БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

 

Алматы энергетика және байланыс институты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г.С.Казиева

 

 

ЭЛЕКТРБАЙЛАНЫСЫНЫҢ БАҒЫТТАУШЫ ЖҮЙЕЛЕРІ.

 

БАЙЛАНЫС ЖҮЙЕЛЕРІ

 

 

Оқу құралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2005

 

УОТ 621.396

Электрбайланысының бағыттаушы жүйелері. Байланыс жүйелері:

Оқу құралы / Г.С. Казиева;

АЭжБИ. Алматы, 2004.- 80 б.

 

 

 

 

 

         Оқу құралы “Электрбайланысының бағыттаушы жүйелері. Байланыс жүйелері” курсын зерттеу және түрлі режимдерде жұмыс істейтін радиотаратқыштардың каскадтарын жобалау үшін курстық жобамен жұмыс істеу барысында студенттердің қолдануына арналған. Ол үшін көмекші құралда графиктер, құрылымдық және принциптік сұлбалар, сон дай-ақ математикалық формулатер мен формулалар келтірілген. Олар бойынша студент радиотарату құрылғыларының каскадтарын есептей алады.

         Оқу құралы радиотехника және байланыс факультетінің барлық радиотехника мамандықтарының және барлық оқыту нысандарының студенттеріне арналған.

         61 сурет, Библиогр.- 17 атау.

 

 

 

 

         ПІКІР ЖАЗУШЫЛАР: Қазақ Ұлттық техникалық университетінің профессоры Г. Хасенова, АЭжБИ доценті Г. Сабдыкеева.

 

 

         Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым министрлігі 2004 ж. жоспары бойынша басылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

            ISBN 9965-708-10

 

 

©Алматы энергетика және байланыс институты, 2004 ж.

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС ИНСТИТУТЫ

"Телекоммуникациялық жүйелер" кафедрасы

 

 

 

 

БЕКІТЕМІН

 

Оқу-әдістемелік ж±мыс жµніндегі проректор

______________Серіков Э.А.

 

«_____» __________ 2004 ж.

 

 

 

 

 

Электробайланысының бағыттаушы жүйелері. Байланыс жүйелері

 

Оқу құралы

 

 

 

 

 

 

КЕЛІСІЛДІ

ОӘБ бастығы

____________ О.З.Рутгайзер

«___» ____________ 2004 ж.

 

Кафедра мәжілісінде қаралды және қупталды 

№ 3 мәжіліс хат « 23 »  11   2004 ж.

Каф. меңгерушісі ______ С.В.Коньшин

Редакторы

___________ Ж.А.Байбураева

«___» ____________ 2004 ж.

Стандарттау жµніндегі маман

 ____________Н. М. Голева

«___» ____________ 2004 ж.

 

 

Құрастырушы:

___________ Г.С.Қазиева

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЖАБЖ – жалпы автоматтандырылған байланыс жүйесі (жалпы мемлекеттік байланыс желісі). ЖАБЖ магистральдік, зоналық (аймақтық), ауылдық және қалалық байланыс жүйелерін біріктіреді. ЖАБЖ олардың жалпы автоматтандыру кешенінде жалпылай нөмірлеуін және коммутациялауын жетілдіреді.

ЖАБЖ негізгі жаңа талаптарына сай РРЖ (РРЛ) мен ҚЖ (СЛ) есептей отырып сымдық байланыс жолдары болып табылады. ЖАБЖ-ң құрылымдық бөліkoктерінің жалпы мемлекеттік автоматтандыруға:

-                  коммутацияланған телефондық желі (ЖАҚТЖ);

-                  мемлекеттің телеграфтық желісі (ТГ);

-                  мәліметтерді берудің жалпы мемлекеттік желісі (МБЖМЖ);

-                  дыбысты тарату желісі (ДТ);

-                  факсимилді байланыс желісі – телеграф, үнқағаз (ФБ);

-                  теледидарлық тарату желісі.

 

1.1 Бүкіл әлемдік тәжірибеде мәліметтерді тарату жүйесінде 2 бағыт анықталған: аналогтық жүйе (жиіліктік бөлгіш және күшейткіш арнасымен) және цифрлық жүйе (уақыттық бөлгіш арнасымен).

Байланыс жүйелері

радиожолдар

Сымды (бағыттаушы жүйелер)

РЖ

РРЖ

СЖ

Ауалы жолдар

Сымды жолдар

Сәулелі жолдар,

толқынды жолдар

Коаксиалды сым

Симметрия

лы сым

1-сурет. Байланыс  жүйесінің классификациясы

 

 

2-сурет . Байланыс  жолдарының қолданылатын жерлері (облысы)

 

Өткізгіш байланыс жолдары жердегі, әуедегі және жерасты сымды болады. Металды толқынжолдар мен оптикалық сымдарға (сәулелі жол) ерекше назар аударылады.

  Аналогты жиіліктік мәліметтерді жіберу жүйесін телефондау үшін, симметриялы сымдар белгілі диапазондарда жұмыс істейді.Олар:

 


К –60                   

К –120                                  көп каналды

К –1920

К – 3600       

 

Зоналық байланыс желісінде (облыс ішінде) бір коаксиалды К-120 және экономикалық тиімді жартылайөткізгішті, жоғары жиілікті бір немесе төрт сымды жолды К-60 құрылғысы қолданылады.

Ауылдық байланыс желісі – полиэтиленді оқшаулағыштан (1х4) және 6,12 телефондық арнада тұратын азарналы құрылғының біртөрттік сымдарының  жеңілдетілген құрамынан тұрады.

Цифрлық мәліметтер жіберу, ИКМ,  STM 30 және 120 арнада қолданылады.

Лазерлі техника негізі – шыны талшықты сымды оптикалық СС.

Артықшылығы: көп санды арна мекемесі және түрлі-түсті металдың экономдылығы.Ол спутникалық байланыс жүйесінде кең қолданылады. (“Орбита” жүйесі, горизонт экраны).

 

Байланыс желісінің құрылымық жүйесі

Байланыс желісінің өзіне:

-  мәліметтерді жеткізу құрылғысы;

-  арнаның коммутациялау құрылғысы;

-  ақырғы (оконечные) құрылғысын қосады.

 

ЖАБЖ

Біріншілік желі

Екіншілік желі

Хабар

тарату

Теледидар

ОАКТС

ОПДС

3- сурет. Байланыс  желісінің құрылымдық суреті

 

Одан басқа байланыс желісі біріншілік және екіншілік болып бөлінеді.

Біріншілік желі – байланыстың түрі мен олардың қажеті бойынша бөлінбейтін барлық арналардың бірігуін айтамыз. Оның құрамына аппаратура құрайтын жолдар және арналар кіреді.

Екіншілік желі – біріншілік желі базасында құрылған, ол арналардың ішімен бір ғана  тағайындалған арнаны (телефондық, телеграфтық, хабар, тарату, мәлімет тарату, теледидар) айтамыз. Екіншілік желі коммутациялық тораптарды соңғы пунктерде және біріншілік желіде бөлінген арнадан тұрады.

Мәліметтерді тарату жүйесінің негізі телефондық арна түрінде 4кГц көлемі (0,3¸3,4 кГц) таратылады. Оның басқа түрлері бастапқы телефондық арналарды қолдануда жалпы іске асырылады. Кестеде әртүрлі ақпаратты беру үшін жиілікті спектрі және  ТЖ балама арналар саны берілген.

Сымды жолдарда істейтін қалааралық байланысты құрастырудың. принципі.

Қалааралық байланыс жолдары екі немесе төрт сымды сұлбадан құралады.

Екі сымды сұлбада бір қос сымдардан тұратын хабарды тарату (передача) кері және тура бағытта жасалған.

 

 

                           4 – сурет. Екі сымды байланыс жүйесі 

 

Төрт сымды сұлбада бір қос сымы тура, ал басқасы – кері бағытта жүреді.

 

   

                         5 – сурет. Төрт сымды байланыс жүйесі

 

Сұлбаларды салыстыру:

1.           Ұйымдастырылған арналар санына қарай екі және төрт сымды жоғарыжиілікті байланыс жүйесі теңбағалы болады.

Мысалға: Бір арнаға 4кГц - тен 12-108 кГц диапазонында   24 –арналы  мәліметтерді тарату жүйесі болады.

 

6 – сурет. Екі  сымды байланыс жүйесі  (спектр бойынша тарату)

 

Екі сымды жүйеде спектрдің (12-60 кГц) бірінші жартысы бір бағыттағы  байланыста, ал екінші жартысы (60-108 кГц) кері бағыттағы мәліметтерді тарату үшін өтеді. Қорытындысында бір қос сымда 12 екіжақты арнада іске асырылады.

 

7 – сурет. Төрт  сымды байланыс жүйесі  (спектр бойынша тарату)

 

Төрт сымды жүйеде 24 арнадағы (12-108 кГц) байланыс үшін бір қос сымы тура бағытта, ал екінші қос сымы сол жиілікті диапазонындағы (10-108 кГц) 24 арна кері бағытта жұмыс істейді. Қорыта келе, екі жағдайда да бірдей 24-ке тең.

 

1.2 Кабелдік теледидар желілері

 

Қазіргі кезеңде кабелдік теледидар саласында талшықтық-оптикалық және коаксиалдық кабелдердің қиыстырылған пайдалануымен сипатталатын гибридтік талшықтық-коаксиалдық жүйелерді жасау негізгі бағыт болуы тиіс.

Олардың негізінде әр түрлі байланыс жүйелеріне қосылуы бар кез келген қаланың бірыңғай кабелдік теледидар желісін құру гибридтік жүйелердің артықшылығы болып табылады және бұл мұндай желілерді абоненттерге теледидар және дыбыстық бағдарламаларды, сондай-ақ басқа телекоммуникациялық және ақпараттық қызметтерді ұсыну үшін пайдалануға жағдайлар тудырады.

Кабелдік теледидардың мұндай желілері телехабар сигналдарының дәстүрлі үлестірілуін ғана емес, сондай-ақ абонентерге қосымша қызметтердің кең жиынын ұсынуға мүмкіндік береді. Бұл қалаларда көпқызметті кеңжолақты интерактивті инфокоммуникациялық желілерді жасау үшін жағдайлар туғызады. Бұл желілерде абоненттерге әр түрлі жылдамдықтағы мәлемет сигналдарын тура бағытта таратуды, сонымен қатар абоненттерден дерек сигналдарын таратуды ұйымдастыруға мүмкіндік береді

 

1.3  Байланыстың тұрақтылығы және алшақта болғаны төртсымды жүйенің артықшылығы

 

Спектр жоғарғы және төменгі болып 2 бөлікке бөлінеді. Спектрдің төменгі бөлігі мәліметтерді тарату (передача) бір бағытта, ал жоғарғы бөлігі кері бағытта қолданылады. Осындай екісымды байланыс жүйесі ЖЖ (ВЧ) арнада электрлі төртсымды болады. Мәліметтерді таратуын бөлу үшін кері және тура бағыттарда күшейткіштің кірісінде және шығысында генерациясы тоқтылып, орнына бөлгіш сүзгіштер қойылады. Бұл сүзгіштер екісымды сұлбада байланыстың алшақтығына қарай бөгеліп,  бұрмаланады.

Төртсымды байланыс жүйесі тура және кері бағытта бір ғана жиіліктің жолағында орналасады, бірақ мәліметтерді таратуда кері және тура бағытта түрлі қос сымдар және бөлгіш сүзгіштерсіз қолданылады.

 

1.4           Екісымды жүйенің өздік қорғаныш артықшылығы

 

Электромагниттік энергияны жіберген кезде энергияны бөліп бір сымда орналасқан бір тізбектен келесі тізбекке бөгеулер ретінде түседі. Сымдағы тізбектер  мәліметтерінің таратылуы сәйкесті және  қарсылас режимінде жұмыс істейді. Өзара бөгеттеуіш көзқарасы бойынша сымдық тізбектерде ЖЖ (ВЧ) байланысы төртсымдыға қарағанда екісымды жүйесі жақсы жағдай жасауы үшін қолданылады.

Жалпы барлық параметрлері бойынша екі және төртсымды жүйесін бағалай отырып, арнаның санына қарай екісымды жүйесіне қарағанда төртсымды жүйе тұрақтылығына, тең бағалы және алшақты байланыс болып саналады.

 

1-кесте. Байланыстың құрылымдық жүйесі

Сым түрі

Байланыс сұлбасы

Байланыстың құрылымдық жүйесі

Симметриялы сым

Коаксиалды сым

Әуелі жол (сым)

төртсымды

төртсымды

екісымды

Екі сымдық

Бір сымдық

Бір жол (сым)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2   Байланыс жолдардың құрылымы және сипаттамасы

(Байланыстық электрлі сымдар)

 

2.1 Сымның классификациясы және таңбалануы

 

Сым деп бір құрылымға және де көбінесе металды немесе пласстмасалы қабықтан және қорғаныс қабшығынан тұратын оқшауланған өткізгіштері бар электротехникалық бұйымды айтамыз. Сымдар өздік өткізгіштерді жіктеу және құрылымы бойынша симметриялы және коаксиалды болып бөлінеді. Симметриялы тізбектер электрлі және құрылымдық қатынаста екі бірдей оқшауланған өткізгіштерден тұрады.

Коаксиалды тізбек – бір осте орналасқан екі цилиндрден тұрады, бір цилиндр – күшті өтркізгіштік, екіншісі-цилиндрдің ішінде орналасқан.

 

      симметриялы сымдар

   коаксиалды сымдар

 
8- сурет. Өткізгіштің көрінісі

 

Оқшаулағыш материал және құрылымы :

Әуе – қағазды, кордель – қағазды, кордель – симрофлексті, тұтас, полиэтиленді, тесік – полиэтиленді, баллон – полиэтиленді, тығырықты, фтор – пласты және т.б.

Оқшауланған өткізгіштердегі топтардың бұрмалану түрлері: жұпты және төрттік (жұлдызшалы); (повив) өзекшесінде – бума бұрау.

Қабық түрлері металды (Pb, Al), плассмасалы, металлпласмассалы болып бөлінеді.

 

Сымның маркасы:

Бірінші әрпі – қолдану аймағын (облысын) көрсетеді:

МК – магистралді сым (симметриялы); КМ – коаксиалды магистралді; ЗК  зоналы (аймақты) сым (симметриялы); ІЗК (ВК) – ішкі зоналы коаксиалды; КА (КС) – ауылдық сым;              Т – телефонды (төменгі жиілікті).

Жоғары жиілікті станциялық сымдардың маркасын екінші орнында тұрған “С” әріпі көрсетеді: станциялық (ТС), ТР – үлестіру (распределительный), ТЗБ – жұлдызшалы төрттік бұрама. МКТ – түтікше полиэтиленді оқшаулағышпен аз габаритті коаксиалды.

Радиожиілікті сым марканың негізін “Р” әрпі құрайды.

Симметриялы сымның оқшаулағыш түрі келесі әріптерде көрсетілген: С – кордель П – полиэтиленді.

Әріптің болмауы– оқшаулағыш қағаздан жасалған (тұтас, кордель қағазды).

Тағы бір әріп қабықшаның материалын көрсетеді: әріптің болмауы – қорғасыннан жасалғанын білдіреді, А – алюминий, Ст-болат кеңірдектік, П – полиэтиленді, В – полихлорвинилді.

Сым маркировкасының соңғы әрпі қорғаушы қапшыққа байланысты (оған коаксиалды сымдар жатады). Т – қорғаушы қапшығы жоқ, яғни (қорғасын қапшықтан жасалған сымдар үшін); Б – (бранированный) саутты  болт металл; К – ірі (крупный) сым,     Ш – шланг қапшығымен. 

 

2.2  Таралған параметрлері бар жолдар

 

Келісілген режим үшін теңдеулер жазайық:

 

                          ;            ;               ;

 

мұнда  - толқын таралуының күйі

cәйкестірілген жүктеме үшін.

                         g =al + j bl,

 

al – бұл өшу байланыстың сапасы мен ұзақтығын анықтайды.

bl – фазалық коэффициент, электромагнитті энергияның бері ліс

жылдамдығын сипаттайды.

1дБ = 0,115 Нп

1Нп = 8,68 дБ

 

2.3  Бағыттаушы жүйелердің теориясы

 

2.3.1 Коаксиалды сым

Магниттік өріс кабельде келесі теңдеумен жазылады:

Толық тоқтың заңы:   

Нішкі = -I/ 2pr; Нсырт= - I/2pr:

мұндағы Н- магниттік өрістің кернеулігі ;

                 r- сымның радиусы

                              

Коаксиалды сым жоқ кезінде, магниттік өріс болмайды.

