Файл: Техническое задание Выбор типа кабельных линий связи на проектируемом участке.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 59
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
9. Расчет разрывного усилия оптических волокон
Прочность и срок службы оптических волокон (период времени до разрушения) зависит от:
- напряжения растяжения при заводских испытаниях волокна на прочность;
- максимальной величины усилия, которое было приложено к оптическому кабелю в процессе его прокладки;
- напряжения растяжения, приложенное к волокну в процессе эксплуатации;
- коэффициента устойчивости оптических волокон к статической коррозии.
Определение срока службы оптических волокон (кабеля) основывается на исследовании структурных изменений в волокнах в процессе эксплуатации оптических кабелей.
Прочность кварцевого стекла определяется величиной и числом связей между атомами, приходящимися на 1 сантиметр стекла. Теоретическая прочность сцепления бездефектного объёма кварцевого стекла (ST) можно определить из выражения:
 | (47) | |
| где | gp – поверхностная энергия кварцевого стекла; E – модуль Юнга (E = 9 1010 Н/м2); а – межатомное расстояние или длина связи. | |
Для кварцевого стекла длина связи примерно равна a = 0,16 нм, а теоретическая прочность ST = 18000 МПа. Однако, реальная прочность стекол существенно меньше теоретической. Объясняется это наличием поверхностных дефектов, обусловленных воздействием механических напряжений. Они возникают за счёт того, что в любой момент времени определённая часть Si-O связей разорвана вследствие статического разброса энергий колебаний. При этом нормальные связи, находящиеся в непосредственной близости от разрушенной связи, мгновенно
испытывают перегрузку, что увеличивает вероятность их
разрыва. Если одновременно в состоянии разрыва находится критическое число соседних связей, разрушение приобретает необратимый
характер. Аналитическая трактовка рассматривает
дефекты как узкие трещины с малыми радиусами кривизны
на тонком конце трещины. Гриффит для характеристики
концентрации напряжения на конце прямой трещины
эллиптического сечения глубиной (С) использует фактор интенсивности напряжения (K):
 | (48) | |
| где | S – напряжение на конце трещины в направлении приложенного напряжения вдоль малой оси эллипса; Y – постоянная величина, зависящая от профиля трещины и равная Y = π1/2 для эллиптической трещины. С – глубина трещины | |
При воздействии растягивающего напряжения стекло разрушается, если концентрация напряжений в доминирующем поверхностном дефекте достигает критического разрушающего значения. Гриффит получил выражение для расчёта параметра критической интенсивности напряжения (Kкр), при котором имеет место разрыв, в виде:
 | (49) |
Из этих выражений можно получить выражение для расчёта разрывного усилия (Sразр) при наличии трещины:
 | (50) |
Определим поверхностную энергию кварцевого стекла (
):  | (51) |
Определим разрывное усилие:
  | (52) |
Определим относительное удлинение волокна (∆L):
 | (53) |
Уменьшение разрывного усилия по сравнению с волокном, не имеющим трещин, равно:
 | (54) |
Эллиптическая трещина глубиной С=26 нм уменьшает разрывное усилие оптического волокна в n=8 раз по сравнению с бездефектным ОВ.
10. Расчет усилий тяжения оптического кабеля при его прокладке в полиэтиленовом трубопроводе
Цель расчета состоит в проверке возможности прокладки кабеля при тяжении лебедкой за конец кабеля. Максимальное усилие тяжения, прилагаемое к кабелю, при его прокладке не должно превышать допустимого значения. В тех случаях, когда расчетные значения превышают допустимые или незначительно меньше последних, рассматривают различные варианты по уменьшению требуемых усилий тяжения, например, таких как изменение направления тяжения, использование промежуточных лебедок, укорочение длины участка прокладки за счет деления общей длины на несколько участков, уменьшение коэффициента трения за счет использования: жидких смазок, роликов в местах изменения направления трассы.
