Аварийно-восстановительные работы на ВОЛС

Основные сведения об АВР

Существуют различные руководящие документы и отраслевые инструкции, содержащие в себе описание всех аспектов как общей технической эксплуатации волоконно-оптических линий связи, так и части, касающейся проведения профилактических, ремонтных и аварийно-восстановительных работ. К сожалению, большинство из повсеместно действующих документов такого рода составлялись более 20 лет назад и с тех пор не дорабатывались и не дополнялись с учётом появления современных технологий и новых технических решений. Они содержат массу специфических аббревиатур, мало кому понятных в настоящее время; предъявляют требования по техническому оснащению, включающему в себя оборудование, более не применяемое; описывают работу несуществующих организаций и должностей. Пользоваться этими документами в прикладном аспекте крайне затруднительно.

Для проведения аварийно-восстановительных работ (АВР) на современных ВОЛС гораздо более полезными (и необходимыми!) будут инструкции, составленные на основе упомянутых руководящих документов, но учитывающих специфику определенных ВОЛС. Такие инструкции разрабатывают организации, занимающиеся обслуживанием ВОЛС или имеющие в своём штате подразделения, в чьи задачи входит поддержание в рабочем состоянии собственных линий связи.

Что обычно содержат подобные документы:

• организационные мероприятия, связанные с АВР,
• характерные виды неисправностей и варианты их устранения,
• состав аварийных бригад,
• обязанности персонала,
• правила техники безопасности при проведении АВР,
• требования к материально-техническому обеспечению и пр.

У некоторых организаций подобные сведения содержатся в более общем документе. Например, в действующем стандарте организации ПАО «Россети» СТО 56947007-33.180.10.172-2014 «Технологическая связь. Правила проектирования, строительства и эксплуатации ВОЛС на воздушных линиях электропередачи напряжением 35 кВ и выше» описание всех требований к АВР указаны в п.8.3. Документ посвящён именно воздушным линиям, из чего следует и специфика повреждений таких линий, а следовательно и специфика АВР.

Описать же все рекомендации и все возможные ситуации при эксплуатации всех существующих видах ВОЛС в рамках одной статьи не представляется возможным, поэтому расскажем об общих принципах проведения АВР и некоторых технических решениях.

Для начала воспользуемся сведениями, содержащимися в РД 45.180-2001 «Руководство по АВР» и определим некоторые основные положения.

Различают следующие состояния линейно-кабельных сооружений (ЛКС) ВОЛС:

• Нормальное состояние ЛКС («Норма»). Состояние, при котором параметры передачи ОВ, изоляции наружной полиэтиленовой оболочки (при наличии бронепокровов) находятся в пределах установленных допусков, отсутствует нарушение целостности бронепокровов по всей длине ОК;
• Предупредительное состояние ЛКС («Предупреждение»). Состояние ЛКС, при котором параметры передачи ОВ находятся в пределах установленных допусков, а сопротивление изоляции наружной полиэтиленовой оболочки вышло за пределы установленных допусков. Либо нарушилась целостность внешних защитных металлических элементов ОК;
• Поврежденное состояние ЛКС («Повреждение»). Состояние, при котором параметры передачи ОВ (всех или их части) ОК вышли за пределы установленных допусков, но при этом не наступил перерыв в действии связи;
• Аварийное состояние ЛКС («Авария»). Состояние, при котором параметры передачи всех ОВ вышли за установленные пределы, и наступил перерыв действия связей.

Виды повреждений оптического кабеля

• Одиночный обрыв ОК;
• Обрыв ОК в нескольких местах;
• Повреждение ОК с обрывом всех или части ОВ и с сохранением целостности защитных покровов;
• Повышенное затухание ОВ;
• Повреждение наружной полиэтиленовой оболочки ОК с сохранением работоспособности ОВ при сохранении целостности металлических бронепокровов;
• Повреждение наружной полиэтиленовой оболочки ОК с сохранением работоспособности ОВ при нарушении целостности бронепокровов.

Основными причинами повреждений подземных ОК являются:

• механические повреждения ОК при выполнении строительно-монтажных работ сторонними организациями в пределах охранных зон кабельной линии, а также в результате актов вандализма (как правило, это локальные, визуально наблюдаемые повреждения),
• механические повреждения ОК от перемещения грунтов (обвалы, пучения, оползни, селевые потоки и т. д.). Как правило, это в пределах одной-двух строительных длин оптического кабеля,
• повреждения ОВ за счет старения или попадания в сердечник кабеля влаги,
• повреждения кабелей от грозовых воздействий (при наличии металлических элементов в конструкции оптического кабеля),
• повреждения ОК от воздействия грызунов, пожаров и т. д.

