В наши дни волоконно-оптические линии связи (ВОЛС), или оптоволоконные кабели, широко применяются на новых воздушных линиях электропередачи (ЛЭП), где устанавливаются внутри грозозащитного троса, что позволяет эффективно использовать инфраструктуру для организации линий связи. Примечательно, что на существующих ЛЭП, эффективнее использовать полностью диэлектрические кабели связи, которые не подвержены коррозии и имеют низкий вес.

«Для подземной прокладки обычно используют ВОЛС с металлической броней для защиты кабеля от внешних воздействий, однако со временем металлические элементы могут быть подвержены коррозии, существенно увеличивается вес и материалоемкость единицы длины такого кабеля, поэтому с развитием технологий создания углеродных и композитных материалов для подземной прокладки стали применяться полностью диэлектрические кабели», — пояснил заведующий кафедрой НТС МТУСИ, доцент, к.т.н. Олег Колесников.
В ряде исследований отмечается значительное влияние разрядов молнии на сигналы, передаваемые по ВОЛС – считается, что наибольшее воздействие они оказываются на ВОЛС, содержащие в своей конструкции металлические части.
Ученые МТУСИ совместно с коллегами из НИУ «МЭИ» провели ряд экспериментов для изучения влияния разрядов молнии и электромагнитного поля грозового облака на полностью диэлектрические и бронированные ВОЛС, по которым осуществляется передача данных.
Физическое моделирование грозовой активности проводилось в НИУ «МЭИ» с помощью экспериментально-измерительного комплекса «ГРОЗА», дополненного оптическим оборудованием.

Обобщенная схема экспериментально-измерительного комплекса: а) - 1 - генератор заряженного аэрозоля; 2 - заземленные электростатические экраны; 3 - искусственное грозовое облако; 4 - искровой разряд; 5 - стержневой электрод; 6 - волоконно-оптиче­ский кабель; 7 - малоиндуктивные шунты; 8 - цифровой осциллограф; 9 - цифровой фотоаппарат; 1 О - плоская антенна; 11 - лазерный диод; 12 - механический контроллер поляризации; 13 – поляризационный светоделитель; 14 - измеритель мощности на основе фотоприемника Thorlabs Sl56C. б) -фотография искусственной молнии.

«Искусственное грозовое облако постепенно набирает максимальный заряд благодаря зарядке частиц мелкодисперсного пара в поле коронного разряда на выходе из соплового устройства, расположенного в вертикальном электростатическом экране. В экспериментах максимальный потенциал искусственного грозового облака достигал 1,2 МВ. Для инициирования и регистрации искрового разряда между искусственным грозовым облаком и заземленной плоскостью, моделирующего разряд молнии в землю, на плоскости под облаком был установлен стержневой электрод», — рассказала руководитель проекта РНФ № 23-79-10223, в рамках которого выполнялись данные исследования, доцент кафедры ТЭВН НИУ «МЭИ», к.т.н. Ольга Белова.
В результате проведенных исследований было установлено, что ВОЛС даже небольшой длины чувствительны к быстрым изменениям электромагнитного поля, вызванного близкими разрядами из искусственного грозового облака.
«Такие изменения характерны и для бронированных, и для полностью диэлектрических кабелей. Результаты исследований были опубликованы в журнале «Электротехника», 2024, №4», — прокомментировала руководитель пресс-службы МТУСИ Алина Хакимзянова.

Материал: News-w.org / Лана Попкова по материалам пресс-службы
Фото: пресс-служба