Артықшылығы (жетістіктері):

-                  сыртқы электромагнитті өрістің болмауы;

-                  каналдардың көп саны;

-                  кең жиілікті диапазоны;

-                  бөгеулердің қорғанысы және бір сымды байланысты ұйымдастыру   мүмкіндігі.

 

Идеалды тізбек бойынша энергияны беру.

Тек 3 құраушы іске асырылады.

Еr , Мср, Еz

 

 - радиалды құраушы үшін.

 

- бойлық құраушы.

 

- құраушының периметрі бойынша.

 

              Еr – бейметалдағы ығысу тоғы.

              Еzжила мен қабықшадағы өткізгіш тоғын сипаттайды.

              Нj – кернеуліктің периметрі бойынша немесе шеңбер ұзындығының (длина окружности) өзгеруін көрсетеді.

 

2.3.2  Умов – Пойнтинг векторы

 

            

              - кернеу (өткізгізгіштер арасындағы потенциалдар өзгешелігі)

 

                             ,

 

мұнда  толқындық кедергі.

 

Мұның бәрі идеалды коаксиалды тізбек болып табылады.

 

Біріншілік параметрлері

 

;         ;               .

 

R=0

 

Kоаксиалды сымның жалпы индуктивтігін анықтау үшін сыртқы ионөткізгіштік индуктивтілігін білу қажет.

 

 

Егер жиілік  60кГц  болса:      

 

 

 

 

 

 

I- const үшін.

R=4000

 

Мыс өткізгіштігінің сыйымдылығы.

[Ф/км]

 

G= wc tg d [См/км]

 tg d – шығын бұрышы.

(кестеден анықталады)

 

, кГц

 

9- сурет

 

 

2.3.3  Коаксиалды тізбектердің берілісінің екіншілік параметрлері

 

Жоғары жиіліктер үшін

 

R<<wL

 

G<<wC

 

                        [дБ/км];

 

                       - фазалық коэффициент (рад/с)

 

                        ;  - фаза жылдамдығы

 

бұл коэффициенттерді d, арқылы көрсетеміз

 

 

d – жила диаметрі (ішкі);

D – қабықша диаметрі

                   

            

10- сурет. Өшу коэффициентінің жиіліктен тәуелділігі

                    

 

 - ауаның толқындық кедергісі

 

;   Ом

 

eв=e0er; er=1

 

2.4   Симметриялы сымдар

 

Симметриялы   жолдарда  келесі (эффектер) түрлері байқалады:

-                  жақындық эффекті;

-                  құйынды (вихревой) ток;

-                  жазықтық эффект.

Параметрлер (шығынды есептемей)

 толқындық кедергі

,

мұндағы а – геометриялық осьтер арасындағы ара қашыќтығы;

Егер R=0, a=0

 

 

G – сымдар арасындағы өткізгіш, ол сымдардың кемшіліктерін анықтайды.

 

;   

 

 

2.4.1  Біріншілік параметрлері

 

Шығынды есептеуімен, симметриялы сым бойымен энергияның берілуі.

Жұпты бұрама үшін

 

                         ,

 

L=Lа+Lб=Q(kr)10-4

Мына екі формулаларда Бессел функциясы бар.

F(kr); G(kr); Q(kr); H(kr)

d - өткізгіш диаметрі.

k - жиілікке тәуелді функция.

R 0 - тұрақты токтың кедергісі.

 

Басқа бұрама түрлері кезінде

 

                        ,

 

H –бұрама коэффициенті;

P – бұрама түрін ескеретін коэффициент;

H – 1,02…1,07 мәнін қабылдайды;

P=2 – екілік жұпты б±рама,  P=1 – жұпты бұрама үшін;

P=5 жұлдызшалы бұрама үшін.

 

 

.

 

 

Симметриялық тізбектің оқшауламасының сыйымдылығы мен өткізгіштігі.

 

[Ф/км].

 

G=w сtg d  [См/км]

Көрші жұптардың жақындығын және сыртқы қабықшаның әсер етуін ескеріп, әртүрлі металлды бұрама түрлері былай есептелінеді.

                        

 

Ш - өткізгіштердің металлды қабықшаның жақындығын ескеретін дұрыстаушы коэффициент.

Н – бұрама коэффициенті.

Еr –диэлектрлі өтімділігініњ ќұбылысы (эффекті).

 

 

 

 

 

2.4.2   Екіншілік параметрлері

 

,

 

,

 

 немесе ; .

 

2.4.3  Индуктивті үлкейтілген, индуктивті сымдар

 

Өшу коэффициенттерін көп таратусыз өсіру үшін, мынаны орындау керек

 - өшу коэффициенті

 

1-ші металдағы өшу;   2-ші диэлектриктегі µшу.

 

RC=LG  a - min шартымен.

 

1-ші R-ді үлкейткен сайын (мыстың таралуымен қиын байланысты)

2-ші C-ны  төмендетуімен (талшықтардың (жила) арақашықтыѓын, яғни габаритті үлкендету керек)

3-ші L-ді жоғарылатуымен.

,

a-ны азайту үшін. Жасанды түрде, анықталған арақашықтық

қадам деп аталады, оѓан Ls индуктивті (катушканы) орауышты қосамыз. Мұндай процесс Пупин ғалымның атымен пупинизация деп аталады.

 

2.5  Байланыс сымдарының пупинизациясы

 

Ls (катушкасы) орауышы келесі түрде істелінген

Тұйықталған сақина секілді өзекше мыстан жасалынған оқшауланған өткізгішпен, ал өзекшенің өзі ферритпен оралынады.

S=0,285…1,75 км - қадам

Ls=1….140 мГн –диапазон

 

 

11- сурет. Пупинизацияланған аудан

 

0...w0 өткізу жолағы үшін пупинизацияланған тізбектің есептелуі келесі формуламен орындалады:

 

 

,

 

,

 

,

 

.

 

 

 

 

12-сурет. Пупинизацияланған өшу коэффициентінің графигі

 

 

 

                       

                          сым талшыѓындағы    пупинизация шығындары

                                  шығындар       

 

                       

металлдағы жалпы шығындардан-aм= 60-70% 

 

(катушкадағы) ораушадағы пупинизациядан-aк – 20-30%

 

бейметаллда-ag –10%

 

 

;  ;  ;                          

 

 

 

 

3 Оптикалық-талшықты байланыс жолдары

 

 

3.1 Жалпы негіздер, талшықты жарықжолдар

 

ОБЖ міндеті бойынша қалалық, зоналық және магистралді болып бөлінеді. Төсеу шартына байланысты станциялы және сызықты оптикалық сым болып ажыратыланады, соңғысы өз қатарында канализация коллекторымен және грунтпен өткізу үшін деп түрліше бөлінеді.

Талшықтың конструкциясы бойынша ОБЖ:

Сәулелену көзі – сәуледиод, лазер.

Полиэтиленнен, кварцтан, әйнектен жасалынады.

Инфрақызыл сәулеленуі:

l=0,85…1,33…1,55 мкм

 

Бұл оптикалық жарықжол бөлігінде базаланып, лазер және сәуледиодтар деп аталатын кванттық аспаптарда қолданылады.

Негізінде бұл люменацентті заттан жасалған р-n типті жартылай өткізгішті диодтар, олар сәулелі кванттарды жарықтандыра алады. Сєулелі диодтың жұмыс істеу принципі сыртқы электромагнит өрісінің (ЭМӨ) єсерінен пайда болатын атом заттарыныњ жарықтандыруында қолдану. Фотон ағыны көбінесе айнадан шағылысады, резонанысты кіріс және өте күшті бағыттаушы ағын пайда болады.

Сәулелік диодтар мен лазерлердің іске асу принципі, сыртқы электромагнитті өрістің әсерімен, заттың атомдарды шығаруын қолдануынына негізделген.

Сәуледиод –р-n типті, арсенид-галиядан жасалынған, люминисцентті жартылай µткізгіш (ЖӨ) сияқты бірақ оның резонансты күшейткіші болмайды.

Қазіргі кезде сәуледиодты 2 класқа  бөлуге болады:

1  Дискретті периодталѓан фокуст линзалы  (құбыржолды).

2  Үзіліссіз фокустауы бар  шыныдан жасалған оптикалық сымдар.

 

Жарықжолдардың конструкциясы және олардың кейбір параметрлері.

Оптикалық сымның ішінде цилиндрлік формадағы жұқа шыны талшық түрін жасалынған талшықты сым орналасқан.

 1 - өзекше

 2 – қабықша

 3 – біріншілік жапқыш

 4 – қорғаушы жапқыш

 

 

 

1озек (кварцты әйнектен, бейметалл, полиэтилен), өзектің сыну

көрсеткішінен тұрады - n 1

2 –  қабықша (полиэтилен, бейметалл) - n 2

3 – біріншілік жапқыштар (покровы)

4 – қорғаныс жапқыштары

 

13-сурет. Оптикалық сымның конструкциясы

 

 

Талшықты жарықжол екі қабатты конструкциясынан және әртүрлі оптикалық сипаттама өзекше қабықшасынан (n1 және  n2- сынған көрсеткіштері) құралған.

Өзекше- электромагнитті энергияны тарату үшін қызмет етеді. Қабықша- өзекше қабықшасының шекарасында шағылысу жақсы жағдайда болғандықтан, қалыпты жағдайларды ұйымдастыру үшін қызмет етеді. Бірінші жапқыштар қоршаған ортаға сәуленің таралуынан қорғайды. Қорғау жапқыштары талшықты механикалық әсерлерден қорғап тұру қызметін атқарады. Егер металды өткізгіштікте өткізгіш тоғы жүрсе, бұл жерде ығысу тогы болады.

Толқын сәулежолдың өз көлемінде таратылады және ол арқылы берілген бағыт бойынша жіберіледі.

Толқын таралуы жарықжол арқылы өзекшеден және қабықшадан шекараға шағылуы пайда болады.

Информацияның тарату көрсеткіштері лазерлі жарық болады.

Көпқысқа шағылулардан ортаға шекара бөліміне берілуі жүргізіледі (екі диэлектрик).

 

 

14- сурет.  Жүйеге бағытталған жарықжолдар

 

 

                                                

а - баспалдақты сыну кµрсеткішті профилімен;

б - градиентті сыну кµрсеткішті профилімен.

    

15- сурет. Толқындардың жарықжолда пайда болуы

 

 

3.2 Оптикалық-талшықтың қимасы бойынша шағылу коэффициентінің профилінің таралуы

 

Градиентті жарықжолдың әртүрлі профилдері.  

Баспалдақты жарықжолдыњ көрсеткіші ортасында тұрақты n 1 ден n2–ге лезде ауысудан тұрады.

Градустыда жатық өту сыну көрсеткіштен баяу ауысады, ол өзекшеде жарықжол радиусы бойымен, перифирия ортасынан ауысқанда  сәулелер толқын тәрізді траекториясымен таралады.

,

 

 

n 0 – r=0 кезіндегі талшыќты өсіндегі сыну көрсеткіші.

r– ®¥ б±л аѓымдаѓы радиус;

а – өзекшенің радиусы.

U – сыну көрсеткішінің өзгеру профилін бейнелейтін дәреже көрсеткіші.

∆ – cалыстырмалы өзгешілік n2 және n 1 арасындағы айырмашылығын көрсетеді.

 

                        ,

мұндағы  өзекшенің шағылу көрсеткішінің профилі;

                қабықшаның шағылу көрсеткішінің профилі.

 

Егер  U=2     ,

 

U=¥®    -  баспалдаќты жарықжолға.

а - өзекшенің радиусы

 

Жарықтың екіұдайылық табиғаты болады: толқынды және квантты (корпусты).

Барлық жарық теориясы көрсетілген  жарық қасиеттері электромагнитті толқындардың қасиеттеріне сәйкес келеді және өте жоғары жиіліктерден (1014-1016Гц) мен өте қысқа толқындардан тұратын әртүрлі электромагнитті толқындар жарық бола алады.

 

Қызыл түс l=0,7 мкм-ге сәйкес;

Жасыл түс l=0,55 мкм;

Күлгін түс l=0,4 мкм.

 

Жарық теориясын электродинамикалық толқындық теориясында және Максвелдің теңдеуінде көрсетілген.

Корпусты теорияда жарықтандырылған денеден ұсақ бөлшектерден сәуле шығаруға болады. Осындай жарық теориясына сәйкес,геометриялық оптика,  жарық теориясы толқындық және кванттық қасиеттерінің синтезі болып табылады.

Жарықжолдағы байланыста көрінетін жарықтар (0,4-0,75 мкм) және диапазондағы инфрақызыл жарықтар (0,85,..,1,3,..,1,55 тен 4,..,6 мкм –ге дейін) қолданылады.

Сәулелік әдістер үлкен емес және жарықжолда пайда болатын физикалық процесстерге жақсы түсінік бере алады.

 

3.3  Жарықжол бойымен берілетін сәулелік теориясы

 

Толқынның световод бойымен таралуын қарастырайық:

 

а)

б)

в)

16-сурет. Жарықжол бойымен берілетін сәулелік теориясы

а: и®900; л®0; ¦®¥ (беріліс үшін ең жақсы шарт)

б: и®0; л®d; ¦® – сәуле, d шағылысуының үлкен санын сынайды.(беріліс үшін ең нашар шарттар)

в: и; л0=d, ¦0= Тұрғын толқын режимінде беріліс жоқ

     Осыдан кейін, жарықжолда өзекшенің диаметрден қарағанда тек ұзындығы кіші толқындар таратылады. (l<d)

d – өзекше диаметрі  l-толқын ұзындығы

Бірақ кейбір жағдайларда тек шағылу ғана емес, оның қабықшаға өтуі болады.

 

Энергияның қабықшаға ауысуын және оның қоршаған ортаға сәуле шығаруын болдырмау үшін, толық ішкі шағылысу шарты орындалуы қажет.

Беріліс ретінде лазер жарықжолда  қолданылады.

Қабылдағыш ретінде жарықжол қолданылады.

 

 

17 –  сурет. Сәуленің жарықжол бойымен өтуі

 

Сәуле жүруі үшін, n 1> n 2 шарты ұсталуы қажет

А )режимі: Q1 – сыну параметрі міндетті түрде болады.

 

Б )режимі деп толық ішкі шағылысу режимі

 

                         - толық ішкі шағылысу бұрышы.

а)қиғаш

б)меридианды

18- сурет. Толқын түрлері

 

 

Апертура – бұл кіріс бұрышы арқылы бұрыш шағылысады, яғни толық шағылысу бұрышына сәйкес келеді.

Толық ішкі шағылысу режимі талшықты жарықжолдың кіріс (торец)іне жарық беруінің шартын анықтайды.

 

Жарықжол тек дене бұрышының шегінде шектелген жарықты ғана өткізеді, оның шамасы толық ішкі шағылысу бұрышымен шартталған. Бұл дененің бұрышы – апертура деп айтады.

 

Апертура – бұл оптикалық осьтің және талшықтық жарықжолдың (торец)-іне түсетін, жарықтық конусты пайда болдыратындардың біреуінің арасындағы бұрыш арқылы толық ішкі шағылысу шартын орындайды.

 

NА – сандық апертура

 NА= n 0 sinиA

n 0 = 1 (ауа үшін)

 

 

,

 

,

 

,

 

J1 – өзекшедегі толқын таралуының жылдамдығы;

¦0 – дан жоғары жиілікте энергия жарықжолдың өзекшесі ішінде орналасады, ал егер ¦0 – критикалық жиілігінен төмен болса, онда энергия  кењістікте таралады.

с – жарық жылдамдығы;

толқынның критикалық ұзындығы.

 

3.4  Жарықжолдармен берілетін толқынды теориясы

 

Цилиндрлік түрде жазылған Максвелл теңдеулері негіз болып табылады.

Бойлық құраушыларға арналған теңдеулер:

Ez; Hz

 

Өзекше үшін

 

 

             *      

                      

                        g12= k12 - b2 ,

 

g1-жарықжолдардың өзекшесіндегі толқын таралуының көлденең коэффициенті.

b - фаза коэффициенті

k - толқындық саны.

 

,

 

 

 

 

(*) теңдеуінің шешімін Бесселдің 1-ші текті функциясы арќылы табылады.