Результирующее усилие тяжения можно рассчитать суммируя значения приращения усилий тяжений на каждом прямолинейном участке трассы и учета экспоненциального роста величины усилий тяжений на участках изгиба трассы кабеля. Расчет выполняется последовательным суммировпанием тяговых усилий, необходимых для протягивания кабеля на однородных участках трассы и преодоления искривлений на их стыках, начиная от места установки барабана с кабелем в направлении тяжения по следующим формулам:
-
участок с наклоном:
 | (55) |
-
прямой горизонтальный участок (θ=0°):
 | (56) |
-
вертикальная участок (θ=90°):
 | (57) |
-
участок с искривлением:
 | (58) | |
| где | Т – суммарное тяжение на конце участка, кН; Тi - тяжение в начале участка, кН;  - коэффициент трения ;w - масса кабеля, кГ/м; θ - угол наклона (берется со знаком плюс при направлении вверх и минус - вниз) , рад; β - угол поворота в горизонтальной плоскости , рад;  - длина участка, м;g = 9,81 м/с2. – ускорение свободного падения. | |
Расчет прироста усилий тяжения на отдельных участках трассы (
) и суммарной величины тяжения (Т) в конце поворота, на котором происходит изменение направления тяжения в направлении от А к В:| Участок А-С : |   | (59) |
| В точке «С»: |  | (60) |
| Участок С-D : |  | (61) |
| В точке «D»: |  | (62) |
| Участок D-E : |  | (63) |
| В точке «E»: |  | (64) |
| Участок E-F : |  | (65) |
| В точке «F»: |  | (66) |
| Участок F-G : |   | (67) |
| В точке «G»: |  | (68) |
| Участок G-B : |   | (69) |
Таблица 9 – Распределение прикладываемого усилия тяжения по участкам
| Участок; место поворота | Длина, м | Горизонтальный участок тяжение, кН | Наклоный участок | Поворот | Суммарное тяжение, кН | ||
| Наклон, рад | Тяжение, кН | Угол, рад | Тяжение, кН | ||||
| А-C | 600 | - | 0,05 | 1,9403 | - | - | 1,9403 |
| C | | - | - | - | 0,05 | 1,98942 | 1,98942 |
| С-D | 250 | 0,735825 | - | - | - | - | 2,72442 |
| D | | - | - | - | 1 | 4,49181 | 4,49181 |
| D-E | 40 | 0,11772 | - | - | - | - | 4,60953 |
| E | | - | - | - | 1 | 7,59983 | 7,59983 |
| E-F | 300 | 0,8829 | - | - | - | - | 8,84827 |
| F | | - | - | - | 0,2 | 9,37487 | 9,37487 |
| F-G | 100 | - | 0,2 | 0,4053 | - | - | 9,78024 |
| G | | - | - | - | 0,4 | 11,9456 | 11,9456 |
| G-B | 200 | - | 0,4 | 1,0005 | - | - | 12,9461 |
Расчетное усилие тяжения равное 12,9461 кН превышает допустимое значение (4,0 кН), следовательно прокладка кабеля должна осуществляться в несколько этапов.
11. Охрана труда при строительстве и техническом обслуживании ВОЛС
Работа по охране труда на железнодорожном транспорте должна быть направлена на создание наиболее благоприятных условий для высокопроизводительного труда, максимальное сокращение ручного, малоквалифицированного и тяжелого физического труда, улучшение техники безопасности, предупреждение производственного травматизма и профессиональных заболеваний, строгое соблюдение законодательства о труде.
Каждая дистанция сигнализации и связи имеет кабинет охраны труда, который должен быть оснащен:
- нормативно-технической документацией по охране труда (стандартами, нормами, правилами, инструкциями), директивными, методическими и информационными материалами по вопросам трудового законодательства, технике безопасности, производственной санитарии, технической эстетике, инженерной психологии (эргономике), пожарной безопасности;
- наглядными учебными пособиями (плакатами, фотовыставками, альбомами, схемами, макетами, моделями, диафильмами, кинофильмами, натурными образцами защитных средств и др.) по технике безопасности и производственной санитарии;
- учебными пособиями (справочниками, учебными книгами, памятками) и периодическими изданиями по охране труда.
К работам по строительству и монтажу кабельных линий связи допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, вводный инструктаж, инструктаж и обучение на рабочем месте, проверку знаний правил по охране труда и имеющие квалификационную группу по электробезопасности не ниже третьей группы.
Обязанности работников, занятых в строительстве и монтаже кабельных линий связи:
- соблюдать правила внутреннего трудового распорядка;
- пройти обучение безопасным методам труда в объеме технологии ведения работ;
- знать и соблюдать правила по охране труда в объеме выполняемых обязанностей, ежегодно подтверждать Ш группу по электробезопасности;
- знать порядок проверки и пользования ручным механическим и электроинструментом, приспособлениями по обеспечению безопасного производства работ (стремянки, лестницы и другое), средствами защиты (диэлектрические перчатки и ковры, инструмент с изолирующими рукоятками» индикаторы напряжения, защитные очки);