Thi công cáp quang treo cột: khoảng cách trụ, độ võng và an toàn

Thi công cáp quang treo cột đúng kỹ thuật là kéo cáp qua puli ở từng trụ với lực kéo không vượt mức tối đa nhà sản xuất cáp cho phép, rồi căng chỉnh từng đoạn giữa hai điểm néo đến đúng độ võng thiết kế. Không có một con số khoảng trụ hay độ võng dùng chung cho mọi tuyến: cả hai lấy từ bảng lực căng – độ võng (sag-tension) trong tài liệu của đúng loại cáp đang dùng. Bài viết dành cho đội thi công FTTH và tuyến trục, đi từ khảo sát, dụng cụ, nguyên tắc khoảng trụ và độ võng, các bước kéo và treo, đến lỗi hay gặp, đo kiểm và an toàn.

Cần khảo sát và chuẩn bị gì trước khi treo cáp?

Trước khi treo cáp cần xác định tuyến cột được phép sử dụng, vị trí trụ néo và trụ đỡ, loại cáp và phụ kiện cho từng vị trí. Theo QCVN 33:2019/BTTTT về lắp đặt mạng cáp ngoại vi viễn thông, cáp chỉ được treo trên hệ thống cột đã được cấp phép và có sự đồng ý của đơn vị quản lý tuyến cột.

• Thỏa thuận dùng chung cột: với trụ điện lực, làm việc với đơn vị quản lý để biết vị trí được phép gắn, khoảng cách tới dây điện và yêu cầu tiếp đất phụ kiện.
• Đánh dấu trụ néo: trụ đầu tuyến, trụ góc lớn, trụ vượt đường là nơi chịu lực căng lớn nhất, cần phụ kiện néo thay vì phụ kiện đỡ.
• Chọn loại cáp: cáp ADSS (All-Dielectric Self-Supporting) tự chịu lực, không cần dây treo kim loại; cáp hình số 8 có dây treo thép đi liền. Đặc điểm từng loại có trong bài cáp quang treo là gì và các loại thông dụng.
• Chụp ảnh hiện trạng: lưu ảnh trụ góc, trụ vượt đường, điểm giao chéo đường điện để đối chiếu khi xin phép và khi nghiệm thu.

Với đoạn qua đường lớn hoặc khu đông dân, cần tính trước phương án rào chắn tạm, vì lúc kéo và căng cáp phải có không gian thao tác hai bên trụ.

Dụng cụ và vật tư nào cần mang theo?

Bộ đồ nghề cho tuyến treo gồm thiết bị leo và an toàn trên cao, puli kéo cáp, khóa xoay chống xoắn, lực kế đo lực kéo, phụ kiện néo và đỡ, cùng thiết bị đo quang để nghiệm thu. Thiếu một món là đủ để dừng cả buổi, vì không thể quay về lấy khi đã căng cáp giữa chừng.

• Leo và an toàn: thang phù hợp chiều cao trụ hoặc xe nâng, dây đai an toàn toàn thân và dây cứu sinh.
• Kéo cáp: giá xả cuộn cáp, puli ở mỗi trụ, dây mồi, khóa xoay bi chống xoắn (swivel) nối giữa dây kéo và cáp.
• Kiểm soát lực: lực kế (dynamometer) gắn nối tiếp dây kéo, hoặc tời có giới hạn lực kéo.
• Phụ kiện: bộ néo tại trụ néo, bộ đỡ tại trụ trung gian, gông hoặc bát bắt trụ. Tham khảo nhóm treo néo cáp quang để chọn đúng phụ kiện theo đường kính cáp.
• Đo kiểm: OTDR, nguồn phát và máy đo công suất cho nghiệm thu cuối tuyến.
• An toàn điện: bút thử điện, găng cách điện khi làm gần đường điện, biển báo đang thi công.

Các dụng cụ hàn, cắt, tuốt dùng ở bước nối cáp sau khi treo có trong nhóm dụng cụ thi công quang.

Khoảng cách trụ và độ võng được xác định như thế nào?

Khoảng cách trụ và độ võng không chọn theo cảm tính mà tra từ bảng lực căng – độ võng của nhà sản xuất cáp, theo đúng loại cáp, chiều dài khoảng trụ và điều kiện tải gió. Nhịp càng dài thì cáp càng phải căng hơn hoặc võng sâu hơn, nên khoảng trụ tối đa của mỗi loại cáp là thông số riêng trong datasheet.