Перечисленные виды повреждений ОК требуют организации коротких (от 50 м) и протяженных (до 7 км) оптических кабельных вставок. Большинство линейных повреждений с остановками связи вызваны обрывами ОК с одновременным обрывом ОВ и металлических элементов конструкции ОК. Часть линейных повреждений может быть вызвана некачественным монтажом муфт и попаданием воды в муфту с последующим замерзанием. Негерметичные муфты позволяет обнаруживать периодический контроль сопротивления изоляции оболочки кабеля, если речь идёт о кабеле, проложенном в грунте.

Читайте на материал про основные причины повреждений оптического кабеля.

Общие принципы аварийно-восстановительных работ на ВОЛС

Аварийно-восстановительные работы являются составной частью технического обслуживания ВОЛС, проводимого на элементарном кабельном участке. АВР — это особый вид ремонтных работ на ВОЛС, осуществляемых немедленно и в объемах, обеспечивающих быстрое постоянное или временное восстановление работоспособности ВОЛС даже при неблагоприятных условиях. Восстановление ВОЛС при аварийных повреждениях обеспечивается:

• организацией временной схемы восстановления ВОЛС с последующим переходом на постоянную,
• организацией постоянной схемы восстановления ВОЛС.

Восстановление ВОЛС по временной схеме организуется во всех случаях, когда ожидаемое время организации постоянной схемы восстановления превышает установленный норматив.

Постоянная схема восстановления ВОЛС организуется:

• после реализации временной схемы восстановления,
• в случаях видимого, локального, одиночного повреждения ОК, когда норматив времени восстановления ВОЛС может быть обеспечен без организации временной схемы вос­становления.

Общими требованиями к организации АВР на линиях связи:

• максимальное использование средств механизации и максимально возможное совме­щение во времени разнородных работ и операций,
• одновременная (по возможности) доставка ремонтных бригад и средств механизации к месту производства работ,
• обеспечение быстрой концентрации технических средств и персонала в местах возник­новения аварий на ВОЛС.

Аварии на ВОЛС устраняются специально обученными бригадами. При этом необходимо использовать специально оборудованные мобильные лаборатории, укомплектованные необходимым инструментом, измерительными приборами, оптическими кабельными вставками (ОКВ).

Указанные способы восстановления применяются для ВОЛС, построенных с использованием различных способов прокладки ОК.

Для проведения АВР на ВОЛС с ОК, подвешенными на опорах ЛЭП, контактной сети железных дорог, городского транспорта и т. д., привлекаются бригады, обслуживающие эти сети.

При линейных авариях ВОЛС АВР производятся безотлагательно, согласно действующим регламентирующим документам оператора связи, силами двух прилегающих к месту аварии территориальных подразделений службы эксплуатации.

При линейных повреждениях ВОЛС до состояния предупреждения (характеризующегося появлением на рефлектограммах одного или нескольких ОВ «ступенек» более 0,5 дБ, но менее 2 дБ) восстановительные работы производят в следующем порядке:

1. Производят измерения рефлектометром всех свободных ОВ на ЭКУ.
2. Выбирают лучшие ОВ и используют их для организации рабочих трактов.
3. Определяют с оконечных пунктов расстояние до мест повреждения ОВ.
4. Организуют работу по демонтажу муфты или по устройству постоянной вставки.

На ОК, находящихся в состоянии «предупреждения», частоту контрольных измерений рекомендуется увеличить до одного раза в неделю, а при большой скорости изменения затухания ОВ и до одного раза в день.

Последовательность и расчетные сроки различных операций и этапов АВР регламентируются технологическими картами, которые разрабатываются в соответствии с процедурой устранения аварий и нормативов на виды работ для каждой ВОЛС с учетом типа кабеля, трассы ВОЛС, времени года. Они утверждается руководством эксплуатационного предприятия.

Время восстановления ВОЛС должно быть минимальным и не превышать сроков, определенных в ведомственных инструкциях. Например, на ВОЛС ПАО «Ростелеком» это время не должно быть больше 10 часов.

