Модернизация участка Матак-Каркаралы

Рисунок 3.2- Оптическая соединительная муфта производства FUJIKURA



Рисунок 3.3 -Оптическая муфта фирмы KRONE

Измерение потерь в оптических волокнах и кабелях в настоящее время осуществляют одним из двух способов.

Первый -- двухточечный метод измерения, который подразделяется на три разновидности -- метод обламывания, безобрывный и метод калиброванного рассеяния.

Из них наибольшее распространение получил безобрывный как метод неразрушающего измерения. При измерении затухания ОВ или ОК входной торец тестируемого ОВ разделывают в оптический разъем. К этому разъему подключают эталонный излучатель со стабилизированной оптической мощностью и длиной волны. К выходному торцу ОВ, также разделанному в ОР, подключают калиброванный измеритель оптической мощности. Поскольку значение мощности излучения эталонного источника известно -- Р_э, то, считая потери в ОР пренебрежимо малыми, можно считать, что Р_э = Р_вх. Измеренное значение выходной мощности -- Р_ВЬ1Х. Затухание ОВ или ОК определяют из соотношения:

дБ

Приборы, которыми производят такие измерения, являются составными частями оптического тестера. Оптические тестеры выпускаются в двух вариантах:

- 1-й вариант -- эталонный излучатель и измеритель оптической мощности размещены в одном корпусе (например, AQ215, фирма ANDO, Япония);

- 2-й вариант -- эталонный излучатель и измеритель оптической мощности выпускаются в разных корпусах, как два отдельных прибора (модели К2702, К2503, К2505 SIEMENS и приборы серии АЛМАЗ, предприятие ЛОНИИР, Россия и FOD, Россия).

Измерители мощности в этих комплектах имеют две калибровки -- в единицах мощности (мВт и мВт) и в дБм (дБм -- уровень мощности в дБ относительно величины Ропт=1 мВт).

На практике удобнее пользоваться 2-й калибровкой. При этом измеряют уровень мощности на выходе излучателя в дБм, потом -- уровень мощности на выходе ОВ или ОК. Вычитая второе показание из первого, получают искомый результат.

Описанный метод измерения отличается высокой точностью. Его основной недостаток -- необходимость доступа к обоим концам ОК, что часто бывает неудобным при линейных измерениях.

В настоящее время наибольшее распространение получил рефлектометрический метод измерения затухания, основанный на измерении той части рэлеевского рассеяния в ОВ, которое распространяется в обратном направлении (назад). Для этого в волокно вводится периодическая последовательность оптических импульсов длительностью и периодом следования Т_и. При этом ко входному торцу ОВ будут возвращаться импульсы в каждый момент времени. Эти импульсы отстают во времени от входного (опорного импульса), отраженного от плоскости входного торца на период, равный времени двойного пробега импульса -- в прямом и обратном направлениях. Если по оси абсцисс откладывать время (начиная с t = 0 для опорного импульса), а по оси ординат -- усредненные значения амплитуд этих импульсов для каждого значения времени, то получится так называемая рефлектограмма.

Если коэффициент затухания и коэффициент обратного рассеяния при заданной А для тестируемого волокна постоянны по его длине, то кривая (рефлектограмма) убывает от начала ОВ по экспоненциальному закону. Рассеяние -- процесс статистический. Поэтому значение амплитуды импульса (ординаты) для одного и того же значения оси времени (расстояния) будет иметь некоторый разброс при каждом отсчете (при периодическом повторении зондирующих импульсов). Благодаря статистическому усреднению большого числа отсчетов удается получить чистую линию (экспоненту) зависимости затухания от длины ОВ. Однако экспоненциальной кривой пользоваться неудобно и сложно. Поэтому после усреднения каждый отсчет подвергается операции логарифмирования, в результате чего экспонента (спадающая) превращается в наклонную прямую. При этом отсчеты по оси ординат градуируются в децибелах. В том случае, когда коэффициенты затухания и обратного рэлеевского рассеяния имеют резкие локальные изменения, что свидетельствует о наличии в ОВ локальных неоднородностей, на рефлектограмме они проявляются в виде ступенек или импульсов. На рисунке 3.4 представлен пример рефлектограммы одномодового оптического волокна длиной 18,84 км.

Рисунок 3.4- Рефлектограмма ОВ длиной 18,84 км

Одно из достоинств рефлектометрического метода измерения состоит в том, что для этого достаточно иметь доступ к одному концу ОВ. Кроме того, с помощью рефлектометра можно определить расстояние до локальных неоднородностей, длину трассы, распределение неоднородностей по длине ОВ.

Современные рефлектометры производятся рядом ведущих фирм мир: ANDO (Япония), HEWLETT PACKARD, WAVETEK WANDEL &JGOLTERMANN, ИИТ г. Минск, Беларусь и др. На рисунке 3.5 представлен общий вид рефлектометра производства ANDO.

Рисунок 3.5- Рефлектометр фирмы Anritsu (ANDO)

Контроль за состоянием ОК в реальной линии ВОСП методом бриллюэновской рефлектометрии.

При мощности оптического излучения с шириной оптического спектра порядка нескольких сот МГц в сердечнике волокна начинает весьма интенсивно проявляться т. н. бриллюэновское рассеяние. В результате этого возбуждается гиперзвуковая волна -- акустические фононы. Там же говорилось, что собственно бриллюэновский частотный сдвиг составляет величину ~13 ГГц (для кварца) при ширине спектральной линии до 50 МГц. Однако, вследствие эффекта Допплера, возникающего при излучении колебаний движущимся источником, этот спектр претерпевает уширение, величина которого пропорциональна скорости движения. Акустические фононы в кварце движутся со скоростью примерно 5 км/с при нормальном состоянии кварца. При изменении плотности вещества (например, при сжатии или растяжении ОВ) его плотность изменяется. Вследствие того изменяется скорость движения акустических фононов, на которых происходит рассеяние оптического излучения, а стало быть, изменяется и степень уширения оптического спектра бриллюэновского рассеяния. Этот фактор позволяет использовать его для контроля состояния оптического волокна и ОК в действующей ВОЛС. Для реализации этого метода японской компанией AN DC был разработан бриллюэновский рефлектометр типа AQ8602. Функциональная схема прибора представлена на рисунке 3.6.