Vì sao khoảng trụ và độ võng phụ thuộc nhau?

Trong một nhịp, độ võng và lực căng tỉ lệ nghịch: kéo căng hơn thì võng ít đi nhưng lực tác dụng lên cáp và phụ kiện néo tăng. Tài liệu của Sterlite về cáp ADSS mô tả thành phần chịu lực của cáp được thiết kế để chống lại độ võng do trọng lượng bản thân, tải gió và tải băng, để nhịp cáp vẫn dùng được suốt vòng đời. Vượt ra ngoài bảng thiết kế nghĩa là cáp chịu lực lớn hơn mức hãng tính toán.

Độ võng còn thay đổi theo nhiệt độ: trời nóng cáp giãn và võng thêm, gió mạnh tạo thêm lực ngang. Vì vậy độ võng lắp đặt phải tính theo điều kiện thời tiết lúc thi công, không lấy một trị số cho cả năm.

Lực căng sai ảnh hưởng đến cáp ra sao?

Khoảng cách thẳng đứng tối thiểu từ cáp tới mặt đường khi vượt đường, tới đường điện và công trình khác cần tra trực tiếp trong QCVN 33:2019/BTTTT và quy định của địa phương nơi thi công.

Thi công cáp quang treo cột gồm những bước nào?

Thi công cáp quang treo cột gồm 6 bước: bố trí puli và cuộn cáp, kéo cáp qua các trụ với lực kéo được kiểm soát, căng chỉnh độ võng theo từng đoạn giữa hai điểm néo, lắp phụ kiện néo, chuyển cáp sang phụ kiện đỡ tại trụ trung gian, và chừa cáp dự phòng tại các đầu cáp.

Kéo cáp qua các trụ

1. Bố trí puli và cuộn cáp: lắp puli ở mỗi trụ. Tài liệu Sterlite yêu cầu puli ở trụ đầu tiên và ở các điểm tuyến đổi hướng từ 20° trở lên có bán kính tối thiểu bằng 20 lần đường kính cáp. Cuộn cáp đặt cách trụ đầu khoảng 15–18 m (50–60 feet), thẳng hàng với tuyến.
2. Nối dây kéo qua khóa xoay: khóa xoay bi chống xoắn đảm bảo cáp không bị vặn khi đi qua từng puli. Sterlite hướng dẫn dán một mẩu băng đỏ trên vỏ cáp ở vị trí 12 giờ; nếu băng xoay quanh cáp trong lúc kéo thì phải dừng và nhả lực.
3. Kéo với lực được kiểm soát: dùng lực kế đo trên dây kéo hoặc tời giới hạn lực. Kéo chậm lúc đầu, giữ tốc độ và lực đều, không vượt lực kéo lắp đặt tối đa ghi trong tài liệu của hãng cáp.

Căng, néo và đỡ cáp

4. Căng chỉnh theo từng đoạn néo: mỗi đoạn giữa hai trụ néo được căng riêng. Sterlite đề xuất phương pháp ngắm thẳng: đánh dấu băng màu trên trụ ở cao độ bằng độ võng thiết kế, một người trên trụ ngắm điểm thấp nhất của cáp và báo cho người căng. Cáp đang võng quá sâu thì kéo lên đúng độ võng, không kéo căng quá rồi nới xuống.
5. Lắp bộ néo tại trụ néo: bộ néo chịu toàn bộ lực căng của đoạn. Giữa hai bộ néo trên cùng một trụ, để cáp võng xuống thành vòng thoát nước sâu tối thiểu khoảng 30 cm (12 inch) theo khuyến nghị của Sterlite.
6. Chuyển cáp sang bộ đỡ: tại trụ trung gian thẳng hàng dùng bộ đỡ; tại trụ lệch góc lớn, Sterlite dùng bộ đỡ dạng ống bọc xoắn (armor grip suspension) cho góc lệch khoảng 25°–40°. Không để cáp nằm trên puli quá một tuần khi chưa được hãng đồng ý.

