نیروی کششی در نصب کابل فیبر نوری
در قسمت‌های قبلی این مقاله نصب کابل نوری به روش خاکی و کانالی بیان شد. در این روش‌ها و بويژه در نصب کانالی، کابل‌ها عموما در معرض نیروهای کششی قرار می‌گیرند. در هنگام نصب لازم است نیروهای وارد بر کابل به دقت کنترل شوند تا در هر مرحله از کشش، از اعمال نیروی بيشتر از حد مجاز بر کابل جلوگیری به عمل آید.
دستگاه‌های وینچ که به این منظور طراحی و ساخته می‌شوند، برای نصب کابل فیبرنوری مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این وینچ‌ها به طور معمول از یک موتور الکتریکی که سرعت انتقال متغیر آن از 0 تا 30 متر در دقیقه است استفاده می‌شود.
نیروی کششی در نصب کابل فیبر نوری
نیروی کشش وارد شده به کابل توسط تجهیزات نصب شده بر روی وینچ که توسط ریزپردازنده کنترل می‌گردد مانیتور می‌شود. این تجهیزات را می‌توان به گونه‌ای تنظیم كرد تا از وارد شدن نیروی بیش از حد مجاز به کابل جلوگیری به عمل آید. برخی از تجهیزات دارای چاپگر داخلی بوده و می‌توانند نیروی اعمال شده، سرعت کشش و طول کابل نصب شده را ثبت و چاپ نمایند.
نیروهای کشش
برای سهولت نصب کابل در داکت‌ها، تلاش‌های بسياري در جهت کاهش اصطکاک انجام شده است تا بتوان کابل‌های با طول بزرگتر را نصب كرد. اصطکاک بین کابل و لوله، متناسب با طول کابل افزایش می‌یابد. نیروی لازم برای کشیدن کابل از درون یک لوله مستقیم را می‌توان به صورت تقریبی توسط فرمول زیر محاسبه كرد:
F=10.µ.I
نیروی کشش(N)=F
ضریب اصطکاک بین داکت و کابل = µ
وزن کابل (Kg/Km = (m
I=(km)طول کابل
مثال ۱
نیروی کشش اعمال شده به هنگام کشیدن یک کیلومتر کابل کانالی با روکش HDPE و وزن 180Kg/Km در لوله HDPE را محاسبه كنيد. ضریب اصطکاک بین کابل و لوله برابر 0/35 است که مقدار معمول برای ضریب اصطکاک PE-PE است.
حل:
با استفاده از رابطه 1 می‌توان نوشت:
F=10.µ.m.1=10×0.35x180x1=630N
نیروی کشش اعمال شده به کابل برابر 630 نیوتن خواهد بود.
اثر خم‌ها در نصب کانالی
به هنگام نصب کابل در کانال، در صورتی که کابل در مسیر خود از محل یک خم عبور كند نیروی کشش تجمیعی قبل از خم به صورت قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد. مقدار نیروی کشش اعمال شده به کابل به هنگام عبور از خم به صورت زیر محاسبه می‌شود:
بر اساس شرایط قبلی، خم با زاویه 90 درجه، نیروی کشش را ۱/۷۳ برابر و خم با زاویه 45 درجه نیرو را ۱/۳۲ برابر خواهد کرد. زاویه Φ در واقع زاویه انحراف از مسیر مستقیم است. در مسیر مستقیم Φ برابر صفر است.
مثال 2
با در نظر گرفتن فرضیات مطرح شده در مثال 1 و با این تفاوت که مسیر دارای محل خم 90 درجه در 700 متری نقطه A و خم 45 درجه در فاصله 900 متری از A باشد، نیروی اعمال شده به کابل به هنگام کشیدن آن از نقطه B را محاسبه كنيد.
حل:
اگر محاسبات برای حالتی که نصب کابل به صورت معکوس است انجام شود، نیرو برابر 803N خواهد بود.
نتیجه: خم‌ها در نصب باعث افزایش نیروی وارد بر کابل می‌شوند. این افزایش نیرو به جهت کشش نیز بستگی دارد. در مسیر A به سوي B، خم‌ها باعث افزایش حدود 100 درصدی شده، ولی در جهت B به سوي A این افزایش فقط در حدود 27 درصد است. شکل 15 منحنی تغییرات نیرو برحسب مسافت برای روش‌های مختلف نصب را نشان می‌دهد. این روش‌ها شامل نصب معمول، کشیدن با CCDPها، هوای فشرده و با کلاهک (Plug) فیت شده یا بسته، هوای فشرده و با کلاهک باز که اجازه می‌دهد که بخشی از هوا بین کلاهک و دیواره لوله خارج شود، و سرانجام نصب به روش شناوری ست.