 

                       Ez= An Jn (g1 r)ej nj e-bZ

                      

                       Hz= Bn Jn (g1 r)ej nj e-bZ

 

мұндағы А, В – интеграл тұрақтысы

Көлденең құраушылары үшін:

Er; Hr; Ej1; Hj1;

 

Қабықша үшін

(*) – барлығы, тек 2 индексімен

 

Интеграл тұрақтылары шекті шарттардан табылады.

(екі бейметалл)

r=a (2 электрик)

 

E1r=E                         r=a болғанда

H1r=H2r

 

Интеграл тұрақтыларын тауып,  тењдеулердіњ шешімін транцендентті түрде аламыз. Бұл теңдеулер өзекшедегі және талшықты жарықжолдың қабықшасына өрістің құрылысын анықтауға мүмкіндік береді, сонымен қатар толқындарының әр түрлі типтеріне жєне модаларына сәйкес шешімдері бар.

 

Жарықжолда толқынның 2 түрі болады:

 

 

Симметриялы  Eom; Hom ; n=0

Симметриялы емес EHnm ; HEnm,

n – толқынның периметр бойынша өзгеру саны;

m – толқынның диаметр бойынша өзгеру саны.

 

Симметриялы толқын дөңгелек симметрия секілді болып келеді.

V – сипаттамалы немесе нормаланған жиілік.

 

V= g1a+ g2a=( )= ,

Мұндағы  а –өзекше радиусы;

                 -  толқын ұзындығы;

                  n1 - өзекшенің сыну көрсеткіші;

                  n2 - қабықшаның сыну көрсеткіші.

 

Критикалық жиіліктер мен толқын ұзындығы:

 

¦0 =g1ac/ d ,

 

Әрбір толқынның өзінің нормаланған жиілігі бар, бұл жиілік орналасқан жерін толқын арқылы анықтауға болады

Бірмодалық режимінің шарты:

 

                                          0 < V< 2,405

 

егер V > 2,405 Бірмодалық режимі кезінде негізгі толқын болып саналады.

HE11-Бұл толқын модалық режимде V-ны өлкейткенде жүреді.

Егер V= 3,832 кезде қосымша  толқындары пайда болады EH11; HE31

 

Бірмодалық режимнің жетістіктері:

 

1. Кең жиілік диапазоны;

2.Үлкен өткізгіштік қасиеті;

  Кемшіліктері:

Өзекшенің диаметрі кішкентай болғандықтан (8-10 мкм бірмодалық режим үшін кµпмодалы режимде 50 мкм) жарық енгізілген кезде, үлкен шығындары болады.

Бірмодалы көбінесе қалааралықта, ал кµпмодалы ҚТС (ГТС)-да кейбір кезде зоналық желіде болады. Толқын таратудың жалпы саны келесі формулалардан анықталды:

 

Баспалдақты профиль үшін:

N=V2=

Градиентті профиль үшін:

N=

 

3.5 Жарықжол арқылы берілетін сәулелік және толқындық сұлбасы

 

Толқындардың жіктелуі:

-                  бағытталушы;

-                  сәуле шығарушы;

-                  ағылмалы. Информация бағыттаушы толқындарымен беріледі.

 

Бағыттаушы толқындар БТ немесе өзекше толқындары,БТ толқындардың негізгі типі, ол жарықжол арқылы таралады. Бүкіл энергия жарықжол өзекшесінің ішінде орналасып, информация берілуін қамтамасыз етеді.

Сәуле шығарушы  толқындар (СШТ) және кеңістік толқындар, аппертурадан тыс толқындар.

Ағылмалы толқындар (АТ) (қабықша толқындары), энергияның бір бөлігі жарықжол бойымен жүреді де, ал бір бөлігі қоршаған ортаға өтеді. Бұл толқындар энергияны көрші жарықжолдардың ауысу бөгеуілдерінен алады.

БТ; АТ – бұл паразитті толқындар, бұл толқындар кесірінен энергия тартып алынады да, көрші жарықжолдарға бөгеуілдер жасалынады.

 

3.6 Жарық жолдардың өшуі ( a)

 

Өшу регенерацияланған учаскелердің ұзындығына әсер етеді; (шығындар). Құрастырғыш ұзындық-(катушкадағы) орауыштағы ұзындық. Регенерациялық ұзындық – көп құрастырғыш ұзындықтардан тұрады.

Жарықжолдарда шығындардың пайда болуының екі себебі болады:

а) жарық жұтылуы 

б) жарық таралуы.

Жарықжолдың материалды көлемін қарастыра, оны шамалап алынған аз көлемді өлшеміне бөлеміз, бірақ толқын ұзындығы өте кішкентай болады. (әр көлемді кіші шашыратқыш диполь сияқты аламыз).

Таралу – сыну көрсеткішінің өзгеруімен шартталған және өзектегі микродефектердің айырмашылығын, яғни жарық өзектен шығып кетуі мүмкіндігін көрсететін мән.

aрасс=4,34

n1=1,48…1,50 a=0,1

к=1,38*10-23    - Больцман тұрақтысы

=8,1*10-11   коэффициент кішірейеді

Т – шыны жасау температурасы  =15000К

Жұтылу – 3 себеппен анықталады.

-                  жарқынжол материалының өзіндік жұтылуы;

-                  қоспалардың жұтылуы;

-                  атомды ақаудың  жұтылуы,жылулық өңдеу әсерімен және талшықты интенсивтілік сәулеленуден пайда болады.

Қойылатын талаптар:

Аз өшуі бар талшықты жасауда, қоспалар концентрациясын төмендету. Өшудің төменгі шегі релелі тарату мен инфрақызыл жұтылуымен анықталады.

Қазіргі уақытта жұмыстар мына материалдармен өткізіледі: поликристалл, бромды және бромнадты комитпен. Толқын ұзындығы – 4 мкм.

Өшудің суммарлы коэффициенті келесі формуламен шешіледі.

a=aрасс+ aпом=4,34 ,

К - жұтымдылығы шығын шамасын есептейтін эксперименттік коэффициент;

Кэ= (0,1-0,25);

a - өзіндік және қосымша шығындарымен шартталған, оларды сымды шығындар деп атайды, есілумен және жарықжолдардың қисық деформациясымен көрсетілген.

                                        a=aс+aк...

3.7         Регенерацияланған бөлімінің (учаскесінің)  ұзындығы            

  

Регенерацияланған  бөлімінің (учаскесінің) ұзындығының анықталуы.

Регенерацияланған учаскенің ұзақтығы өшу мен дисперсия бойынша таңдалады. Ұзындық өшу коэффициенті минималды болған кезде келесі ұзындық таңдалады.

Регенерацияланған учаскенің максималды рұқсат етілген ұзындығын анықтау үшін, келесі параметрлер беріледі:

-                  Даппар-  Қабылдағыш – беруші аппаратурасының динамикалық диапазоны.

-                  aс (дБ) жарықжолға сәуле шығарудағы енгізу мен шығару шығындары;

-                  оптикалық сымның алмалы-салмалы қосылуларында, оның қабылдағыш пен бергіштің қосылған жеріндегі шығындарымен; aр.с (дБ);

-                  оптикалық сымның құрылысты ұзындықтарының алмалы-салмалы емес қосылуларындағы шығындармен aн.с (дБ);

-                  Lсд оптикалық сымның құрылысты ұзындығымен;

-                  оптикалық сымның өшу коэффициентімен a (дБ);

                        Lру.4= ,

Д - өшу қуаттарының өзгешелігі;

Д = Lр вх. - Lр вых;

Lр вх - Беруші қуаты бойынша өшу коэффициенті;

Lр вых - Қабылдағыш қуаты бойынша өшу коэффициенті.

Регенерациялық бөлімнің ұзындығы дисперсия арқылы мына формуламен есептелінеді

,

 

,

 

L= 6 км (оптикалық сымның құрылыс ұзындығы);

DFx=622 мГц (регенерация бөлімінің ақырындағы өтімділік жолақтың ені).

Өшу коэффициенті (L) жарықжолдың өзіндік шығындарымен және бұрама, деформация, жарықжолдардың иілулерінің әсерінен болатын жарықжолдың талшығындағы aк қосымша шығындарымен шартталған.

aс =aH+ap+anp,

aк – талшық геометриясына байланысты.

Макроиілулер оптикалық сым бойындағы талшықты жарықжолдардың бұрамасымен шартталған.

Мысалы: оптикалық түтікпен сым осінде орталық өзектің айналасында ширатылған элементтері болмайды. Жарықжолдардың өздері қабықшаның өріс талшықтарында ширатылған. Осында талшық сымның орталық элементі болады.

Өшу коэффициенті толқын ұзындығына тәуелділігі

 

19- сурет. Мөлдірлік терезелер

 

Беріліс мына диапазонда іске асырылады:

Көзге көрінетін жарық (0,4-0,75мкм)

Инфрақызыл толқындардың жақын диапазоны (0,85; 1;33;1,55мкм)

Жасыл жарық (0,55 мкм)

Күлгін (0,4 мкм)

Қызыл (0,7 мкм)

Инфрақызыл (0,85 мкм)

 

3.8 Дисперсия

Дисперсия – шығыста, импульстің өзгеруіне әкелетін, оптикалық сигналдың модалық немесе спектралды құраушысының уақыт аралығында таралуы.

20-сурет. Оптикалық жүйенің кірісі мен шығысындағы импульстер

 

Модалық – уақытқа тәуелді.

Спектралді – жиілікке тәуелді.

Дисперсия жарықжол бойындағы өткізу жолағын шектеуіне және регенерацияланған учаскі ұзындығының төмендетуіне әкеп соқтырады.

Дисперсия – сигналдың спектралды және модалы компоненттерінің топтық жылдамдықтарының түрлілігі.

Mod жылдамдықтарының түрлілігі модалық дисперсияға әкеп соқтырады. (модааралық)

Спектралді құраушылардың түрлілігі, спектралді дисперсияның пайда болуына әкеледі. (ішкімодалық, хромалық). Өз кезегінде спектралді дисперсия , дисперсия материалынан және толқындық дисперсиясынан құралады.

t- өлшеу  

t= t2вых† t2вх

Импульстерді жалпы кеңейту былай анықталады:

Көпмодалыларда былай болады: 

       

Импульстің толық кеңеюі немесе максималды амплитудасынан 0,5 деңгейінде нақтыланған кеңейту және ортаквадраттық кеңейту t =2,

t0,5 =4 - ортаквадраттық кеңейту

l - өзара іс-әрекеттің қондырылған ұзындығы (байланыс ұзындығы)

Көпмодалы текше талшығы

             tм=      (n/c)*l       при l£ lc

             (n/c) Ö l*lc   при l³ lc.

Көпмодалы градиентті талшығы

             tм=      ((n)3/2/2c) l   , l£

            ((n)3/2/2c) Ö l*lc , l³ lc,

мұндағы n - көрсеткіштер түрлілігі n=n1-n2.

Бірмодалы оптикалық талшықта импульстер кеңдігі тек қана талшық параметрлерінен ғана емес, сонымен қатар сәуле шығару спектрінің еніне де байланысты болады. (Яғни қайнар көздің параметрлерінен).

Сонымен, қайнар көзінің ені, максималды амплитудасынан 0,5 деңгейіндегі анықталған спектр ені және ортаквадраттық шама

lизол=2l0,5=4dl,

,

,

.

Импульстің кеңеюі бірмодалы ОТ есептеуі және сызықты және параметрлері талшықты ғана болмайды, ол шағылу спектрінің еніне байланысты болады, яғни импульстің спектрінің ені максималды амплитудасынан 0,5 шамасы табылған және орташа квадратты ені келесіде көрсетілген:

Dlизл=2Bl0.5=4dl7,

V- сипаттаушы жиілік (нормалданған).

,

b - HE11 толқын таратуының фазалық коэффициенті.

 

3.8.1 Сыну көрсеткішінің көпбаспалдаќты профилі

 

1-ші типі          Дисперсия  қозғалыссыз жағдайында

 

a)                                                    б)

 

Қарапайым баспалдақты

сәйкестірілген қабықша;                               

Сыну қабықшасының төмендетілгенсәйкестірілген қабықша; көрсеткіші бар сыну көрсе

баспалдақ профилі (дисперсия-

ланған қабықша)

 

2-ші типі     Дисперсия қозғалысында

 

а)                                                        б)                             в)

                                               

 

                 

Сыну көрсеткішінің сегментті профилі талшықты жарықжол дисперсия ығысумен

Үшбұрышты профиль

сегментті профиль n2 екі баспалдақпен,

қайталанған қабықша

 

    

3-ші тип    Тегістеу дисперсиясында

 

   

   

Сыну көрс-нің 4 баспалдақты           W –түрлі профиль. Қайталанған

сегменттінің профилі.                                            қабықшасы

 

21-сурет. Дисперсия түрлері

3.9 Оптикалық кабелдi таңдау

 

a)                техникалық және оптикалық мiнездемелердi анықтау.

ГТС жалғастырғыш желiге ВОКМ - дi еңгiзу ГТС-тiң өнiмдiлiгiне, кабел торабының бағасын төмендетуiне, мысты үнемдеуiне, жалғастырғыш желiнi оптимизациялауына, оның өткiзу қабiлетiнiң АТС /РАТС/ аймақтардың сыйымдылықтарының үлкеюiне әсер етеді.

Таратқыш жүйенi анықтамағаннан кейiн ОК құрастырғышын тандаймыз. Оптикалық кабел iшiндегi ОВ санын не 16 тең деп, не 8 немесе 4-ке тең  деп аламыз, ол бiрсызықты таратқына 2 арналы жүйе, бойымен екi бағытта каналдарды сәйкесiнше 240, 480, 960 - тi құруға қамтамасыз етедi. Содан кейiн, нұсқа бойынша берiлген каналдар санын берiлген каналдар санымен салыстырамыз және таратқыш жүйенi және қажеттi талтыјтар санын таңдаймыз.

ГТС үшiн оптикалық кабел  тырмаулы өзек орамына ие  болса, әр келесi тырмау алдынғысымен салыстырғанда алты талшыққа артық. Әдетте талшықтар пластмассалық түтiкшелерде орналасады. Таңдап алынған ОК сызығын салу қажеттi;

б)  ОК параметрлерiн есептеу /баспалдақты көп мода үшiн сыну көрсеткiш профилiмен/

n1=1,53; n2=n1-D n; л=0.85; l (нұсқа бойынша)

 

1.     Сандық апертура.

       

2.     Нормаланған жиiлiк

        

3.     Толқын саны /мода/

        

4.     Критикалық жиiлiк

                 

 

5.     Критикалық толқын ұзындығы

        

6.     Жылу энергияның шығыны

          .

=10-10        шығын  бұрышы.

 

7.     Таралу шығыны

               

– кварцқа арналған таралу коэффициентi          ( мкм3).

8.     Жалпы шығындар.

         (дБ/км).

Жоғарыда дисперсия және өткiзгiш сызығы көрсетiлген

 

9. Шекаралық фазалық жылдамдықтың өзгеруі

 және         с-жарық жылдамдығы.

  10. Толқын кедергiнiң өзгеру шекарасы

 және ; -376,71- ауа кедергiнiң толқыны.

Осылай,  дисперсиясын анықтаумен және берiлген толқын ұзындығында а өшпенi анықтаумен ОК таңдауын бiтiремiз. Орта- квадраттық ОВ өшпенiң (көпмодалық тармақ баспалдылықты немесе градиенттi сыну көрсеткiшi арқылы)  1 дБ тең деп қабылдаймыз (статистикалық берiлгендерi бойынша), ал  нс/км.

 

3.10 Негiздi /көздi/ таңдау

 

Көз ретiнде  және орташа қысым шығысы Р[Кесте 4.1 /n 11/] болатындай сәуле шығарғыш диодтты /СИД/ таңдаймыз. СИД тапсырғыш ағысын азайтады және оның сенiмдiлiгiн арттырады.

Тапсырғыш  кiрiсiндегi сигнал мөлшерiн  [дБ] санай отырып, детекторы ретiнде ЛФД –нытаңдаймыз. Жүйедегi қысым қоймасын және осы қабылдағыштардың кiрiсiндегi оптикалық қысымды анықтау қажет.

 

3.11 Талшықты кабел өзара әсер есебi

 

ОК өзекшесiндей световодтар  көршi талшықтарға әсер етуi мүмкiн. ОК өзара кедергi бөлiгi кабел өзешесiнiң  құрылысына байланысты ОВ арасындағы әсер ету бағалау көршi екi талшық әсер ету параметрлерiн есептеу арқылы. Өтпелi өшу жақын бөлiгiнде

 

дБ.