Cách chọn và lắp bộ néo đúng loại cáp có trong bài kẹp siết cáp (tension clamp) là gì và cách chọn theo loại cáp. TCNET có sẵn phụ kiện cho cáp ADSS như bộ néo 1 hướng cáp quang ADSS KV100.

Cần chừa bao nhiêu cáp dự phòng?

Mỗi đầu cáp cần đủ chiều dài để đưa cáp từ trụ xuống điểm hàn dưới đất cộng phần dự phòng bảo trì. Tài liệu Sterlite khuyến nghị cắt bỏ 3–6 m ở mỗi đầu cáp sau khi kéo để loại phần sợi có thể đã bị stress, và cuộn tối thiểu 15 m cáp dự phòng (ít nhất 4 vòng) giữa điểm néo và măng xông.

Lý do của khoảng dự phòng này là việc hàn nên làm dưới đất, trong lều hoặc xe chuyên dụng, rồi mới đưa măng xông lên trụ. Cáp dư được quấn trên khung giữ cáp (snow shoe) treo trên chính sợi cáp, và khi quấn phải giữ đúng bán kính uốn tối thiểu trong datasheet.

Thiếu cáp dự phòng là lỗi tốn kém nhất về sau: khi cần nối lại do sự cố, không đủ cáp để hạ xuống hàn, phải nối thêm đoạn cáp mới và tạo thêm mối hàn không cần thiết. Gợi ý tính khoản này vào dự toán có trong bài 5 mẹo tiết kiệm chi phí khi thi công cáp quang.

Những lỗi nào hay gặp khi thi công tuyến treo?

Năm lỗi hay gặp nhất là cáp bị xoắn khi kéo, căng không đều giữa các nhịp, kéo vượt lực cho phép, không chừa cáp dự phòng và vi phạm khoảng cách an toàn với đường điện. Các lỗi này thường không thấy ngay bằng mắt nhưng làm tuyến suy hao tăng hoặc giảm tuổi thọ.

• Cáp bị xoắn: do không dùng khóa xoay hoặc xả cuộn sai cách. Xoắn có thể gây stress lên sợi bên trong dù vỏ ngoài nhìn bình thường. Kiểm tra bằng mẩu băng đánh dấu trên vỏ cáp.
• Căng không đều: do chỉnh từng nhịp riêng lẻ. Khắc phục bằng cách căng theo từng đoạn giữa hai điểm néo và kiểm tra một vài nhịp trong đoạn theo phương pháp ngắm thẳng.
• Kéo vượt lực: ước lượng bằng cảm giác tay thay vì đọc lực kế. Luôn có lực kế hoặc tời giới hạn lực.
• Không chừa cáp dự phòng: xem mục trên.
• Vi phạm khoảng cách đường điện: vừa là lỗi kỹ thuật vừa là rủi ro an toàn nghiêm trọng. Luôn làm việc với đơn vị quản lý trụ trước khi thi công.

Các lỗi ở khâu hàn nối và đo kiểm của tuyến cáp quang nói chung được tổng hợp trong bài top 5 lỗi thi công cáp quang hay gặp.

Đo kiểm và nghiệm thu tuyến treo như thế nào?

Nghiệm thu tuyến treo gồm ba phần: đo OTDR từ hai đầu để tìm điểm suy hao bất thường do stress khi kéo, đo tổng suy hao bằng nguồn phát và máy đo công suất để so với ngân sách thiết kế, và kiểm tra độ võng thực tế so với bảng thiết kế. Độ võng đạt bằng mắt không chứng minh sợi bên trong không bị ảnh hưởng.

• OTDR hai chiều: điểm suy hao tăng đột ngột ở giữa nhịp (không phải tại mối hàn hay connector) thường là dấu hiệu cáp bị gập hoặc bị kẹp đè. Đo hai chiều rồi lấy trung bình cho giá trị mối hàn chính xác hơn, theo hướng dẫn của EXFO.
• Suy hao tổng: theo tổng hợp của Fluke Networks từ TIA-568, mỗi mối hàn tối đa 0,3 dB, mỗi cặp connector tối đa 0,75 dB, cộng suy hao theo chiều dài sợi.
• Độ võng: đối chiếu một vài nhịp mỗi đoạn với bảng thiết kế, ghi lại sai lệch.
• Hồ sơ: sơ đồ tuyến có vị trí trụ néo và trụ đỡ, kết quả đo từng sợi, ảnh tại điểm néo và điểm giao cắt đường điện.