1 -- полупроводниковый лазер; 3 -- оптический элемент, сдвигающий оптическую частоту; 2, 4, 5 -- оптические ответвители; 6 -- анализатор спектра

Рисунок 3.6 -Функциональная схема бриллюэновского рефлектометра

Излучение лазера (1) на длине волны = 1550 нм с = 50 МГц через оптический ответвитель (2) вводится в оптический элемент (3), осуществляющего сдвиг оптической несущей на несколько сот МГц (= 300--500 МГц). В этом же элементе (3) происходит импульсная модуляция излучения по интенсивности. С выхода этого элемента (3) оптические импульсы через оптический ответвитель (4) вводятся в тестируемое оптическое волокно (ОВ). Обратное излучение -- рэлеевское и бриллюэновское рассеяния, выходящие через входной торец ОВ, вводится в ответвитель (4), со второго выхода которого сигнал СВР поступает на один из входов ответвителя (5). На второй вход этого элемента (5) со второго выхода элемента (2) поступает опорный оптический сигнал ОС. С выхода элемента (5) сумма сигналов СВР и ОС подается на вход анализатора (6), происходят биения, в результате которых выделяется разностная частота. Объединение анализатора оптического спектра с рефлектометром позволяет одновременно с рефлектограммой регистрировать и натяжение (или сжатие) волокна. Например, если смещение частоты в элементе (3) соответствует бриллюэновскому сдвигу частоты в волокне без внешних воздействий, то на дисплее прибора будет зафиксирована обычная рефлектограмма. При внешнем воздействии на волокно (например, растяжении) на расстояние L_B от входного торца на рефлектограмме будет провал в той ее части, которая соответствует L_B (при сжатии это может быть не провал, а, наоборот, подъем). Прибор вообще может быть настроен так, что при растяжении ОВ на рефлектограмме вместо провала появляется подъем. Такой случай приведен, например, на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7- Подъем на рефлектограмме

При этом измерении волокно подвергалось растяжению на участке длиной 15 м. В состав прибора входит специализированный компьютер с соответствующим программным обеспечением. Это дает возможность фиксировать в памяти компьютера распределение механических напряжений волокна по всей его длине. Полная диаграмма этих напряжений воспроизводится по следующему алгоритму: производятся измерения набора рефлектограмм при различных сдвигах частоты ; определяются положения максимумов кривых рассеяния для различных длин ОВ. Эти максимумы соответствуют бриллюэновскому сдвигу . В программе предусмотрена функция расчета степени натяжения ОВ по сдвигу частоты -. Величина этого сдвига зависит не только от механических воздействий, но и от показателя преломления сердечника ОВ, а также от температуры. Эти данные вводятся в компьютер заранее. Обычно величина частотного сдвига равна 500 МГц на один процент удлинения волокна. С помощью бриллюэновского рефлектометра можно производить не только контроль качества оптических кабелей при разбраковке его в процессе поставок, но и контролировать весь пассивный участок (ЭКУ) ВОЛС во время ее эксплуатации или после монтажа линии и тем самым выявлять те участки, которые имеют пониженную надежность. На рисунке 3.8 представлена рефлектограмма ЭКУ длиной 179 км, на которой виден напряженный участок ОВ с напряжением, превышающим 0,4% [17].

Бриллюэновский рефлектометр -- весьма сложный и дорогой прибор, требующий от обслуживающего персонала очень высокой квалификации. Стоимость прибора на порядок превышает стоимость обычного рефлектометра. Тем не менее в ряде случаев его применение может быть экономически полностью оправданным.

Рисунок 3.8- Рефлекгограмма элементарного кабельного участка (ЭКУ) длиной 179 км, измеренная с помощью бриллюэновского рефлектометра

Измерения хроматической дисперсии. Для современных магистральных (зоновых) ВОСП основным фактором, ограничивающим длину регенерационного участка, является не затухание, а вносимая оптическим кабелем хроматическая дисперсия. Энергетические потери оптического сигнала при его распространении в ОК компенсируются путем использования промежуточных оптических усилителей. В процессе распространения оптических импульсов вследствие хроматической дисперсии они увеличиваются по длительности. Если длительность оптических импульсов становится большей, чем длительность тактового интервала цифровых сигналов, начинают возникать ошибки при передаче информации.

Для систем передачи со скоростью СТМ-16 с длительностью тактового интервала = 400 нс расширение оптических импульсов выше этой величины начинается при длине участка более 235 км для волокна G .652 и 800 нм -- для ОВ G.655 при прямой модуляции излучения током накачки лазера. Для СТМ-64 (10 Гбит/с) -- соответственно 36 км G.652 и 125 км G.655 (для этой скорости передачи = 100 пс). Для увеличения длины регенерационного участка требуется применение компенсации хроматической дисперсии, что влечет за собой необходимость увеличения коэффициента усиления оптических усилителей, поскольку компенсаторы дисперсии вносят большое затухание. Увеличение количества оптических усилителей кроме наращивания шумов приводит также и к дополнительной хроматической дисперсии. Из сказанного очевидна необходимость измерения хроматической дисперсии оптических импульсов в оптическом тракте ВОСП.

В настоящее время, в соответствии с Рек. МСЭ-Т G.650, используется три метода измерений хроматической дисперсии.

В настоящее время приборы для измерения хроматической дисперсии производятся следующими фирмами, параметры и типы этих приборов приведены в таблице 1 [П.Д.].

Поляризованная модовая дисперсия (PMD).Для измерения величины PMD существует несколько методов: 1) метод преобразования Фурье; 2) метод сканирования длины волны; 3) метод анализа параметров Стокса; 4) метод анализа сферы Пуанкаре; 5) метод анализа с помощью матрицы Джонса. Такое количество методов измерения PMD вызвано тем, что необходимость измерения возникла сравнительно недавно, в связи с быстрым увеличением скорости и дальности передачи информации. Этим же объясняется и то, что на сегодняшний день приборов для измерения PMD почти нет.

