Вы нашли то, что искали?
Главная Разделы

Добавить страницу в закладки ->

5. Методы испытания волоконно-оптических кабелей. Волоконно-оптические кабели и линии связи

Волоконно-оптические кабели и линии связи

5. Методы испытания волоконно-оптических кабелей

5.1. Классификация испытаний ВОК

5.2. Цель и особенности основных видов испытаний ВОК

5.3. Методы испытания ВОК

5.3.1. Общие положения

5.3.2. Методы измерения конструктивных параметров

5.3.3. Методы измерения оптических характеристик и параметров ВОК

5.3.4. Методы испытания ВОК на стойкость к механическим воздействиям

5.3.5. Методы испытания ВОК на стойкость к воздействию внешних факторов



5.1. Классификация испытаний ВОК

Одним из основных рычагов повышения качества ОК является их комплексная стандартизация, начиная от применяемых материалов и кончая эксплуатацией готовых изделий.

Условия проведения испытаний и перечень контролируемых параметров ОК оговаривается в стандартах частных и общих технических условий на изделия.

По характеру воздействующей на ОК нагрузки испытания подразделяются на механические, климатические, электрические и радиаиионные.

В зависимости от целей все испытания разбиты на две основные группы: исследовательские — для изучения определенных свойств изделий, и контрольные — для контроля качества изделий [1].

Наибольший интерес из числа исследовательских испытаний представляют:

  • граничные — для определения зависимостей между предельно допустимыми значениями параметров изделий и эксплуатационными;
  • сравнительные двух или более типов изделий, проводимые в идентичных условиях для сравнения характеристик качества;
  • ускоренные, методы и условия проведения которых обеспечивают получение необходимого объема информации в более короткий срок, чем в предусмотренных условиях и режимах эксплуатации.

Более представительной группой являются контрольные испытания, к которым в первую очередь следует отнести такие испытания, как: приемо-сдаточные, периодические, типовые, испытания на надежность, ресурсные испытания.

Большое разнообразие условий эксплуатации и видов нагрузок, которым могут подвергаться ОК, не позволяет ограничиться проведением какого-либо одного вида испытания, для того чтобы гарантировать надежную работу изделий в различных случаях применения. Выбор видов и величины нагрузок в каждой категории испытаний должен учитывать многообразие условий возможного использования изделия, механизмы его отказов и желательность проверки изделия в условиях, приближающихся к наиболее тяжелым, встречающимся при эксплуатации ОК.

Совокупность испытаний, входящих в каждую категорию, может быть разделена на группы; последовательность их проведения специально оговаривается.

Для контроля соответствия ОК требованиям НТД действующие стандарты устанавливают обязательное проведение нескольких категорий испытаний:

  • приемо-сдаточные испытания, которым подвергается каждая партия изделий, предъявляемая к прове рке. При этом проверяются либо все изделия, входящие в партию, либо их часть, в зависимости от того, являются ли испытания разрушающими или нет; последовательность приемо-сдаточных испытаний, принятая в стандартных ТУ, предусматривает первоочередное выявление наиболее грубых дефектов, таких как ошибки маркировки, наличие коротких замыканий и обрывов;
  • периодические испытания, которые проводятся обычно каждый месяц или квартал, а также в начале выпуска изделий на заводе-изготовителе и при возобновлении производства после временного его прекращения; результаты периодических испытаний распространяются на все партии, выпущенные в течение определенного времени. Периодические испытания включают в себя такие виды испытаний, при которых вырабатывается часть ресурса (длительная вибрация, многократные удары, термоциклы), и сравнительно дорогостоящие испытания, такие как испытания на работу при повышенной температуре и контроль оптических и электрических параметров ОК, поэтому они всегда являются выборочными;
  • типовые испытания, которые также являются выборочными, так как относятся к разрушающим, предназначены для оценки стойкости конструкции при различных видах механических и климатических воздействий; эти испытания проводятся сравнительно редко—перед началом серийного производства и в случае изменения конструкции изделий или применяемых материалов;
  • испытания на долговечность и сохраняемость, которые проводятся с целью подтверждения установленного в НТД значения минимальной наработки до отказа и срока сохранности ОК. Для оценки готовности производства к выпуску вновь разработанного изделия и соответствия его НТД проводят так называемые квалификационные испытания. В состав этих испытаний включают все виды испытаний, предусмотренных в НТД, за исключением проверки сохраняемости.

На этапе опытно-конструкторской работы и при модернизации конструкции или технологии ОК целесообразно проводить ресурсные испытания, включающие в себя испытания на долговечность, сохраняемость и периодические испытания изделий, проводимые с целью оценки качества и надежности изделий при сравнении различных конструктивно-технологических решений в процессе модернизации изделий. На основании ресурсных испытаний принимается решение по улучшению качества и повышению надежности ОК;

граничные испытания, предназначенные для определения максимальных эксплуатационных характеристик ОК; они весьма эффективны для оценки возможностей конструктивно новых изделий; при граничных испытаниях ОК оцениваются предельные нагрузки на изделия, на основании которых определяются безопасные величины нагрузок при эксплуатации (не вызывающие ухудшения качества и надежности применяемых изделий), виды нагрузок и режимы испытаний для выявления потенциальноненадежных изделий, виды и механизмы наиболее характерных отказов.

Готовые изделия, предъявляемые к приемочным испытаниям, должны быть предварительно подвергнуты цехом-изготовителем сплошному контролю по характеристикам, отнесенным в НТД к категории приемо-сдаточных испытаний. При необходимости также предусматривается сплошной или выборочный контроль по отдельным другим характеристикам из числа установленных НТД. Проверенные цехом-изготовителем изделия предъявляются на приемку, как правило, партиями. Каждая партия должна иметь соответствующую сопроводительную документацию. Испытания проводятся по специально разработанной программе испытаний (ПИ), в которой в общем случае должны быть предусмотрены:

  • порядок подготовки к испытаниям (выдержка в нормальных условиях и т. п.);
  • способ установки и крепления изделий при испытаниях;
  • условия проведения испытаний (температура, влажность, ускорение, продолжительность испытаний);
  • электрический режим испытаний (напряжение, ток, частота и т. д.);
  • меры предосторожности при подготовке выводов ОВ;
  • порядок включения наибольших напряжений.

Испытания, как правило, проводятся на испытательном стенде, представляющем собой устройство для установки изделия в заданных положениях, создания воздействий, отображения информации и осуществления управления процессом испытаний.

Помимо испытаний, проводимых изготовителем, ОК могут подвергаться проверке при входном контроле у потребителя. Цель входного контроля — дополнительная проверка поступающих изделий. При входном контроле не должны проводиться термоудары, термоциклы, длительная вибрация, механические удары, многократные проверки изделий испытательным напряжением и ресурсные испытания других видов. Недопустимы проверки изделий в режимах, отличающихся от указанных в ТУ. Используемая при входном контроле измерительная, испытательная аппаратура и стенды должны соответствовать требованиям на аналогичную аппаратуру и стенды поставщика.

Для обеспечения высокого качества выпускаемых изделий изготовитель ОК также вынужден вводить входной контроль полуфабрикатов, химреактивов, материалов и комплектующих изделий, применяемых при изготовлении выпускаемых изделий. Однако к этому вопросу следует подходить очень осторожно, ибо сложность, трудоемкость и стоимость таких испытаний часто бывают весьма высокими.

Как известно, качество ОК контролируется по конструктивным и электрическим характеристикам в соответствии с действующими ГОСТ или ТУ.

Принятые до последнего времени методы оценки имеют тот существенный недостаток, что они характеризуют качество кабеля лишь в один определенный момент времени — в момент измерений. С течением времени свойства кабеля под воздействием различных факторов могут изменяться и в большинстве случаев в нежелательную сторону. В зависимости от изменения оптических, электрических, механических и других параметров кабеля качество его может понизиться и он не будет удовлетворять предъявляемым к нему требованиям. Чтобы этого не случилось, ОК должен сохранять все свои основные характеристики в течение всего срока эксплуатации. В этом и состоит основная цель испытаний (проверки) кабеля на надежность. Контроль качества, установленный действующими ГОСТ или ТУ, сохраняет в данном случае все свои функции, но является более расширенным, так как проверяются не только требуемые характеристики в данный момент времени, но и их отклонения во времени.

Таким образом, методы, используемые при испытании на надежность в принципе должны отличаться от обычно принятых тем, что дополнительным новым параметром является время.

Если выпускаемые промышленностью кабельные изделия по опыту долголетней эксплуатации показали себя вполне надежными в тех условиях, для которых они предназначены, то необходимости в такой проверке качества во времени может и не быть. Совершенно иначе обстоит дело при внедрении новых типов ОК, не проверенных в эксплуатации. В данном случае проверка их надежности, т. е. пригодности для длительной эксплуатации, является совершенно необходимой. При этом должны быть выявлены все требуемые характеристики надежности.

Из сказанного выше следует, что описанные ниже методы и способы испытаний относятся к новым конструкциям кабеля и используются при решении вопроса о пригодности их к массовому серийному производству (после изготовления опытной партии).

Для оценки ОК могут быть использованы результаты лабораторных, заводских, полигонных или специальных полевых испытаний. Так, если оптические кабели связи отличаются большим сроком службы, определяемым несколькими десятками лет, то выбор методики и способов их испытаний в значительной степени осложняется. Длительные испытания связаны с большими практическими трудностями. Кроме того, в реальных условиях на ОК воздействует большое количество различных факторов, полностью учесть которые практически невозможно.

Получение экспериментальной оценки надежности ОК требует большого количества статистического материала. Это в свою очередь требует большого количества образцов испытуемого кабеля, получение которых весьма затруднительно, так как ОК является дорогим и довольно громоздким изделием. Ограниченность же экспериментальных статистических данных приводит к тому, что оказывается невозможным определение точного, вполне достоверного значения того или иного параметра надежности; приходится указывать лишь порядок или границы его возможных значений.

По указанным причинам до сих пор для ОК отсутствует какая-либо окончательно разработанная методика испытаний. Отсутствует и оценка ОК по количественным характеристикам надежности. В большинстве случаев ограничиваются проверкой образцов кабелей, исходя из условий работы, на различные механические, температурные, электрические и другие воздействия, с определением, главным образом, не количественных, а качественных характеристик надежности при различных воздействиях.

При этом в зависимости от типа ОК, его назначения и имеющихся возможностей применяются различные способы испытаний.

Сущность ускоренных испытаний на надежность состоит в том, что испытуемое изделие ставится в более тяжелые условия по сравнению с теми, в которых оно находится при реальной эксплуатации. Нагрузка на исследуемое изделие увеличивается настолько, что процесс ее влияния значительно ускоряется.

При этом одной из важнейших практических задач является разработка такой методики, при которой искусственно создаются форсированные режимы работы и устанавливаются соотношения, позволяющие перейти от результатов ускоренных испытаний к характеристикам, соответствующим нормальной эксплуатации.

Определенный вклад в разработку методов ускоренных испытаний ОК внесли авторы работ [2, 10]. В этих работах:

  • разработаны и исследованы методы ускоренной оценки технического состояния ОК, базирующиеся на результатах незавершенных натурных и ускоренных форсированных испытаний (УФИ) кабелей;
  • обоснованы уровни параметров — критериев отказа ОК с учетом их старения и температурных откликов на изменение температуры среды эксплуатации;
  • предложены модели воспроизведения внешних воздействующих факторов в ходе УФИ ОК;
  • разработана методика УФИ ОК, имитирующая экстремальные по ТУ или натурные условия эксплуатации кабелей;
  • разработаны прогностические модели тренда и дрейфа любого контролируемого параметра в ходе испытаний ОК;
  • выполнены теоретические исследования закономерностей изменения тренда и дрейфа коэффициента затухания ОВ в ОК на базе линейной и многофакторной экстраполяции прогностических моделей;
  • на основании экспериментальных исследований, выполненных на образцах ОК типа ОК-50-1-1/О и ОК-50-1-2/О, доказана возможность использования для ускоренной оценки технического состояния ОК в первом приближении методов УФИ и незавершенных натурных испытаний, комбинированных с методом математического прогнозирования.

