляются вместе, и каждое волокно занимает надлежащее положение между тремя цилиндрическими поверхностями. Снаружи располагается каркас 3. Потери в соединителе не превышают 0,3 дБ, переходные превышают 70 дБ. Снаружи сросток изолируется термоусаживающей муфтой с предварительной обмоткой пластмассовыми лентами.

Техника безопасности при выполнении монтажных работ

Монтажные работы. К спаечным работам допускаются лица не моложе 18 лет. Особое внимание должно быть уделено выполнению требований по безопасному обращению с паяльными лампами и газовыми горелками. Масса для заливки чугунных муфт должна разогреваться на жаровнях без открытого огня, при этом следует пользоваться ведром с носиком и крышкой. Температура массы должна контролироваться термометром.

Клеящие составы необходимо хранить в закрывающейся посуде: нельзя допускать попадания клея на кожу или в органы дыхания.

Руководитель работ дает распоряжение приступить к работе только после личной проверки отсутствия напряжения на кабеле. При разрезании кабеля ножовка должна быть заземлена на металлический штырь, вбитый в землю на глубину 0,5 м.

На кабельных линиях, имеющих сближения с электрифицированной железной дорогой переменного тока, необходимо: а) выполнять работы только по предварительно выданному наряду, в котором указываются основные меры по безопасности; б) проверять наличие и исправность защитных средств, приспособлений и инструмента; в) выполнять работы бригадой в составе не менее двух человек, один из которых назначается ответственным за выполнение правил техники безопасности; г) все работы по строительству и ремонту вести с применением перчаток, галош, ковриков и инструмента с изолирующими ручками; д) контролировать отсутствие напряжения на жилах и оболочках кабеля с помощью указателя напряжения с неоновой лампой или вольтметра.

МОНТАЖ КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