База знаний, Оптический кабель, Статьи

Биологическая защита оптических кабелей

10 декабря 2020

Нужно ли защищать оптический кабель от грызунов и прочих вредителей? Каждый заказчик решает сам. Необходимость защиты от грызунов не полностью определяется способом прокладки. Ещё важна степень активности вредителей в конкретном регионе и районе. В каких-то районах может быть более экономически оправдано использование небронированных кабелей в кабельной канализации и проведение ремонтов пару раз в год, чем массовое использование более дорогих бронированных кабелей.

Часто активность грызунов в городах высокая и повсеместная, поэтому крупные операторы связи в РФ в настоящее время приняли за стандарт использование бронированного кабеля для прокладки в кабельную канализацию.

Крысы наносят значительные повреждения коммуникациям именно тогда, когда кабели оказываются в непосредственной близости от их мест гнездования. В этом случае грызунам фактически не приходится покидать место обитания.

Грызуны имеют потребность в стачивании резцов, потому что они непрерывно растут в течение всей жизни. Не подточенные резцы угрожают затруднением и невозможностью питания. Вот они и начинают грызть всё что подвернется под руку с твердостью меньше, чем твердость зубов.

Помимо этого, кабельные каналы — это прекрасные коридоры для их миграции. Городская кабельная канализация со своим микроклиматом является излюбленным местом обитания крыс и мышей. Она позволяет мигрировать грызунам под проезжей частью в пределах целого города.

Наиболее часто встречаются повреждения кабелей в подземных кабельных сооружениях, но повреждения в надземных кабельных сооружениях также не исключены. Внутри зданий наиболее вероятны повреждения в технических помещениях, подвалах, чердаках и централизованных кабельных каналах.

Оптический кабель является более привлекательным для грызунов по сравнению с силовыми кабелями из-за небольших размеров. Кабель малого радиуса намного проще укусить.

Самонесущие кабели также часто являются объектом атаки различной живности.

Повреждение самонесущих кабелей грызунами

В среднем в статистике повреждений оптических кабелей грызуны занимают 4–5%. Местами повреждения кабелей «по причине дикой природы» достигает доли 20%.

В отдельных районах США повреждения по причине грызунов достигают 17%. Там головная боль — белки.

Как говорится в одной из американских презентаций, посвященных этой проблеме, «Человек создал кабель, бог создал белку. Божьи создания побеждают». Мы ещё вернемся к этим философским тезисам.

В 2011 году в штате Нью-Йорк специалистам одной известной телеком компании пришлось заменить 87 миль (140 км) кабеля из-за белок. «Наши ребята уже подозревают производителей кабеля в использовании арахисового масла при изготовлении внешних оболочек кабеля».

Несколько лет назад крысы оставили без связи клиентов известной международной медиа-компании в обширных районах Шотландии.

В южной Европе, на ближнем востоке и на Кавказе одной из причин повреждения кабелей является Сирийский дятел, которого долго не могли вычислить.

В Японии против телекоммуникаций выступают белки-летяги.

Крупнейшая телеком компания Японии приводит следующие цифры за 2010-2012 года: 19% всех повреждений по причине дикой природы. Эти 19% в свою очередь раскладываются на составляющие: 54% насекомые (термиты), 35% грызуны, 8% птицы, 3% другие.

Термиты являются большой проблемой в жарких странах, часто в технических требованиях попадается пункт «кабель должен быть защищен от воздействия термитов».

В Гренландии в борьбу с кабелем внезапно вступил песец (arctic fox).

В Азии цикады имеют обыкновение закладывать личинки внутрь мертвых деревьев и, по их мнению, оптически кабель вполне себе годится на роль мертвого дерева.

В Малайзии обезьяны воздействуют на кабель, как зубами, так и собственным весом, вызывая обрыв.

В наших широтах также случаются повреждения кабелей одним видом приматов, правда обычно эти повреждения относят к статье «вандализм».

В Европе за большую часть повреждений ответственны крысы. Наиболее распространены два основных вида — серые и черные крысы.

Серые крысы наиболее крупные и коренастые из распространенных видов, достигают размеров небольшой кошки. Способны на большие разрушения, но при испытаниях ведут себя спокойнее. Ареал их расселения просто огромен. Интересно что в крупных городах их численность превышает численность людей. В Великобритании по состоянию на 2003 год популяция серых крыс оценивалась в 60 млн особей.

Черные крысы менее распространены по причине притеснения со стороны серых крыс. Они меньше размерами. Прослеживается их распространение от крупных портов. Крыса-мореплаватель, в своё время разнёсшая черную смерть по всему цивилизованному миру. Интересно, что черные крысы расселились по Индийскому океану так давно, что различные подвиды имеют разное количество хромосом (38 хромосом у океанийской крысы, 42 у маврикийской). Ведет себя наиболее агрессивно при испытаниях, но менее разрушительно.