И тем не менее, такая общепринятая методика, позволяющая на основании испытаний строительных длин кабеля определять количественные характеристики надежности для ОК, отсутствует. Однако практика проверки новых типов кабелей наметила некоторую последовательность и способы испытаний с целью определения пригодности кабеля для последующей работы [11]. Например, в соответствии с факторами, неблагоприятно воздействующими на ОК в процессе эксплуатации, для кабелей, прокладываемых непосредственно в земле, предлагается один перечень испытаний, а для кабелей подводной прокладки — другой. Как указано в [12], испытанием кабеля на надежность проверяется устойчивость его оптических и электрических характеристик, или, иначе, их стабильность, а также устойчивость оболочки при воздействии различных факторов. В настоящей главе перечислено достаточно большое количество различных испытаний, однако это не означает, что каждый кабель должен подвергаться всем, без исключения, испытаниям. Так, если кабель в процессе эксплуатации не предполагается подвешивать на опорах ВЛ, то нет смысла в испытаниях на вибрацию и галопирование. Некоторые испытания могут быть объединены, например, при испытаниях на перемотки и растяжения.

Испытания ОК отличаются достаточно большой трудоемкостью и громоздкостью. Создание механических нагрузок требует довольно громоздких приспособлений и механизмов, в то же время для измерения изменения электрических параметров необходимо пользоваться очень точной аппаратурой и проводить достаточно сложные и громоздкие расчеты. При измерении некоторых характеристик ОК, например, затухания, требуются значительные его длины, порядка 1000 и более метров. При испытании больших длин на температурные воздействия требуются вместительные термокамеры, большие по размерам вибростенды для проверки виброустойчивости и т.д. Все это создает дополнительные трудности. Кроме того, большой расход дорогостоящего ОК связан со значительными затратами. Поэтому ускоренные испытания стараются проводить на возможно более коротких отрезках кабеля, что позволяет поставить на испытание большее количество образцов, а следовательно, получить более полные статистические данные и, как следствие этого, более достоверные результаты. Однако изменения оптических и электрических характеристик на коротких отрезках кабеля менее заметны и для их выявления требуется большая точность измерений. Возникает опасность получения ошибок за счет разделки и подключения концов кабеля. Поэтому приходится принимать особые меры предосторожности для избежания погрешности за счет концевого эффекта.



5.2. Цель и особенности основных видов испытаний ВОК

Как указывалось выше, при прокладке и монтаже кабель подвергается минимально двукратному изгибу, поэтому при испытаниях он должен выдержать также минимум два изгиба. Однако учитывая, что кабель является восстанавливаемым изделием с большим сроком службы, то в процессе долголетней эксплуатации он может подвергаться дополнительным изгибам во время ремонта и устранения повреждений. Не исключена перекладка ОК в колодцах кабельной канализации в связи с ремонтом или реконструкцией кабельной сети или других подземных сооружений. Поэтому необходимо, чтобы кабель при испытаниях выдерживал минимум три изгиба.

В мировой практике отдельные конструкции ОК подвергаются испытаниям на перемотки. Это испытание аналогично изгибу, но преследует другую цель. Обычно при испытании на изгиб проверяют механическую прочность оболочки, а при испытании на перемотки—стабильность оптических и электрических характеристик. Как правило, перемотка производится с первого барабана на второй и со второго снова на первый. При этом вторичное навивание кабеля (со второго барабана на первый) осуществляется с изгибом кабеля в противоположном направлении. Выбор радиуса изгиба при испытании кабеля на изгиб и перемотки зависит от типа кабеля. Для проверки прочности оболочки следует применять меньший радиус изгиба, т. е. создавать более жесткие условия испытаний, а для проверки стабильности оптических и электрических характеристик целесообразно принимать несколько больший радиус. Но при обоих видах испытаний радиус изгиба должен быть меньше допустимых по нормам для прокладки и монтажа кабеля.

Более жесткие требования при испытании изделия на изгиб вытекают из соображений получения более уверенных результатов, так как на практике не исключены случаи изгиба ОК с радиусом менее рекомендуемого нормами строительства и монтажа кабельных линий.

Такие случаи возможны при недостаточно аккуратной работе монтерского персонала, вынужденном обходе разного рода препятствий, выкладке ОК в колодцах, смещениях почвы при замерзании и оттаивании грунта и т. д. Обычно указанные изгибы бывают на небольшой длине кабеля и по этой причине, как правило, особо не влияют на его оптические и электрические характеристики, но могут вызвать повреждение оболочки.

Испытание на перемотки, целью которого является проверка степени изменения оптических и электрических характеристик кабеля (стабильность), должно отражать реальный процесс прокладки кабеля. При прокладке кабеля непосредственно в земле или в кабельной канализации он подвергается, как правило, однократной размотке. При этом не исключена возможность изгиба его в направлении, обратном намотке на барабан. В отдельных случаях, на складе или на линии, возможна, кроме того, перемотка кабеля с одного барабана на другой. Поэтому при испытаниях выполняется минимально двукратная перемотка.

Радиус изгиба при испытании на перемотки берется с меньшим запасом, так как при прокладке кабеля и перемотке его с барабана на барабан вероятность отступления от установленных норм меньше, чем при изгибе.

Во всех случаях испытания на изгиб один из концов ОК должен быть закреплен, что соответствует реальным условиям работы и, следовательно, тем напряжениям, которые возникают в кабеле. Так как прокладка и монтаж ОК в реальных условиях могут осуществляться при положительных и отрицательных температурах, то испытания его на механические воздействия следует также проводить при той и другой температурах. Разумеется, работы по прокладке и монтажу ОК не проводятся при самых низких и самых высоких температурах. Согласно [13, 14] допустимая отрицательная температура прокладки ОК без подогрева ограничивается — 10оС. С учетом коэффициента запаса приемлемыми для испытаний на изгиб и перемотки можно считать температуры в пределах –20оС ÷ + 40оС. Испытания при более низких и более высоких температурах связаны со значительными трудностями и возможны лишь при наличии совершенных и вместительных термокамер.

Степень влияния механических воздействий на ОК проверяется путем тщательного осмотра поверхности оболочки и измерения электрических характеристик.

В качестве контрольных оптических и электрических характеристик следует принимать такие, которые с одной стороны поддаются наибольшим изменениям, так как это позволяет более точно выявить степень и характер изменений, происходящих в кабеле, а с другой — те из них, которые отнимают меньшее время на выполнение измерений. В соответствии с измеряемыми характеристиками и наличием измерительной аппаратуры должны выбираться длины образцов кабеля. Обычно, испытания на изгиб и перемотки проводят на строительных длинах кабеля не менее 1000 м, так как это позволяет с большей гарантией получать достоверные результаты о стабильности его оптических характеристик. Изменения в ОК могут произойти как вследствие поступления влаги внутрь него при повреждении оболочки, так и по причинам деформации ОВ, изоляции жил дистанционного питания.

В качестве критерия, определяющего поступление влаги внутрь сердечника через оболочку, служат результаты измерений коэффициента затухания ОВ и сопротивления изоляции шланга. Для большей уверенности в полученных результатах с целью суждения о происшедших внутри сердечника кабеля изменениях все прошедшие испытания образцы кабеля подвергаются проверке на электрическую прочность. Обычно на всех кабельных заводах имеются соответствующие установки, позволяющие легко и быстро выполнить такую проверку.

Проверка на пробивное напряжение в соответствии с ГОСТ 2990-55 производится переменным током с частотой 50 Гц.

При измерениях электрических характеристик следует тщательно избегать всякого рода погрешностей, искажающих результаты испытаний. Непременным условием должны быть измерения характеристик на одной и той же установке до и после испытаний [15, 16]. При этом должна быть проверена путем многократных измерений на контрольных образцах стабильность самой измерительной установки, установлены ее абсолютные и относительные погрешности, которые затем учитываются при оценке результатов измерений. Наличие контрольных образцов позволяет в любой момент времени проверить качество работы измерительной установки и тем самым избежать недопустимых погрешностей.

Исходными данными для испытания ОК на растяжение могут служить величины растягивающих усилий, предусмотренные в ТУ на кабель, и время его нахождения под нагрузкой. Время выдержки под нагрузкой учитывает возможные вынужденные остановки или прокладку ОК с помощью ручной лебедки. При испытании ОК на растяжение (Рекомендации МЭК 60794-1-2, метод Е1А (В)) кабель огибает шейки контрольных барабанов и блоков соответствующего радиуса, т.е. одновременно с растяжением он испытывает изгиб.

Как при испытании на изгиб и на перемотки, при испытании на растяжение в зависимости от потребности могут проверяться прочность защитной оболочки и другие характеристики в зависимости от назначения кабеля.

Испытание на вибрацию проводится, главным образом, с целью проверки способности, кабеля переносить напряжения, возникающие при его транспортировке и подвеске на опорах воздушных линий. Например, согласно данным, приведенным в [16], кабель при транспортировке может испытывать периодически повторяющиеся знакопеременные напряжения от вибрации с частотой колебаний (10 — 20) Гц и амплитудой до 3 мм.

В зарубежной практике при испытании кабелей связи на вибрацию принимают частоту колебаний 10 Гц с амплитудой 10 м [16], что соответствует ускорению:

, (5.1)

тогда:

. (5.2)

Полученная величина ускорения может быть использована при испытаниях на вибрацию и отечественных кабелей, так как условия их транспортировки и последующей работы не отличаются от зарубежных.

При испытании на вибрацию новых типов кабелей с металлопластмассовыми оболочками в зарубежной практике обычно считают, что кабель должен выдерживать 1 — 5 млн. колебаний. Это при частоте 10 Гц соответствует примерно 140 часам непрерывной вибрации. Такое время испытаний можно считать достаточным и для отечественных кабелей, так как в течение этого времени транспортировки кабель может быть доставлен от места его изготовления до места прокладки. Следовательно, исходными данными для испытаний на вибрацию можно принять ускорение, равное 4, и время вибрации порядка 140 час.

Рис. 5.1. Внешний вид вибростенда

Рис. 5.1. Внешний вид вибростенда

Для испытаний на вибрацию может быть использован вибростенд (рис. 5.1), состоящий из нижнего основания, к которому через пружинные подвесы, установленные.в полых трубках, крепится верхняя подвижная плита. Внизу верхней подвижной плиты крепится двигатель постоянного тока с эксцентриками на оси. При вращении двигателя эксцентрики создают вибрацию верхней плиты, на которой укладывается испытуемый кабель.

На рис. 5.2 показано устройство другого типа, которое также используется для испытаний на вибрацию. В этом устройстве на стальной плите С подвижно укреплена прямоугольная пластина П, которая одним концом шарнирно скреплена с плитой, а вторым свободным концом с помощью втулки В, через которую пропускается кабель, соединяется с последним. Концы кабеля покоятся во втулках З, укрепленных на стойках, установленных на стальной плите. На подвижной пластине П установлен двигатель постоянного тока М с эксцентриками на оси, которые создают вертикальные колебания пластины, а с нею и кабеля.

Рис. 5.2. Внешний вид вибростанка

Рис. 5.2. Внешний вид вибростанка

Меняя число оборотов двигателя постоянного тока, можно изменять частоту колебаний. Вибростанок, изображенный на рис. 5.2, более компактен и более удобен для испытаний кабеля на вибрацию в термокамере, например, при отрицательных температурах.

Для измерения в процессе испытаний частоты вибраций можно использовать обычный частотомер. Для этого вблизи колеблющейся пластины устанавливается динамический громкоговоритель. Колебания воздуха во время вибрации передаются на громкоговоритель, который преобразует эти колебания в электрические, передаваемые непосредственно на частотомер.

