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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Câbles optiques dans un câble de protection contre la foudre. Donnée de référence
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Les références La suspension des câbles à fibres optiques sur les lignes électriques (TL) est de plus en plus répandue. Une ligne similaire est tendue, par exemple, entre Saint-Pétersbourg et la Finlande. Des travaux sont en cours pour la pose d'un câble parallèle au RRL sur le tronçon de l'autoroute numérique Moscou-Khabarovsk. Ainsi, dans cette section, environ 3600 km de lignes de communication seront réalisés à l'aide d'un câble optique dans un câble de protection contre la foudre situé sur une ligne de transport d'électricité. L'article publié ici, contenant une brève histoire sur la conception de tels câbles, répond aux demandes des lecteurs. Les câbles de communication optiques peuvent être posés sous terre, sous l'eau, ainsi que accrochés aux supports de lignes de communication aériennes (VLAN). La combinaison de lignes aériennes et de lignes électriques (Fig. 1), qui présente de nombreux avantages, est de plus en plus courante.
On sait que chaque pays dispose d’un vaste réseau de lignes électriques à haute tension. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de construire des poteaux spéciaux pour les lignes aériennes, mais d'accrocher le câble aux pylônes de lignes électriques existantes (ou en construction), par ailleurs plus puissants que sur les lignes aériennes. Dans ce cas, le câble optique est enfermé à l'intérieur de l'élément obligatoire de la ligne de transport d'énergie - un câble métallique de protection contre la foudre mis à la terre (Fig. 2). Dans la pratique domestique, les câbles optiques d'un câble de protection contre la foudre sont désignés par l'abréviation OKGT. Ce câble sert non seulement d'élément de puissance qui transporte le câble, mais le protège également des influences électromagnétiques externes.
Le principal avantage des lignes combinées de lignes de transport d'électricité - VLS par rapport aux lignes de communication par câbles souterrains se manifeste lorsque le tracé de la ligne traverse des zones difficiles d'accès pour une pose souterraine, par exemple des zones de pergélisol avec des sols gonflés, des marécages, rochers. L'inconvénient de telles lignes peut raisonnablement être considéré comme un endommagement du câble, et donc du câble, lorsque la foudre le frappe, ce qui se produit souvent dans les zones orageuses, ainsi que par des courts-circuits sur les lignes électriques provoqués par diverses raisons. Pour éviter ces troubles, entraînant des interruptions dans le fonctionnement des lignes de communication, une technologie spéciale a été développée pour la production d'un câble et d'un câble suspendu aux lignes électriques. Grâce à cette technologie, lors d'un coup de foudre, la température dans le câble ne dépasse pas 170...200°C, ce qui est sûr pour sa durabilité. Certes, un tel câble (et câble) s'avère nettement plus cher que d'habitude. Mais en même temps, il n'est pas sans intérêt de constater que les dommages causés à un câble par un câble optique se produisent environ cinq fois moins souvent qu'avec un câble souterrain. La base de la conception d'un câble optique est ce qu'on appelle les modules. En règle générale, il s'agit de tubes en plastique ou en métal d'un diamètre de 2 à 3 mm, chacun pouvant accueillir librement 2 à 24 fibres optiques (dans certaines conceptions, leur nombre atteint 60). La fibre optique est constituée d'une fibre de quartz transparente à deux couches d'un diamètre de 125 µm avec un revêtement polymère protecteur (diamètre extérieur 250 µm). Les câbles sont à la fois monomodules et multimodules, contenant jusqu'à six modules (Fig. 3).
Câbles avec modules en plastique. Dans les câbles monomodules, un module de diamètre relativement grand est situé au centre (Fig. 4). Dans les modules multimodules - périphérique ; ils sont torsadés en torsion autour d'un élément de support central de section circulaire (Fig. 5). Le nombre maximum de modules périphériques est de six. S'il y en a moins, jusqu'à six charges nécessaires sont ajoutées à la bobine pour conserver sa forme cylindrique - des cordons en plastique du même diamètre que ceux des modules.