Первой фирмой, начавшей производство оборудования для измерения PMD, является HEWLETT PACKARD -- она разработала и выпустила на рынок прибор НР8509В. Аппарат с аналогичными функциями -- AQ6330 выпустила и фирма AN DO.

Работа этих приборов основана на двух методах -- волновом сканировании и анализе матриц Джонса. Результаты измерений отображаются на дисплее прибора в виде кривых зависимостей PMD .

Соединение строительных длин оптических кабелей. Строительная длина оптических кабелей для наземных ВОСП обычно лежит в пределах 3--6 км. (для подводных, особенно для морских и океанских, -- до 25 км). Соединение этих длин производится с помощью специальных приспособлений--оптических соединительных муфт (см. рисунки 3.2 и 3.3). Для этого концы оптических кабелей, которые предназначены для соединения (сращивания), освобождаются от защитных оболочек и армирующих элементов на длине до 0,5 метра. Освобожденные оптические волокна тщательно очищаются путем промывания с использованием специальных растворов и салфеток. При этом должен быть обязательно удален гидрофобный заполнитель с поверхности оптических волокон. Для проведения этих операций выпускается набор специальных инструментов (см. рисунок 3.8).

Рисунок 3.8-Набор инструментов для монтажа оптического кабеля

Ниже приведен перечень всех необходимых инструментов, приспособлений и материалов, необходимых для проведения операций сращивания оптических кабелей и закрепления их концов в соединительной муфте.

На рисунке 3.9 показаны инструменты для разделки оптического кабеля: снятия внешней защитной оболочки, снятия оболочек модулей, обрезки кевларовых нитей. С помощью этих инструментов снимается защитная оболочка волокна, после чего с помощью скалывателя показанного на рисунке 3.10, делается скол волокна для получения плоского торца, перпендикулярного оси волокна.



Рисунок 3.9- Инструменты для разделки оптического кабеля

Рисунок 3.10- Скалыватель оптических волокон Fjikura CT-02

Защитная оболочка снимается с волокна на длине 15--20 мм. Следующая операция -- на одно из волокон одевается специальная трубка -- термоусаживающаяся гильза с армирующим элементом (обычно это стальной стержень диаметром 1,0--1,5 мм. Диаметр гильзы равен 3--4 мм, длина 30--50 мм (эта операция может быть выполнена и до обработки торцов ОВ).

После этого обработанные концы волокон закрепляются в специальных зажимах сварочного аппарата (рисунок 3.1) и производится их сваривание. В процессе сваривания один из специалистов находится на другом конце строительной длины ОК и контролирует качество сварки с помощью рефлектометра, общаясь с оператором, производящим сварку по специальному оптическому телефону. Этот телефон подключается к оптическому волокну через его боковую поверхность на изгибе. Критерием качества сварки служит величина потерь, вносимых местом сварки. Они должны соответствовать установленным нормам (не более 0,1 дБ). После получения качественной сварки на это место надвигается термоусаживающаяся гильза, после чего она вместе с волокном помещается в специальное нагревательное устройство, входящее в состав сварочного аппарата, и производится термоусадка закрепляющей гильзы. Полученное соединение помещается в специальные пазы в соединительной муфте для закрепления.

4. Охрана труда и техника безопасности

4.1 Анализ возникновения опасных ситуаций

Предприятия и сооружения связи, в отличие от химических, нефтехимических и т.п. предприятий и сооружений, по своему отрицательному воздействию на биосферу, атмосферу и гидросферу условно можно отнести к сравнительно «чистым». Однако современные технические процессы и оборудование, используемое в связи, все же являются источником отрицательного воздействия на окружающую среду и на организм человека.

При эксплуатации оборудования связи на АТС, ЛАЦ человек подвергается таким неблагоприятным для здоровья воздействиям, как шумы, вибрации, ультра- и инфразвуки, электростатическая пыль. На самочувствие человека оказывает влияние также и тепло, выделяемое оборудованием. Так как рабочие помещения АТС, ЛАЦ защищены от проникновения прямых солнечных лучей, то важную роль в обеспечении нормальных рабочих условий играет искусственное освещение. Все выше перечисленные факторы оказывают влияние на производительность труда человека и его здоровье.

Прикосновение к металлической токоведущей части электроустановки, не имеющей соединения с землей и оказавшейся под напряжением вследствие пробоя изоляции, может привести к тяжелой травме или гибели человека. Для предотвращения электрических травм, которые могут быть вызваны прикасанием металлических конструкций или корпусов электрооборудования, оказавшихся под напряжением, вследствие повреждения изоляции, а также для защиты аппаратуры, устраиваются защитные заземления, представляющие собой преднамеренное соединение с землей или с ее эквивалентом металлических частей электроустановок, нормально не находящихся под напряжением.

Пожары на АТС, ЛАЦ представляют собой особую опасность, так как сопряжены с большими материальными потерями. В помещениях АТС, ЛАЦ присутствуют все три основных фактора, необходимых для возникновения пожара: горючие вещества, окислитель, источники зажигания. Горючими компонентами являются: строительные материалы для эстетической отделки помещений, двери, полы, изоляция соединительных кабелей, стоек, шкафов, жидкости для очистки элементов и узлов ЭВМ от загрязнения и др. Кислород, как окислитель процессов горения, имеется в любой точке помещений АТС, ЛАЦ. Источником зажигания на АТС, ЛАЦ могут оказаться электронные схемы ЭВМ, приборы, применяемые для технического обслуживания устройства электропитания, кондиционеры воздуха, где в результате различных нарушений образуются перегретые элементы, электрические искры, способные вызвать загорание горючих материалов. С учетом вышесказанного ниже будут рассмотрены следующие вопросы безопасности жизнедеятельности:

- меры пожарной профилактики и план эвакуации людей в случае пожара;

- расчет избыточного тепла в помещении автозала и выбор числа кондиционеров для установки в помещении автозала и ЛАЦ;

- расчет искусственного освещения.