Амплитуду вибрации можно измерять с помощью мерного клина (рис. 5.3), который устанавливается на одном из ребер колеблющейся пластины. При вибрации с частотой 8 Гц и выше в направлении, показанном стрелками, глаз сохраняет способность зрительного восприятия всех положений клина и четко видит точку пересечения крайних положений клина на расстоянии l от острия. Если амплитуда вибрации А, высота клина h и основание L, то из подобия треугольников получаем:

. (5.3)

Таким образом, основание клина может быть отградуировано непосредственно в миллиметрах размаха, или амплитуды вибрационного смещения. Чем больше высота h, тем большую амплитуду можно измерять:

, (5.4)

Рис. 5.3. Мерный клин

Рис. 5.3. Мерный клин

Рис. 5.4. Проволочный тензодатчик

Рис. 5.4. Проволочный тензодатчик

Используя методы электротензометрирования, можно измерять напряжения, возникающие в оболочке кабеля при вибрации. Для этого могут быть использованы, например, проволочные датчики сопротивления. Эти датчики изготовляются из константановой проволоки диаметром 0,15 — 0,2 м, обладающей малым температурным коэффициентом. Проволока укладывается петлеобразной решеткой (рис. 5.4) между двумя склеенными полосками бумаги.

Рис. 5.5.Мостовая схема включения тензодатчиков с температурной компенсацией

Рис. 5.5.Мостовая схема включения тензодатчиков с температурной компенсацией

Соединение датчиков с оболочкой кабеля производится посредством клея БФ-2. После наклейки датчика следует обеспечить просушку в течение примерно 24 часов при температуре воздуха не ниже +15оС и нормальной влажности. Показания проволочных тензодатчиков основаны на увеличении омического сопротивления проволоки при ее растяжении. При исследуемых в оболочке деформациях изменение сопротивления датчика бывает порядка долей процента. Поэтому весьма важна независимость сопротивления от температуры. Для этой цели применяют мостовые схемы с температурной компенсацией, которая достигается включением двух одинаковых датчиков в смежные плечи моста (рис. 5.5). Один из датчиков не подвергается деформации, но находится в тех же температурных условиях, вследствие чего температурные изменения сопротивления уравновешиваются. Измерительный прибор (индикатор) при измерениях обычно включают через усилитель.

Целью испытаний кабеля на истирание является выяснение степени подверженности разрушению верхней защитной оболочки от истираний при смещениях кабеля в грунте. Существенное значение это имеет для кабелей с металлопластмассовыми оболочками, у которых верхним защитным противокоррозийным покровом служит пластикат.

Испытания проводят по методике [17], рекомендованной МЭК 60794-1, методы Е2А(В).

Испытание кабелей с металлопластмассовыми оболочками на изгибы и вибрацию при проверке оболочки целесообразнее проводить при отрицательных температурах, соответствующих реальным условиям работы кабеля, поскольку при этих температурах понижается эластичность пластмассовых оболочек и они более подвержены повреждениям при такого рода механических воздействиях. Испытание на истирание целесообразнее проводить при положительных температурах, так как при большей гибкости оболочка от указанного вида воздействия разрушается более интенсивно.

Одним из основных факторов, неблагоприятно воздействующих на кабель в процессе его эксплуатации, является многократное изменение окружающей температуры и влажности.

С целью проверки стабильности электрических характеристик кабеля в течение длительного срока эксплуатации и проводится испытание новых конструкций кабелей на многократное охлаждение (замораживание) и нагревание.

Испытания проводят по методике МЭК 60794-1-2, метод Fl и ГОСТ 20.57.406-81 [17, 11].

Для ускоренных испытаний на стабильность параметров во времени, т. е. по существу для проверки старения кабеля с оценкой по избранным параметрам, требуется искусственно создать условия, в которых будет находиться кабель при нормальной его эксплуатации.

Испытание ОК на продольную водопроницаемость преследует цель проверки его длительной герметичности, так как попадание влаги внутрь кабеля неизбежно приводит к ухудшению его оптических и электрических характеристик и, в конечном счете, выходу его из строя.

Поэтому продольная водопроницаемость, т.е. скорость просачивания воды вдоль кабеля, имеет весьма важное значение для ОК. Испытание на продольную водопроницаемость особенно важно для кабелей, которые не могут содержаться под постоянным внутренним газовым давлением. При повреждении оболочки кабеля внутрь его может проникать вода, которая будет распространяться вдоль кабеля. В зависимости от скорости распространения воды находится длина поврежденного участка. При большей скорости распространения из строя выйдет больший участок кабеля, следовательно, потребуется больший расход кабеля и больше времени для устранения повреждения.

Для проверки на продольную водонепроницаемость можно использовать способ, приведенный в методах F5A(B) стандарта МЭК 60794-1-2 [17].



5.3. Методы испытания ВОК



5.3.1. Общие положения

Все испытания, проверки и измерения, если в описании их методов нет особых указаний, должны проводиться в нормальных климатических условиях по ГОСТ 20.57.406 п.1.43 или стандарту МЭК 60068-1 п.5.3 [11, 18].

При испытании кабелей на стойкость к механическим воздействиям и воздействиям внешних факторов (ВВФ) необходимо руководствоваться следующим:

а) испытания следует проводить на отобранном барабане с кабелем длиной не менее 1000м, если в методике не указана другая длина образца;

б) перед испытанием образец выдерживается в нормальных климатических условиях не менее двух часов, если в описании метода отсутствуют другие указания;

в) длина концов образцов ОК должна обеспечивать подключение к измерительному прибору каждого ОВ;

г) контроль целостности ОВ и измерение приращения затухания (ПЗ) в каждом ОВ каждого образца проводится по ГОСТ 26814 — 86 [15] или по стандарту МЭК 60793 — С1А [19] во время приложения или после снятия нагрузки или ВВФ, если в методике отсутствуют дополнительные требования к точкам времени измерений;

д) образец считается выдержавшим испытание, если в нем нет обрывов ОВ, приращение затухания оптического сигнала в ОВ не превышает допустимых значений, указанных в технической документации на ОК.



5.3.2. Методы измерения конструктивных параметров

Проверка кабеля и его элементов на соответствие конструкции. Проверка должна проводиться внешним осмотром без применения увеличительных приборов согласно МЭК 60811-1-1, ГОСТ 12177 [20, 21].

Конструктивные размеры ОК проверяются согласно ГОСТ 12177 [21].

Запрещается проводить измерения в местах маркировки ОК.

Измерение диаметров ОК должно проводиться в двух взаимоперпендикулярных направлениях.

При измерении конструктивных размеров оптическими средствами образцы размещаются так, чтобы измеряемая поверхность была перпендикулярна оптической оси средства измерения.

Измерение стальной мерной лентой периметра поверхности ОК или его элементов должно проводиться путем наматывания ленты одним полным витком.

Измерение наружных размеров ОК должно проводиться в трех местах на расстоянии не менее 1000 мм.

Измерение наружных размеров элементов ОК должно проводиться на концах строительной длины ОК или образцов, которые были отобраны.

Толщины защитных покровов ОК и подушек защитных покровов должны определяться по результатам измерений длин периметров покрытий и после удаления этих покрытий, по подушке и после ее удаления, на образцах или на строительной длине в трех местах на расстоянии не менее 1000 мм.

Допускается определять толщины покрытий и подушки по результатам измерения диаметров по покрытию и после его удаления, по подушке и после ее удаления. За толщину следует принимать полуразницу соответствующих диаметров.

Образец считается выдержавшим испытание, если его размеры и размеры его элементов удовлетворяют требованиям технической документации на ОК.

Измерение геометрических размеров ОВ. Методы измерения геометрических параметров ОВ и ОК приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Методы измерения геометрических параметров ОВ и ОК

Параметр

Метод испытания

Диаметр оболочки ОВ

МЭК60793-1-А1, МЭК60793-1-А2

Некруглость оболочки ОВ

МЭК60793-1-A1, МЭК60793-1-А2

Диаметр ОВ по покрытию

МЭК 60793-1-АЗ

Некруглость покрытия ОВ

МЭК 60793-1-АЗ

Диаметр сердцевины многомодового ОВ

МЭК 60793-1-А1А

Некруглость сердцевины многомодового ОВ

МЭК 60793-1-А1В

Ошибка концентричностн сердцевины и оболочки многомодового ОВ

МЭК 60793 1-А1В

Диаметр окрашенного ОВ

ГОСТ 26792

Диаметр ОМ

МЭК 60811-1-1

Диаметр центального силового элемента

МЭК 60811-1-1

Диаметр внутренней защитной оболочки

МЭК 60811-1-1

Толщина бронепокрова

МЭК 60811-1-1

Толщина шланга

МЭК 60811-1-1

Наружный диаметр кабеля

МЭК 60811-1-1

Измерение геометрических размеров ОВ, которые размещаются в ОК, проводятся в соответствии с МЭК 60793-1 [19], методы А1, А2, АЗ и ГОСТ 26792 [22].

Образец волокна согласно МЭК 60793 — 1, методы А1, А2 помещается в ячейку с жидкостью, показатель преломления которой немного превышает показатель преломления оболочки волокна. Оптическая система ввода излучения фокусирует световой луч на плоском торце волокна. Оборудование позволяет сканировать по диаметру волокна фокусным пятном. Преломленное излучение собирается и подается в детектор. Сфокусированное пятно, перемещаясь по торцу волокна, позволяет получить профиль показателя преломления и определить соответствующие размеры волокна.

Образец волокна согласно МЭК 60793 — 1, метод А2 размещается так, чтобы при помощи оптической системы получить увеличенное изображение торца измеряемого волокна на плоскости. В плоскости изображения размещается детектор, который позволяет сканировать по изображению и таким образом определять соответствующие размеры волокна.

Образец считается выдержавшим испытание, если его конструктивные параметры удовлетворяют всем требованиям международных стандартов, НТД на ОВ.



5.3.3. Методы измерения оптических характеристик и параметров ВОК

Методы измерения передаточных и оптических характеристик приведены в табл. 5.2.

Таблица 5.2. Методы измерения передаточных и оптических характеристик

Характеристика

Метод испытания

Коэффициент затухания

МЭК 60793-1-С1А, МЭК 60793-1-С1С

ГОСТ 26814 п.1.2, ГОСТ 26814 п.2

Диаметр

МЭК 60793-1-С9В

Профиль показателя преломления модового поля

МЭК 60793-1-А1А, ГОСТ 26792, п.7

Коэффициент хроматической дисперсии

МЭК 60793-1-С5С, ГОСТ 26792, п.5.4

Длина волны отсечки

МЭК 60793-1-С7А

Длина волны нулевой дисперсии

МЭК 60793-] -С5А

Максимальный наклон дисперсионной кривой в точке нулевой дисперсии

МЭК 60793-1-С5А

Числовая апертура

МЭК 60793-1-С6, ГОСТ 26814 п. 3

Коэффициент широкополосности

МЭК 60793-1-С2А, ГОС126814 п. 4.2

Измерение коэффициента затухания. Измерение необходимо проводить в соответствии с методом обрыва МЭК 60793-1-С1А, ГОСТ 26S14, п. 1.2 или методом обратного рассеяния МЭК 60793-1-С1С, ГОСТ 26814, п. 2 [19, 15].

Метод обрыва основан на сравнении значения мощности оптического излучения, измеряемого на выходе длинного отрезка ОК, со значением мощности, измеренным на выходе его короткого участка, образованного в результате обрыва кабеля в начале измеряемого образца. Во время измерения необходимо обеспечить постоянность мощности, которая вводится в оптическое волокно измеряемого кабеля, и неизменность модового состава излучения.

Примечание. Метод применяют для измерения затухания оптических кабелей, не армированных оптическими соединителями.

Метод обратного рассеяния основан на регистрации обратнорассеянного излучения в оптическом волокне измеряемого кабеля при прохождении через него оптического импульса и измерении зависимости от времени интенсивности (мощности) этого излучения.

Примечание. Метод пригоден для определения распределения оптических потерь по длине кабеля, затухания кабеля, распределенных и локальных неоднородностей типа обрыва, мест сварки и расстояния до неоднородностей, измерения значения потерь на неоднородностях, а также длины волокна, целостности волокна и расстояния до мест обрыва.