Le module central ainsi que l'ensemble des modules périphériques torsadés et des charges, appelé noyau, sont enfermés dans une coque en polymère ou en métal. L'espace libre à l'intérieur de chaque module et entre les modules (et les charges, le cas échéant) dans le noyau torsadé est rempli d'un composé hydrophobe (hydrofuge) qui empêche l'humidité de pénétrer dans les fibres optiques. En cas de contact de l'humidité avec une fibre de quartz, les pertes des signaux de communication lumineux transmis augmentent et les caractéristiques mécaniques de la fibre se détériorent, jusqu'à sa destruction. Les fils du câble sont superposés sur la gaine. Ils peuvent être en acier ou en aluminium d'un diamètre de 1,5 ... 3,25 mm, mais les plus largement utilisés sont l'acier, le revêtement en aluminium (aluminisé) et l'Aldreevy - à partir d'un alliage d'aluminium avec du magnésium, du silicium et du fer. Le choix du matériau et du diamètre des fils dépend à la fois de la taille du câble optique et des exigences opérationnelles relatives aux paramètres physiques et mécaniques du câble. Dans les câbles à modules plastiques, c'est à dire « en version plastique », le câble est simple brin, mais le plus souvent double brin. Dans tous les cas, il s'agit d'une combinaison de deux types de fils : des fils en acier aluminisé, qui assurent la résistance mécanique du câble, et des fils Aldre, qui ont une conductivité électrique et une résistance à la température élevées, nécessaires pour se protéger des coups de foudre et courts-circuits, lorsqu'un courant important se produit dans le câble, une température élevée se développe et une surchauffe inacceptable du câble optique est possible. Ainsi, par exemple, dans l'une des variantes d'un câble à deux brins, la couche interne est formée d'une combinaison de fils d'acier aluminisé 10x2,0 mm et de fils Aldreev - 5x2,0 mm, et la couche externe est entièrement constituée de fils Aldreev. de 14x3,25 mm. Dans une autre conception, au contraire : la couche intérieure est formée de fils Aldreev de 12x3,25 mm et la couche extérieure de fils Aldreev de 13x3,25 mm et de fils d'acier aluminisés de 5x3,25. Le diamètre extérieur des câbles, qu'ils soient monomodules ou multimodules, est de 12,5...25 mm. Leur poids est de 300...1200 kg/km. La section totale des fils du câble est de 80...335 mm2. Charge de rupture estimée - 40...125 kN. Câbles avec modules métalliques. La conception de leurs âmes est très différente de celle des âmes des câbles avec modules en plastique. Le nombre de modules métalliques dans le câble est moindre, à savoir : 1, 2, 3, 4. Le tube du module est en acier ou en acier aluminisé (acier inoxydable). S'il y a un ou deux modules dans le câble, ils sont alors situés dans une couche complétée respectivement par cinq ou quatre fils d'acier aluminisé. De plus, l'un des mêmes fils au centre fait office d'élément de support. Dans le cas de trois ou quatre modules, ils sont torsadés ensemble et placés au centre du câble. Dans certaines conceptions, les fils du câble sont directement superposés sur l'ensemble de l'âme métallique (Fig. 6) - avec une ou deux couches, par exemple de revêtement en acier de 5x3,0 mm, puis d'Aldreevy de 12x3,0 mm et, enfin, à nouveau d'Aldreevy de 18x3,0. XNUMXmm.
Dans d'autres conceptions, l'âme est enfermée dans un tube de fils Aldrey segmentés, au-dessus duquel suivent une ou deux couches de fils de câble en combinaison d'acier aluminisé et de fils Aldrey (Fig. 7).
Diamètre du câble - 10...22 mm, poids - 200...1000 kg/km. La section transversale totale des éléments métalliques est de 70 ... 285 mm2. Charge de rupture estimée - 40...120 kN. Outre les câbles dans un paratonnerre, il existe plusieurs types de câbles optiques destinés aux lignes aériennes. Il s'agit de câbles autoportants, sous la gaine desquels se trouve un élément porteur de puissance. Il peut s'agir d'un câble en acier ou synthétique, d'une tige en fibre de verre ou d'une torsion de fils synthétiques à haute résistance. Ce sont ce qu'on appelle les câbles torsadés. Ils sont enroulés sur un câble de protection contre la foudre ou sur un fil de phase d'une ligne de transport d'électricité. Enfin, les câbles sont fixés au fil de terre, soit par un ruban adhésif commun, soit par des bandes fréquemment espacées. Selon les informations de ces dernières années, dans la pratique étrangère, parmi tous les types de câbles optiques aériens répertoriés, les plus répandus (jusqu'à 85 %) sont les câbles dans un fil de terre. Auteur : D.Charlet, Moscou
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