 

Кедергiлерден қорғалуы

 

 дБ

 

Алыс шетiндегi өтпелi өшу

 

 

 

мұнда - ОВ өшу коэффициентi (дб/км);

    L - ОК берiктiң бөлiк ұзындығы (км) (6,3: 6,4: л (11)) кестеде;

             m - талшық арасындағы байланыс коэффициентi (m=0,6-0,7);

           N-талшық арқылы  өрiс өту коэффициенті,

 

 

мұнда  - қабықтың шығын коэффициенті;

            t –қабықтың жуандығы;( мкм);

            және  - өзекшедегі шекараның шағылу коэффициенті , қабықта  және ауада ;

Мысал: Берілгені:  мкм; дБ/км (0,579 нп/км); L=6 мкм; Гц.

 

 

 

 

 [Ф/м]; [Гн/м]; ,

,

[дБ/км],

 

[дБ],

 

дБ.

 

 

N талшық  қыртысы арқылы кететiн энергия шамасын мiнездейдi және егер ол 10-5  - 10-6 болса, онда тәжiрибеде қолданатын оптикалық талшықтар және мәнi дб олардың әсерiн ескермеуге болады.

 

3.12 Оптикалық кабел жүргiзу

 

ВОЛС құрылысында кәдiмгi байланыс жолдары сияқты келесi жұмыстар жүргiзiледi: жолдарды бөлу, кабелдi жеткiзу және материалдарды сынау, жүргiзу, кабелдi монтаждау және кiру құрамы. Кабелдi жүргiзу қала iшiнде болғанда кабелдi канализация орнатылады, дала жағдайында жерге 1,2 м тереңдiкте жерге орнатылады. Бiрақ ВОЛС құрылысы технологиясы және ұйымдастыру басқа кабелдермен салыстырғанда ерекшелiктерi бар:

-                  созылу күштерiне шыдамайды, көлденең мөлшері аз және массасы аз;

-                  ОК үлкен құрылыс ұзындығ;

-                  салыстырмалы талшықтардың өскiндерiн ұту мәнiнiң үлкен мәнi;

-                  ОК-нi үлкен ауа қысымының ұстауға келмейдi;

-                  қызмет байланысының ВОЛС пен бiрге ОК металлды элементсiз құрылысын ұйымдастырудағы қиындығы;

-                  ОК бүлiну жерiн анықтауды және өлшеудi дамудың кейiн қиылуы.

 

3.13 ОК байланысының классификациясы

 

ОК – тағайындылығына қарай 3-ке бөлінеді:

-                  қалалық;

-                  зоналық;

-                  магистралдік.

Төсеуілдер (прокладка) шартына байланысты келесі түрлерге бөлінеді: старционарлық және сызықты. Талшық құрылымы арқылы ОК байланысы моноталшықты және бумасы арқылы айыруға болады. Байланыс техникасында тек моноталшықты ғана қолданылады.

 

 

Айырымдары:

1.     Кварц – кварц;

2.     Кварц – полимер.

1 – шісі Сызықты ОК-де қолданылады;

2-ші ОК ішкі объектілі байланыста қолданылады.

 

Қаптаудың материалы:

-                  полиэтиленді;

-                  полиамидті;

-                  силиконды ;

-                  эпиталаксиалды;

-                  сипоксиақанатты.

ОК –ның екінші қаптама тұтас түтікті қаптамамен. Тұтас бір және көптұтасты болады. ОТ сипаттамасы бойынша бірмодалы және көпмодалы болады. Профилі бойынша баспалдақты және градиентті болады.

Бірмодалы градиентті сымдер тегістеуші және ауытқу дисперсиясымен болуы мүмкін. Өзекшенің құрылымы бойынша ОК модулді құрылысты фигуралы өзекшемен және таспалы деп айыруға болады. Таспалы ОТ қабатты жатқызылған (послойно уложенными) сымдар, тікбұрышты немесе квадратты матрицаны құрайды. Модулді құрылысты сымдар бумалы сияқты шоқты есілулі де бола алады.

 

Маркіленуі

 

N1 өзекшенің диаметрі 8.5-10 мкм тең; бірмодалы үшін 50 мкм тең.

N2 – берілген типтің құрылымының жасалған нөмері.

N3 – максималды өшуі.

 

Кабелі:

ОН – станциялық сым (0,85 мкм – толқын ұзындығы);

ОКС – станциялық сым (0,85 мкм);

ОК – сызықты оптикалық сым ҚТС үшін (0,85 мкм);

ОКК – сызықты оптикалық сым (1,3 мкм);

ОЗКГ – сызықты оптикалық сым зоналық сауытымен грунтқа төсеу үшін дөңгелек сымдардан жасалған (1,3 мкм);

ОМЗКГ – магистралді және зоналық желілерге арналған оптикалық бірмодалы сым (1,3 мкм);

ОМЗВ – магистральға арналған оптикалық бірмодалы сым (1,3 мкм);

ОКЛ – магистральді және зоналық желілері үшін грунтқа төсеуге арналған оптикалық сызықты бірмодалы сым;

ОКВ – жоғарыда көрсетілгендей, бірақ тек су астындағы (1,55 мкм), тереңдігі 500 м.

 

ОК құрылысында мыстан жасалған және алюминиден жасалған қабықшалар қолданылады, олар М және А деп маркіленеді.

        

Сауытқапшықтар:

К – дөңгелек сымдардан;

Б – болат металдардан;

О – болат сымдардан.

Егер, сымның қабықшасы жануды таратпайтын болса, онда өрісі Н типті болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4  Сәулежол желісі

 

 

Бір немесе көпмодты сәулежолдар өз бетінше қосымша беріктендірусіз көп жағдайларда тәжірибе жүзінде пайдалануға жарамайды. Мұның себебі ең алдымен пайыздың оннан бірнеше бөлігіне тең салыстырмалы түрде, аз салыстырмалы үзілу ұзаруы және де иілуден, созылудан немесе бұралудан туындайтын кернеулер пайда болуы нәтижесінде басылудың қатты ұлғаюы болып табылады. Сәулежол тек қабықпен қорғалған жағдайда ғана тәжірибе жүзінде пайдалануға жарамды болуы мүмкін.

Бұл мақсатқа, яғни сәулежолдарды сыртқы әсерлерден механикалық тұрғыдан рауалы шамаларда қорғауға кабель технологиясының конструкторлық шаралары есебінен қол жеткізіледі.

Бір жағынан, сәулежолдарды қорғау үшін, қабықтың арнайы құрылымдары (сәулежол желілері) әзірленді, ал екінші жағынан  төменде сипатталатындай, кабелде үзілуге/сығымдалуға беріктікті ұлғайтатын және иілуді болдырмайтын элементтерді пайдалану, сондай-ақ бұрау өлшемдерінің дұрыс таңдап алумен қатар жалпы кабелдің нақты бір қолдану жағдайының талаптарына сай келетін құрылымын таңдау мүмкіндігі бар болады.

 

4.1 Қуыс қабықтағы бір сәулежол желісі

 

Қуыс қабықтағы бір сәулежол желісі деп үйкеліс пен деформациядан жеткілікті мөлшерде қорғалған талшықты сәулежолы бар пластмасса түтікше қабықты түсінеміз. Ол өзінің қалпын сақтап, тұтқырлыққа ие болып, ескіруге төзімді болуы және оны сәулежолды қандай да бір айтарлықтай механикалық кернеулерге ұшыратпастан бұралған төрттік желі немесе әдеттегі мыс кабелдердегі коаксиалді жұп сияқты пайдалануға болатындай өте иілімді болуы тиіс.

Сондықтан қуыс қабықтағы бір сәулежолды желіде әмбебап қолданылатын негізгі элементтің барлық белгілері бар.

Қабық үйкеліс коэффициенті өте аз ішкі қорғаныс қабатынан және талшықты сәулежолды механикалық әсерлерден қорғайтын сыртқы қабаттан тұрады. Әр түрлі материалдар немесе олардың қиысулары (мысалы, полиэфир шайырлары және полиамид) қоршаған орта жағдайларының кең ауқымының талаптарына сай кабелдер дайындауға мүмкіндік береді.

Талшықты сәулежолдың өзі, белгілі бір ұзындығы бола тұра, миллиметрдің оннан бірнеше бөлігіне тең саңылаулы қорғаныс қабығында жатып, оның радиалді бағытта жылжуына жол береді. Бұл қабықтың ішкі  және сыртқы беттері тегіс болғандықтан, сәулежолдың қуыс қабықта қозғалуы үлкен кедергі туғызбайды.

Қуыс қабықтағы бір сәулежолды желінің ерекше артықшылығы оның оқшаулауышының жалғау немесе жарықты енгізу-шығару мақсатында оңай алынуында жатыр. Ажырамайтын және ажырайтын қосылыстарды дайындаған кезде мұның пайдасы көп тиеді.


 


-                  орта элемент;

-                  сауле жолы;

-                  қорғаныс қабығы.

 

22-сурет.Қуыс қабығындағы сауле жолдың кернеусіз көрінісі


 



23-сурет. Сәулежолдың кабель созылған кездегі орналасуы

 

 

 


24-сурет.Сәулежолдың  кабель сығылысу кезінде

                               

 

-                  сәулежол

-                  қорғаныс қабығы

-                  толықтырғыш

 

25- сурет. Толтырылған қуыс қабықтағы бір сәулежолды желі

 

22, 23 және 24 суреттерде кабелдің әр түрлі күйлерінде сәулежолдардың әр түрлі орналасуының арқасындағы қуыс қабықтардың артықшылықтары көрсетілген.

Мысалы, талшықты-оптикалық кабелдің созылу кернеуі салдарынан созылған кезде, сәулежол қуыс қабықтың ішкі жағы бағытына қарай алдымен оған тиместен және басылуды арттыруы мүмкін деформацияға ұшырамастан жылжып кетеді.

Кабелді ұзаруы тек қабықтың өлшемдеріне қарай шамамен 0.5—1 % басталатын ұзару шамасында ғана беріледі. Тек осы шамалардан бастап қана сәулежолдың реакциясы өшудің артуы болады (22-сурет).

 

Толтырғыш

Талшықты-оптикалық кабель зақымданған кезде қоршаған ортаның белгілі бір жағдайларында қуыс қабыққа су кіріп, оның ішінде жайылу мүмкіндігін күткен жөн.

Су  қатқан кезде көлемінің жергілікті жерде ұлғаюы салдарынан оның көлемі бойынша әр түрлі болып шоғырланатын жерлерде  кернеулер әсеріне ұшырап, микроиілістер тудырып, өшуді шектен тыс арттырады. Мұны болдырмау үшін қуыс қабық толтырғышпен толтырылады (25 -сурет 25).

30 бен +700С аралығындағы қарастырылып отырған температуралар ауқымында қатпайтын, ақпайтын және сәулежолдың қорғаныс жабынын тот бастырып, қарайтпайтын аздап тиксотропты1* химиялық бейтарап масса жөнінде болып отыр.

 Жеңіл сүртіліп, шайылатын бұл масса өзінен кейін сәулежолдардың қосылуына кедергі келтіретін қалдықтар қалдырмайды. Оның құрамында сондай-ақ тез тұтанғыш заттар жоқ.

25 - сурет толтырылған қуыс қабықтағы бір сәулежолды желі

"Тиксотропты: кейбір гелдердің діріл және араластыру кезінде сұйылып, тыныш қалыпта қайта қататын қасиеті.

 

4.2 Қуыс қабықтағы көп сәулежолды желі

 

4.2.1 бөлімде сипатталғандай қуыс қабықтағы бір сәулежолды желілер өздерін тәжірибеде көрсетіп үлгерді. Қалыңдығы 1.4 пен 2.2мм аралығындағы бұл түтікшелер қолдану мақсатына қарай көбінесе 14 сәулежолына дейін бар кабельдер құрылымдарында пайдаланылады.

Қуыс қабықтағы бір сәулежолды желілерді пайдалана отырып сәулежолдарының саны өте көп кабельдің жобасын жасап, дайындауға болады. Алайда бұл жағдайда кабельдердің құрылымдары күрделірек болып келіп, сыртқы диаметрлері және салмағы салыстырмалы түрде үлкенірек болады, мұндай кабелдер тәжірибе жүзінде пайдаланған кезде қолайсыз және оларға қызмет көрсету қиын болады.

Бұл кемшілікті жою үшін бір сәулежолдың орнына 2–12 бір немесе көпмодты сәулежолдардан тұратын көлемдері біршама үлкен (сыртқы диаметрі 2.4 мм-ден 3.0 мм-ге дейін) қуыс қабықтағы көп сәулежолды желі пайдаланылады.

Қуыс қабықтағы бір сәулежолды желідегі сияқты мұнда да қуыс кеңістік -30 пен + 70 °С аралығындағы температуралар ауқымында қатпайтын және жұмсармайтын аздап тиксотропты тұтқыр массамен толтырылады (26-сурет).

26-сурет.  Қуыс қабықтағы көп сәулежолды желі

4.2.2 Қуыс қабықтағы бір және көп сәулежолды желілердің қолданылу саласы

 

Бір немесе көп қуыс қабықтағы сәулежолды талшықты-оптикалық кабелдер көбінесе деректер берудің сапасына қоршаған ортаның ең әр қилы кедергі келтіретін әсерлеріне қарамастан жоғары талаптар қойылатын жерлерде пайдаланылады.

Сондықтан сыртқа орнатылатын бір немесе көпмодты сәулежолды кабелдер негізінен қуыс қабықтағы бір немесе көп сәулежолды желілер негізінде құрылған. Стандартталған кабелдер  температуралардың -30 және +70 °С аралығында ауытқуы немесе әдеттегі механикалық әсерлер, мысалы, иілу немесе сығымдау созылуы және жүктемелері сияқты пайдалану жағдайларының кең ауқымына сай келеді.

Бұл түрдегі құрылымның тағы бір артықшылығы, мысалы, қоршаған ортаның ерекше жағдайларының әсерінен сипаттамаларға қойылатын талаптар стандартты шамалардан асқан жағдайда ерекше мақсаттар үшін желілерінің көлемдері басқа немесе жоғарылатылған талаптарға сай болуы үшін қабыққа арналған материалдардың арнайы таңдауымен немесе олардың қиысуымен кабелдер жауға болатындығы болып табылады. Мысал ретінде өзін-өзі көтеретін әуе, терең су кабелдері немесе кен құрылысына арналған шахта кабелдерін атап өтуге болады.

 

4.3 Қорғаныс қабығы тұтас сәулежол желісі

 

Талшықты сәулежолды сыртқы әсерлерден қорғаудың қарапайым жолы сәулежолдың қорғаныс жабығының тікелей үстінен тиісті пластмассадан жасалған тұтас қатты қабықпен қаптау болып табылады.                                         Желі құрылымының осындай түрінің көмегімен сыртқы диаметрдің қуыс қабықты бір жарық бағыттаушы желінің диаметрімен салыстырғанда кем дегенде 0.5мм азайтуға қол жеткізіледі.

Алайда тұтас қабықты желілі кабелді құрастырған кезде оның созылуға жоғары кернеу салдарынан серпімді ұзаруы, қуыс қабықтағы бір сәулежолды желіде бар керекті ұзындық қоры мұнда болмағандықтан,  тікелей сәулежолға жіберіледі. Бұл кемшіліктің орнын кабель қимасын, мысалы, сәулежолдардың желілерде еркін орналасуы және олардың бұралуының дұрыс таңдап алынған түрі есебінен ұлғайту арқылы толтыруға болады. Бірақ бұл кезде кіші сыртқы диаметр мен азайтылған салмақтың қуыс қабықтағы сәулежолды желілі кабель құрылымына қарағанда артықшылығы жоғалады.

 

4.3.1  Қолданылу саласы

 

Тұтас қабықты сәулежолды желілер коммутациялық тізбектер немесе кросстық сым жүргізуге қатысты барлық жағдайларда, мысалы кабелдік сымдарды шкафтарда ішкі құрастыру үшін қолданылуы мүмкін. Тиісті материалдан жасалған тұтас қабықты және ұзындығы шектеулі бір және екі сәулежолды желілер құрылымдары сондай-ақ ішкі төсеу кабелі ретінде де пайдаланылуы мүмкін. Сыртқы төсеу кабелдерінің құрылымы әдетте қуыс қабықтағы бір сәулежолды желі (кабелдегі желілер саны 14 дейін) және сәулежолдар саны көбірек болуы қажет болған жағдайда қуыс қабықтағы көп сәулежолды желілер негізінде болады.