Использование оптических кабельных вставок

Восстановление работоспособности кабеля ВОЛС осуществляется с помощью оптических кабельных вставок (ОКВ). Классификация и область применения ОКВ, определенные в РД 45.180-2001, приводим ниже.

Оптические кабельные вставки (ОКВ) делятся на:

1. Постоянные ОКВ (ПОКВ) — предназначены для организации постоянной схемы восста­новления ВОЛС.
2. Временные ОКВ (ВОКВ) — предназначены для организации временной схемы восста­новления ВОЛС.

Временные оптические кабельные вставки (ВОКВ) в свою очередь делятся на:

1. Одноэлементные ВОКВ (ВОКВО) — организуются в случае локального механического по­вреждения ОК, когда место повреждения можно определить визуально, но монтаж ПОКВ не может быть выполнен в нормативные сроки.
2. Многоэлементные ВОКВ (ВОКВМ) — организуются когда:
   • повреждение носит локальный и скрытый характер, его нельзя определить визуально, а время на определение места повреждения и устранение аварии превышает норму на восстановление ОК по постоянной схеме,
   • повреждение ОК имеет значительную протяженность или имеется несколько по­вреждений одной или нескольких соседних строительных длин (например, при разрушительных воздействиях масштабного характера, затрудняющих доступ к месту повреждения — пожарах, затоплениях и пр.).

Для ПОКВ используется ОК той же марки и емкости, что и поврежденный ОК. Минимальная длина ПОКВ определяется способом прокладки ОК. Для ОК, уложенного в грунт, она должна быть не менее 50 м (что упрощает обнаружение сварных соединений в муфтах на этой вставке с помощью рефлектометра); для ОК, подвешенного на опорах, она должна быть равна расстоянию между опорами с добавлением запаса для монтажа оптических муфт. Одноэлементная ВОКВ может представлять собой отрезок ОК из эксплуатационного запаса для данной линии, концы которого подготовлены для монтажа, или специальный малогабаритный ОК.

В случае протяженного участка повреждения линейного ОК можно использовать ВОКВО протяженностью до строительной длины линейного ОК. Соединение волокон поврежденного оптического кабеля и кабеля ВОКВО можно проводить с помощью механических соединителей или сваркой.

В качестве примера такого изделия — вставка ремонтная оптическую ВРО-П1 производства «СвязьСтройДеталь».

Рис. 1. Вставка ремонтная оптическая ВРО-П1

Изделие представляет из себя переносную тележку с бухтой малогабаритного ОК производства ООО «Инкаб» марки ОВК-А, выполненного в виде кабельной сборки (КС). Длина КС и количество ОВ могут быть различными, в зависимости от модификации ВРО. Концы кабеля заведены в оптические муфты марки МКО-П1. При использовании на месте повреждения линейного кабеля, КС разматывается на участке местности, перекрывающем поврежденный участок, концы поврежденного кабеля разделываются и заводятся в муфты ВРО.

Многоэлементные ВОКВ используются для оперативного перекрытия более протяженных участков линейного ОК. Их конструктивные особенности должны быть такими, чтобы обеспечить возможность развертывания ВОКВ ручным способом. ВОКВМ представляют собой набор из нескольких (от 2 до 8) отрезков ОК длиной 800–1000 метров каждый. Они отличаются способом соединения отрезков ОК и способом подключения вставки к поврежденному ОК. Соединение может быть сделано сваркой оптических волокон или механическими соединителями (рис. 2), или с помощью оптических разъемов (рис. 3).

Рис. 2. ВОКВМ с использованием механических соединителей.

Рис. 3. ВОКВМ с использованием оптических разъемов.

Примером ВОКВМ второго типа можно назвать аварийный транспортируемый комплект АТКК производства «ССД», основные элементы которого показаны на рис. 4.

Рис. 4. АТКК: кабельная секция (КС) и устройство защиты мест соединения (УЗМС).

АТКК представляет собой последовательное соединение четырёх функционально независимых кабельных секций (КС), каждая с ОК длиной 500 м, размещенном на специальном барабане. ОК с каждой стороны заделан в стыковочный узел (СУ) и претерминирован 16-ю оптическими разъёмами FC/SPC, в транспортном положении находящимися в защитной гофротрубе. В рабочем положении ОК кабельных секций соединяется с помощью стыковочных узлов. Соединение осуществляется в УЗМС на монтажной патч-панели непосредственно в оптических розетках. УЗМС при необходимости может размещаться на барабанах кабельных секций.

