Измерения при технической эксплуатации ВОЛП. Виды и состав измерений.

 

На линейно-кабельных сооружениях проводятся приемосдаточные измерения и измерения в процессе эксплуатации.

Приемосдаточные измерения проводятся в процессе работы рабочих и Государственных приемочных комиссий по приемке законченных строительством или реконструкцией магистральных или внутризоновых кабельных линий передачи с целью проверки качества выполненных работ и соответствия электрических и оптических параметров линейных сооружений нормам на смонтированные регенерационные (усилительные) участки.

Работа приемочных комиссий регламентируется утвержденными строительными нормами и правилами, а также действующими правилами, инструкциями и руководствами по приемке в эксплуатацию законченных строительством и реконструкцией междугородных кабельных линий передачи. Измерения, как правило, должны проводиться в полном объёме.

Представители эксплуатационной организации принимают участие в измерениях электрических и оптических параметров линейно-кабельных сооружений с правом подписи протоколов измерений.

В комплекс приемосдаточных электрических измерений входят:

измерения электрических и оптических параметров кабеля;

измерения электрических параметров, определяющих защиту линейных сооружений от электромагнитных влияний и коррозии;

измерения сопротивления заземлений;

измерения глубины залегания кабелей (по трассе - выборочно; на спусках, подъёмах, в оврагах и других опасных местах – сплошным обходом).

Приемосдаточные электрические измерения линейно-кабельных сооружений, принимаемых на баланс или в эксплуатационно-техническое обслуживание от других организаций, должны выполняться в полном объёме.

Измерения в процессе технической эксплуатации линейно-кабельных сооружений проводятся с целью определения их состояния в соответствии с нормативными требованиями, предупреждения повреждений, а также накопления необходимого статистического материала для разработки мероприятий по повышению надежности линейно-кабельных сооружений.

В процессе технической эксплуатации проводятся следующие измерения: профилактические, аварийные, контрольные, специальные.

Профилактические измерения проводятся в порядке плановых мероприятий с целью своевременного выявления и устранения возникающих отклонений электрических и оптических параметров линейно-кабельных сооружений от установленных норм:

электрических параметров (постоянным током), характеризующих состояние жил (проводов) кабелей: электрическое сопротивление шлейфа жил или проводников, разность электрического сопротивления жил, электрическое сопротивление изоляции жил, проводников и шланга и электрические испытания изоляции жил и проводников напряжением;

оптических параметров: затухание и неоднородности оптических волокон кабеля;

электрических параметров характеризующих коррозионное состояние подземных металлических сооружений, а также устройств их защиты от коррозии;

электрических параметров устройств защиты обслуживающего персонала и линейно-кабельных сооружений от внешних электромагнитных влияний;

определение целостности грозозащитных тросов.

Профилактические измерения проводятся в объёме и в сроки, определяемые главным инженером эксплуатационного предприятия по согласованию с вышестоящей организацией (ТЦМС, АО "Электросвязь") в зависимости от конкретных условий эксплуатации линии (вечная мерзлота, оползни, вибрация, повышенная грозовая активность и т.д.) и необходимости обеспечения её эксплуатационной надежности.

Контроль электрического сопротивления изоляции полиэтиленовых шлангов кабелей (оболочка - земля, оболочка - броня, броня - земля) проводится 1 раз в год (весной или осенью).

Целостность подземных грозозащитных проводов (тросов) и переходное сопротивление "трос - земля" должны проверяться 1 раз в 2 - 3 года.

Аварийные измерения проводятся с целью определения характера и места повреждения кабелей.

Аварийные измерения проводятся в следующем порядке:

измерение электрических и оптических параметров кабеля для определения характера повреждения и выбора метода измерения для определения места повреждения;

измерения по определению района повреждения и уточнению конкретного места повреждения;

измерения кабелей в обе стороны от места повреждения.

Контрольные измерения проводятся после устранения повреждений с целью определения качества ремонтно-восстановительных работ.

Контрольные измерения проводятся с оконечных устройств после монтажа постоянной вставки, а также после окончания работ по устройству постоянной вставки перед сдачей систем в эксплуатацию.

После монтажа постоянной вставки выполняется комплекс оптических и электрических измерений постоянным током, включая проверку правильности соединения волокон (жил) и отсутствия обрывов и сообщений жил.

После окончания работ по устройству постоянной вставки, перед сдачей систем в эксплуатацию проводится повторное испытание состояния изоляции жил кабеля напряжением (при наличии ДП по жилам кабеля).

Если при контрольных измерениях будет выявлен хотя бы один параметр, не удовлетворяющий норме, работы по устранению повреждения должны быть продолжены. После их завершения полный комплекс контрольных измерений следует провести повторно.

При контрольных измерениях оптических кабелей производятся измерения общего затухания регенерационного участка, затухания восстановленной части участка, затухания потерь во вновь проявившихся на линии сростках и измерения сопротивления изоляции наружной оболочки кабеля (при наличии металлической брони).

Специальные измерения проводятся в период опытной эксплуатации кабельных линий передачи с новыми типами кабелей или кабельной арматурой и оборудованием, а также при внедрении или испытаниях новых способов защиты линейно-кабельных сооружений от опасных и мешающих влияний.

Длительность опытной эксплуатации определяется Государственной приемочной комиссией.

В целях контроля качества объекта в процессе строительства и технической эксплуатации ВОЛП проводится комплекс измерений по определению состояния оптических кабелей, линейных сооружений, качества функционирования аппаратуры линейного тракта, для профилактики и предупреждению повреждений, а также накопления статистических данных для разработки мер повышения надежности связи [16].