 

 

 

4.3.2  Пластмасса сәуелжолды желі

Жабынсыз пластмасса сәулежолдарымен қатар (6.4 бөлім) желілері сыртқы әсерлерден қорғау үшін пластмассамен қапталғандары да болады . Әдетте, пластмасса сәулежолды желінің диаметрі 2.2мм, ал сәулежол қабығының диаметрі 1000 мкм құрайды.

-2,2mm

Шағын желі толтырлған қуыс қабықтағы бір сәулежолды желі және тұтас қабықты сәулежол желісін құрастырудың негізгі принципі негізінде    әзірленген. Сәулежолдың жұмсақ жабыны мен өте қатты қорғаныс қабығы арасындағы қуыс кеңістік толтырылған қуыс қабықтағы бір сәулежолды  желімен салыстырғанда сәулежол сырғымалы қабатта тек 50 мен 100 мкм арасындағы радилді саңылаумен жүзетіндей етіп азайтылған. Шағын желі өзінің 0.9мм сыртқы диаметрімен диаметрі 1.4 пен 3.5мм аралығындағы қуыс қабықтағы бір немесе көп сәулежолды желіге қарағанда үнемдірек. Ол тұтас қабықты желі ретінде қолданылуы мүмкін, алайда шағын желідегі сәулежол желінің қабығынан біршама  айырылған. Шағын желі мен тұтас қабықты желінің созылу сипаттамалары бірдей.

 

4.3.3  Қолданылу саласы

 

Шағын желі, тұтас қабықты сәулежол желісі сияқты, ішкі төсеу кабелдерінде, әсіресе коммутациялық тізбектер мен кросстық сым жүргізуге арналған қысқаша қосылыстарға қатысты барлық жағдайларда пайдаланылады. Шағын желі сонымен қатар кабель сымдарын шкафтар мен бағандардың ішіне құрастыру үшін өте қолайлы, өйткені оның қорғаныс қабығы қуыс қабықтағы бір немесе көп сәулежолды желідегі сияқты қосылу мақсатында оңай алынады.

Пайдалану кезіндегі үлкен температура ауқымы мен созылуға қарсы жақсартылған сипаттамалардың арқасында көптеген жағдайларда тұтас қабықты сәулежолдың орнына шағын сәулежолды желі қолданылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Талшықты-оптикалық кабелдер құрылымы

 

Талшықты-оптикалық байланыс жүйесіндегі сәулежолдарды қолдану саласындағы әртүрлілік сәйкес мөлшерлермен және материалдармен кабелдердің әртүрлі құрылымдарының жасалуын талап етеді. Талшықты-оптикалық кабель жоғары сенімді әрі ұзақ уақыт пайдаланылуы үшін 8-тарауда сипатталған сәулежол желілерінің құрылымына қарай кабель өзегінің сәйкес құрылымы, қабықшалар, күштік элементтер, сауыттар, қорғаныс қабықшасы таңдап алынады. Осы кабельдердің сәулежолдары температураның төмендеп кетуі сияқты қоршаған ортаның әсерінен және механикалық жүктемеден зақымданбауына ерекше көңіл бөлінеді.

 

5.1      Кабел өзегі

 

Қуыс қабықтағы бір немесе көп сәулежолды желілері бар талшықты-оптикалық кабельдердің механикалық беріктілігін көтеру үшін осы желілерді кабелдің ортасы болып табылатын орталық элементтің айналасына жинайды. Мұнда, орталық элемент көлденең майысудан, әрі созылу жүктемесінен қорғау үшін тірек ретінде қызмет атқарады. Ең бастысы, сәулежолдар орауышының арқасында желіде белгілі бір еркін кеңістік болады, оның шегінде белгілі бір шеттен шықпайтын созылу жүктемесі, майысу, қысу беру сипаттамаларына әсер етпейді. Әртүрлі орындаудағы бір немесе көп сәулежолдармен қатар (қуыс қабықшада, тегіс қабықшамен, жинақы желілер, ленталық құрылымдар) қосымша түрде толтырғыштар оралуы мүмкін, яғни сәулежолдар немесе полиэтилен элементтердің өзі ғана, сондай-ақ жұп немесе төрттік түріндені мыс желілер. Осы оралатын элемен­ттердің және майысу, созылу жүктемесін болдырмайтын күштік элементтердің жиынтығы, сондай-ақ жабыстырылатын лента немесе олардың айналасындағы қабықшалар,  кабель өзегі деп аталады.

 

5.1.1     Орауыш

 

Талшықты-оптикалық кабелді техникада негізінен орауыш қабаттарда қолданылады. Мұнда, оралатын элементтер орталық элементтің айналасында бір немесе бірнеше қабатта бағытталып орналасатын болады (5.1, 5.2-суреттер).

 

 

27-сурет. Қуыс қабықтағы бір жақ бағыттауыш желілі екі шырмаулы орауыш кабелі

 

 

28-сурет. Қуыс қабықтағы көп жарық бағыттауыш желілі бір шырмаулы орауыш кабелі

 

 

29-сурет.  Қуыс қабықтағы көп жарық бағыттауышты желілі бір шырмаулы орауыш кабелі

 

                                                       

30-сурет. Кабел өзекшесінің принципиалдық сұлбасы

 

2-кесте. Кабелдің өзектігін есептеу үшін қолданылатын  әр түрлі диаметр мәндері

Қабаттағы элемент саны

Өзектің толық диаметрі D

Орталық элементің диаметрі d

Пери­фериялық толықтырғыштың диаметрі  d1

Орталық толықтырғыштың  диаметрі d2

1

2.000 D

0.000 D

0.667 D

0-000 D

2

2.155 D

O.I 55 D

0.483 D

0.063 D

3

2.414 D

0.414 D

0.4140

0.108 D

4

2,701 D

0.701 D

0.378 D

0.136 D

5

3.000 D

1 .000 D

0.354 D

0.155 D

6

3.305 D

1 .305 D

0.339 D

0.168 D

7

3-613 D

1.613 D

0.327 D

0.178 D

8

3.924 D

\ .924 D

0.318 D

0.186 D

9

4.236 D

2.236 D

0.311 D

0.192 D

10

4.549 D

2.549 D

0.305 D

0.197 D

11

4.864 D

2.864 D

0.300 D

0.202 D

 

Егер, жекелеген элементтер мысалы, қуыс қабықта бір немесе бірнеше сәулежол желілер, мыс желілер немесе толтырғыштар оралатын болса, онда шырмау орауышты кабель туралы сөз болады. Егер кабель өзегі оралған элеметтерден (бумалардан) құралған модулдерден оралатын болса, осындай кабель модулді кабел немесе бумалы орауыш кабел деп аталады.

Халықаралық желі басқармаларының алыс байланысының басты желісінде негізінен қуыс қабықтағы көп сәулежол шырмау орау кабелдері қолданылады . Жергілікті байланыс жолында шырмау жалғау кабелдері, модулді құрылымдық кабелдер де қолданылады.

Бір шырмаулы орауышты кабелдің ерекше типі фигуралы өзекшелі кабел болып табылады. Онда сәулежол желілерде емес, орталық элементтің бетінде спираль түрінде төселген алдын-ала құралған саңылауларда оралады.

Орталық элементтегі осы тереңдіктердің мөлшері мен нысанына байланысты олар бір немесе бірнеше сәулежолға  жеке немесе ленталық құрылым күйінде еркін ауыса алады (3.5 бөлім). Қуыс қабықтағы бір сәулежол желілеріндегідей осы саңылаулар компаундпен толтырылады.                           Егер толтырылмаған кабелдің құрылымы қажет болатын болса, ұзына бойы суөткізгіштік толтырылатын су қорғанысты лента немесе тоқыма арқылы қамтамасыз етілуі мүмкін.

Кабелдегі сәулежолдардың санын бұрынғыдан да көбейту үшін бір жалпы сыртқы қабық шегінде фигурал өзекшелі бірнеше жекелеген кабель элементтері модулді принципі бойынша қабаттар болуы мүмкін.     Сәулежолдың көп саны бар (100 көп) кабельдердегі ланталық компановкамен үйлестірілген осы құрылымның артықшылығы бір жағынан қаптаманың көбірек тығыздығында, екінші жағынан, сәулежолдарды реттеп орнықтыру салдарынан қосылыс технологияларында жатады.

Талшықты-оптикалық кабелдің тағы бр ерекше типі орталық түтікшелі кабель болып табылады. Онда орталық өзекшенің айналасына бұралатын элементтер жоқ. Сәужолдардың өзі қуыс қабықтың максималды-сәулежол ішінде өздері оралған (8.2 бөлім). Мұнда желі кабелдің орталық элементі болып табылады.

Осындай құрылым қарапайымдылығымен және жинақтылығымен ерекшеленеді. Ол, мысалы, әуе талшықты-оптикалық кабелдерде найзағай қорғаныс шыбықтарында қолданылады.

 

5.1.2 Өзек  толтырғыш

 

Талшықты- оптикалық  кабелдің  ұзындығы  суға  тиген  жағдайда  оның су  өткізбеушілік  қасиетін  қамтамасыз  ету  үшін өзектің  желісі жоғары  қысымда (шамамен 15 бар) арнайы  компаундпен (құйылатын  қоспа) толтырылады. Бұл  компа­унд құрамы  кабелдің  басқа  бөлшектерінің сипаттамасына  кері  әсері  болмайтындай  болуы  керек. Компаунд полиэтиленді  қабықтың  ісінуін  болдырмайды  және  сызықтық  кеңеюдің  салыстырмалы  аз  коэффицентіне  ие. Өзектің  айналасына  экструзионды  әдіспен  жағылатын  ерітілген  байланыстыратын  релакциялық  заттардың  мұнай  өнімдеріне  берік  сақтаушы  және  бекітетін  қабат  бір  жақтан  компаунд  үшін  қосымша  кедергі  болып  қызмет  етеді,  ал  екінші  жақтан    талшықты-оптикалық  кабелдің  иілгіштігін   азайтпай, өзектің  қорғау  орамасының  созылуына түсетін  ауырлыққа төзімді және  кабелдің  қабығының  арасында  жапсарсыз  бірігу болып  қызмет  етеді.  

Су  өткізбеушілік  қасиеті  кабелдің  ішкі төсегішіне  талап  етілмейтін сияқты  жағдайларда, онда  өзекті  компаундпен  толтыру  қажет  етілмейді.   Кабель  өзегінің бұралатын  бөлшектерін одан  кейінгі  технологиялық  операциялар  кезінде   қорғау  үшін және  біруақытта  өзекті  толтырғышты  күшті  бөлшектерден, сонымен  қатар  материал  қабығынан оңашалау  үшін бұралатын  бөлшектер  бір  немесе  бірнеше  жіңішке  пластмасса  қабығымен  жабылады.

 

5.2 Кабелдің  қабығы

 

Кабелдің  қабығы  талшықты-оптикалық  кабелдің  өзегін сырттқы механикалық, химиялық және жылу мен ылғалдан қорғау керек.

Әдеттегі  кабелдердегі  секілді, қабықтардың  бірнеше  түрлері  бар  және  оларды  пайдалану  кезінде  кабелге  әсер  ету  әсерлеріне  байланысты  таңдайды. Практикада  өзін  көрсете  білген  полиэтилен  жиі қолданылады  (қорғау  қабатымен, мысалы,   алюминимен  бірге  немесе  онсыз). Ішкі  төсегіш  ретінде  кабелдерге  көп  жағдайда  қолданылатын   поливинил хлоридпен  бірге ерекше  жағдайларда  қолданылатын қабық  үшін арнайы материалдардың түрлері бар, олар: перфторэтилен-пропилен (тетрафторэтилен сополимерлері және  гексафторпропилен  негізіндегі  пластик), перфто-ралкокси-сополимер, этиленнің  сополимері және    винилацетат.

Компаундпен  толтырылған өзегі  бар    кабелдерге  құрамында  металл  жоқ қабық  талап  етілсе, онда     кабель қабығы мен ораудың  берік  талшықтарымен  немесе толтырғыш  компаунд  арасында  ерітілген  байланыстыратын   полиамидті  заттан  жасалған  қорғаныс  пластмассалық  қабат  қойылады. Ол  кабель  өзегінен  компаундтың  оның  қабығына  түсуден  сақтайды.

Бұл  қабат   қабықты  экструзиялау  алдында  бір    технологиялық процесс кезінде   жағылады. Ерітілген  байланыстыратын  заттың  арқасында  кабель  өзегі  мен  қабығы  және  бекітетін  талшықтар  арасында  берік  бірігу  қамтамасыз  етіледі.

Бұл  қасиет  талшықты-оптикалық кабелдерді  жүргізу  кезінде  өте  пайдалы  болады.

Мырыш  немесе гоффирленген болат  сияқты  металл  қабықтар талшықты-оптикалық  кабелдің  өзегіне  қойылуы  мүмкін. Алайда, кабелдерді  жүргізу кезінде  пайда  болатын  созылуға  түсетін  ауыртпалықтың  уақыт  өте  келе жарық  бағыттаушының  сипаттарына әсері  болуы  мүмкін.

Полиэтиленді  қабық

Полиэтилен — термопласт,   2Y типіндегі  кодтың  мазмұны  бар (15.3-қосымшасы), этилен   полимеризациялаудың  өнімі  төмен диэлектрикалық   өткізгіштігімен  және   шығындалудың  аз  коэффициентімен  ерекшеленеді.  Оның  полярлық  емес  қасиетінің  арқасында  температураның  кең  диапозынында үнемі  диэлектрикалық қасиеттерге ие.  Сондықтан  ол  электрлік  кабелдерде  кең  қолданылады. Ол барлық механикалық және химиялық талаптарды қанағаттандырады  және  сыртқы  төсегішті  кабелдер  үшін  қолданылады.

 

5.3 Қорғаныс  қабығы

 

Сыртқы  төсегіш  кабелдер  және  арнайы  кабелдерге   полиэтиленді немесе   поливинилхлоридті  қорғаныс  жабындар, ал  ерекше  жағдайларда — полиамидтан  жасалған  жабындар  талап  етіледі. Оларды жүргізу  кезінде  кабель  қабағының  үстінен  жабылған  сауытты тотығудан  және  сыртқы  бұзылулардан қорғайды.

Қорғаныс  жабындар   экс­трузионды  әдіспен  шамамен   200 °С температурада  дайындалады  және     битумды тотығуға  қарсы заттың  үстіне  жағылады.

Егер  кабелдің   май және  мұнайға  төзімді  немесе  түрлі-түсті  қабықтар  талап  етілсе,    полиэтиленді  қабықтардың  үстіне    экструзионды  әдіспен   сәйкестігінше  қалыңдықтағы поливинилхлоридті  қорғаныс  жабындар  жағылады. Қалған  жағдайларда  қара    полиэтиленді  қорғаныс  жабындар  қолданылады.

 

5.4           Сауыт

 

Әдетте  талшықты-оптикалық  кабелдер  жерде  немесе  құбырларда  төсеу  үшін  сауытсыз  кабель  ретінде  қолданылады. Созылуға  түсетін ауырпалықты  болдырмау  үшін  талшықтардан  жасалған  бекітетін  бөлшектер  және оларды   байланыстыратын ерітілген   затпен  кабелдің  қабығы  берік  жапсырылған, сонымен  қатар  иілуден  сақтайтын жүктеме  көтеретін тірек   элементтері  осындай ұзақ  мерзімді  ауыртпалықтарға  жеткілікті  болады.

Талшықты-оптикалық  кабелдің  өзегін және  оның  қабығын ерекше  жағдайларда   қорғау  үшін, мысалы,    су  астында  немесе  шахталарда  төсеу, кеміргіштерден  қорғайтын  кабелдер,    ауа  кабелдері   немесе  созылуға  немесе жиырылуға өте  жоғары  механикалық ауыртпалықтар  талап  етілсе,  бұл  жағдайларда  қосымша  сауыт қолданылады.   

Мұндай  арнайы  кабелдер  үшін кабелдің  салмағын  білінбестей көбейтетін  және  аз  дәрежеде  оның  иілгіштігін  азайтатын, сонымен   қатар  созылу  мен  жиырылуға  аз  икемді   болатын сауыт  болатын  элементтерді  тауып;    иілгіш  мен салмақтың  тиімді  қатынасына  жету  керек.