Измерение диаметра модового поля (в соответствии с МЭК 60793-1, метод С9В [19]).

В один из концов образца подается излучение. С другого конца световой поток через оптическую систему подается на детектор, который измеряет мощность светового потока. После этого проводится математическая обработка результатов.

Измерение профиля показателя преломления (в соответствии с методом ближнего поля с МЭК 60793-1, метод А1А, ГОСТ 26792 [19, 22]).

Метод основывается на измерении распределения интенсивности излучения по торцу испытуемого волокна вдоль его диаметра. Длина образца испытуемого волокна должна быть достаточной для установки на нем фильтра мод оболочки и удобного манипулирования при измерениях (например, 2 м). На некотором расстоянии от торца (например, 0,5 м) устанавливают фильтр мод оболочки. Испытуемое волокно устанавливают входным торцом в устройство ввода, выходным торцом — в устройство крепления. Юстируют входной торец волокна в устройстве ввода по максимуму сигнала и фиксируют его положение. Юстируют выходной торец волокна. Устанавливают уровень освещенности, соответствующий диапазону линейности отклика регистрирующего устройства, регулируя интенсивность источника излучения. Регистрируют распределение интенсивности излучения по всему торцу волокна и вдоль выбранного направления.

Измерение коэффициента хроматической дисперсии (в соответствии с МЭК 60793-1, метод С5С и ГОСТ 26792 п. 5.4 [19, 22]).

Образец волокна соответствующим образом соединяется с детектором и источником излучения при помощи селектора длин волн. Измеряется фазовый сдвиг между эталонным сигналом и сигналом в контрольном канале на рабочей длине волны. Для получения коэффициента хроматической дисперсии проводится математическая обработка данных.

Измерение длины волны отсечки (в соответствии с МЭК 60793-1, метод С7А [19]).

Данным методом измеряется изменение передаваемой мощности на коротком отрезке испытываемого волокна по сравнению с опорным значением передаваемой мощности. В качестве опорного принимается значение выходной мощности Р1(λ) в отрезке волокна длиной 2 м, изогнутого без натяжения в петлю, состоящую из двух дуг радиусом по 140 мм. Затем в испытываемом волокне делают петлю более малого радиуса, например 30 мм, до получения моды LP11, затем измеряют выходную мощность Р2(λ) в том же диапазоне длин волн. Длина волны отсечки определяется как наибольшая длина волны, при которой логарифмическое отношение Р1(λ) к Р2(λ) равняется 0,1 дБ.

Измерение длины волны нулевой дисперсии (в соответствии с МЭК 60793-1, метод С5А [19]).

Метод основывается на измерении коэффициента хроматической дисперсии с целью аппроксимации зависимости от длины волны.

Измерение максимального наклона дисперсионной кривой в точке нулевой дисперсии (в соответствии с МЭК 60793-1, метод С5А [19]).

Метод основывается на измерении коэффициента хроматической дисперсии с целью аппроксимации зависимости наклона коэффициента хроматической дисперсии от длины волны.

Измерение числовой апертуры (в соответствии с МЭК 60793-1, метод С6 и ГОСТ 26814 п. 3 [19, 15]).

Метод основывается на определении зависимости интенсивности излучения в дальней зоне (в элементе телесного угла) от угла между оптическими осями волокна, измеряемого оптического кабеля и приемника излучения в плоскости, проходящей через эти оси.

Измерение коэффициента широкополосности (в соответствии с МЭК 60793-1, метод С2А, ГОСТ 26814 п. 4.2 [19, 22]).

Метод основывается на последовательной регистрации импульсов оптического излучения на выходе волокна измеряемого кабеля и на выходе его короткого отрезка, образованного за счет обрыва в начале волокна, после чего вычисляют импульсный отклик в полосе пропускания.



5.3.4. Методы испытания ВОК на стойкость к механическим воздействиям

Методы испытания ОК на стойкость к механическим воздействиям приведены в табл. 5.3

Таблица 5.3. Методы испытания ОК на стойкость к механическим воздействиям

Название испытания

Метод испытаний

Стойкость к растягивающим усилиям

МЭК 60794-1-2-Е1А(В)

Стойкость к раздавливающим усилиям

МЭК 60794-1-2-E3, ГОСТ 12182.6

Стойкость к удару

МЭК 60794-1-2-Е4

Стойкость к циклическим изгибам

МЭК 60794-1-2-Е6, ГОСТ 12182.8

Стойкость к осевому кручению

МЭК 60794-1-2-Е7, ГОСТ 12182.7

Стойкость к знакопеременному изгибу

МЭК 60794-1-2-Е8

Стойкость к образованию петли

МЭК 60794-1-2-Е10

Стойкость к перематыванию

МЭК 60794-1-2-Е11, ГОСТ 12182.4

Стойкость к рывку

МЭК 60794-1-Е9

Стойкость к высокотемпературному

и низкотемпературному изгибам

МЭК 60189-1, Е1А/ТIА-455-37А

Стойкость к истиранию

МЭК 60794-1-2-Е2

Стойкость к вытеканию компаунда

МЭК 60794-1-2-Е14

Стойкость трубки модуля к образованию петли

МЭК 60794-1-2-G7

Стойкость к изгибу под нагрузкой

МЭК 60794-1-2-Е18

Стойкость оболочки к перерезанию

МЭК 60794-1-2-Е12

Стойкость элементов ОК к изгибу

МЭК 60794-1-2-G1

Стойкость компаунда к вытеканию и испарению

МЭК 60794-1-2-Е15

Жесткость ОК

МЭК 60794-1-2-Е17А(В,С)

Стойкость к повреждению от выстрелов

МЭК 60794-1-2-Е13

Стойкость к вибрации

Веllсоге TR-NWT-001121

Стойкость к галопированию

Веllсоге TR-NWT-001121

Испытание ВОК на стойкость к растягивающим усилиям (в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод Е1А(В) [17]).

Метод Е1А предназначен для определения изменения затухания, метод EIB — для определения удлинения волокна.

Длина образца должна быть достаточной для достижения требуемой точности измерения, но не менее 50 м. Оба конца образца должны быть подготовлены к испытанию.

Схема для испытания на стойкость к растягивающим усилиям в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод El приведена на рис. 5.6.

Рис. 5.6. Схема испытания ОК на стойкость к растягивающим усилиям

Рис. 5.6. Схема испытания ОК на стойкость к растягивающим усилиям:

1 — тяговое устройство; 2 — фиксирующие барабаны; 3 — перемещающий механизм; 4 — измеритель затухания; 5 — барабан с ОК

Максимальная погрешность измерения нагрузки не должна превышать 3 %. Максимальная погрешность измерения длины ОК не должна превышать 0,01 %. Радиус шейки фиксирующих барабанов и блоков перемещающего механизма должны быть не меньше 20 номинальных диаметров кабеля.

Образец ОК устанавливается на устройство. На каждом конце устройства должны быть фиксаторы для ограничения перемещения ОК и его элементов во время испытаний. На шейках фиксирующих барабанов должно быть не менее трех витков ОК.

Перед испытанием ОВ подключаются к измерительному устройству.

Контроль затухания и удлинения ОВ должен проводиться на протяжении всего времени действия растягивающих усилий.

К образцу ОК должны прикладываться растягивающие усилия, которые должны плавно возрастать до уровня, указанного в технической документации на ОК. Требуемое растягивающее усилие поддерживается в течение 10 мин.

Примечание. Внутриобъектовые ОК выдерживаются под максимальной нагрузкой в течение 5 мин.

Удлинение ОВ не должно превышать 1/3 удлинения при тестировании. Удлинение ОК не должно превышать значения, при котором удлинение ОВ составляет 1/3 удлинения при тестировании.

Измеренное затухание сигнала в ОВ и удлинение ОВ должно фиксироваться как функция от растягивающей нагрузки.

Примечание. При испытании по методу Е1В должно быть оценено удлинение ОB под нагрузкой и остаточное удлинение после снятия нагрузки.

Рис.5.7. Зависимость удлинения ОВ и кабеля от нагрузки

Рис.5.7. Зависимость удлинения ОВ и кабеля от нагрузки:
Т0 ­– нагрузка, при которой ОВ начинает натягиваться; Тмах – максимальная растягивающая нагрузка

График зависимости удлинения кабеля и ОВ от нагрузки приведен на рис. 5.7.

Прирост затухания не должен превышать 0,1 дБ/км для одномодового ОВ и 0,2 дБ/км для многомодового ОВ во время действия нагрузки.

Образец считается выдержавшим испытание, если в нем нет обрывов ОВ и приращение затухания оптического сигнала в ОВ после снятия нагрузки не превышает 0,01 дБ/км для одномодового ОВ и 0,05 дБ/км для многомодового ОВ.

Испытание ВОК на стойкость к раздавливающим усилиям (в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод ЕЗ или ГОСТ 12182.6 [17, 23]).

Длина образца должна быть достаточной для достижения требуемой точности измерения.

Схема для испытания на стойкость к раздавливающим усилиям в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод ЕЗ приведена на рис. 5.8.

Рис.5.8. Схема испытания ОК на стойкость к раздавливающим усилиям

Рис.5.8. Схема испытания ОК на стойкость к раздавливающим усилиям:
1-раздавливающая нагрузка; 2-подвижная пластина; 3-базовая пластина; 4-образец кабеля

Размещение образца ОК должно обеспечивать его раздавливание между плоской стальной основой и подвижной стальной пластиной, к которой прикладывается раздавливающее усилие.

Край подвижной пластины (рис. 5.8) должен быть округленным с радиусом 5 мм. Плоская поверхность должна обеспечивать контакт с образцом ОК на участке 100 мм.

Образец ОК размещается между пластинами так, чтобы избежать возможности его перемещения на протяжении всего времени испытания. Раздавливающая нагрузка должна возрастать плавно, без резких изменений, до уровня, указанного в технической документации на ОК. Требуемое раздавливающее усилие поддерживается в течение 10 мин.

Примечание. Внутриобъектовые ОК выдерживаются под максимальной нагрузкой в течение минуты.

Раздавливающее усилие должно прикладываться в трех разных местах образца на расстоянии не менее 500 мм от места предыдущего раздавливания.

До, в процессе и после испытаний кабеля на стойкость к раздавливающим усилиям в ОВ измеряется затухание. После испытания защитный шланг осматривается на наличие дефектов.

Прирост затухания не должен превышать 0,1 дБ для одномодового ОВ и 0,2 дБ для многомодового ОВ во время действия нагрузки.

Образец считается выдержавшим испытание, если в нем нет повреждения защитного шланга, обрывов ОВ, и приращение затухания оптического сигнала в ОВ после снятия нагрузки не превышает 0,01 дБ для одномодового ОВ, и 0,05 дБ для многомодового ОВ.

Испытание ВОК на стойкость к удару (в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод FA [17]).

Длина образца должна быть достаточной для достижения требуемой точности измерения. Оборудование должно обеспечивать вертикальное падение груза с высоты 1 м на стальной посредник, который передает удар на ОК, размещенный сверху на плоской стальной плите.

Установка для испытания на стойкость к удару в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод F4, при котором образец кабеля подвергается одному или нескольким ударам (менее 5), приведена на рис. 5.9. Установка позволяет грузу падать вертикально на образец кабеля.

Рис. 5.9.схема испытаний ОК на стойкость к удару

Рис. 5.9.схема испытаний ОК на стойкость к удару:

1 — опора; 2 — направляющее приспособление; 3 — груз; 4 — стальной посредник; 5 — стальная плита; б — образец ОК

Установка для испытания на стойкость к удару в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод Е4, при котором образец кабеля подвергается многократным ударам (более 5), приведена на рис.5.10. Установка позволяет грузу наносить многократные удары с помощью падающего груза.

Масса груза и высота падения, которые обуславливают значение начальной энергии, а также число ударов и радиус закругления ударной части R должны быть указаны в технической документации на ОК.