Для уменьшения случаев производственного травматизма на предприятиях связи проводятся инструктажи. Существуют следующие виды инструктажей:

- вводный инструктаж - проводится при поступлении на работу инженером по технике безопасности по программе, учрежденной руководителем предприятия. Оформляется в контрольном листе, который хранится в личном деле работника;

- первичный инструктаж на рабочем месте - проводится также при поступлении на работу и оформляется в контрольном листе. Для связанных с электрооборудованием в течение 10-12 смен проводится стажировка на рабочем месте;

- повторный инструктаж - проводится раз в полгода

- внеплановый инструктаж - проводится в случае изменения оборудования, если произошел несчастный случай или работник отсутствовал на своем рабочем месте более трех месяцев;

- целевой инструктаж - проводится при выполнении разовых работ с повышенной опасностью или особо опасных.

4.2 Создание оптимальных условий труда оператору

Для подтверждения правильности функционирования систем передачи необходимо выполнять ежедневное тестирование, мониторинг и отладку. Все эти операции проводятся на ЭВМ. Поэтому обеспечение безопасных и здоровых условий труда способствует повышению трудоспособности, уменьшению числа ошибок, снижению усталости в конце рабочего дня.

Деятельность оператора обуславливается значительным числом факторов, связанных с характеристиками рабочей среды, рабочего места и функциональными обязанностями человека.

Рабочая среда в системе человек-машина (СЧМ) - это непосредственно воздействующая на оператора совокупность физических, химических, биологических и информационных факторов, а рабочее место в СЧМ - это пространство, где осуществляется трудовая деятельность, оснащенное средствами отображения информации, органами управления и вспомогательным оборудованием. Работники подвергаются воздействию вредных и опасных факторов производственной среды: электромагнитных полей, радиочастот, статического электричества, шума, недостаточной освещенности и психоэмоциональному напряжению.

В связи с этим во всех производственных помещениях на постоянных рабочих местах параметры микроклимата должны соответствовать требованиям СН «Микроклимат производственных помещений». В залах с работающей вычислительной техникой, на рабочих местах с пультами, при операторских видах работ и т.п. параметры микроклимата должны быть следующими.

В холодные периоды года температура воздуха, скорость его движения и относительная влажность должны соответственно составлять: 14-22 градуса, 0,1 м/с, 40-60%; температура воздуха может колебаться в пределах от 21 до 25 градусов при сохранении остальных параметров микроклимата в указанных выше пределах.

Кондиционирование воздуха должно обеспечивать автоматическое поддержание параметров микроклимата в необходимых пределах в течение всех сезонов года, очистку воздуха от пыли и вредных веществ, создание небольшого избыточного давления в чистых помещениях для исключения поступления неочищенного воздуха. Необходимо также предусмотреть возможность индивидуальной регулировки раздачи воздуха в отдельных помещениях. Температура воздуха, подаваемого в помещения, должна быть не ниже 19 градусов.

Размещение рабочего места и ПЭВМ необходимо произвести следующим образом:

- стол с клавиатурой и дисплеем находится на уровне 750 мм от пола;

- дисплей размещается на столе на расстоянии 450-500 мм от глаз;

- экран дисплея располагается ниже уровня глаз так, чтобы угол между нормалью к центру экрана и горизонтальному уровню глаз составлял около 20 градусов;

- угол наклона клавиатуры составляет 15 градусов;

- необходимые рабочие документы располагаются на расстоянии 450-500 мм слева от оператора, при этом угол между дисплеем и документами в горизонтальной плоскости составляет 30-40 градусов (рисунок 4.1).



Рисунок 4.1 -Правильная организация рабочего места оператора

Рабочее сиденье должно удовлетворять следующим требованиям:

-обеспечение положения тела, при котором нагрузка на мышцы оптимальная и способствует нормальной деятельности оператора;

-создает возможность изменения рабочей позы для снятия напряжения мышц и предупреждения общего утомления (что особенно важно при малоподвижном состоянии оператора);

-обеспечивает свободное перемещение и фиксацию тела относительно рабочей поверхности;

-горизонтальная поверхность и спинка сиденья могут быть плоскими или профилированными. Профилирование характеризуется углами наклона спинки (4-5 градусов в сторону спинки) и плоскости сиденья (10-15 градусов вверх от плоскости сиденья) оптимальным также считается расположение, когда передний край сиденья вдвинут под стол на 100-150 мм.

Благодаря последним достижениям в области вычислительной техники созданы дисплеи, которые оказывают минимальное воздействие на оператора за счет излучения. Поэтому большое внимание следует уделить правильному выбору освещения, которое в большей степени влияет на значительную усталость.

Осветительные установки должны обеспечивать равномерную освещенность с помощью преимущественно отраженного или рассеянного светораспределения; они не должны создавать слепящих бликов на клавиатуре и других частях пульта, а также на экране в направлении глаз оператора. Для исключения бликов отражения на экране от светильников общего освещения, необходимо применять антибликерные сетки, специальные фильтры для экранов, защитные козырьки или располагать источники света параллельно направлению взгляда на экран с обеих сторон. При рядном размещении оборудования не допускается расположение дисплеев экранами друг к другу. Местное освещение обеспечивается светильниками, установленными непосредственно на столешнице стола или на его вертикальной панели, а также вмонтированными в козырек пульта. Если возникает необходимость использования индивидуального светового источника, то он должен иметь возможность ориентации в разных направлениях и быть оснащен устройством для регулирования яркости и защитной решеткой, предохраняющей от ослепления и отражения блеска. Источники света по отношению к рабочему месту следует располагать таким образом, чтобы исключить попадание в глаза прямого света. Защитный угол арматуры у этих источников должен быть не менее 30. Пульсация освещенности используемых люминесцентных ламп не должна превышать 10%. При естественном освещении следует применять средства солнцезащиты, снижающие перепады яркости между естественным светом и свечением экрана. В качестве таких средств можно использовать пленки с металлизированным покрытием или регулируемые жалюзи с вертикальными ламелями. Кроме того, рекомендуется размещение окон с одной стороны рабочих помещений. При этом каждое окно должно иметь светорассеивающие шторы с коэффициентом отражения 0,5-0,7.

Рекомендуемое значение перепада яркости поверхностей дисплея, клавиатуры и документов составляет 1:3, то есть при номинальном значении яркости изображения на экране 50-500 кд/кв.м. освещенность документа 300-500 лк. Отблески или тени на рабочем месте при этом отсутствуют. Коэффициент отражения света от поверхностей непосредственно окружающих рабочее место составляет 0,5. Потолок белый (коэффициент отражения 0,8), пол темнее стен (коэффициент отражения 0,3).

