海底光通信已成為國際社會主要的信息傳輸媒介,但由于海底環(huán)境復(fù)雜性,海底光纜一旦發(fā)生故障將對整個(gè)社會產(chǎn)生很大影響。海底光纜系統(tǒng)的安全性已越來越為系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理人員和廣大用戶所關(guān)注。因此,隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平的提高,性能更優(yōu)、更能適應(yīng)使用環(huán)境的海底光纜將成為工程設(shè)計(jì)的首選。海底光纜系統(tǒng)試驗(yàn)與合理的設(shè)計(jì)和技術(shù)評定一樣十分重要,這是保證海底光纜系統(tǒng)的質(zhì)量、壽命和可靠性的唯一方法。本文收集整理了國內(nèi)外海底光纜的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),并將其進(jìn)行對比分析,通過對比分析國內(nèi)的試驗(yàn)水平與國際存在的差距。
國際海底光纜試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
海底光纜試驗(yàn)的目的是在海纜典型的安裝、運(yùn)行、回收條件下來量化海纜的規(guī)定設(shè)計(jì)性能。國際海底光纜的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為ITU-TG.976《海底光纜系統(tǒng)試驗(yàn)方法》,其中規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)方法及條件與國內(nèi)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的有所不同,這里對與國內(nèi)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的相同的部分只做簡單介紹,以下對與國內(nèi)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不同的部分進(jìn)行詳細(xì)闡述。
·傳輸性能
海底光纜制造和運(yùn)行過程中會發(fā)生機(jī)械應(yīng)力、溫度和外部壓力變化,需對海纜進(jìn)行試驗(yàn)來量化光學(xué)和電氣(如適用)傳輸性能。
海纜制造損耗——證明所組裝的海纜段長衰減滿足系統(tǒng)裕度要求。在所制造的海纜分段長上進(jìn)行傳輸試驗(yàn)。在生產(chǎn)階段系統(tǒng)地測量衰減情況。
成纜光纖應(yīng)變——證明殘余光纖應(yīng)變水平或余長水平滿足海纜設(shè)計(jì)極限要求。
試驗(yàn)方法:可使用商用設(shè)備來測量光纖長度(應(yīng)變)。通過與同等的海纜長度測量相比較,確定光纖的長度或余長。
試驗(yàn)條件:最好在海纜溫度規(guī)范規(guī)定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行測量。
溫度穩(wěn)定性——證明海纜的光學(xué)特征不因海纜的運(yùn)輸、運(yùn)行或存儲溫度等因素而發(fā)生變化。確定規(guī)定的運(yùn)輸或存儲要求來確保上述目的的實(shí)現(xiàn)。
抗靜水壓試驗(yàn)——證明海纜(包括電氣和光學(xué)性能)能夠承受最大海床壓力。
試驗(yàn)方法:將一長度海纜放置在壓力密封裝置中。光纖包出口的壓力終端用來密封海纜樣品端部。密封裝置內(nèi)的壓力增加到最大海床模擬壓力。在整個(gè)試驗(yàn)中監(jiān)控光纖衰減情況。要評估規(guī)定海纜設(shè)計(jì)的以下特征:
光纖衰減增加水平;
試驗(yàn)樣品結(jié)構(gòu)的外形;
試驗(yàn)樣品無滲水。壓力試驗(yàn)后樣品海纜的完整性可以通過合適的電壓試驗(yàn)來確認(rèn)。
試驗(yàn)條件:根據(jù)試驗(yàn)設(shè)備的精度來確定海纜樣品長度。最少試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間通常為大于等于30分鐘;如果海纜出現(xiàn)蠕變、附加損耗,試驗(yàn)應(yīng)延長至24小時(shí)。
·機(jī)械性能
根據(jù)海纜的敷設(shè)、回收和修復(fù)以及建立已知的安全度,需對海纜進(jìn)行試驗(yàn)來量化其機(jī)械性能。
限制扭矩的張力試驗(yàn)——在敷設(shè)和回收海纜期間的已知安全度內(nèi),證明海纜能夠承受最大預(yù)期張力。在海纜承受負(fù)荷期間和卸載負(fù)荷后,證明光纖不會產(chǎn)生附加應(yīng)變。海纜回收操作后,確定承受負(fù)荷的海纜是否可以再利用。
試驗(yàn)條件:將海纜固定,這樣確保海纜在拉伸過程中不會發(fā)生扭轉(zhuǎn),將海纜上的負(fù)荷增加到標(biāo)稱短暫拉伸負(fù)荷強(qiáng)度(NTTS),并持續(xù)一段時(shí)間,通常持續(xù)時(shí)間至少為1小時(shí)。
最小扭矩拉伸試驗(yàn)——在已知的安全度范圍內(nèi),證明海纜在敷設(shè)和回收期間能夠承受最大的預(yù)期拉力。證明在承受負(fù)荷或負(fù)荷卸載后,光纖不會產(chǎn)生附加應(yīng)變。
試驗(yàn)條件:將海纜固定,但其一端可以自由扭轉(zhuǎn),海纜承載負(fù)荷至少要達(dá)到敷設(shè)深度的張力水平,并且要持續(xù)一段時(shí)間,通常持續(xù)時(shí)間至少為1小時(shí)。
負(fù)荷達(dá)到故障點(diǎn)的拉伸試驗(yàn)——在已知的安全度范圍內(nèi),證明海纜在敷設(shè)和回收期間能夠承受最大的預(yù)期拉伸負(fù)荷。證明海纜在低于額定拉伸強(qiáng)度條件下不會發(fā)生故障。