До и после испытаний кабеля на стойкость к удару в ОВ измеряется затухание. После испытания защитный шланг осматривается на наличие дефектов.

Образец считается выдержавшим испытание, если в нем нет повреждения защитного шланга, обрывов ОВ и приращение затухания оптического сигнала в ОВ после испытания не превышает 0,01 дБ для одномодового ОВ, и 0,05 дБ для многомодового ОВ.

Рис. 5.10. Схема испытаний ОК на стойкость к удару

Рис. 5.10. Схема испытаний ОК на стойкость к удару:

1-свободно вращающийся блок; 2-направляющее приспособление; 3-груз; 4-стальной посредник; 5- образец ОК; 6- стальная плита; 7-рычаг; 8-вращающийся механизм

Примечания: 1. След от металлической оснастки на защитном шланге не считается механическим повреждением. 2. Испытания могут проводиться с помощью ударной установки. Масса груза, высота падения, число ударов и их частота должны быть указаны в технической документации на ОК.

Испытание ВОК на стойкость к циклическим изгибам (в соответствии с МЭК

60794-1-2, метод Еб или ГОСТ 12182.8 [17, 23]).

Длина образца должна быть достаточной для достижения требуемой точности измерения.

Рис. 5.11. Схема испытания ОК на стойкость к циклическим изгибам

Рис. 5.11. Схема  испытания ОК на стойкость к циклическим изгибам:
1-место фиксации; 2-образец ОК; 3-ось изгиба; 4-груз

Схема для испытания на стойкость к циклическим изгибам в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод Е6 приведена на рис. 5.11.

Образец ОК должен быть закреплен на стенде и находиться под нагрузкой. Масса груза и радиус изгиба R должны быть указаны в технической документации на ОК. Значения а и с устанавливаются в технической документации на кабель конкретной марки.

Устройство должно обеспечивать изгиб образца на угол 90о по обе стороны от вертикали.

Поворотное устройство должно иметь фиксатор для постоянной фиксации ОК на протяжении испытания.

Установка должна иметь счетчик циклов. Перемещение образца от вертикальной позиции до крайней правой позиции, потом до крайней левой позиции и возвращение в вертикальной положение считается одним циклом. Время одного цикла — 2с.

До и после испытаний кабеля на стойкость циклическим изгибам в ОВ измеряется затухание. После испытания защитный шланг осматривается на наличие дефектов.

Образец считается выдержавшим испытание, если в нем нет повреждения защитного шланга, обрывов ОВ и приращение затухания оптического сигнала в ОВ после испытания не превышает 0,01 дБ для одномодового ОВ и 0,05 дБ для многомодового ОВ.

Примечания: 1. Для ОК, предназначенных для наружной прокладки и речных переходов, радиус изгиба должен быть не менее 20 D (D — наружный диаметр ОК), число циклов 35 и 5 соответственно. 2. Для внутриобъектовых ОК радиус изгиба должен быть не менее 50 мм.

Испытание ВОК на стойкость к осевому кручению (в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод Е7 или ГОСТ 12182.7 [17, 23]).

Схемы для испытания на стойкость к осевому кручению в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод Е7 приведены на рис. 5.12, 5.13, 5.14.

Установка для кручения должна иметь два устройства для зажима кабеля, одно неподвижное, а другое вращающееся, и при этом должна быть возможность изменения расстояния между ними.

Устройства для зажима образца кабеля должны быть такими, чтобы:

существовала возможность плотного обжима кабеля и предотвращения движения кабеля внутри зажима;

существовала возможность удерживать кабель так, чтобы не было провисания (рис. 5.12, 5.13);

процесс зажима кабеля не вызвал увеличения затухания в кабеле.

Рис.5.12. Схема испытания ОК на стойкость к осевому кручению

Рис.5.12. Схема испытания ОК на стойкость к осевому кручению:

1-неподвижный зажим; 2-образец; 3-вращающийся зажим

Рис.5.13. Схема испытания ОК на стойкость к осевому кручению

Рис.5.13. Схема испытания ОК на стойкость к осевому кручению:

1-неподвижный зажим; 2-образец; 3-вращающийся зажим; 4-груз

Рис. 5.14. Схема испытания ОК на стойкость к осевому кручению

Рис. 5.14. Схема испытания ОК на стойкость к осевому кручению:
1-неподвижный зажим; 2-образец ОК; 3-концевая или зажимающая муфта; 4-вращающийся зажим; 5-груз

Образец ОК должен быть присоединен к зажиму таким образом, чтобы волокно, оболочка, шланг и любые деформирующиеся элементы были надежно скреплены вместе.

Установка должна иметь возможность минимизировать провисание образца кабеля (рис. 5.12 и 5.13) или его вертикальное отклонение от прямой линии (рис. 5.14) посредством натяжения образца кабеля между зажимами.

Таблица 5.4. Рекомендуемые величины нагрузок

Номинальный
диаметр кабеля, мм

Минимальная
нагрузка, Н

≤ 2,5

15

от 2,6 до 4,0

25

от 4,1 до 6,0

40

от 6,1 до 9,0

45

от 9,1 до 13,0

50

от 13,1 до 18,0

55

от 18,1 до 24,0

65

от 24,1 до 30,0

70

≥ 30,1

75

Если образец кабеля должен находиться под натяжением, то рекомендуемые величины нагрузок приведены в табл. 5.4.

После того, как образец кабеля устанавливается в устройстве с последующей фиксацией в неподвижном зажиме, который предупреждает перемещение ОК во время испьпания, подвижный зажим:

а) поворачивается на 180о по часовой стрелке;

б) возвращается в начальное положение;

в) поворачивается на 180о против часовой стрелки;

г) возвращается в начальное положение.

Такая последовательность составляет один цикл. Цикл должен быть выполнен максимум и минуту.

Длина образца, угол поворота, величина натяжения и количество циклов должны быть указаны в технической документации.

До и после испытаний кабеля на стойкость к осевым кручениям в ОВ измеряется затухание. После испытания защитный шланг осматривается на наличие дефектов.

Образец считается выдержавшим испытание, если в нем нет повреждения защитного шланга, обрывов ОВ и приращение затуханию оптического сигнала в ОВ после испытания не превышает 0,01 дБ для одномодового ОВ и 0,05 дБ для многомодового ОВ.

Примечания: 1. При ОК для наружной прокладки угол поворота составляет ±360о, длина образца 1 м, циклов 10. 2. При ОК для речных переходов угол поворота составляет ±360о, длина образца 4 м, число циклов 10. 3. При внутриобъектовых ОК угол поворота составляет +180о, длина образца 250 мм, циклов 20.

Испытание ВОК на стойкость к знакопеременному изгибу (в соответствии с МЭК 60794-1-2 метод Е8 [17]).

Схема для испытания приведена на рис. 5.15.

Во время испытаний образец протягивается между двумя блоками 4 и 5, которые могут изменять направление протягивания кабеля на 180о каждый.

Рис. 5.15. Схема испытания ОК на стойкость знакопеременному изгибу

Рис. 5.15. Схема испытания ОК на стойкость знакопеременному изгибу:
1, 8-груз; 2, 7-фиксатор; 3-образец ОК; 4, 5-ролики; 6-каретка

Во время испытания образец должен находиться под осевым натяжением. Величина натяжения, диаметр блоков и количество циклов должны быть указаны в технической документации на ОК.

До и после испытаний кабеля на стойкость к знакопеременному изгибу в ОВ измеряется затухание. После испытания защитный шланг осматривается на наличие дефектов.

Образец считается выдержавший испытание, если в нем нет повреждения защитного шланга, обрывов ОВ и приращение затухания оптического сигнала в ОВ после испытания не превышает 0,01 дБ для одномодового ОВ, и 0,05дБ для многомодового ОВ.

Примечания: 1. При ОК для наружной прокладки количество циклов 10.

2. При внутриобъектовых ОК количество циклов 1000.

Испытание ВОК на стойкость к повреждению при образовании петли (в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод Е10 [17]).

Рис. 5.16. Схема испытания ОК на стойкость к повреждению при образовании петли

Рис. 5.16. Схема испытания ОК на стойкость к повреждению при образовании петли:
1, 4-концы отрезка ОК; 2, 3-виды форм петли

Схема для испытания приведена на рис. 5.16.

Образец ОК в виде петли (форма 3) должен удерживаться за концы 1 и 4двумя руками. Диаметр петли должен уменьшаться до минимального значения, указанного в технической документации на ОК, во время свободного натяжения за оба конца 1 и 4. После окончания испытания внешний вид петли не должен соответствовать форме 2.

До и после испытаний кабеля на стойкость к повреждению при образовании петли в ОВ измеряется затухание. После испытания защитный шланг осматривается на наличие дефектов.

Образец считается выдержавшим испытание, если в нем нет повреждения защитного шланга, обрывов ОВ и приращение затухания оптического сигнала в ОВ после испытания не превышает 0,01 дБ для одномодового ОВ и 0,05 дБ для многомодового ОВ.

Примечания: 1. Длина образца должна быть в 10 раз больше минимального радиуса изгиба ОК. 2. Диаметр петли должен составлять 20D.

Испытание ВОК на стойкость к перематыванию (в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод Е11 и ГОСТ 12182.4 [17, 23]).

Устройство представляет собой оправку, на которую образец навивают плотной спиралью.

Образец наматывается спирально на барабан с постоянной скоростью (один оборот за пять секунд). Образец должен находиться под постоянным натяжением, которое обеспечивает равномерную намотку кабеля по спирали. Цикл состоит из наматывания и сматывания образца ОК.

Диаметр оправки, число витков и циклов должно быть указано в технической документации на ОК.

Примечание. Диаметр оправки должен быть не более 40D, циклов – 10, число витков – 4.

Рис. 5.17. Схема испытания ОК на стойкость к рывку

Рис. 5.17. Схема испытания ОК на стойкость к рывку:
1-крюк; 2-образец ОК; 3-груз

До и после испытаний кабеля на стойкость к перематыванию в ОВ измеряется затухание. После испытания защитный шланг осматривают на наличие дефектов.

Образец считается выдержавшим испытание, если в нем нет повреждения защитного шланга, обрывов ОВ и приращение затухания оптического сигнала в ОВ после испытания не превышает 0,01 дБ для одномодового ОВ и 0,05 дБ для многомодового ОВ.

Испытание ВОК на стойкость к рывку (в соответствии с МЭК 60794-1, метод Е9 [17]).

Схема для испытания приведена на рис. 5.17.

Крюк, размеры которого показаны на рис. 5.17, имеет ось. На ней крепят различные грузы. Радиус той части крюка, которая контактирует с кабелем, должен быть больше радиуса кабеля. Конструкция крюка не должна допускать его деформации в процессе испытания.

Кабель должен быть зажат между двумя жесткими опорами так, чтобы он образовал кривую длиной 4,5 м в горизонтальном направлении со стрелой провеса 300 мм. После этого измеряют затухание.

Крюк с прикрепленным грузом помещают над кабелем таким образом, чтобы выпуклость крюка находилась над точкой максимального прогиба кабеля на высоте 100 мм. Масса груза должна быть указана в технологической документации на ОК. Затем крюк освобождается и падает, цепляясь за кабель, после чего вновь измеряется затухание. Груз снимают с кабеля и вновь измеряют затухание. Эта процедура составляет один цикл. Число циклов должно быть указано в технологической документации на ОК.

Образец считается выдержавшим испытание на стойкость к рывку, если в нем нет обрывов ОВ и токопроводящих жил, а приращение затухания оптического сигнала в ОВ после испытания не превышает 0,01 дБ для одномодового ОВ и 0,05 дБ для многомодового ОВ.

Испытание ВОК на стойкость к низкотемпературному и высокотемпературному изгибам (согласно МЭК 60189-1 или EIA/TIA-455-37-А [24, 25]).