4.3 Расчет освещенности ЛАЦ

Новое оборудование (мультиплексоры) для организации связи по ВОЛС между Петропавловском и Мамлютка устанавливается в существующем ЛАЦ. При сдаче здания 20 лет назад полностью проектированы освещенность, вентиляция и другие необходимые части. В течении длительной эксплуатации не раз подвергались различным изменениям. Поэтому ниже приведены вопросы по освещенности, несет характер проверки соответствия по норме.

Различают систему общего освещения, равномерного или локализованного, и систему комбинированного освещения, состоящего из общего и местного освещения.

Общее равномерное освещение служит для освещения помещения, его части или участка открытой территории при возможно равномерном распределении освещенности по всей освещаемой площади. В этом случае обычно светильники определенного типа и мощности подвешиваются на одинаковой высоте и равномерно распределяются по площади.

Общее локализованное освещение служит для освещения помещения, его части или участка открытой территории при сознательно достигаемой неравномерности распределения освещенности по площади. В этом случае тип, мощность и высота подвеса светильников могут быть разными, а распределение их - неравномерным.

Местное освещение служит только для освещения рабочих поверхностей. Оно может быть стационарным или переносным.

Устройство в помещении одного только местного освещения запрещается. Оно обязательно должно дополняться общим освещением, которое создает освещенность вспомогательных площадей помещения, смягчает тени на рабочем месте и повышает яркость вторичных полей адаптации.

Общее освещение, устраиваемое в системе комбинированного освещения, обычно выполняется как равномерное. Оно должно создавать в зоне расположения рабочих мест и на уровне последних освещенность не менее 10% от нормы комбинированного освещения, причем не менее 30 лк при лампах накаливания и 100 лк - при люминесцентных лампах. Создание освещенностей, превышающих соответственно 100 и 200 лк, не обязательно.

При комбинированном освещении нормы освещенности выше, чем при одном общем. Однако даже с учетом этого комбинированное освещение требует меньшей мощности, чем общее, если только рабочие поверхности имеют ограниченные размеры и расположены не слишком плотно.

Бесперебойная работа освещения всегда желательна, но в некоторых случаях она особо необходима, и тогда, помимо обычного - «рабочего» - освещения, устраивается аварийное освещение. Рабочее и аварийное освещение называются видами освещения. Аварийное освещение различается двух разновидностей:

- аварийное освещение для продолжения работы, служащее для обеспечения при аварийном погасании рабочего освещения условий видения, достаточных для временного продолжения деятельности персонала;

- аварийное освещение для эвакуации, служащее для обеспечения при аварийном погасании рабочего освещения условий видения, достаточных для безопасного выхода людей из помещения.

Аварийное освещение для продолжения работы должно создавать на поверхностях, требующих обслуживания в аварийном режиме, освещенность 5% от значений, установленных для соответствующей работы в нормальном режиме. Это освещение может быть и равномерным, и локализованным, и местным. Аварийное освещение для эвакуации должно создавать по линиям основных проходов освещенность 0,5 лк. Оно выполняется только как общее локализованное или равномерное. Для аварийного освещения следует, как правило, применять те же источники света, что и для рабочего освещения данного помещения.

Уровни освещенности для помещений узлов связи принимают в соответствии с «Инструкцией по проектированию искусственного освещения предприятий связи», а также нормами.

В качестве источников света рекомендуется использовать люминесцентные лампы. Система комбинированного освещения и принимается в основном для помещений ремонта, регулировки, чистки и пайки аппаратуры и приборов, в прочих случаях следует использовать систему общего (равномерного или локализованного) освещения.

Аварийное освещение необходимо для всех основных рабочих мест узлов связи (коммутаторов, стативов, кроссов). Степень надежности силовых и осветительных нагрузок узлов связи определяется схемой электроснабжения предприятий (объекта) в целом. На ЛАЦ питание освещения осуществляется или от вводного щита переменного тока собственных нужд или непосредственно от сетей рабочего и аварийного освещения здания, где размещается ЛАЦ . При наличии на ЛАЦ аккумуляторной батареи (имеющей, как правило, напряжение 60В) осветительные приборы аварийного освещения полностью или частично, в зависимости от емкости батареи, получают питание от нее, причем аварийное освещение, питаемое от батареи, включается при исчезновении напряжения в сети внешних источников переменного тока.

В основных помещениях узлов связи предусматривают розетки на напряжение не свыше 42В для подключения переносного освещения, паяльников, дрелей и 220В - для измерительных приборов, пылесосов и т.д.

Освещение стативов входит в комплект их поставки или должно предусматриваться в проектах электрического освещения. Для этого рекомендуется использовать осветительные приборы концентрированного светораспределения, которые устанавливаются на перекрытии в проходах между стативами или непосредственно на стативах при большом числе кабельных конструкций, экранирующих верхний свет.

Современные электронные оборудования программно-управляемые и занимают малую площадь.

В ЛАЦ устанавливается ПЭВМ для контроля, диагностики и отладки оборудования.

Для освещения помещения с установленными ПЭВМ используются, главным образом, люминесцентные лампы, которые необходимо применять в первую очередь в помещениях с напряженными и точными работами и которые обладают следующими достоинствами:

- высокой световой отдачей (до 75 лм/Вт и более);

- продолжительным сроком службы (до 10 000 часов);

- малой яркостью освещаемой поверхности;

- более экономичны по расходу электроэнергии;

- поверхность трубки лампы мало нагревается (до 40 - 50 градусов).

Расчет освещения выполним по методу коэффициента использования светового потока. Размеры объектов различения находятся в пределах 1-5 мм, разряд зрительной зоны работы определен 4-ой степенью точности, поэтому будет экономична система общего освещения, при которой светильники располагаются в верхней зоне, обеспечивающей равномерную освещенность рабочего помещения площадью 34,72 м² (длина - 6,2 м, ширина - 5,6 м) и высотой 3 м.