Cần lưu ý gì về an toàn và bảo vệ tuyến treo?

Ba nhóm lưu ý chính là tiếp đất phụ kiện kim loại trên trụ điện lực, chọn cáp có vỏ chịu được nắng ngoài trời, và an toàn khi làm việc trên cao gần đường điện. Cáp ADSS không có kim loại nhưng bộ néo, bộ đỡ và gông bắt trụ vẫn là kim loại và cần tiếp đất.

Tài liệu Sterlite mô tả cáp ADSS phù hợp cả tuyến phân phối lẫn truyền tải điện, kể cả khi lắp trên tuyến đang mang điện, vì không cần dây treo kim loại. Tuy vậy, Sterlite yêu cầu phụ kiện néo, phụ kiện đỡ và bộ ống bọc xoắn phải được tiếp đất theo quy định của đơn vị quản lý trụ. Nếu tuyến có rung do gió, bộ chống rung (damper) chỉ lắp sau khi phụ kiện cố định đã vào vị trí.

Vỏ cáp treo phải là loại dùng ngoài trời, chịu được nắng lâu năm; đây là thông số cần đọc trong datasheet cáp chứ không mặc định mọi cáp đều có. Các lưu ý khác cho tuyến ngoài trời như chống ẩm mối hàn và chọn măng xông có trong bài 4 lưu ý quan trọng khi thi công cáp quang ngoài trời.

An toàn quang: không nhìn vào đầu sợi khi đầu kia có thể đang nối với thiết bị phát. Ánh sáng 1310 nm và 1550 nm là hồng ngoại, mắt không thấy nhưng vẫn có thể gây hại. Dùng máy đo công suất để kiểm tra sợi có tín hiệu hay không.

Câu hỏi thường gặp

Khoảng cách trụ tối đa cho cáp quang treo là bao nhiêu?

Không có con số chung. Khoảng trụ tối đa phụ thuộc loại cáp, tải gió khu vực và độ võng cho phép, và được ghi trong datasheet hoặc bảng lực căng – độ võng của từng mã cáp. Cáp tự treo cho khoảng trụ dài hơn thường có thành phần chịu lực lớn hơn.

Độ võng bao nhiêu là đạt?

Độ võng đạt là độ võng trùng với bảng thiết kế của nhà sản xuất cho đúng khoảng trụ và nhiệt độ lúc lắp, đồng thời giữ được khoảng cách tới mặt đường và vật cản theo quy định. Nhà sản xuất cáp thường không cho phép dùng lực căng lớn hơn bảng nếu chưa được hãng chấp thuận.

Nên chọn cáp ADSS hay cáp hình số 8?

Cáp hình số 8 có dây treo thép liền, hợp với tuyến ngắn trên cột viễn thông, thi công nhanh. Cáp ADSS không có kim loại, phù hợp khi đi chung trụ điện lực và tuyến cần khoảng trụ dài. Lựa chọn cụ thể nên dựa trên khảo sát tuyến và yêu cầu của đơn vị quản lý trụ.

Suy hao sau khi treo cáp bao nhiêu là chấp nhận được?

Suy hao chấp nhận được là tổng suy hao sợi theo chiều dài cộng suy hao mối hàn và connector, nằm trong ngân sách thiết kế. Nếu OTDR cho thấy suy hao tăng tại một điểm giữa nhịp, cần kiểm tra lại phụ kiện và độ võng tại khu vực đó.

Có cần tính phụ kiện treo vào dự toán riêng không?

Có. Bộ néo, bộ đỡ, gông bắt trụ và vật tư tiếp đất tính theo số trụ, không tính theo mét cáp, nên dễ bị bỏ sót khi dự toán chỉ nhân đơn giá cáp. Cách dùng đúng từng loại phụ kiện có trong bài phụ kiện treo cáp quang ngoài trời: móc treo, kẹp siết, ty treo.

Cần tư vấn thi công cáp quang treo cột, chọn cáp và phụ kiện treo néo cho tuyến cụ thể, liên hệ TCNET qua hotline 028.6285.0999 hoặc email duan@mangthanhcong.vn.