Испытанию подвергается образец кабеля длиной, которая обеспечивает необходимую точность измерения (не менее 1000 м). Образец должен быть намотан на оправку таким образом, чтобы не ухудшились характеристики. Диаметр оправки должен составлять 20D кабеля (намотка должна быть свободной, без натяжения).

Термокамера должна обеспечивать заданную температуру с точностью не меньше ±3оС.

Перед испытанием образец выдерживается в НУ и производится контроль затухания.

Испытание ОК на стойкость к низкотемпературному изгибу проводится в термокамере при температуре, указанной в технологической документации на ОК.

Испытание ОК на стойкость к высокотемпературному изгибу проводится в термокамере при температуре, указанной в технологической документации на ОК.

Время выдержки ОК при каждой из заданных температур должно быть указано в технической документации на ОК.

После выдержки при положительной или отрицательной температуре образец ОК выдерживают в нормальных условиях в течение часа, измеряют затухание и сравнивают со значением, полученным до испытания.

Образец считается выдержавшим испытание, если приращение затухания оптического сигнала в ОВ не превышает 0,01 дБ/км для одномодового ОВ, и 0,05 дБ/км для многомодового ОВ после прекращения действия температуры.

Испытание ВОК на стойкость к истиранию (в соответствии с МЭК 60794 — 1, методы Е2А(В) [17]).

Метод Е2А — сопротивление оболочек волоконно-оптических кабелей истиранию.

Схема для испытания приведена на рис. 5.18. Установка для испытания состоит из устройства, способного истирать поверхность кабеля на участке длиной (1(Ь1) мм вдоль оси кабеля с частотой (55 ± 5) циклов/мин. Цикл состоит из движения истирающей грани в каждом направлении. Истирающая грань представляет собой стальную иглу диаметром 1,0 мм.

Образец кабеля длиной не менее 750 мм надежно закрепляется на опорной пластине при помощи кабельных зажимов. Истирающая грань должна оказывать давление на образец с определенным усилием, при этом необходимо избегать ударов по кабелю.

Испытание проводится в четырех местах на расстоянии не менее 100 мм друг от друга. Затем образец поворачивается на угол 90о и процедура повторяется. Испытание проводится в четырех плоскостях.

Масса груза и число циклов должны быть указаны в технической документации на ОК.

Рис. 5.18. Схема испытания ОК на стойкость к истиранию метод Е2А и Е2В (метод 1)

Рис. 5.18. Схема испытания ОК на стойкость к истиранию метод Е2А и Е2В (метод 1):

1 — перемещающее устройство; 2- груз; 3- стальная игла; 4 — зажим; 5 — образец кабеля; 6 — стальная опорная пластина

Образец считается выдержавшим испытание, если на поверхности оболочки нет повреждений, а волокна после испытания остаются оптически целыми.

Метод Е2В — сопротивление маркировки ВОК истиранию.

В зависимости от вида маркировки может использоваться один из двух методов: метод 1– в случае, если маркировка наносится тиснением; метод 2 — в случае, если маркировка наносится другим способом.

Метод 1. Схема для испытания приведена на рис. 5.18. Установка для испытания состоит из устройства, способного истирать маркировку кабеля вдоль оси кабеля на участке длиной 40 мм с частотой (55 ± 5) циклов/мин. Цикл состоит из возвратно-поступательного движения истирающей грани в обоих направлениях. Истирающая грань представляет собой стальную иглу диаметром 1,0 мм.

Образец кабеля длиной не менее 750 мм надежно закрепляется на опорной пластине с помощью зажимов. При испытании образец монтируется так, чтобы маркировка располагалась непосредственно под истирающей гранью, которая должна оказывать давление на образец с определенным усилием. При этом необходимо избегать ударов по кабелю.

Масса груза и число циклов должно быть указано в технической документации на ОК.

Образец считается выдержавшим испытание, если после завершения всех циклов маркировка на образце остается четкой.

Метод 2. Схема для испытания приведена на рис. 5.19. Установка для испытания состоит из устройства, способного воздействовать на ОК с определенным усилием через шерстяную ткань.

Образец кабеля длиной не менее 750 мм, содержащий маркировку, должен быть помещен между двумя кусочками шерстяной ткани, которая должна быть тщательно пропитана водой.

Образец должен перемещаться в двух направлениях вдоль оси кабеля. Сила F воздействует на поверхность образца на участке 100 мм, содержащем маркировку.

Масса груза и количество циклов должны быть указаны в технической документации на ОК.

Образец считается выдержавшим испытание, если после завершения всех циклов маркировка на образце остается четкой.

Рис. 5.19. Схема испытания ОК на стойкость к истиранию метод Е2В (метод 2)

Рис. 5.19. Схема испытания ОК на стойкость к истиранию метод Е2В (метод 2):

1 — шерстяная ткань; 2- груз; 3 — противовес; 4 — образец кабеля

Испытание ВОК на стойкость к вытеканию компаунда (в соответствии с МЭК 60794–1, метод Е14 [17]).

Испытания проводятся на предварительно отобранных пяти образцах кабеля длиной (300±5) мм. На каждом образце, который подвергается испытанию, удаляется материал защитного шланга на расстоянии (130 ± 2,5) мм от конца образца. На расстоянии (80 ± 2,5) мм от того же конца удаляют броню, оболочку, скрепляющие нити и ленты, арамидные нити, т.е. все элементы поверх сердечника кабеля. Удаляют компаунд, оставшийся от удаленных материалов.

Перед испытаниями взвешивается каждый образец с точность до 0,001 г.

Испытания проводят в термокамере, которая должна обеспечивать заданную температуру. Образцы помещают в камеру и фиксируют в вертикальном положении с помощью специальных зажимов. Под образцом устанавливают пустой, предварительно взвешенный контейнер таким образом, чтобы конец образца не соприкасался с ним.

Сначала образец выдерживается в камере при заданной температуре в течение часа. По истечении времени меняют контейнер с компаундом на пустой, предварительно взвешенный. Контейнер с компаундом взвешивают. По результатам взвешивания определяют количество компаунда, вытекшего из образца. Это значение не должно превышать значения, указанного в технической документации на ОК (0,5 % от массы образца, или 0,5 г).

Затем образец выдерживают в течение 23 час. при установленной температуре. По истечению указанного времени контейнер с компаундом вынимают и взвешивают. По результатам взвешивания определяют количество компаунда, вытекшего из образца.

Образец считается выдержавшим испытание, если максимально вытекшее количество компаунда не превышает значения, указанного в ТД на ОК (или 0,05 г).

Примечание. Если масса вытекшего компаунда меньше или равна 0,005 г, то считается, что вытекание отсутствует. Если масса вытекшего компаунда хотя бы в одном из пяти образцов превышает значение, указанное в ТД на ОК (или 0,05 г, но менее 0,1 г), то подготавливают к испытаниям дополнительные 5 образцов.

Повторно отобранные образцы считаются выдержавшими испытание, если вытекшее количество компаунда из каждого образца не превышает значение, указанное в ТД на ОК (или 0,05г).

Испытание трубки модуля на стойкость к образовании петли (в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод G7 [17]).

Схема для проведения испытания приведена на рис. 5.20.

Рис. 5.20. Схема испытания трубки модуля на стойкость к образованию петли

Рис. 5.20. Схема испытания трубки модуля на стойкость к образованию петли:

1 — прозрачный экран; 2 — направляющий фиксатор; 3 — подвижный зажим; 4 — неподвижный зажим

Образцы (ОМ со свободной укладкой ОВ или связкой ОВ в трубке) длиной (L1+50) мм берут из волоконно-оптического кабеля.

При помощи вентилятора горячего воздуха при температуре плюс 80оС образец выравнивают, однако следует предохранять образец от перенагревания.

На образце отмечают длину L1 и фиксируют ее в испытательном устройстве с подвижным и неподвижным зажимами на расстоянии L2.

Подвижный зажим должен иметь возможность перемещаться между позициями 1 и 2 (на расстоянии L) и возвращаться в позицию 1, со скоростью, примерно, 10 мм/с. Такое перемещение подвижного зажима составляет 1 цикл.

Во время последнего цикла образец должен оставаться в позиции 2 в течение 60 с.

Значения параметров L, L1, L2 и число циклов должны быть указаны в технических условиях на ОК.

Образец считается выдержавшим испытание, если в процессе испытания не было видимых петлеобразований образца.

Рис.5.21. Схема испытания ОК на стойкость к изгибу под нагрузкой (U-изгиб)

Рис.5.21. Схема испытания ОК на стойкость к изгибу под нагрузкой (U-изгиб)

Испытание ВОК на стойкость к изгибу под нагрузкой (в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод Е18 [17]).

Схемы для испытания приведены на рис. 5.21 и 5.22. Длина образца должна быть достаточной для достижения требуемой точности измерения. Оба конца ОК должны быть подготовлены к испытанию.

Образец кабеля должен быть установлен таким образом, чтобы к нему можно было приложить нагрузку. На образце ОК должны быть отмечены точки А и В.

Рис.5.22. Схема испытания ОК на стойкость к изгибу под натяжением (S-изгиб)

Рис.5.22. Схема испытания ОК на стойкость к изгибу под натяжением (S-изгиб)

Кабель должен двигаться вокруг оправки (U-изгиб, рис.5.21) или двух оправок (S-изгиб, рис.5.22). Нагрузка на кабель должна постепенно возрастать до требуемого значения.

Кабель должен перемещаться от точки А к точке В и затем возвращаться в точку А.

Длина образца, длина образца под натяжением (расстояние между точками А и В), радиусы оправок R, расстояние между оправками Y и угол изгиба φ (см. рис. 5.22) скорость движения и число циклов должны быть указаны в технической документации на ОК.

До и после испытания кабеля на стойкость к изгибу под нагрузкой в ОВ измеряется затухание, а защитный шланг осматривается на наличие дефектов.

Образец считается выдержавшим испытание, если в нем нет повреждений защитного шланга, обрывов ОВ и приращение затухания оптического сигнала в ОВ после испытаний не превышает 0,01дБ для одномодового ОВ, и 0,05 дБ для многомодового ОВ.

Испытание оболочки ВОК на стойкость к перерезанию (в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод Е12 [17]).

Рис.5.23. Схема испытания оболочки ОК на стойкость к перерезанию

Рис.5.23. Схема испытания оболочки ОК на стойкость к перерезанию:
1-опорная пластина; 2-образец ОК; 3-нагрузка; 4-игла

Схема для испытания оболочки ОК на стойкость к перерезанию в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод Е12 приведена на рис. 5.23.

Образец кабеля закрепляется на опорной пластине. Режущая грань должна оказывать давление на кабель с усилием (50±10) Н/мин.

Радиус иглы, величина прикладываемого усилия, длительность испытания должны быть указаны в технических условиях на ОК.

После проведения испытания кабель визуально осматривается на наличие какого-либо повреждения при 5-(10-)кратном увеличении.

Образец считается выдержавшим испытание, если на оболочке ОК отсутствуют повреждения и ОВ остались оптически целыми.

Испытание элементов кабеля на изгиб (в соответствии с МЭК 60794-1, метод G.1 [17]).

Испытуемый элемент кабеля должен быть свободно намотан на оправку с определенным числом витков.

До, во время и после испытания измеряется затухание и оценивается прирост затухания, который может иметь место при изгибе.

Длина образца, диаметр оправки и число витков должны быть указаны в технической документации на ОК.

Образец считается выдержавшим испытание, если приращение оптического сигнала в ОВ во время и после испытания не превышает норму, указанную в технической документации на ОК.

Испытание заполняющего компаунда ВОК на стойкость к вытеканию и испарению (в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод Е15 [17]).

Схема для проведения испытания приведена на рис. 5.24.

В качестве образца используют материал заполняющего компаунда, который находится в непосредственном контакте с ОВ.