Из справочных данных выбираем наиболее подходящий светильник типа ЛПП02 440. Данный светильник имеет следующие технические данные:

- длина 1,294 м;

- ширина 0,245 м;

- высота 0,115 м;

- полностью пылезащищен;

- тип лампы ЛДЦ 40-4.

Для лампы ЛДЦ 40-4 световой поток после 100 часов горения составит:

- номинальный 2100 лм;

- минимальный 1890 лм;

- расчетное значение 1995 лм.

Исходя из расчетного светового потока, определим световой поток, излучаемый светильником:

Ф_св = 4 1995 = 7980 лм.

При расчете по методу коэффициента использования световой поток лампы рассчитывается по формуле:

Ф = (Е_н К_з S z) / (N ) лм (6.4)

где Е_н - нормируемая освещенность, лк.; К_з - коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, запыление и загрязнение светильников в процессе эксплуатации, для помещений операторских залов, освещаемых люминесцентными лампами и при условии чистки светильников не реже двух раз в год К_з = 1,5; S - освещаемая площадь помещения, м² ; z - коэффициент неравномерности освещения, для люминесцентных ламп при расположении светильников в линии z = 1,1; N - число рядов светильников; - коэффициент использования светового потока.

Минимальная норма освещенности при общем искусственном освещении для этого нашего класса помещений равно 300 лк, в соответствии со СНиП II-4-79 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования»; Так как высота помещения не превышает 3 метров, рекомендуется применять потолочное крепление светильников. Тогда высота свеса h_св = 0 и высота рабочей поверхности над полом h_р = 0. Таким образом, по формуле высота подвеса:

h = H - h_св - h_р = 3-0-0 = 3 м.

Расстояние между рядами светильников определяется по формуле:

L = h (м) (6.5)

где - наивыгоднейшее отношение, принимаемое для светильников с кривой света К и люминесцентными лампами, равное 0,6; h - высота подвеса.

L = 0,6 3 = 1,8 м.

Зная расстояние между рядами, рассчитаем число рядов. Учитывая то, что светильники будут располагаться вдоль длинной стороны помещения, число рядов рассчитаем по формуле:

N = B / L (6.6)

где В - ширина помещения, равная 5,6 м.

N = 5,6 / 1,8 3

Принимаем число рядов равным трем.

Для определения коэффициента использования необходимо найти индекс помещения. Индекс помещения i определяется по формуле:

i = (A B) / h (A + B) (6.7)

где А - длина помещения 6,2 м.; В - ширина помещения, 5,6 м.; h - высота подвеса, 3 м.

i = (6,2 5,6) / 3 (6,2 + 5,6) = 34,72 / 35,4 1.

По этому индексу помещения i = 1, находим коэффициенты отражения:

потолка Р_пот = 70%, стен Р_ст = 50%, пола Р_пол = 10% [6], из таблицы 5-13 определяем коэффициент использования светового потока для люминесцентных ламп:

= 38%.

Подставляя полученные в результате вычислений значения в формулу 19 определения светового потока, получаем:

Ф = (300 1,5 34,72 1,1) / (3 0,38) = 17186,4 / 1,14 = 13972,7

Требуемое количество светильников в ряду определим по формуле:

n = Ф_рас / Ф_св

n = 13972,7 / 7980 2 светильника.

Теперь определим длину ряда светильников.

При длине одного светильника типа ЛПП 01 с лампами ЛДЦ 40 с длиной l_св = 1,310 м их общая длина составит:

l_общ = n l_св

l_общ = 2 1,294 = 2,588 м.

Схема расположения светильников показана на рисунке 6.3 !!!!!!

Способы выполнения сетей должны обеспечивать надежность, долговечность, пожарную безопасность, экономичность, индустриальность монтажа, а при скрытых проводках - по возможности заменяемость проводок.

В общественных, административно-бытовых, инженерно-лабораторных и других подобных зданиях, как правило, должна применяться скрытая прокладка проводов.

Для скрытых прокладок групповых осветительных линий в зданиях должны использоваться в основном плоские провода ППВ, ППВС и другие.

Для скрытой прокладки в нашем случае используем провод ППВС (провод с медными жилами, с поливинилхлоридной изоляцией, плоский для скрытой прокладки, с количеством две жилы предельное сечение 0,75-4 мм²) согласно таблице 11-1.

Групповые щитки, от которых начинаются групповые осветительные сети, должно располагаться в помещениях, удобных для обслуживания и, по возможности, с благоприятными условиями.

Если управление освещением производится со щитков, то рекомендуется размещать щитки так, чтобы с места их установки были видны управляемые светильники.

ПУЭ ограничивают предельный ток аппаратов, защищающих групповые линии, значением 25 А. Осветительные щитки выпускаются в основном с автоматическими выключателями.

По таблице 11-17 выбираем щиток защищающего исполнения для утопленной установки ЩО 32-21 с аппаратами защиты и управления на вводе А3114/7, на группах - АЕ-1031-11, количество групп - 6 штук. Размеры щитка 564540155 (мм). По таблице 11-26 выбираем выключатель сдвоенный на ток 10 А, для утопленной установки типа 02900, и по таблице 11-27 штепсельную розетку двухполюсную с заземляющими контактами на 10 А 250 В, защищенную для утопленной установки типа У-210.

Допустимые потери напряжения в осветительной сети определяют, исходя из необходимости, иметь у источников света напряжение не ниже определенных значений.

Для расчета осветительной сети примем в нашем случае величину допустимых потерь напряжения в сети равным U = 2 %.

Расчет сети по потере напряжения производится по формуле:

S = M / (C U) (6.8)

где S - сечение провода, мм²; М - момент нагрузки, кВтм; С - постоянная, зависящая от напряжения, рода тока и проводимости материала проводов. По таблице 12-9 принимаем коэффициент С для медных проводов при двухпроводной сети переменного или постоянного тока напряжением 220 В равным 7,4.

Для групповой сети определяем момент нагрузки, используя нижеприведенную схему:

Момент определяем по формуле:

М = n p [l₀ + (l/2 (n - 1))] (кВтм) (6.9)

где n - количество светильников в ряду; l₀ - расстояние от щитка до первого светильника, м; l - расстояние между креплением светильников, м; p - мощность одного светильника, кВт.