Талшықты-оптикалық кабельдерді   құрастыруда   арамидтан (кевлар) және болаттан  жасалған  талшықтар  өте  тиімді  болып  шықты.

Ұзақты  иілгіштіктің  салмаққа  қатынасының модулі   арамидтан  жасалған  талшықтарда  болатпен  салыстырғанда  әлде  қайда  жоғары.

Арамидтан  жасалған  талшықтар  қабық  үшін  әр  түрлі  материалдар  ретінде  созылуға  түсіретін  ауырлықты  болдырмайтын   элементтер  ретінде  қолданылады. Созылуға  үлкен  ауыртпалықтар  түскен  жағдайда, мысалы, ауа  кабелдері, қабықтың  астында талшықтарды  берік  ететін     жгуттар  қолданылады.

Кеміргіштерден  қорғайтын  кабелдерде гофрирленген  болаттан  лентамен армирленген көп  қабатты  қабат  қолданылуы  мүмкін. Мұндай  жағдайда  гофрирленген тотығуға  төзімді  болат  лента өзекке  оның  ұзындығы  бойынша  жабылады,  ал  үстінен     полиэтиленді  қабық алюминимен ламинирленген қабық  үшін   технология  бойынша алюминимен жабылады. Болат  лентаның   гофралары кабелдің  иілгіштігін  арттырады.

Гофрленген  болат  лентамен  армирленген   көп  қабатты  қабыққа  қатысты   альтернативалық  вариант   ретінде   ленталық  сауыт  болады. Ол  қалыңдығы  0.1мм болатын  мырышталған  болат  ленталардың  екі  қабатынан  құралады  және  олар  неміс  электриктер  қоғамының  техникалық  ережелеріне  сәйкес,  тотығуға  қарсы  қабаттарға  бекітіліп,   полиэтиленнен  жасалған   сыртқы  қорғау  қабыққа  ие  болады.

Болат лентадан орау өзіне созылудың күшін қабылдамауын ескеріп отыру керек.

Найзағайдан  қорғайтын  талшықты-оптикалық  кабелдер  үшін  дөңгелек  сым сауыттарға  әр  түрлі  материалдар  қолданыс  табады. Қолдану  саласына  байланысты   магний және  кремний "альдрей" (E-AlMgSi) бар алюминидің  қорытпасынан  жасалған  сым  немесе мырышталған  болат  сым  қолданылады және  олар   бір  немесе  бірнеше  қабаттармен  жатқызылған  және  оларға алюминимен (болатпен) плакирленген қосымша   болат  сым қосылған.

Үлкен  ауыртпалықтар  болған  жағдайда, мысалы, су  астында  терең  жататын  кабелдерде   қатты  мырышталған  дөңгелек болат сым  немесе бір  немесе  бірнеше  қабаттарға  жиналған тот  баспайтын  болаттан  жасалған  сым   қолданылуы мүмкін. Алайда,  қатты  мырышталған  болат сым  үшін  тотығудан  қорғайтын  қосымша   сенімде  қорғаныс  талап  етіледі.

 

 

 

 

5.5           Кабелдер құрылымының түрлері

 

Талшықты-оптикалық кабелдердің құрылымы белгілі бір ерекшеліктерге сәйкес келесі түрлерге топтастырылады:сыртқы төсеу кабелдері, ішкі төсеу кабелдері, арнайы кабелдер.

Көптеген варианттарды түсіндіру үшін талшықты-оптикалық кабелдердің жекелеген ерекше түрлері таңдап алынып, олардың қолданылуы мүмкін салалары сипатталды және олардың қолданыстағы нормалар мен ережелерге сілтемелер жасалына отырып олардың техникалық сипаттамалары келтірілді.

 Барлық түрлер үшін кабельді дайындау кезінде де, басқа да мүмкін әсерлердің салдарынан да сәулежолдардың беру сипаттамаларының қалдық өзгерістеріне жол берілмеуін бірдей шамада қамтамасыз ету қажет.

 

3-кесте.

 

G 50/125 көпмодалы  сәулежолы

Б 10/125 бірмодалы  сәулежолы

Толқынның ұзындығы

Толқынның ұзындығы

Толқынның ұзындығы

Толқынның ұзындығы

850 нм

1310 нм

1300 нм

1550 нм

Ең жоғарғы өшу коэффициенті1', дБ/км

2.5   3.5

0.7   1.0

0.45

0.3

1 км1-дегі өткізу жолағының ең кіші ені), МГц

200   400

600   800 10001200

10 ГГц жуық

 

1285 — 1330 нм ауқымындағы ең жоғарғы дисперсия, пс/нм • км

0

_

3.5   5

25

Сандық апертура, атаулы шама

0.20

0.20

__

 

Рауалы ауытқу

±0.02

±0.02

 

Мода өрісінің диаметрі, атаулы мәні, мкм

 

_

9

 

Рауалы ауытқу, мкм

—.

±1

 

 

Сәулежолды желілердің көлемдерін қоспағанда, жарамды талшықты сәулежолдарды кабельдің негізгі түріне қарамастан таңдауға болады. Бұл үшін трасса деректері мен жобаланып отырған жіберу жүйесінің техникалық ерекшеліктерін білу жеткілікті. 3-кестеде бір және көпмодалы  талшықты сәулежолдары үшін толқынның 850 немесе 1300 және 1550 им ұзындығындағы қазіргі уақытта  пайдаланылатын өшу коэффициенттері, өткізу жолағының ендері және т.б. берілген.

Бір және көпмодалы  талшықты сәулежолдардың бөлме температурасындағы жіберу және оптикалық ерекшеліктері.

 

5.5.1 Сыртқы төсеу кабелдері

 

Әдетте полиэтилен қабықпен болатын сыртқы төсеу кабелдері жерде немесе кабель канализациясында төселетін кабель жолдарына қойылуы мүмкін талаптардың барлығына сай құрылым мен өлшемдерге ие.

Керекті сәулежолдардың санына қарай сәулежолдарының саны 2 мен 10 аралығындағы қуыс қабықтағы бір сәулежолды желілер қолданылады. Сәулежолдарының саны 16 дейінгі кабелдерге арналған конструктивтік және экономикалық пікірлерге сүйене отырып, қуыс қабықтағы бір сәулежолды желілер, ал 16 сәулежолдан жоғары — қуыс қабықтағы көп сәулежолды желілер қолданылады. Бір және көп сәулежолды желілер компаундпен толтырылатыны мәлім.

Төменде келтірілген мысалдар көпмодалы  сәулежолды қуыс қабықтағы көп сәулежолды желілердің, әсіресе сәулежолдарының саны көп кабелдер үшін артықшылықтарын көрсетеді.

Бірмодалы  сәулежолдары бар кабелдерде көбінесе қуыс қабықтағы көп сәулежолды желілер пайдаланылады.

Қуыс қабықтағы бір сәулежолды желілер дәл қуыс қабықтағы көп сәулежолды желілер сияқты орталық элементтің айналасына қабатталып оралады.

 Өнеркәсіптік тұтынушыларға арналған кабелдерде созылуға түсетін жүктеменің алдын алатын бейметал жүктеме көтергіш элементтердің үстіне полиэтилен қабық немесе алюминиймен ламинатталған полиэтилен қатпарлы қабық қапталады. Қуыс қабықтағы бір немесе көп сәулежолды желілердің және кабель өзегінің компаундпен толтырылғанының арқасында бұл сыртқа орнатуға арналған алюминиймен ламинатталған қабықты кабельдер сондай-ақ өзінің кесігі бойынша су өткізбейді. Жағдайлардың екеуінде де қабықтың түсі қара болады.

Әдетте төсеу кезінде, бірінші кезекте сыртқа орнатылатын кабелдерді кабелдер арнасына тартқан кезде пайда болатын 1000 мен 3000 Н арасындағы созылу күші кабел құрылымы дұрыс таңдалып, кабелді тартуға арналған шұлық ("құрбақа") немесе созылуға шыдамды кабель қармағышы пайдаланылған жағдайда қиындық туғызбайды (6.2 бөлім).

Тек кеміргіштерден қорғау қажеті болып, құбырларда төсеу қабылдануы мүмкін болмаған жағдайларда ғана кабель өзегінің үстінен кеңірдектенген болат таспамен күшейтілген қатпарлы қабық немесе варианттардың бірі ретінде тиісті ішкі және сыртқы жабындары бар қалыңдығы 0.1 мм екі болат таспа қапталады.

Сыртқа орнатылатын талшықты-оптикалық кабелдердің айтарлықтай артықшылықтары келесілер болып табылады:

> Механикалық

кабелдің кішірек диаметрі

азырақ салмақ

жеткізілетін кабелдің үлкен ұзындығы

барабанның шағынырақ көлемдері және осының арқасында

барабанның салыстырмалы түрде азырақ салмағы.

>  Кедергілер

Толығымен диэлектрик кабелді тиісті материалдар мен құраушылардың пайдалана отырып жобалау мүмкіндігіне байланысты найзағайлардың, жоғары кернеулі электр беру жолдарының әсерлерінен проблемалары, сонымен қатар тұрақты тоқтан ажырау және жерге қосуға байланысты проблемалар туындамайды.

>  Жіберу сипаттамалары

Өшудің жақсы сипаттамалары: бір модалы  сәулежолдар

1300 нм толқынның ұзындығы 0.36 мен 0.5 дБ/км аралығында 1550 нм толқынның ұзындығы 0.22 мен 0.3 дБ/км аралығында болғанда.

Сыну көрсеткішінің градиенттік профилі бар көпмодалы  сәулежолдар:850 нм толқынның ұзындығы 2.5 мен3.5 дБ/км аралығында 1300 нм толқынның ұзындығы 0.7 мен 1.0 дБ/км аралығында болғанда.

Өткізу жолағының үлкен ені:

-                  көпмодалы  талшықты сәулежолдар үшін 1 км-ге 1.2 ГГц дейін,

-                  бірмодалы  талшықты сәулежолдар үшін 1 км-ге 10 ГГц астам шамаға дейін.

телевизия, бейнемәтін, стереофондық радиохабар тарату, деректер, телекс, факсимиль байланысы, телефакс, ИЦБЖ қызметтері, телефон байланысы және бейнеконференциялар, сонымен қатар бейнетелефония.

Мыс желілі симметриялық және коаксиалды кабельдерді пайдаланған кездегі тиісті ұзындықтан әлдеқайда үлкен ретрансляциялық учаскенің ұзындығына қол жеткізуге болады. Бұған осы күндері жіберу жылдамдығы 2.5 Гбит/сек цифрлы жүйелерде әлдеқайда қол жеткізіліп қойған.

Градиентті профилді көпмодалы  талшықты сәулежолды қуыс қабықтағы бір сәулежолды желілі сыртқа орнатылатын кабель

Талшықтарының саны 4 дейінгі сыртқа төселетін кабелдерде әмбебап қолданылатын қорғаныс қабық болып табылатын қуыс қабықтағы бір талшықты желі пайдаланылады. Сыртқы диаметрі 1.4мм болатын бұл пластмассалы түтікше компаундпен толтырылады, сондықтан да оның бойына су жұқпайды. Жалпы пайдаланылатын көпмодалы  талшықты сәулежолдардың барлығы қуыс қабықтағы бір сәулежолды желілерде пайдаланылады.

Шыныпластиктен дайындалатын орталық элементтің айналасына 14 дейін оралатын элементтер (қуыс қабықтағы бір сәулежолды желілер мен мыс желілер) оралады. Кабель өзегіндегі элементтердің арасындағы бос жерлер толтырылады.

Кабелдің өзегі шыныталшықтардан немесе пластмасса талшықтардан жасалған және созылу жүктемелерінің алдын алатын жүктеме көтергіш элементтермен тығыз қапталады. Олардың үстіне қалыңдығы 2мм болатын полиэтилен қабық орналасқан.

 

 

-                  талшықты сәулежол;

-                  желінің қабығы;

-                  иілу жүктемесінің алдын алатын толық диэлектрик жүктеме көтергіш элемент;

-                  толтырғыш компаунд;

-                  созылу жүктемесінің алдын алатын арамид талшықтан жасалған элементтер;

-                  полиэтилен қабық.

 

31-сурет. Сыртқа төселетін толық диэлектрик кабель 8 талшықты жарықжол ретінде  қуыс кабығы 1 сәулежол желісі орындауымен көрсетілген.

 

 

-                    резервтік  сәулежол желісі және сәулежол желісіз толықтырғыш;

-                    төрттік мыс желілері;

-                    күшттік элемент;

-                    толтырғыш компаунд;

-                    қуыс қабықтағы көп жарық бағыттауыш желісі ;

-                    орауыш өзегі;

-                  полиэтилен қабаттық қабықша, алюминилік лентамен ламининатталған қатаюыш элемен­тпен, созылуға  түсетін  ауыртпалықтан қорғау үшін қолданылады.

 

32-сурет. Полиэтилен қабаттық қабықшамен алюминдік лентамен ламининатталған саны  60-қа дейін жететін саулежол қуыс қабықтағы көп жарық бағыттауышты желісінде орналасқан және төрттік мыс желілері бар байланыс кабел

 

5.5.2     Ішке төселетін кабелдер

 

Поливинилхлорид қабығы бар ішке төселетін талшықты-оптикалық кабелдер ғимараттар ішінде қолданудың сан түрлі салаларында қажет етіледі, өйткені әдеттегі кабелдер жолы сияқты полиэтилен қабықты сыртқа орнатылатын кабелдерді ғимараттардың ішінде төсеуге мүлде болмайды және оларды тек шектеулі жағдайларда ғана пайдалануға болады. Сондықтан олар,  өртке қарсы қауіпсіздіктің бірдей категориясына жататын жайда болса, тікелей жайға кіргеннен кейін сәулежолдарға арналған жалғастыру-тармақтандыру муфтасында немесе кабель құрамасында аяқталады. Қажеттілікке қарай жалғастыру-тармақтандыру муфтасынан тарату қалқанына қарай бір немесе бірнеше сәулежолды ішке төселетін кабельдер жүргізіледі. Жалғанған жерлерде өшудің, оның ішінде келіспеушіліктен ұлғаюының алдын алу үшін сыртқа төселетін түйісетін кабелдердің тиісті сипаттамаларына ең жақын оптикалық жіберу сипаттамалары бар ішке төселетін кабельдер қолданылады. Ішке төселетін кабелдер механикалық керенеулердің де, температуралардың ауытқуларының да салдарынан бұл параметрлердің бірде-біреуі жол берілмейтін өзгерістерге ұшырамайтындай етіп жобаланады.

 

5.6           Жобалаудың механикалық аспектілері

 

Механикалық тұрғыдан жобалаудың басты мақсаты қоршаған орта жағдайларына оңтайлы түрде тура келіп, сол арқылы талшықты сәулежолдардың сыртқы сөрелерден жеткілікті қорғалуын қамтамасыз ететін талшықты-оптикалық кабел құрылымын жасау болып табылады.          Бұл мақсатта стандартты кабелдер пайдаланылуы мүмкін бе екенін тексеру үшін әр түрлі көздерден деректер жинау қажет немесе кабелдің арнайы құрылымын әзірлеу қажет.

Қолданылу саласына сәйкес сыртқы және ішкі кабель магистралдары және арнайы кабель желілері бөлінеді.

Төсеу трассасы мен тәсілдерінің сипаттамаларына жататын бірнеше параметрді тексеру қажет.

Трассаның жүруі

Еңістер (ылдилар мен өрлер) мен асуларды, өзендер мен көшелердің қиылыстарын (төменнен және жоғарыдан), сондай-ақ сындарлы иілістердің сандарын (бұрыштарын көрсете отырып) анықтау үшін горзонталді бедерлер бейнеленген карталар мен жалпы трасса карталарын пайдаланған жөн.

Жергілікті жер сипаты

Мысалы, жердің жазық, тау, тау еңістері аймағы, орман, саз, су қоймасы және т.б. екендігін тексеру қажет.

Топырақ түрі, климат түрі

Топырақ неден тұратынын (қарашірік, саздақ немесе құм), оның құрамында химиялық ластандырғыш заттар бар ма және қандай температура басым екендігін айқындап алу қажет.

Төсеу тәсілі

Төсеу немесе төсеу иілісі мен тереңдігінің радиустарын сақтай отырып топыраққа (грунтқа) көмуді, сонымен қатар кабель ұзындықтары мен созылудың ең жоғарғы мүмкін күшін сақтай отырып құбырша арналарда тартуды ажырату қажет. Соңғысында кабель қармағыштар немесе шұлық арқылы тартылады.