Рис. 5.24. Схема испытания заполняющего компаунда ОК на стойкость к вытеканию и испарению

Рис. 5.24. Схема испытания заполняющего компаунда ОК на стойкость к вытеканию и испарению:

1 — крышка; 2 — крюк; 3- колба; 4 — образец; 5 — линия спайки

Оборудование для испытания должно состоять из:

  • камеры с электрическим нагревом и вентиляцией;
  • аналитических весов с погрешностью ±1,0 мг;
  • конуса (никелевой сетки или сетки из нержавеющей стали) с 60 отверстиями (5-6 отверстий на мм );
  • высокой колбы емкостью 200 мл с крышкой.

Примечание. Если измеряется величина испарения, то в крышке нет необходимости.

Перед началом испытания взвешивается и записывается вес сухой чистой колбы М1, вес колбы, конуса и крепления конуса М2. Затем в конус помещают около 10 г испытуемого компаунда. Вес собранной установки М3.

Установку необходимо нагреть до определенной температуры, а затем дать ей остыть до комнатной температуры в сушильном шкафу.

Взвесить установку и зафиксировать вес М4.

Осторожно удалить крепление конуса и конус. Взвесить колбу и записать вес М5.

Пересчитать величину вытекания или испарения в процентном отношении:

, (5.5)

.(5.6)

Температура испытания, длительность испытания, вид конуса и число образцов должны быть указаны в технической документации на ОК.

Образец считается выдержавшим испытание, если среднее значение результата испытания не превышает значения, указанного в технической документации на ОК.

Испытание ВОК на жесткость. Испытание проводят в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод E17A(B,С) [17].

Методы Е17А и Е17В используются для кабелей большого диаметра.

Метод Е17В также может использоваться для кабелей малого диаметра, включая армирванные кабели для внутриобъектовой прокладки.

Метод Е17С используется для одноволоконных конструкций.

Метод E17А. Схема для проведения испытания ОК этим методом приведена на рис. 5.25.

Образец размещается на двух опорах, которые должны позволять кабелю свободно перемещаться. Опоры должны быть установлены на определенном расстоянии друг от друга. Бруски опор должны вращаться вокруг своей оси. Образец кабеля должен быть длиннее, чем расстояние между опорами.

Установка должна оказывать воздействие на образец в точке, которая равно удалена от опор, и позволять определить соответствующее смещение образца кабеля.

На образец воздействует сила в виде груза, подвешенного над образцом кабеля.

Жесткость кабеля пересчитывается по формуле

, (5.7)

где В — жесткость, Н-м; F — сила, Н; Y — смещение, м; Х — расстояние между опорами, м; α— угол наклона кривой зависимости смещения образца от приложенной нагрузки, град.

Зависимость смещения образца от приложенной нагрузки представлена на рис. 5.26.

Рис. 5.25.Схема испытания ОК на жесткость (метод Е17А)

Рис. 5.25.Схема испытания ОК на жесткость (метод Е17А):
1-нагрузка; 2-образец ОК

Рис. 5.26.График зависимости смещения образца от приложенной нагрузки

Рис. 5.26.График зависимости смещения образца от приложенной нагрузки

Вид кабеля, расстояние между опорами, длина образца, масса груза, число образцов должны быть указаны в технической документации на ОК.

Образец считается выдержавшим испытание, если жесткость кабеля соответствует требованиям, указанным в технической документации на ОК.

Метод Е17В. Схема для проведения испытания ОК этим методом приведена на рис. 5.27, 5.28.

Испытательная установка представляет собой кронштейн, на котором при помощи зажимов закрепляется образец (рис. 5.27).

Рис. 5.27.Схема испытания ОК на жесткость (метод Е17В)

Рис. 5.27.Схема испытания ОК на жесткость (метод Е17В):
1- образец кабеля; 2-зажим

Рис. 5.28.Схема испытания ОК на жесткость (метод Е17В)

Рис. 5.28.Схема испытания ОК на жесткость (метод Е17В):
1-образец кабеля малого диаметра; 2-зажим

В некоторых случаях (для кабелей малого диаметра) зажим определяет радиус изгиба кабеля (рис. 5.28).

К образцу, зафиксированному в зажиме, прикладывается сила F на расстоянии L от зажима и измеряется смещение Y.

Сила может быть приложена при помощи натягивающего устройства или груза.

Длина образца должна быть такой, чтобы какое-либо внутреннее смещение элементов кабеля не влияло на результат испытания.

Жесткость кабеля пересчитывается по формуле (5.7).

Вид кабеля, пролет кабеля L, сила, длина и количество образцов должны быть указаны в технической документации на ОК.

Образец считается выдержавшим испытание, если жесткость кабеля соответствует требованиям, указанным в технической документации на ОК.

Метод E1 7C. Схема для проведения испытания ОК этим методом приведена на рис. 5.29.

Рис. 5.29.Схема испытания ОК на жесткость (метод Е17С)

Рис. 5.29.Схема испытания ОК на жесткость (метод Е17С)

Испытательная установка должна быть обеспечена устройством для измерения силы, которая прикладывается к испытательному образцу, устройством сжатия, способным поддерживать заданную степень сжатия в течение указанного времени.

Перед началом испытания образец фиксируется в устройстве в прямом положении.

Затем тиски начинают сжимать образец до значения SxD, где S–фактор сжатия, D–диаметр кабеля.

После истечения определенного времени фиксируется сила, которая была приложена к образцу.

Жесткость кабеля пересчитывается по формуле

, (5.8)

где F — измеренная сила, Н; r — радиус изгиба кабеля на конечной стадии сжатия, м.

Фактор сжатия, длительность испытания, длина и число образцов должны быть указаны в технической документации на ОК.

Образец считается выдержавшим испытание, если жесткость кабеля соответствует требованиям, указанным в технической документации на ОК.

Испытание ВОК на стойкость к повреждению от выстрелов из ружья (в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод Е13 [17]).

Установка для проведения испытаний состоит из ружья и устройства для закрепления образца.

Примечание. Закрепленный испытуемый образец должен иметь возможность свободно перемещаться, т.к. траектория выстрела может иметь эллиптическую форму в зависимости от вида используемого ружья.

Образец кабеля должен быть закреплен на опоре. Длина образца должна быть не менее 3 м. Выстрел должен быть с расстояния 20 м.

Число выстрелов с видимым попаданием должно быть не более 3.

Вид оружия, калибр, тип дроби, тип патрона, расстояние между образцом и ружьем должны быть указаны в технической документации на ОК.

Отчет об испытании должен включать следующую информацию:

  • детали проведения испытания, включая положение кабеля;
  • отчет о нанесенных повреждениях, включая целостность ОВ;
  • число выстрелов, достигших видимого попадания.

Образец считается выдержавшим испытание, если после испытания волокна остались оптически целыми.

Испытание ВОК на стойкость к галопированию. Метод испытания находится на рассмотрении МЭК. Поэтому рассмотрим испытание ОК на стойкость к галопированию в соответствии с Bellcore TR-Х%Т-001121 на образцах самонесущего оптического кабеля [26].

Длина образца самонесущего оптического кабеля должна быть указана в технической документации на ОК, но не менее 300 м.

Измерение коэффициента затухания проводится не менее чем в одном оптическом волокне каждого оптического модуля.

Расстояние между опорами должно быть не менее 40 м. Образец кабеля должен быть подвешен со стрелой провеса от 1 % до 1,5 % от длины пролета между опорами. Угол стрелы провеса кабеля к горизонтали не должен превышать 1о.

Для возбуждения колебаний в кабеле используется вибрационная установка. Частота колебаний и число циклов должны быть указаны в технической документации на ОК.

Образец считается выдержавшим испытание, если максимальный прирост затухания в одномодовом оптическом волокне не превышает 0,1 дБ на длине волны 1550 нм и 0,2 дБ на длине волны 1300 нм в многомодовом оптическом волокне.

Примечание. Для самонесущих оптических кабелей число циклов должно быть не менее 100000, а частота колебаний от 2 Гц до 3 Гц.

Испытание ВОК на стойкость к вибрации (в соответствии с Bellcore TR-NWT-001121 на образцах самонесущего оптического кабеля [26]).

Расстояние между опорами должно быть не менее 30 м.

Угол стрелы провеса кабеля к горизонтали не должен превышать (1;5 ± 0,5)%.

Для испытания кабель должен быть натянут с усилием, соответствующим максимально допустимой растягивающей нагрузке.

Для возбуждения колебаний в кабеле используется электрически контролируемая вибрационная установка с частотой, близкой к резонансной.

Вибрационная установка должна быть размещена в пролете и создавать минимум шесть вибрационных петель между опорой и виброустановкой.

Длина образца самонесущего оптического кабеля должна быть указана в технической документации на ОК, но не менее 240 м.

Измерение коэффициента затухания проводится не менее чем в одном оптическом волокне каждого оптического модуля.

Число циклов и амплитуда антиузла должны быть указаны в технической документации на ОК.

Образец считается выдержавшим испытание, если максимальный прирост затухания, измеренный через два часа после испытания, в одномодовом оптическом волокне не превышает 0,1 дБ на длине волны 1550 нм и 0,2 дБ на длине волны 1300 нм в многомодовом оптическом волокне.

Примечание. Для самонесущих оптических кабелей число циклов должно быть не менее 100000000.



5.3.5. Методы испытания ВОК на стойкость к воздействию внешних факторов

Методы испытания ОК на стойкость к воздействию внешних факторов приведены в табл.5.5.

Испытание ВОК на стойкость к циклическому изменению температуры (в соответствии с МЭК 60794-1-2, метод F1 и ГОСТ 20.57.406 — 81 [17, 11]).

Графики зависимости температуры от продолжительности испытания на стойкость ОК к циклическому изменению температуры приведены на рис. 5.30 и 5.31.

Таблица 5.5. Методы испытания ОК на стойкость к воздействию внешних факторов

Название испытания

Метод испытания

Стойкость к циклическому изменению температуры

МЭК 60794-1-2-F l, ГОСТ 20.57.406

Стойкость к повышенной рабочей температуре

МЭК 60068-2-2, ГОСТ 20.57.406

Стойкость к пониженной рабочей температуре

МЭК 60068-2-1, ГОСТ 20.57.406

Стойкость к проникновению воды

МЭК 60794-1-2-F5A, МЭК 60794-1-2-F5B

Стойкость к распространению горения

МЭК 60332-1, ГОСТ 12176

Стойкость к воздействию солнечной радиации

МЭК 60068-2-5, ГОСТ 20.57.406

Стойкость к воздействию соляного тумана

МЭК60068-2-11,ГОСТ 20.57.406

Рис. 5.30. График стандартного цикла изменения температуры

Рис. 5.30. График стандартного цикла изменения температуры:

Та-минимальная температура; Тв-максимальная температура; А-начало цикла; t1-время выдержки в камере

Рис. 5.31. График комбинированного цикла изменения температуры

Рис. 5.31. График комбинированного цикла изменения температуры:

Та1, Та2 — минимальная температура на шагах 1 и 2;

Тв1, Тв2 — максимальная температура на шагах 3 и 4;

А — начало цикла; t1 — время выдержки в камере

Если в технической документации на кабели конкретных марок указан различный диапазон температур для хранения и эксплуатации, допускается проведение комбинированного испытания вместо двух различных испытаний (рис. 5.31).

Испытанию подвергается образец кабеля длиной, которая обеспечивает необходимую точность измерения (не менее 1000 м). Образец должен быть намотан на барабан таким образом, чтобы не ухудшились характеристики.

Термокамера должна обеспечивать заданную температуру с точностью не меньше плюс 3оС. Образец подвергается воздействию трех циклов. Цикл включает выдержку при нижней температуре Та, а затем выдержку при верхней температуре Тв. Время выдержки при заданных температурах — 4 часа, время перехода между граничными температурами — 2 часа.

После окончания третьего цикла образец выдерживается в нормальных условиях не менее 8 часов.

До испытания и после выдержки образца при каждой из заданных температур в ОВ измеряется затухание. Образец считается выдержавшим испытание, если приращение затухания оптического сигнала в ОВ во время испытания не превышает 0,2 дБ/км для одномодового ОВ, и 0,4 дБ/км для многомодового ОВ, после прекращения действия температуры 0,02 дБ/км для одномодового ОВ и 0,1 дБ/км для многомодового ОВ.