Существует два метода оценки степени защиты оптоволоконных кабелей от грызунов, которые позволяют оценить степень защиты от грызунов — метод принуждения и метод свободного предъявления.

Метод свободного предъявления. Метод подразумевает помещение образцов кабеля в клетку к грызунам, которых переводят на 50% рацион. В условиях диеты грызуны становятся склонными к исследованиям, они начинают пробовать кабель, проверяя его на пригодность употребления в пищу.  В общем случае незащищенный кабель оказывается очень даже вкусным, потому что образцы полностью повреждаются за 2–4 дня. Метод позволяет оценить насколько кабель может быть привлекателен для грызунов, испытывают ли грызуны дискомфорт при взаимодействии с защитными покровами кабеля, позволяет оценить даже небольшую степень защиты.

Второй метод — «Метод принуждения» (ГОСТ 9.057- 75). Есть две клетки — в одной голодные грызуны, во второй еда, соединены клетки небольшим коридором, в котором расположен кабель. Чтобы добраться до еды, нужно пройти через кабель. Тут уже речь не идёт о дискомфорте и предпочтениях, вопрос стоит так — «могут ли грызуны физически повредить кабель?», потому что пытаться повредить они точно будут. Это испытание проходят только кабели, что называется со 100% защитой от грызунов, то есть они просто не в состоянии нарушить работоспособность кабеля.

Таким образом можно разделить кабели по защищенности от грызунов на абсолютно защищенные, которые проходят оба испытания и умеренно защищенные, которые проходят только испытание по методу свободного предъявления.

Уровень защиты указывается как высокоэффективный. Механизм работы такой: грызун повреждает наружную оболочку, кусает нити, стекловолокна ломаются и начинают колоть пасть грызуна, боль и дискомфорт, кабель признается непригодным в пищу. Но во многом степень защиты будет зависеть от количества нитей. Например, хорошей степенью защиты будет обладать кабель ДПТс/ДОТс, толщина слоя нитей в них от 0,25 до 1 мм в зависимости от МДРН, распределены они по всему периметру конструкции. Чем больше нитей, тем лучше. А если ещё есть внутренняя оболочка, то вероятность повреждения уменьшается, потому что дополнительный барьер — это дополнительное время, в течение которого грызун может утратить вредительский энтузиазм.

Стеклонити

Стеклонити — наиболее популярный способ защиты канализационных кабелей от грызунов в Европе. Стеклонити положительно проходят испытание на свободное предъявление, но при испытании с принуждением повреждаются полностью.

Плюсы стеклонитей:

  • Кабель получается лёгкий и более гибкий по сравнению с бронированными кабелями;
  • Диэлектрический — нет необходимости выполнять заземление, снижение трудоёмкости монтажа. Решение более безопасное, исключены случайные наведения токов и короткие замыкания на металлические элементы;
  • Конструкции недорогие.

Из минусов:

  • Стеклонити защищают, как от грызунов, так и от рук монтажников. Удалять стеклонити нужно защищенными руками, чтобы не было раздражения и зуда. Это не такой уж минус, скорее особенность, которую нужно учитывать.

Стеклонити относятся к умеренной защите, которую при желании грызуны через боль преодолеть смогут.

Арамидные нити

Продольно наложенные арамидные нити не обеспечивают значительного барьера для грызунов. Если нити плотно сплетены в пряди вокруг кабеля, то некоторый физический барьер они обеспечат, но защита будет далеко не 100%.

Наружная оболочка

Используемые для производства оптических кабелей полимерные оболочки не являются непроходимым барьером для грызунов, их повреждение — это вопрос времени. Чем толще и твёрже оболочка, тем больше времени потребуется для её сквозного повреждения.

Градация по твердости материалов, используемых для оболочек кабелей следующая (от меньшего к большему):

  • ПВХ-пластикат для оболочек, например нг(А)-LS;
  • полиэтилен низкой плотности;
  • полиэтилен средней плотности;
  • полиэтилен высокой плотности;
  • полипропилен;
  • полиамид 12.

И вот последние два материала уже закладывают в кабели как самостоятельные защитные покровы для обеспечения высокой стойкости к грызунам. Причем такая оболочка даже при толщине 0,5 мм обеспечивает хороший уровень защиты по опыту применения в северной Европе.

Иногда даже встречается комбинация из полимерных оболочек: полиэтиленовая оболочка толщиной 1,5 мм и полиамидная оболочка 0,5 мм.

Также важное значение имеет наружный диаметр кабеля. Чем он больше, тем крысам труднее укусить кабель из-за его большого радиуса. Поэтому считается, что если кабель поместить в трубу, пусть даже из такого же материала, что и оболочка кабеля, то он будет более защищен от воздействия грызунов. Ранее предполагалось, что трубы диаметром 40 мм и более грызуны повредить не в состоянии, но как позже выяснилось вероятность повреждения, хоть и ниже, но всё-таки есть.

Плюсы защиты твердой оболочкой:

  • Кабель диэлектрический;
  • Лёгкий;
  • Компактный;
  • Уменьшена вероятность сквозного повреждения оболочки.