Подключение аварийного ОК к ремонтному ОК АТКК проводится с помощью устройств подключения, представляющих собой оптическую муфту типа FOSC 400 A4 с входящим в неё отрезком ремонтного ОК, претеминированного стыковочным узлом. Соединение оптических волокон аварийного кабеля с волокнами ремонтного кабеля осуществляется непосредственно в муфте FOSC 400 A4, при помощи механических соединителей типа «Fibrlok», расположенных в кассетах муфты. Каждая кассета рассчитана на 8 соединений.

Необходимая длина временной ремонтной линии набирается последовательным соединением кабельных секций АТКК, для чего после развертывания ОК каждой кабельной секции АТКК стыковочный узел одной стороны ОК присоединяются к оптическим розеткам УЗМС данной кабельной секции, а стыковочный узел другой стороны ОК — к оптическим розеткам УЗМС последующей кабельной секции.

Восстановление ВОЛС по временной схеме

Независимо от способа прокладки кабеля ВОЛС, при ее восстановлении проводится ряд организационно-технических мероприятий:

• определение поврежденного ЭКУ ВОЛС,
• сбор и выезд на поврежденный участок аварийно-восстановительных бригад,
• определение и уточнение места повреждения ОК,
• подготовка поврежденного ОК к монтажу ВОКВ (отрывка котлованов в местах повреж­дения ОК, размещения муфт, снятие ОК с опор, разделка концов ОК),
• развертывание ВОКВ (прокладка ОК, закрепление, подвеска, соединение элементов многоэлементных ВОКВ),
• монтаж ВОКВ (соединение волокон кабеля ВОКВ с волокнами линейного ОК в муфтах),
• контрольные измерения оптических параметров ВОКВ и регенерационного участка в процессе организации ВОКВ,
• организация охраны ВОКВ.

Схема использования ВОКВ для восстановления ВОЛС с подвешенным на опорах ОК показана на рис. 5

Рис. 5. Схема восстановления ВОЛС с использованием ВОКВ.

Восстановление ВОЛС по постоянной схеме

Восстановление поврежденной ВОЛС по постоянной схеме проводится после реализации временной схемы восстановления и в случаях видимого локального одиночного повреждения ОК, когда норматив времени восстановления ВОЛС может быть обеспечен без организации временной схемы восстановления, но с помощью постоянной оптической кабельной вставки (ПОКВ).

Для надежной работы ВОЛС необходимо, чтобы тип и количеств ОВ кабеля ПОКВ было таким же, как у восстанавливаемой ВОЛС. Перед прокладкой кабеля строительная длина ОК, используемая для ПОКВ, должна пройти входной контроль.

Выбор места включения ПОКВ зависит от характера и условий повреждения ОК, при этом возможны следующие варианты включения ПОКВ:

• путем врезки ПОКВ в строительную длину линейного ОК, при этом общее количество муфт увеличивается на две (рис. 6):

Рис. 6. Вариант включения ПОКВ путем его врезки в строительную длину линейного ОК.

• путем врезки ПОКВ на стыке строительных длин ОК, при этом общее количество муфт увеличивается на одну (рис. 7):

Рис. 7. Вариант включения ПОКВ путем его врезки на стыке строительных длин ОК.

• путем замены всей строительной длины ОК, при этом общее количество муфт не увели­чивается (рис. 8):

Рис. 8. Вариант включения ПОКВ путем замены им всей строительной длины ОК.

Перед монтажом ПОКВ проводятся следующие работы:

1. Прокладка ПОКВ в отрытую траншею кабелеукладчиком в КК или с помощью подвеса.
2. Подготовка мест размещения муфт и запаса ОК.
3. Разделка и ввод концов ОК в оптические муфты.

Монтаж ПОКВ с линейным ОК осуществляется путем сварки ОВ в муфтах двумя бригадами параллельно. Перед началом работ обеспечивается служебная связь. После сварки волокон производятся контрольные измерения затухания рефлектометром, муфты герметизируются, паспортизуются, и восстановленная ВОЛС сдается в эксплуатацию.

Команда ВОЛС.Эксперт проводит техническую экспертизу на объектах заказчика, например, для решения спорных моментов между заказчиком и подрядной организацией.