Примечания: 1. Границы циклического изменения температуры от минус 40оС до плюс 60оС (для ОК, предназначенных для наружной прокладки). 2. Границы циклического изменения температуры от минус 15оС до плюс 60оС (для ОК, предназначенных для внутренней прокладки).

Испытание на действие повышенной рабочей температуры среды (в соответствии с МЭК 60068-2, метод 2, ГОСТ 20.57.406 [27, 11]).

Испытание проводят с целью проверки параметров и сохранения внешнего вида ОК после действия повышенной рабочей температуры.

Согласно МЭК 60068-2. метод 2 испытания ОК проводят в камере тепла, которая должна обеспечивать режим повышенной рабочей температуры. В камере тепла должна быть обеспечена свободная циркуляция воздуха между образцом ОК и поверхностью стенок камеры. Отклонение температуры от установленного значения в технической документации на ОК не должно превышать плюс 3оС. Отрезок ОК (не менее 1000 м) выдерживают при заданной температуре не менее 16 час. До испытания и в конце выдержки при повышенной температуре образца ОК проводится измерение затухания ОВ.

Образец считается выдержавшим испытание, если приращение затухания оптического сигнала в ОВ во время испытания не превышает 0,2 дБ/км для одномодового ОВ и 0,4 дБ/км для многомодового ОВ, после прекращения действия температуры — 0,02 дБ/км для одномодового ОВ и 0,1 дБ/км для многомодового ОВ.

Испытание на действие пониженной рабочей температуры среды (в соответствии с МЭК 60068-2, метод 1, ГОСТ 20.57.406 [27, 11]).

Испытание проводится с целью проверки параметров и сохранения внешнего вида ОК после действия пониженной рабочей температуры.

Согласно МЭК 60068-2, метод 1 испытания ОК проводятся в камере холода, которая должна обеспечивать режим пониженной рабочей температуры. В камере холода должна быть обеспечена свободная циркуляция воздуха между образцом ОК и поверхностью стенок камеры. Отклонение температуры от установленного значения в технической документации на ОК не должно превышать плюс 3оС. Отрезок ОК (не менее 1000 м) выдерживают при заданной температуре не менее 16 час. До испытания и в конце выдержки при пониженной температуре образца ОК измеряют затухание ОВ.

Образец считается выдержавшим испытание, если приращение затухания оптического сигнала в ОВ во время испытания не превышает 0,2 дБ/км для одномодового ОВ, и 0,4 дБ/км для многомодового ОВ, после прекращения действия температуры — 0,02 дБ/км для одномодового ОВ и 0,1 дБ/км для многомодового ОВ.

Испытание ВОК на стойкость к проникновению воды (в соответствии с МЭК 60794-1-2, методы F5A(B) [17]).

Метод F5A. Схема испытания данным методом F5A приведена на рис. 5.32.

Рис. 5.32. Схема испытания на стойкость к проникновению воды, метод F5A

Рис. 5.32. Схема испытания на стойкость к проникновению воды, метод F5A:

1 — колпачок; 2- столб воды 1 м; 3 — образец кабеля

На образце ОК, предназначенном для испытания, на длине не менее 3 м от конца должны быть вырезаны по всему периметру на длине 25 мм защитные покровы и покровы поверх скрученного сердечника.

Поверх скрученного сердечника должна быть установлена водонепроницаемая муфта так, чтобы перекрывался вырез защитных покрытий и предупреждалось распространение воды между сердечником и другими элементами конструкции кабеля.

Образец размещается горизонтально. Участок образца ОК, который был подготовлен для испытания, подвергается действию водяного столба высотой 1 м на протяжении 24 час при температуре (20±5)оС.

Метод F5B. Схема испытания данным методом приведена на рис. 5.33.

Образец ОК длиной 3 м должен быть присоединен одним концом к испытательному устройству. Присоединение должно быть выполнено так, чтобы был свободный доступ воды из сосуда только в середину сердечника. Затем испытательное устройство должно быть наполнено водой. В таком состоянии образец ОК подвергается действию водяного столба высотой 1 м на протяжении 24 час при температуре (20±5)оС.

Образец ОК считается выдержавшим испытание, если на свободном конце ОК не обнаружено просачивания воды.

Рис. 5.33. Схема испытания на стойкость к проникновению воды, метод F5B

Рис. 5.33. Схема испытания на стойкость к проникновению воды, метод F5B:

1 — столб воды 1 м; 2- уплотнитель; 3 — образец кабеля

Примечание. Кабель не должен рассматриваться не выдержавшим испытания, если вне сердечника кабеля и его изоляции обнаружено случайное просачивание.

Испытание ОК на стойкость к распространению горения (в соответствии с МЭК 60332-1, ГОСТ 12176[28, 29]).

Испытания проводятся в камере при температуре окружающей среды от 15оС до 35оС,относительной влажности (45 — 75)%.

Рис. 5.34. Схема испытательной камеры

Рис. 5.34. Схема испытательной камеры
1-образец кабеля; 2-испытательная камера; 3-ось горелки

Испытательная камера должна быть длиной (450±25)мм, шириной (300±25)мм и высотой (1200±25)мм без передней стенки. Все стенки камеры должны быть изготовлены из металла, а дно защищено прослойкой асбеста или другого теплозащитного материала (рис. 5.34).

Образец ОК длиной (60Ы25) мм закрепляют вертикально в середине камеры так, чтобы его нижний конец находился на расстоянии около 50 мм от дна камеры.

При испытании кабеля с наружным диаметром до 50 мм используют одну горелку, более 50 мм — две.

В случае использования натурального газа длина пламени должна быть около 125 мм, длина внутренней синей части около 40 мм.

В случае использования пропана длина пламени должна быть около 175 мм, длина внутренней синей части около 55 мм.

Пламя горелки подводят к образцу на расстоянии около 75 мм выше нижнего зажима, так чтобы ось сопла горелки составляла с осью образца ОК угол 45о. Внутренняя синеватая часть пламени должна находиться на расстоянии около 10 мм от образца ОК.

Пламя должно действовать на образец кабеля на протяжении времени Т в секундах и рассчитывается по формуле:

(5.9)

где М — масса образца длиной 600 мм, г.

Образец ОК считается выдержавшим испытание, если после удаления горелки пламя затухает, а после удаления с поверхности образца копоти не будут обнаружены обугливания или повреждения на расстоянии менее 50 мм от нижнего края верхнего зажима. Время затухания пламени не регламентируется.

Испытание ВОК на стойкость к воздействию солнечной радиации (в соответствии с МЭК 60068-2, метод 5, ГОСТ 20.57.406 [27, 11]).

Испытания проводят с целью проверки сохранения внешнего вида и передаточных характеристик ОК после воздействия солнечной радиации.

Испытания проводят в камере солнечной радиации, которая должна обеспечить режим облучения. Влажность камеры не задают и не контролируют. Режим облучения в камере солнечной радиации должен быть следующим:

  • интегральная поверхностная плотность потока излучения должна быть равной 1120Вт/м2±10%;
  • поверхностная плотность потока ультрафиолетовой части спектра должна быть равной 68 Вт/м2±10%;
  • спектральный раздел излучения должен соответствовать значениям, указанным в табл.5.6.

Образцы ОК подвергаются действию солнечной радиации циклично. Продолжительность цикла:

  • режим А: 24 часа, из них 8 часов облучение при температуре в камере солнечной радиации (40±2)оС и 16 час при отсутствии облучения при температуре в камере солнечной радиации (25±2)оС.
  • режим Б: 24 часа, из них 20 часов облучение при температуре в камере солнечной радиации (55±2)оС и 4 часа в отсутствие облучения при температуре в камере солнечной радиации (25±2)оС.

Графики режимов А и Б приведены на рис. 5.35.

Таблица 5.6. Спектральное распределение излучения

Характеристика

излучения

Ультра-фиолетовая область спектра Б*

Ультра- фиолетовая область

спектра А

Видимая область

спектра

Инфра- красная область

спектра

Ширина полосы, мкм

от 0,28

до 0,32

от 0,32

до 0,40

от 0,40

до 0,52

от 0,52

до 0,64

от 0,64

о 0,78

от 0,78

до 3,0

Поверхностная плотность потока излучения, Вт/м2

5

63

200

186

174

492

Допустимое отклонение поверхностной плотности потока излучения, %

±35

±25

±10

±10

±10

±20

*) Ультрафиолетовое излучение, длина волны которого меньше 0,30 мкм, почти полностью ослабляется атмосферой земли

Рис. 5.35. Графики режимов А и Б при испытании ОК на стойкость к воздействию солнечного излучения

Рис. 5.35. Графики режимов А и Б при испытании ОК на стойкость к воздействию солнечного излучения

Образцы ОК достают из камеры, проводят визуальный осмотр в соответствии ГОСТ 12177, ГОСТ 26792, МЭК 60811-1, метод 1. Проводят контроль механических и передаточных характеристик [21, 22, 20].

Испытание ВОК на стойкость к воздействию соляного тумана (в соответствии с МЭК 60068-2, метод 11, ГОСТ 20.57.406 [27, 11]).

Испытания проводят с целью определения коррозийной стойкости ОК и их пригодности к эксплуатации во влажной атмосфере в присутствии солей.

Согласно МЭК 60068-2, метод 11 испытания должны проводиться методом выдержки образца ОК в соляном тумане с распылением соляного раствора и последующей промывкой, просушиванием и выдержкой в НУ.

Испытания ОК на стойкость к воздействию соляного тумана должно проводиться в камере соляного тумана, которая должна удовлетворять следующим требованиям:

  • конструкция камеры должна создавать в ней однородные условия и давать возможность соляному туману свободно циркулировать около отрезка ОК;
  • соляной раствор должен распыляться при помощи аэрозольного аппарата.

Соляной раствор получают путем растворения хлористого натрия в дистиллированной воде. Водородный показатель (рН) раствора должен быть в пределах 6,5 — 7,2 при температуре (35±2)оС. Показатель (рН) при необходимости должен корректироваться до заданного значения при помощи соляной кислоты или гидроксида натрия. Концентрация соляного раствора должна быть (5±1)% по весу (5 весовых частей соли растворяют в 95 весовых частях дистиллированной воды).

Камера соляного тумана и ее вспомогательные части должны быть изготовлены из материалов, которые не будут влиять на результаты испытаний. Аэрозоль не должна попадать непосредственно на изделие. Конденсат должен удаляться из рабочего объема камеры и не использоваться повторно, для чего на дне камеры соляного тумана должен быть сток.

Не допускается стекание конденсата на отрезки ОК.

Отрезки ОК перед испытанием выдерживаются в НУ. Проводят визуальный осмотр и измеряют параметры.

Отрезки ОК размещают в камере соляного тумана. Температуру в камере устанавливают (35±2)оС и подвергают воздействию соляного тумана. Соляной туман должен иметь такую дисперсность и водность, чтобы объем конденсата, усредненный за время работы на протяжении не менее 16 часов, составлял от 1 мл до 2 мл в час на каждые 80 см горизонтальной поверхности испытательного пространства. Распыление раствора проводят на протяжении 15 мин через каждые 45 мин воздействия. Общее время испытания должно составлять 16 час, 48 час, 96 час, 168 час, 336 час, 672 час.

После проведения испытания образец ОК вынимают из камеры, промывают 5 мин под струей воды, высушивают и выдерживают на протяжении 2 часов при НУ. Проводят визуальный осмотр изделия в соответствии с требованиями ГОСТ 12177, ГОСТ 26792, МЭК 60811-1-1 [21, 22, 20], а также контроль механических и передаточных характеристик.

Волоконно-оптические кабели и линии связи





Добавить страницу в закладки ->
© Банк лекций Siblec.ru
Электронная техника, радиотехника и связь. Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные и гуманитарные науки.

Новосибирск, Екатеринбург, Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Чебоксары.

E-mail: formyneeds@yandex.ru