Из минусов — защита не является 100%.

Стальная ленточная броня

Твёрдость значительно выше твёрдости зубов грызунов, поэтому они не в состоянии прогрызть ленточную броню. Гофрированная стальная броня используется в мире, как для канализационных кабелей, так и для прокладки непосредственно в грунт (где типы грунтов позволяют) и даже при подвесе на опорах для защиты от белок, цикад и птиц.

Помните? «Человек создал кабель, бог создал белку. Божьи создания побеждают». Есть продолжение: «Тогда человек создал бронированный кабель. Но бог создал молнию, которая сожгла кабель. Создания бога всегда побеждают».

Плюсы гофрированной ленты:

  • 100% защита;
  • Конструкция недорогая.

Из минусов:

  • Риск воздействия молнии и других электромагнитных влияний;
  • Нужно заземлять в целях безопасности;
  • Кабель тяжелее диэлектрических аналогов.

Броня из стальных проволок

Проволоки на 100% защищают кабель от воздействия грызунов, если они покрывают весь периметр конструкции. Если между проволоками будут значительные зазоры, то есть риск того, что мелкие термиты и другие насекомые смогут проникнуть к сердечнику.

Отмечается, что были зафиксированы интересные случаи: особо упрямые грызуны после повреждения оболочки на значительной длине, начинали вытягивать отдельные проволоки, таким образом нарушая целостность барьера и обходя защиту (вот же ж хитрые создания!). Но происходило это только в исключительных случаях, статистика подобных инцидентов слишком мала, чтобы делать из-за этого какие-то оговорки в спецификациях, и по всей вероятности, проволоки были очень тонкие.

Плюсы проволочной брони:

  • 100% защита от грызунов;
  • Хорошие механические свойства.

Минусы:

  • Большой вес и габариты;
  • Ухудшение гибкости;
  • Риск воздействия молнии и других электромагнитных влияний;
  • Нужно заземлять.

Проблема гибкости решается плетением прядей из тонких проволок (Metal Braid).

Стеклопластик

Стеклопластик, как и металлическая броня подтвердил свою 100% защиту от грызунов многократными испытаниями различных производителей. Необходимость обеспечения небольших зазоров тут такая же, как и у проволок.

Плюсы:

  • Кабель лёгкий, благодаря чему его можно использовать в качестве подвесного;
  • 100% защита от грызунов;
  • Хорошие механические свойства;
  • Кабель диэлектрический.

Минусы:

  • Кабель получается в диаметре больше, чем кабель на стальных проволоках;
  • Высокая стоимость.

Если возвращаться к истории созданий бога и человека, то кабель, бронированный стеклопластиком — это хороший ответ белкам и молниям.

Репеллент

Репеллентом называют вещества отпугивающие какую-нибудь живность. Это могут быть вещества по запаху идентичные моче хищников, вещества с другими неприятными для грызунов запахами, от которых мышки спасаются бегством. Острые вещества, вызывающие боль на вкусовых рецепторах. Или вообще смертельный яд.

По данным испытаний кабель с репеллентом в оболочке повреждается на 60-70% меньше. При испытаниях методом свободного предъявления обычных кабелей и кабелей с репеллентом произошло следующее: в первые четыре дня крысы съели кабель без репеллента, кабель с репеллентом они не ели в течение 10 дней испытания, только слегка надкусали.

Но загвоздка в том, что добавление репеллента серьезно удорожает кабель и он становится дороже бронированного.

Средний канализационный кабель с репеллентом получается в два раза дороже такого же без.

Плюсы использования репеллента:

  • Уменьшена вероятность сквозного повреждения оболочки;
  • Лёгкость кабеля;
  • Защита от грызунов не увеличивает диаметр кабеля.

Минусы:

  • Очень высокая стоимость;
  • Трудность оценки длительности действия;
  • Защита не является 100%.

Заключение

Наиболее эффективным и консервативным способом защиты кабеля от грызунов является броня. При наличии брони мы можем гарантировать отсутствие повреждений сердечника, повреждена может быть только наружная оболочка.

Стеклонити и твёрдые оболочки (PA, PP) — эффективные способы, но не гарантирующие полное отсутствие повреждений от грызунов.

Репелленты — высокая стоимость и отсутствие гарантии работоспособности в течение всего срока службы кабеля, хотя некоторый эффект при лабораторных испытаниях показан.

В случае низкой активности грызунов и отсутствии негативной статистики вполне могут использоваться кабели, не защищенные от грызунов. Также небронированные кабели могут быть защищены внешними элементами — кабельными каналами и трубами.

Валерий Бабарыкин,
Руководитель отдела технической компетенции завода Инкаб

Комментарии
0 комментариев
Inline Feedbacks
View all comments

Подпишитесь на рассылку ВОЛС.Эксперт

Самое важное и интересное в сфере оптоволоконных линий связи

Спасибо за подписку!