Талшықты-оптикалық кабелдердің салмағы аз және иілімділігі жоғары болуының арқасында металл өткізгішті кабельге қарағанда салыстырмалы түрде аз диаметрде оларды төсеу үшін арнайы техника қажет етілмейді.

Кез келген төсеу тәсілінде ең аз иіліс радиусы кабелдердің әрқайсысының техникалық паспортында көрсетілген тиісті шамалардан кем болмауы тиіс. Көрсетілген әдістердің қайсысы оңтайлы екендігі туралы шешім жоғарыда келтірілген параметрлер қарастырылғаннан кейін қабылданады.

Кабелдің құрылымы ең ақырында конструктивтік элементтер мен олардың өлшемдері дұрыс таңдалған жағдайда механикалық, жылу және химиялық әсерлер жіберу сипаттамаларының қалдық өзгерістерін тудырмайтындай болып жобалануы тиіс. Кез келген жағдайда ажырамайтын қосылыстардан (жалғаулардан) туындаған шығындар мен қосымша өшуді мейлінше азайту мүмкін болуы үшін, мүмкіндігінше ең үлкен ұзындықтарды қолдану қажет. Қазір 2000 м және одан жоғары жеткізілетін ұзындықтарды төсеу қалыптасып та қояды. Өте көп жағдайларда созылудың ең жоғарғы рауалы күшінен асуы кепілдікпен болдырмауы мүмкін болған кезде, талшықты-оптикалық кабелдерде олардың салмағының аздығының арқасында қолмен төсеуге болады. Алайда, мұндай жағдайларда кабелді монтаждау кезіндегі созушы күштің құжат жүзінде тіркелмегеніне көнуге тура келеді.

Төсеу кезінде жобаланған созылу күшін бағалау кезінде бұл шарт тік көлденең кабель трассаларында кабельдің төселетін ұзындығының шамасына қарай сызықтың бойымен өседі. Бұрылмалар болған кезде бұрылу бұрышы мен үйкеліс коэффициенті тарту күшінің экспоненциалді ұлғаюын тудыратынына назар аударған жөн.

Талшықты-оптикалық кабелдерді төсеудің альтернативалық әдістерінің бірі оларды кабелдік канализация құбырларына тарту үшін сығымдалған ауаны пайдалану болып табылады. Егер жергілікті жер осы мақсат үшін лайықты болса, және қорғау құбыры мен талшықты-оптикалық кабелдің диаметрлерінің арақатынасы оңтайлы болса, онда осы әдістің көмегімен ұзындығы шамамен 100м дейінгі кабелдер тартылуы мүмкін.

Өте ұзын кабелдерді (мысалы, бір бағытта 3км астам) төсеу кезінде бір немесе одан да көп өз жетегі бар аралық ұзартқыш механизмдер пайдаланылуы мүмкін.

Құрастырылып қойған құбыр арналарын жақсырақ пайдалану үшін олардың ішінен кейіннен төрт пластмасса құбырға дейін тартуға болады.         Кабелді құбыр арнасын бөлудің мұндай жолы бір-бірінен тәуелсіз бірнеше кабель төсеуге мүмкіндік береді.

Ерекше жағдайларда сыртқы диаметрі аз кабелдерді бөлінбеген құбыр кабелді арналарына бірінен кейін бірін тартуға болады. Бұл кезде осы жолмен төселетін кабелдердің сыртқы диаметрлерінің ең жоғарғы айырмашылығы қысылып қалудан немесе сыналанып қалудан аман болу үшін 5мм аспауы тиіс.

Ішкі кабель желілерінде тұтанбаушылық қасиеттері мен галогендердің болмауын қосымша ескеру қажет. Механикалық жүктемелер мұндай жағдайлардың көпшілігінде азырақ мәнге ие.

Арнайы кабель жолдарында, өзін-өзі көтеретін әуе кабелдері, шатха, су асты және басқа да кабельдер жолдарында жоғарыда сипатталған мәселелерден басқа өздерінің күрделілігі мен әртүрлілігіне байланысты мұнда қарастыруға болмайтын арнайы критерийлерді қарастыру қажет.

Энергия үнемдеуші кәсіпорындарда талшықты-оптикалық кабелдерді қолдану ерекше үлкен артықшылықтар береді. Келесідей мүмкіндіктер бар:

>  жоғарыда сипатталған әдістер бойынша талшықты-оптикалық кабелдерді жерге немесе құбыркабель канализациясына төсеу;

>   өзін-өзі көтеретін талшықты-оптикалық кабелдерді жоғары кернеулі желілердің жайдан қорғау тросына пайдаланылатын технология бойынша төсеу. Бұл үшін кабельдердің алюминий мен магнийдің және кремнийдің "альдрей (E-AlMgSi) қортпасынан, алюминиймен қапталған болаттан (сталюм) немесе мырышталған болаттан (немесе олардың қосындысынан) жасалған бір немесе көп қатпарлы сым сауытты құрылымдары болады. Сонымен қатар кабелдердің толығымен диэлектрик құрылымдары болады.

Егер дұрыс жобаланған кабелдер құрастырылса, екі нұсқада да тіректердің арасындағы аралықтың ұзындығы тіпті 500 м астам болса да және қоршаған ортаның ауыр жағдайларында (желден және көктайғақтан түсетін жүктеме) қиындықтар туындамайды.

Төсеу үшін әдетте әуе желілері құрылысында қолданылатын технология мен жабдық пайдаланылады.

 

5.7 Ажырамайтын қосылыстар (жалғаулар)

 

Кабель магистралдерін жобалау кезінде талшықты сәулежолдың өшу коэффициентімен қатар ажырамайтын және ажырайтын қосылыстармен енгізілетін өшу шамаларын да есепке алу қажет. Ретрансляторсыз талшықты-оптикалық кабелдер учаскесін одан да ұлғайта түсу қажеттілігі туралы жиі қойылатын талапқа сәйкестендіру мақсатында жеткізілетін кабелдердің үлкейетін ұзындықтарымен және сәулежолдардың азаятын өшу шамаларымен қатар ажырамайтын және ажырайтын қосылыстардың оларға енгізетін өшулер тұрғысынан да оңтайластыру қажет. Ағытпаларды ажырайтын қосылыстар, ал жалғаулары ажырамайтын қосылыстар деп атайды.

Талшықты сәулежолдарының саны салыстырмалы түрде аз кабелдерді қосуға арналған құрылғылар ретінде механикалық ажырайтын қосылыстар мен термиялық ажырамайтын қосылыстар (сәулежолдардың беттесетін жақтары балқытылып немесе әднекерленіп қосылған) пайдаланылады. Сәулежолдарының саны көп кабелдер үшін көпталшықты жалғағыштар пайдаланылуы мүмкін. Олардың ең алдымен, өте қысқа мерзімде ажырамайтын қосылысты орындауын қажет ететін жерде маңызы бар.

 

5.7.1 Механикалық ажырамайтын қосылыстар

 

Талшықты сәулежолдар жоғары дәлдіктегі V тәріздес жырадағы бағыттаушы планканың орталығында бір-бірімен бір остің бойында орнатылып, осы күйінде қыспақтардың көмегімен бекітіледі.          Құрастырылған күйінде серіппелі бекіткіш сақиналардың екеуі де жалғағыштың ортасына қарай жылжиды, яғни талшықты сәулежолдардың созылуындағы механикалық кернеуінің реттелуі мен алынуы бір технологиялық операция барысында жүзеге асады. Пластмасса қыспақ құралдардың екеуінің де сыртқы ұшында сәулежолдардың жалғағышқа жеңіл енуін қамтамасыз ететін воронка тәріздес бағыттаушы саңылауы болады.

Бастапқы жағдай: талшықты сәулежолдардың ұштарын салып, белгілері бойынша қолмен реттеу керек. Жарық өткізетін өзектерді тауып алу керек . Жарық өткізгіш өзектерді бір остің бойымен орнату керек. Маңдай беттерінің арасындағы қашықтықты реттеу керек.

Талшықты сәулежолдардың ұштарын дәнекерлеу

Электр доғасын тұтандыру үшін жоғары жиіліктегі ауыспалы ток кернеу пайдаланылады. Электродтардың екі ұштарында дәнекерлеуге қажетті солғын разряд пайда болады.

Екінші және үшінші технологиялық операциялар аппараттың  ішінде орнатылған және төменде сипатталатын талшықты сәулежолдар үшін жарықты инжекциялап, табуға арналған жергіліктіжүйе мен микропроессорлы басқару блогының көмегімен толығымен автоматты түрде орындалады. Бұл әденеркелуге қажетті уақыттың айтарлықтай үнемделуін, сонымен қатар ажырамайтын қосылыс енгізетін өшудің айтарлықтай азаюын қамтамасыз етеді.

 Желілер жалғастырғыш модулге орналастырылады. Жалғағаннан кейін сәулежолдар осы модулде қалып, қорғалады. Жалғауға арналған аппараттың әр түрлі жалғастырғыш модульдер салуға арналған  жалғастырғыш модулдерге ұстағышы болады. Бұл модулдер металдан немесе пластмассадан жасалған кассеталар түрінде жасалады.

 Электр қорегі қорғасын аккумуляторларының жеңіл ауыстырылатын батареясымен жүзеге асырылады. Батарея толық зарядталған кезде 150 астам жалғауды орындауға болады.

 

 

 

 

 

4- кесте. Электрлi кабель мен ОК мiнездемелері

Параметрлер

Кабел

Электрлік

Оптикалық

Шөгудiң максималдi радиусы, мм

100…800

200…300

Кабель диаметрi, мм

10…80

10…18

Рұқсат етiлген тартылыс күшi, н

500...30000

600…3000

Каналға тартылатый кабел ұзындығының соңғысы, м

265…850

1000…2000

Кабель салмағы, кг/км

100…6000

160…350

 

Кестеде көрсетiлгендей ОК габариттерi размерi және массасы аз, тартылыс күшi рұқсат етiлгеннен аз және құрылыс ұзындығы үлкен.

Темiр қабы жоқ ОК үзiлуге механикалық төзiмдiлiгi ескеру керек. Сондықтан ОК төсеу кезiнде байқау керек, себебi кішi кабел төсеу қондырғылар қозғалыс кезiнде әйнекталшықты бүлдiрудi мүмкiн. Әсiресе кабел төсейтiн машина тез тоқтағанда динамикалық күштiң көбеюi, қатты бұрылыста, машина колонна қозғалыс синхрондығы бұзылғанда. ОК топыраққа төсегенде электр кабелi сияқты траншеялы және траншеясыз әдiстермен жүргiзедi.

Кейiнгi кездерi ОК металлсыз қабықты пластмассалы түтiктерде жүргiзiледi. Бұл кабелдер механикалық бiрiктiгi аз, кемiргiштер агрессиясына ұшырайды. ОК орнатудың жердегi құбыр арқылы, және  де зауыттық жағдайда пластмассалы түтiк бекiлген және бiрқалыпты "кабел - құбыр" әдiстерi белгiлi. Мұндай конструкциялы механикалық берiк, ылғалға төзiмдi жөне кемiргiштерден сақтайды. Диэлектрлi ОК құбырда және же атмосфералық электрдiң әсерi жоқ.

Осы әдiстерiмен қалааралық ОК жерге төсеудi үш түрi бар: кабель салаушы, траншеялы төсеу және кабелдi пластмассалы құбырда төсеу.

ОК қала ішiндегі ғимираттардың қабырғасына iлуге де болады.

Кабел трассасы басқа жер асты құрылыстарымен қиылысқанда келесi габариттерi сақталу керек вертикаль бойынша трамвай және темiр жол –

1м нем емес рельс табанынан, шоссейный жол - 0,8м кюветтен нем емес, күштес кабел - жоғары немесе төмен  0,5м, су құбыры және канализация - жоғары 0,25, мұндай және газ құбыры -жоғары немесе төмен 0,5м.

 

5.7.1 Жолдық құрылыстың сенiмдiлiк көрсеткiштердiң

          ықтималды есебi

 

Сапасы және сенiмдiлiгi жолдық құрылыстың маңызды, ал кейбiр жағдайларда байланыс жүйесiнде шешiмi қажет болады. Сапасы электроакустикалық түрлендіргiштер /преобразователь/ байланысты. Байланыстың сенiмдiлiгi жолдың құрылыстар байланысты, себебi олар қоршаған ортаның әсерiне ұшырайды.

Жолдық құрылыстардың сенiмдiлiгi құрылысқа кiретiн элементтерге байланысты. Кабелдi жолдың сенiмдiлiгiне келесi факторлар кiредi: кабел өндiрiсi негiзiндегi дефектiлер, құрылыс және эксплуатация, жердегi жұмыс және құдықтардағы жұмыс кезiндегi  механикалық бүлдiру. Жердiң ығысу және қысымы, жоғарғы кернеу изоляциясын бүлдiру. Металлды қабығынның коррозиясы және тағы басқа.

Жоғырғы сенiмдiлiк, қазiргi заманға сәйкес байланыс жүйесiндегi кабелде болуы керек, комплекстi шаралар арқылы жетуге болады, iспе асыру кезiнде, кабел жасау, пректiлеу, құрылыста және эксплуатация кезiнде болады.

Жеке элементтердiң жұмысы туралы статистикалық мәнi жоқ. Жеке байланыс жүйелерiнiң қысқа мәлiметтерiн алуға тура келедi.

Статистикалық мәнi l және tВ - орташа қалпына келтiру уақыты .Осы мәндердi пайдаланып қабыл алмау ағыны

, сағ-1                                                                                

мұнда lсл  2.1 кестеде келтiрiлген.

Орташа уақыт қабыл алмаулар арасында келесi формулалар

, сағ,                                                                            

Дайындық коэффициентi

,                                                                                     

 

Қабыл алмау емес мүмкiндiгi

,                                                                              

мұнда t - уақыт аралығы, тоқтаусыз жұмыс мүмкiндiгi есептелеуi (tгод =8760 сағ)

Кабелдi қосылу жолы сенiмдiлiгi жұмысы бiр жылға анықтау.

,                                                                                  

мұнда Кг – дайындылық коэффициенті.

Н мәнi 0,95 кем болмауы керек. Кейбiр нұсқауда Н мәнi көрсетiлгеннен аз болады, сондықтан байланыс жүйесiн сенiмдiлiгiн арттыру үшiн кондырғылар мен шаралар жазу керек. Қосу жолдарының және магистральдi кабелдердi сенiмдiлiгiн арттыру әдісі артық - газ қысымында ұстау болып табылады. Ол үшiн АТС шахталарында қолданатын арнайы қондырғыны қолданады. Оны компрессорлы - сигналды қондыру /КСУ/, 30 магистралдi және қосылу кабелдерiн қызмет ете алады. Курстық жұмыста осындай қондырғы көрсетiлуi керек. Оның қызметi /1/ көрсетiлген.

Бұл әдiстен басқа проектiде қысқаша әдiстер сенiмдiлiгiн арттыру көрсетiлу керек.

 

5.7.2 ОК сенiмдiлiк есебi

 

Сенiмдiлiк құрамына ОК-ның берiлген функцияларын берiлген жағдайларда қажеттi уақыт аралығында орындау.

ОК ерекшелiгiн  спецификалық жақындаумен олардың ықтималдылығын анықтау уақыт параметр және сенiмдiлiк.

Көп бөлiгi тоқтаудың ОК механикалық /отказ/ берiксiздiгiнен ОВ үзiлуiнен болады.

Талшықтың үзiлуi басқа ОВ бағдарламасына беруiне кедергi жасамайды, тек кабелдегi бiр хабар беру жүйесiн бұзады. Сондықтан ОК-ны жұмыс сенiмдiлiгiн ОВ қоса қарастыру керек. Кез-келген ОВ қоса қарастырғанда сенiмдiлiк жұмысын келесi формуламен табамыз

 

,         

мұнда  n-байланыс ОК -ғы ОВ пар саны;

            Р - бiр ОВ тоқтаусыз жұмысы;

            (2(n-1), (2(n-2)) - биноминалдық коэффициент;

            j - тоқ мәндер.

 

Сенiмдiлiк жұмысын арттырудың бiр әдiсi ОВ резервке байланыс ОК орнату. Ескеретiн нәрсе резервтеу жоғары сенiмдiлiк ОК орнату кезiнде эффектiлiк.