نصب کابل به کمک هوای فشرده و یا شناوری با آب
با استفاده از هوای فشرده و یا شناوری با آب، می‌توان نیروی وارد شده به کابل را به طور قابل توجهی کاهش داد.
هوای فشرده
دو راه استفاده از هوای فشرده برای نصب کابل در لوله وجود دارد. در روش اول به سرکابل کلاهکی وصل می‌شود که کاملا با لوله فیت شده (plug Tight) و در نتیجه باعث می‌شود که هوای فشرده پشت آن جمع شده و همانند طناب در کشش معمولی به کابل نیرو وارد کند. این روش در مقایسه با روش معمول برای مسافت طولانی مزیتی نداشته و تنها ما را از طناب کابل کشی بی‌نیاز می‌سازد. در صورتی که بین کلاهک و دیواره لوله فاصله‌ای باشد (plug Loose) که هوا بتواند آزادانه از بین آن عبور نماید، جریان هوا کابل را در طول لوله حمل می‌كند و کابل بر روی بستری از هوا به جلو خواهد رفت و در حقیقت نیروی وارد شده به کابل در مسافتهای بيشتر از 2-1 کیلومتر کاهش می‌یابد. نصب کابل با این روش تا مسافتهای 7-5 کیلومتر نیز گزارش شده است. فاصله قابل دسترسی به مقدار هوای فشرده، کیفیت نصب لوله و نوع کابل بستگی دارد.
در شکل 16 نوع تجهیزات مورد نیاز نشان داده شده است. هوای فشرده از طریق دریچه‌های ویژه که در لوله نصب شده است وارد آن می‌شود. در طرف دیگر کابل نیز از طریق اتصالات نصب شده وارد می‌شود. کابل به وسیله دستگاه کترپیلار که به ”كابل کت“ معروف شده است به داخل لوله هل داده می‌شود. مقدار هوای فشرده مورد نیاز به اندازه لوله و قطر کابل بستگی خواهد داشت.
شناوری با آب
به جای استفاده از هوای فشرده، می‌توان از آب استفاده كرد. تجهیزات مورد استفاده، همان طور که در شکل 17 نشان داده شده است، تقریبا مشابه تجهیزات قبلی است. کلاهک در این روش از نوع كيپ (plug Tight) است ولی با توجه به اینکه چگالی کابل شبیه به چگالی آب است کابل در طول لوله در آب شناور مانده و بنابراین اصطکاک وجود نداشته یا بسیار کم خواهد بود. یک بار دیگر باید تأکید كرد که کیفیت داکت گذاری عامل اصلی برای رسیدن به نصب کابل با متراژهای زیاد است. آب باقی مانده در لوله را می‌توان به کمک دمش هوای فشرده از داکت خارج كرد. شناوری با آب، ملایم‌ترین روش برای نصب کابل‌ها در داکت است.
کابل های مناسب برای نصب کانالی
کابل‌های با ساختارهای مختلف را می‌توان برای نصب در داکت انتخاب كرد. در شکل 18 چند نوع کابل مناسب بر اساس مشخصات شرکت مخابرات ایران نشان داده شده است. بسته به نوع مواد روکشی، این نوع از کابل‌ها را می‌توان در فضاهای باز یا بسته مورد استفاده قرار داد.
- کابل OCUC، تا 144 رشته و 12 لوزتیوب (تا 288 رشته به صورت دو لایه و 24 تیوب)
- کابل OBUC، تا 144رشته که گرچه برای نصب خاکی (دفن مستقیم) مناسب است، ولی با توجه به نوار کروگیت شده فولادی که کابل را در برابر جوندگان و غیره محافظت می‌کند می‌توان آن را در موارد لزوم در داکت نصب كرد.
حفاظت پیشگیرانه از کابل فیبر نوری در حوضچه های نصب
به طور معمول، کابل فیبر نوری به هیچ حفاظت اضافی در حوضچه‌ها نیاز ندارد. با این حال، اگر پیش بینی شده است که برخی حفاظت‌ها انجام گیرد باید لوله‌های پی وی سی و یا پلی اتیلن مجزا بر روی کابل‌ها نصب شوند. همچنین از گیره و یا بست کابل براي محکم كردن تیوبها به رک‌ها (Racks) و یا اتصالات معلق استفاده می‌کنند.
کابل فیبر نوری نصب شده، توسط نوار اخطار علامت‌گذاری می‌شود که به وضوح بيانگر آن است که کابل عملیاتی شده و بايد دقت ویژه انجام گیرد تا آسيبي به آن وارد نشود.
این مقاله توسط مهندس محمدعلی مساواتی نوشته شده و در مجله سیم و کابل منتشر شده است.