М = 2 0,16 [2,5 + (1,3/2 (2 - 1))]=0,32 3,15 = 1,008 кВт м.

Принимаем сечение провода в соответствии со стандартом 2,5 мм². Производим перерасчет для определения потери напряжения в сети. Из формулы 23:

U = M / (C S)

U = 1,008 / (7,4 2,5) = 1,008 / 18,5 0,06%

Мы получили, что потеря напряжения в сети составит 0,06% при норме 2%.

Таким образом, для выполнения осветительной сети используем медный провод марки ППВ (20,75), для штепсельных розеток используем провод той же марки.

4.4 Расчет избыточного тепла в помещении ЛАЦ

Успешная эксплуатация ЛАЦ может быть обеспечена только при правильном содержании помещения автозала и надлежащем уходе за оборудованием.

ЛАЦ должен быть отделен от других помещений и служб. При монтаже оборудовании станций пол закрывается картоном или фанерой, оборудование распаковывается вне ЛАЦ. Стены и потолки автозала окрашиваются масляной краской с 10%-ной примесью эмали, но без органических растворителей. Пол должен быть ровным, строго горизонтальным, обычно он покрывается линолеумом. ЛАЦи помещения, где находится выносная контрольная аппаратура, максимально изолируется от наружного воздуха и воздействия солнечных лучей.

ЛАЦ и другие производственные помещения должны иметь одну пыленепроницаемую дверь. Перед дверью оборудуется тамбур с порогом высотой 1-2 см. автозал и ЛАЦ должен иметь запасной выход.

Температура воздуха в автозале и ЛАЦ должна поддерживаться в пределах 18-33С при влажности 15-85%.

Воздух в автозале и ЛАЦ должен быть кондиционированным. Отсутствие кондиционирования приводит к ухудшению характеристик электроизоляционных материалов, снижает работоспособность оборудования.

Чистота воздуха а автозале и ЛАЦ и стабильность температурно-влажного режима обеспечивается путем создания в помещении избыточного давления (приток воздуха на 20% больше, чем вытяжка).

В помещениях автоматных залов телефонных станций и ЛАЦ за счет тепловыделений производственного оборудования могут иметь место значительные избытки тепла (разность между тепловыделениями в помещении и теплоотдачей через стены, окна, двери и так далее), удаление которых, прежде всего, должны обеспечивать системы кондиционирования. Кондиционирование воздуха является не только эффективным средством оздоровления условий труда, но и экономически выгодным мероприятием, как при этом повышается производительность труда, снижается утомляемость и заболеваемость работающих.

Количество воздуха L (м ^3//ч), которое необходимо вывести за один час из производственного помещения, чтобы вместе с ним удалить избыток тепла Q изб., определяется по формуле:

L = Q _изб./ C_в (t _ух - t_вх) r _в (4.1)

где Cв - теплоемкость воздуха, ккал/кгград (Cв = 0,24 ккал/кгград); t _yx - температура уходящего из помещения воздуха; t_вх - температура входящего (приточного) в помещение воздуха; r _в - плотность воздуха, кг/ м ³ (r _в = 1,206 кг/ м ³).

В свою очередь, избыточное тепло - это сумма тепла, выделяемого производственным оборудованием, ккал/ч и тепла, выделяемого людьми, ккал/ч

Q_изб. = Q_об. + Q_л (4.2)

Тепло, выделяемое производственным оборудованием, определяется из соотношения:

Q_об. = 860 Р_об. (4.3)

где 860 - тепловой эквивалент 1 кВт/ч электрической энергии; Р_об. - мощность, потребляемая оборудованием, кВт(для нашего случая 0,42 кВт); - коэффициент перехода тепла в помещение (для автоматного зала он составляет 0,45).

Тогда, согласно формуле (4.3), получим:

Q_об. = 860 0,42 0,45= 162,54 ккал/ч.

Число обслуживающего персонала на современных АТС и ЛАЦ мало и значением тепла, выделяемого людьми, можно пренебречь. Тогда согласно специальной формуле находим []:

Q_изб.= Q_об = 162,54 ккал/ч.

Предположим, что t _yx = 25С, следовательно по формуле (4.1) находим:

L = 162,54 / 0,24 (25-20) 1,206 = 112,31 м ^3//ч.

Для обеспечения благоприятного микроклимата в помещении автозала и ЛАЦ разместим кондиционеры фирмы LG.

Бытовой автономный кондиционер оконного типа используется в жилых, служебных и других помещениях площадью до 25 м² с целью создания благоприятных условий для жизнедеятельности человека.

Кондиционер обеспечивает:

- охлаждение воздуха;

-очистку воздуха от пыли;

- вентиляцию;

- удаление влаги из воздуха;

- воздухообмен с окружающей средой.

Габариты кондиционера, мм: 600400585.

Для помещения площадью S = 5,6 6,2 = 34,72 м² потребуется два кондиционера LG (рисунок 4.2). Помещение ЛАЦ и автозала находится в типовом здании Дома связи в центре города Каркаралы.

В настоящем дипломном проекте рассматриваются вопросы по строительству ВОЛС, тогда достаточно показать схему помещения ЛАЦ.



Рисунок 4.2 - Схема размещения кондиционеров в помещении ЛАЦ

4.5 Проверочный расчет заземления

В качестве мер для обеспечения электробезопасности в автозале и ЛАЦ при эксплуатации оборудования в случае прикосновения к металлическим токоведущим частям оборудования оказавшейся под напряжением вследствие пробоя изоляции заземляем оборудование станции.

В качестве естественного заземлителя используем металлическую технологическую конструкцию, частично погруженную в землю, ее расчетное сопротивление растеканию R=49 Ом (водопроводные и другие металлические трубы). Заземлитель предполагается выполнить из вертикальных стержневых электродов длиной l м, диаметром 5-6 мм или угловая сталь 40х40 мм, верхние концы которых соединяются между собой с помощью горизонтального электрода длиной l м - стальной полосы сечением 4х12 мм, уложенной в землю на глубине 0,8 м. Удельные сопротивления земли равны 6 Ом:

р= 140 Ом*м

так как грунт является глинистым, категория грунта 2.