Сенiмдiлiк жұмысы резервтi ОВ бар кез-келген ОВ жұбы үшiн

 

мұнда  b -ОК резервтi талшық саны;

            a - қабылдайды тақты жұбқа мәндерi және керiсiнше.

 

Сенiмдiлiк жұмысы ОК ескеру кезiнде анықталады.

 ,                                                                                         

ал резервтi талшықтардың мына мәннен артылған жағдайда

 

 

6        Жерасты байланыс жолдарының коррозиясы

 

 

Өнеркәсіп территориясында орналасқан жерасты металды құрылыстар (металды қабықты кабелдер, құбырлар, темірбетонды жерасты конструкциялар фундаменттердің арматурасы және т.б.) химиялық реагент тер әсерінен болатын топырақты (жерасты) коррозияға және қаңғыма токтарының электрокоррозиясына ұшырайды.

Топырақты коррозия процесінің сұлбасы 33-суретте көрсетілген. Әрбір металдың кәдімгідей электродты потенциалы бар және екі әртүрлі метал дар қосылғанда электр тогын тудыратын потенциалдар айырмасы бар гальваникалық жұп құрылады.


 

 


1  – болат құбыр – катод;

2 – шлакты енгізу – анод.

 

33 – сурет. Топырақты коррозияның сұлбасы

 

Электродты потенциалдарды өлшеу үшін поляризацияламайтын салыстыру электроды қолданылады: сутекті, мыссульфатты және мырышты. Электрлік қорғау техникасында мыссульфатты салыстыру электроды басым қолданылады. Осыған қатысты келесідей металдар потенциалы болады: болат – 0,76В, мырыш – 0,45В және алюминий – 1,99В. ААБ кабелінің алюминилік қабықшасы және болат сауыты гальваникалық жұп құрайды, ал ол өз кезегінде ылғалды жерде кабелдің зақымдалуына әкеледі.

Егер жерде болат құбыр жатса, онда оның таза беті теріс потенциалды  - 0,76В болады. Металдың бетіне өзге зат түсетін болса (шлак және т.б.), жоғары потенциалды элемент құрылады. Нәтижесінде потенциалды айымасы бар гальваникалық жұп пайда болады; электролит болатын ылғалды топырақта жоғары потенциалдан (анодтан) кіші потенциалға (катодқа) қарай жүретін ток пайда болады. Анод болып қоспа орны қызмет етеді, ал катод  -  металдың таза беті. Металдың Фарадей заңы бойынша электролит арқылы токтың шығуы оның электролитке ауысуымен жүреді.

Сыртқы көздер (тұрақты токтың реліті элекрлік жолдары, зауыт ішіндегі көлік, трамвайлар, метрополітен, магистральді және қаласыртыдағы хабарлар), металдың бүліну құбылысы оның торырақты электрлік коррозиясымен бүліну құбылысынан әлдеқайда асып түседіТұрақты токтағы реліті электрлік жолдардың қаңғыма токар өрісінің жеңілдетілген суреті 34-суретте көрсетілген. Электропоездге токты жүргізу жүйесі контактті сымнан және рельстен тұрады. Релстер жерден оңашаланбағандықтан, токтың бір бөлігі релстерден жерге тармақталады да, содан кейіін релске сіңіру пункт аймағынан қайтады. Токтың бұл бөлігін (утечка және релстер тогы) қаңғыма токар деп атайды. 


 


 

1                түрлендіргіш станция;

2                қоректенетін жол;

3                контактілі сым;

4                релстер;

5                сіңіру пункті;

6                сіңіру жолы;

7                жерасты құрылыс (құбыр, кабел);

8                жердегі қаңғыма токтардың жолдары;

9                шпалдар;

10           балласт;

11           жер.

 

34 - сурет. Металды жерасты құрылысына параллель орналасқан электрлік теміржол бойымен таралған қаңғыма токтардың бейнесі (б) және сол ауданның 1-1 көлденең қимасы (в)

      

Қаңғыма токтар жер арқылы өткенде бөлшектеніп металды жерасты құрылыстарына кіреді. Қаңғыма токтардың кіру аймағында жерасты құрылыстар жерге қатысты теріс потенциалды болады. Бұл аймақты катодты деп атайды. Қаңғыма токар жерасты құрылыстадан қайтатын аймақты анодты деп атайды. Анодты аймақтардан токтар релстерге қайтып келеді.Топырақты электрокоррозиядағыдай бұл аймақтарда қаңғыма токтармен жерасты құрылыстардың металдарының коррозиялық бүлінуі болады. Құрылыстардан жерге алынып шығатын метал мөлшері құрылыстың металды бөліктерінен өтетін қаңғыма токтардың мәніне және әрекет уақытына пропорционалды.

Қаңғыма токты коррозияның мінездемесін және өлшемін келесі факторлар анықтайды: қаңғыма токтардың мәні және бағыты; жермен құрылыс арасындағы өтпелі кедергі; құрылыстың продольное кедергісі қаңғыма токтардың шығу көзімен жерасты құрылыстардың жолының өзара орналасуы; құрылыстардағы қорғаныс жабындының күйі.

Жердегі қаңғыма токтардың мәні электрлік жолдағы релстердегі ток күшінен, реліті желінің сұлбасының әртүрлі аудандарының ұзындығынан, релстердің продольный кедергісінен және жер мен рельс арасындағы өтпелі кедергіден тәуелді. Қаңғыма токтарды жанама мінездейтін көрсеткіш – жерге қатысты релстердің потенциалы.

Қаңғыма токтардың релстерден жерге шығуын келесі жолдармен шектеуге болады: релсті жолдардағы кедергіні азайту ондағы түйісулерді электрлік сенімді балқытып біріктіру арқылы іске асады. Релс-жер өтпелі кедергіні көбейту су бұрғыш дренажы жетерлік мөлшері бар құрылғы – щебеночный балласт қолдану арқылы орындалады. Сіңіру пунктінен біржаққа кететін релсті желі аудандарының ұзындығын және әрбір ауданның токтық жүктемесін азайту керек.

Релсті желіде 1 станция аймағындағы бірнеше сіңіру пунктерінде әлдеқайда қысқа сіңіру жолдарының тізбектеріндегі қосалқы кедергілермен қоса барлық сіңіру пунктерінің потенциалдарын теңдестіру қолданылады. Жерасты құрылыстардың өзінде сәйкесінше қорғаныс шараларын жүргізеді.

Теміржолдар мен метрополитенде 30мм-ден кем болмайтын релс табаны мен балласт арасындағы саңылаудың мәні зор.

Технологиялық процестерде тұрақты ток қолданылатын өндірістік өнеркәсіп орындарында қаңғыма токтардың негізгі шығу көзі тұрақты токтық шиносымдар, электролиздер және оларға қосылған металды құбырлар болып табылады. Бұл шығу көздерінен қаңғыма токтардың шығуын шектеу үшін металды құрылыстардан токтарды электрлік оқшаулағыштар қолданылады.

Оқшаулаушы ретінде базальт, фарфор, діабаз, әйнек, пластмасса және меншікті көлемді кедергісі 10 Ом∙см-ден кем болмайтын  басқа да материалдар колданылады.

Жоғарыда айтылған коррозия түрлерінен басқа тропикалық климатты елдерде микробтар әсерінен болатын биокоррозия бар. Бұл коррозия түрі улы химикаттармен қорғанысты талап етеді.

Топырақты коррозиямен электрокоррозиядан қорғану үшін келесі шаралар қолданылады.

 

Қорғаныстық жабынды. Металдық құбырлар үшін коррозияға қарсы оқшаулану – битумды жабынды, полимерлі жабынды (жабысқақ пленкалар, полиэтиленді-құмды оқшаулаушы); эмальмен этиноль жабындысы; цементті және цементті-битумды жабынды; күштік кабель үшін – поливинилхлоридті қабықша.

 

Электрлік қорғаныс. Электрлік қорғаныс принципі – қорғанылатын құрылыстан электролит-топыраққа токтың шығуын болдырмау және металдың бүлінуі байқалмайтын метал өткізгішке оның шығуына жол беру.

Келесі электрлік қорғаныс түрлері бар:

-                  катодты қорғанысты катодты поляризациялану;

-                  протекторлы қорғанысты анодты электродтармен катодты поляризациялану;

-                  қаңғыма токтарды электрлік дренажы.

 


 


35-сурет. Жердегі катодты қорғалған құбырдың принципиалдық сұлбасы

 

Жерде орналасқан катодты станция (тұрақты ток көзі) теріс полюсімен (катодпен) 2 метал өткізгіштік қорғалатын құбырмен және оң полюсті арнайы жерге салынған метал электрод анодқа (ескі релстер және т.б.) қосылған. Катодты станцияның кернеу әсерінен тұрақты ток анод-топыраққұбыр арқылы өтіп, өткізгіш арқылы катодты станцияға қайтып келеді. Сол кезде анод бұзылады, ал құбыр сақталып қалады.

Болаттың өзінің потенциалын 0,76В-ты жеңу үшін қорғаныс потенциалының қажет ететін минималды мәні 0,87В (мырыш – 0,52В және алюминий – 1,0В). Максималды қорғаныс потенциалының мөлшері коррозияға қарсы жабындысы бар болат үшін 1,22В-тан және аздап бүлінген жабындысы бар болат үшін 1,52В-тан аспауы керек. Тұрақты токтағы кернеуі 3-60В және 220В айнымалы кернеудегі 6-120А токтағы жартылай өткізгіштік түзеткіштермен трансформаторлы комплектті шкафтар түрінде шығарылады.

Катодты станцияның санын және параметрлерін есептеу тұрақты токтағы желінің барлық электрлік кедергілерін есептеуден тұрады. Соңғысына қарағанда потенциалы төмен қорғалынатын құрылыстың Жанына таман жерге қағылатын металды электрод (4- сурет).


 

 

 


36- сурет. Анодты электродтармен протекторлі қорғау

 

Протектор 1 контактілі қорабша арқылы қорғалатын құбырмен  3 жалғанады, өткізгіш арқылы ток потенциалдар айырмасы әсерінен құбыр арқылы протекторға 1 өтеді де, топырақ арқылы қайтады. Протекторлер потециалы 1,55В болатын магний ерітіндісінен орындалады; олар 1-70м жергілікті шарттарға байланысты қорғаныстық аймақ құра отырып, құбырдан 4,5м –ден алас орналаспайды.

Жердің өтпелі кедергісін төмендету үшін электрлік дренаж қолданылады, яғни жерасты құрылыстан өткізгіш арқылы релске байту қаңғыма токтардың ұйымдастырылған шығуы. Электрлік дренаждың 3 түрі қолданылады: тура, поляризацияланған және күшейтілген (37-сурет).

 


 

 


1       релс;

2       сақтандырғыш;

3       амперметрге арналған шунт;

4       диод;

5       кедергі;

6       түзеткіш;

             7      құбыр.

 

37 - сурет. Электрлік дренаждың сұлбасы

 

Тура дренаж (37- сурет, а) қаңғыма токтардың тұрақты бағытты аудандарында ғана қолданылады, әйтпесе ол коррозияны күшейтеді. Поляризацияланған ток бір бағытта өткізетін диодтан тұрады (5-сурет, б). Күшейтілген дренаж жұмыс тиімділігін жоғарылататын қосымша тұрақты кернеу көзінен тұрады (37-сурет, в).

Релсті желіден утечка тогын шектеу шараларының тиімді әрекетін қамтамасыз ету үшін қаңғыма токтардың шығу көзін (релстер) және жерасты құрылыстарды периодты жүйелі түрде бақылау және өлшеу жүргізеді, түйісу жалғануының дұрыстығын ( айына 2 рет), және де релстер арасындағы және пунктер арасындағы жалғанудың (квартальна 1 рет) бақылау. Релстердегі электрлік кедергілерін (ерітпелерден басқа), теріс қоректенетін жолдардың оқшаулану кедергілерін сіңіру пункттерінің потенциалдар айырмасын, жерге қатысты релстердің потенциалдарын өлшейді. Содан соң қауіпті аймақтардың мүмкін болатын жылжуын немесе олардың интенсивтілігінің өзгеруін байқауға болатын потенциалдар диаграммасы құрылады. Жерасты құрылыстардың жерге қатысты потенциалын, жерастымен жүретін токар және құрылыстан жерге бағытталған утечка тогын өлшейді. Жерге қатысты потенциалдарды өлшеудің нәтижелері арқылы коррозиялық қауіпі бар аймақтарды (анодты аймақтар) көрсететін потенциалды диаграмма тұрғызады.

Қаңғыма токтар әсерінен болатын жерасты металды құрылыстарға қауіпті коррозияны салынып қойылған құрылыстарға әсерін электрлік өлшеулер нәтижесімен, ал жобаланатындарға – есептеу негізінде бағалайды. Металдық құрылыстарды коррозиядан қорғауға бағытталған өлшеудің және бақылаудың реті, мерзімі және әдістері ПУЭ-де көрсетілген; бұл ережелермен өндірістік кәсіпорындарында электрокоррозиядан қорғану құрылғыларын да жатқызуға болатын электрмен жабдықтау жүйелерінде жобалау және экплуатациялау кезінде қолдану қажет.

 

 

 

 

 

Әдебиеттер тізімі

1.   Кемельбеков Б.Ж., Мышкин В.Ф., Хан В.А, Волоконно – оптические линии связи. – Москва, 1999

2.   Гроднев И. И., Курбатов Н. Д. Линии связи. - М.: Связь, 1980. - 440 с.

3.   Гроднев И.И., Верник С. М. Линии связи - М: Радио и связь,1988.-554 с.

4.   Гурешов В.И., Проектирование линейных сооружений ГТС. - М.: Связь, 1973.

5.   Ионов А. Д., Попов Б. В. Линии связи. - М.: Радио и связь, 1990. -168 с.

6.   Барон Д. А. и др. Справочник строителя кабельных сооружений связи. -М.: Связь, 1979.-704 с.

7.   Кемельбеков Б.Ж., Мышкин В.Ф., Хан В.А, Волоконно – оптические линии связи. Справочное пособие – Москва, 1999.

8.   Брискер А. С., Руга А. Д., Шарле Д. Л. Городские телефонные кабели:Справочник. - М.: Радио и связь, 1984. - 304 с.

9.   Колесников В. А., и др. Методическое пособие по курсовому проектированию линейных сооружений ГТС. - М.: ВЗЭИС, 1981.

10. Кулешов В. Н., Морозов Б.Н., Назаренко Л. П. Задания и методические указания к выполнению курсового проекта по курсу ЛИНИИ СВЯЗИ. -М.: ВЗЭИС, 1987.

11. Замрий А. А. Проектирование линейных сооружений ГТС. Методические указание к выполнению курсовой работы по курсу ЛИНИИ СВЯЗИ. – Алматы, 1999.

12. Бутусов М.М., Верник С.М. и др. Волоконно-оптические системы передачи: Учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 1992. - 415с.

13. Гроднев И. И. Волоконно-Оптические Линии Связи. - М.: Радио и Связь, 1990.-223 с.

14. Дональд Дж.Стерлинг. Техническое руководство. Волоконная оптика.

15. Ионов А.Д. Волоконно-оптические линии передачи: Учебное пособие: Новосибирск, 1999г.

16. Мурадян А.Г. Современные волоконно-оптические системы передачи. – Вестник связи, 1988, 280с.

17. Силантьев В.С. Особенности прокладки оптического кабеля. – М.:Вестник связи, 1990.

18. Алексеев Е.Б., Заркевич Е.А., Макеев О.Н., Устинов С.А. Концепция развития современных высокоскоростных ВОСП. – Электросвязь, 1996.

 

 

 

 

 

Ғалия Сейтқамзаевна Қазиева

 

 

 

 

 

 

 

Электробайланысының бағыттаушы жүйелері. Байланыс жүйелері

Оқу құралы

 

 

 

 

Редакторы Ж. А. Байбураева

2004 ж. жинақтық тақырыптық жоспары, 11 реті

 

 

 

Теруге  берілген к‰ні __. 12. 2004

Пішімі  60х84  1/16

Типография қағазы №2

Оќу-баспа таб. 5,0.Таралымы 100 дана.   Тапсырыс ____. Бағасы 140 тењге.

 

Басуға __. 12. 2004ж. қол қойылды.

 

 

 

 

 

 

Алматы энергетика және байланыс институтыныњ

көшірмелі-көбейткіш бюросы

480013, Алматы, Байтұрсынұлы көшесі, 126