Этот комплекс измерений предусматривает в основном контроль тех же параметров, что и для традиционных цифровых кабельных систем: средней относительной мощности сигнала, вводимого в линию, затухание сигнала в линии, частота электромагнитного излучения, вводимого в линию, хроматическая дисперсия (уширение) импульса в тракте, чувствительность системы передачи при заданном коэффициенте ошибок, коэффициент ошибок, джиттер, глаз-диаграмма, а также параметры, определяющие состояние брони и изолирующих покровов кабеля, состояние грозотросов. Причем ряд параметров, таких как джиттер, глаз-диаграмма, коэффициент ошибок, характеристики наружных покровов кабеля и грозотросов измеряются теми же средствами, что и на всех кабельных линиях передачи. Для контроля характеристик оптического линейного тракта, оптических сигналов в силу специфики работы в оптическом диапазоне применяются специально разработанные для этого средства измерений. Кроме того, ВОСП характеризуются рядом специфических присущих только им параметров. Это, в частности, ширина спектральной линии оптического излучения, поляризационная модовая дисперсия, поляризационные модовые потери, а также, измеряемые методами Бриллюэновской рефлектометрии механические напряжения в волокне.

В процессе строительства ВОЛП измерения выполняются при входном контроле кабеля и оборудования, при выполнении монтажных работ и настройке, при проведении приемо-сдаточных испытаний. Параметры и характеристики ОК и аппаратуры ВОСП, измеряемые в условиях их производства, оформляются в виде паспортных данных, которые должны соответствовать действующим нормам ГОСТов и ТУ. Проверка на указанное соответствие выполняется при входном контроле. На этапах монтажа, настройки и приемо-сдаточных испытаний оптических систем прямого детектирования с модуляцией по интенсивности, выполняют измерения коэффициента затухания волокон, затухания волокон на смонтированных ЭКУ, потерь и затухания отражения в соединениях, уровней мощности оптического излучения, чувствительности приемных оптоэлектронных модулях, коэффициента ошибок, джиттера, глаз-диаграмы, параметров наружных покровов кабеля. При необходимости выявляют и локализуют повреждения, выполняют ремонтно-восстановительные работы и контролируют их качество.

В процессе эксплуатации выполняют профилактические, контрольные и аварийные измерения. Профилактические измерения проводятся по утвержденному плану. Состав, объем и периодичность измерений устанавливаются в зависимости от местных условий, состояния кабеля и т. д. Контрольные измерения и испытания осуществляются после ремонта с целью определения качества ремонтно-восстановительных работ. Аварийные измерения производятся с целью определения места и вида повреждения кабеля.

Сегодня на сетях связи наибольшее распространение находят оптические системы передачи прямого детектирования с модуляцией по интенсивности. При этом в процессе строительства и эксплуатации линейных сооружений из оптических характеристик контролируются только потери и отражения в оптическом волокне, выполняются измерения расстояний по оптическому волокну до нерегулярностей. Кроме того, проводятся обязательные для всех типов кабельных линий связи измерения по контролю и определению мест повреждения наружных покровов кабеля, определению трассы прокладки кабеля, его глубины залегания, местоположения муфт, кабельных переходов и т.п.

Необходимо отметить, что практически все применяемые до настоящего времени средства измерений затухания, затухания отражения оптических волокон основаны на сравнительных оценках мощности оптического излучения, распространяющегося в сердцевине оптического волокна. Другими словами, они позволяют контролировать только состояние сердцевины. Вместе с тем, так называемое «усталостное разрушение» оптических волокон обусловлено развитием микротрещин, зародыши которых располагаются на поверхности оболочки волокна. Соответственно, для оценки состояния оптического волокна необходимо контролировать размеры микротрещин в оболочке или связанные с ними механические напряжения в волокне. Эту задачу позволяют решать методы Бриллюэновской рефлектометрии. Очевидна острая необходимость данного вида измерений. Его широкое внедрение сдерживает пока лишь высокая стоимость.

Новый этап развития сетей связи- переход к оптическим сетям с маршрутизацией оптических несущих, характеризуется внедрением принципиально новых технологий, применением такого оборудования как WDM, оптические коммутаторы, оптические усилители, когерентные системы передачи. Как следствие, при строительстве и технической эксплуатации линейных сооружений помимо перечисленных выше возникает потребность в проведении специальных видов измерений. В частности, измерение хроматической дисперсии, длина волны оптической несущей, ширина спектральной линии оп­тического излучения, поляризационная модовая дисперсия, поляризационные модовые потери.

Настоящее пособие посвящено вопросам строительства и технической эксплуатации линейных сооружений ВОЛП и в дальнейшем в данном разделе будут рассматриваться только предназначенные для них методы и средства измерений. В частности, не будут рассматриваться методы и средства измерений, которые применяются при производстве оптических волокон и кабелей и не контролируются в процессе строительства и эксплуатации. Например: числовая апертура, профиль показателя преломления, диаметр сердцевины и внешний диаметр волокна, длина волны отсечки, эксцентриситет и т.п. Также в дальнейшем не будут рассматривать методы и средства измерений относящиеся к настройке оборудования. А именно: измерения уровней мощности оптического излучения, чувствительности приемных оптоэлектронных модулях, коэффициента ошибок, джиттера, глаз-диаграмы и т.п.