Требуемые сопротивления растеканию заземлителя для станции не должна превышать 2,4 Ом:

=125/I_з (4.10)

где - расчетный ток замыкания на землю равен:

=

Определим требуемые сопротивления искусственного заземлителя:

(4.11)

где - сопротивление растеканию естественного заземлителя, Ом.

Ом

Тип заземли теля выбираем рядным размещенный вдоль здания, где расположена станция и ЛАЦ. При этом вертикальные электроды, размещаемые на расстоянии а=5 м друг от друга.

Уточним параметры заземлителя путем проверочного расчета. Из предварительной схемы видно, что в принятом нами заземлителе суммарная величина горизонтального электрода , а количество вертикальных электродов n=12. Вычисляем расчетное значение сопротивления горизонтальных электродов (суммарное сопротивление) .

Одного вертикального электрода по следующим формулам:

 (4.12)

где , d=0,5*b для полосы шириной b.

Для выбранного электрода t = Ѕ+t o

t = 5/2+0,8=3,3 м

Тогда определяем Rb формуле 4.3

Вычисляем R1 по формуле 4.5

Далее, имея ввиду, что принятый заземлитель расположен в ряд, что

n =12 штук, определяем по таблицам коэффициенты использования заземлителей (9).

Вычисляем расчетные сопротивления группового заземлителя R ом, по формуле:

Rг=

где Rв и Rг - сопротивления растеканию вертикального и горизонтального электродов, Ом; n - число вертикальных электродов.

Эти сопротивления меньше заданного Rи =2,85 Ом; что обеспечиваетбезопасность.

И так проектируемый заземлитель располагается в один ряд состоит из 12 вертикальных стержневых электродов длиной 5 м, а диаметр 5-6 мм. И горизонтального электрода в виде стальной полосы длиной 60 м сечением 4*12 мм, заглубленных в земле на 0,8 м. Заземляющий проводник крепится к аппаратуре надежным болтом соединением, а к заземлителю сваркой.

5. Охрана окружающей среды

5.1 Общие положения

При проектировании строительства и реконструкции кабельных линий связи должны выполняться требования экологической безопасности и охраны здоровья населения, предусматриваться мероприятия по охране природы, рациональному использованию природных ресурсов, оздоровлению окружающей природной среды.

Для исключения и возмещения наносимого ущерба природной среде и возникновения нежелательных экологических воздействий, особенно в наиболее ранимых и опасных регионах (государственные заповедники и национальные природные парки, места миграции ценных животных, нерестилища рыб ценных пород, береговые зоны морей, рек, районы вечной мерзлоты, горная местность с осыпными и камнепадными явлениями и др.), в проектах строительства линейно-кабельных сооружений связи должны предусматриваться природоохранные мероприятия или средства компенсации причиненного ущерба.

В местах отсутствия дорог трассы кабельных линий связи следует, по возможности, размещать на землях несельскохозяйственного назначения или непригодных для сельского хозяйства, а также на землях лесного фонда за счет непокрытых лесом площадей, занятых малоценными насаждениями, с максимальным использованием существующих просек. Для строительства кабельных линий связи допускается предоставление земель более высокого качества. В случаях, когда прокладка кабеля вынужденно предусматривается по пахотным землям, проектом организации строительства необходимо учитывать ограничение времени производства работ на период, необходимый для уборки урожая.

При разработке траншей и котлованов для прокладки по сельскохозяйственным угодьям (пашня, пастбища и др.) и землям лесных хозяйств по согласованию с землепользователями должны предусматриваться мероприятия по рекультивации временно отводимых на период строительства земель и средства на восстановление плодородного слоя почвы. В проектах строительства кабельных переходов через водные преграды должны предусматриваться мероприятия, исключающие возможность загрязнения окружающей среды, а также обеспечивающие сохранение рыбных запасов.

При проектировании предприятий связи и сооружений связи должно предусматриваться экономное использование земли и эффективные средства защиты окружающей среды от загрязнения. Технические решения должны предусматривать снижение загрязненности до допустимого уровня или ликвидации вредных выбросов в атмосферу. Наибольшая концентрация каждого вредного вещества, эмиссируемого предприятием, не должна превышать предельного допустимых концентраций, устанавливаемых нормами [22].

Помимо этого в проекте строительства предприятий и сооружений связи обязательно должны быть включены вопросы, связанные с восстановлением (рекультивацией) земельного участка и приведением его в состояние, пригодное для дальнейшего использования.

Предприятия и сооружения связи являются источником мощного излучения полей радиочастот, поэтому следует отделять от жилой застройки санитарно - защитными зонами, размер которых определяется степенью неблагоприятного воздействия на здоровье и санитарно - гигиенический условия жизни населения.

Таким образом, для решения вопросов при проектировании и сооружении объектов связи для обеспечения охраны окружающей среды следует предусматривать технологические процессы и производственное оборудование, при котором должны отсутствовать или не превышать допустимых значений:

- выделение в воздух помещений, в атмосферу и сточные воды;

- вредных веществ, а также тепа и влаги в рабочие помещения;

- шум, вибрации, ультразвук;

- электромагнитные поля, оптическое и ионизирующее излучение и статические электричество.

При разработке производственных и технологических проектов следует предусмотреть:

- замену вредных веществ и производстве безвредными;

- замену процессов и технологических операций, связанных с возникновением шума, вибрации и других вредных факторов процессами или операциями, при которых отсутствует или уменьшается интенсивности этих факторов;

- замену твердого и жидкого топлива газообразным.

Решение проблем охраны окружающей среды требует тщательного анализа, системного подхода к решению проблемы, то есть изучения всех аспектов в их окружающей среде, но и влияние окружающей среды на человеческое общество.

Кроме общих вопросов соблюдения техники безопасности (правила эксплуатации электроустановок, ведения погрузочно-разгрузочных работ, пожаробезопасности и т. д.) при строительстве и эксплуатации волоконно-оптических систем передачи необходимо соблюдать специфические требования техники безопасности, которые и будут рассмотрены в данной главе.

5.2 Электромагнитная безопасность компьютерных рабочих мест

...