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)境復雜性,海底光纜一旦發(fā)生故障將對整個社會產(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)設計、運行管理人員和廣大用戶所關注。因此,隨著經(jīng)濟和技術水平的提高,性能更優(yōu)、更能適應使用環(huán)境的海底光纜將成為工程設計的首選。海底光纜系統(tǒng)試驗與合理的設計和技術評定一樣十分重要,這是保證海底光纜系統(tǒng)的質量、壽命和可靠性的唯一方法。本文收集整理了國內(nèi)外海底光纜的試驗標準,并將其進行對比分析,通過對比分析國內(nèi)的試驗水平與國際存在的差距。
國際海底光纜試驗標準
海底光纜試驗的目的是在海纜典型的安裝、運行、回收條件下來量化海纜的規(guī)定設計性能。國際海底光纜的試驗標準為ITU-TG.976《海底光纜系統(tǒng)試驗方法》,其中規(guī)定的試驗項目的試驗方法及條件與國內(nèi)試驗標準規(guī)定的有所不同,這里對與國內(nèi)試驗標準規(guī)定的相同的部分只做簡單介紹,以下對與國內(nèi)試驗標準規(guī)定的不同的部分進行詳細闡述。
·傳輸性能
海底光纜制造和運行過程中會發(fā)生機械應力、溫度和外部壓力變化,需對海纜進行試驗來量化光學和電氣(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行傳輸試驗。在生產(chǎn)階段系統(tǒng)地測量衰減情況。
成纜光纖應變——證明殘余光纖應變水平或余長水平滿足海纜設計極限要求。
試驗方法:可使用商用設備來測量光纖長度(應變)。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。
試驗條件:最好在海纜溫度規(guī)范規(guī)定的溫度范圍內(nèi)進行測量。
溫度穩(wěn)定性——證明海纜的光學特征不因海纜的運輸、運行或存儲溫度等因素而發(fā)生變化。確定規(guī)定的運輸或存儲要求來確保上述目的的實現(xiàn)。
抗靜水壓試驗——證明海纜(包括電氣和光學性能)能夠承受最大海床壓力。
試驗方法: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。在整個試驗中監(jiān)控光纖衰減情況。要評估規(guī)定海纜設計的以下特征:
光纖衰減增加水平;
試驗樣品結構的外形;
試驗樣品無滲水。壓力試驗后樣品海纜的完整性可以通過合適的電壓試驗來確認。
試驗條件:根據(jù)試驗設備的精度來確定海纜樣品長度。最少試驗持續(xù)時間通常為大于等于30分鐘;如果海纜出現(xiàn)蠕變、附加損耗,試驗應延長至24小時。
·機械性能
根據(jù)海纜的敷設、回收和修復以及建立已知的安全度,需對海纜進行試驗來量化其機械性能。
限制扭矩的張力試驗——在敷設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期張力。在海纜承受負荷期間和卸載負荷后,證明光纖不會產(chǎn)生附加應變。海纜回收操作后,確定承受負荷的海纜是否可以再利用。
試驗條件:將海纜固定,這樣確保海纜在拉伸過程中不會發(fā)生扭轉,將海纜上的負荷增加到標稱短暫拉伸負荷強度(NTTS),并持續(xù)一段時間,通常持續(xù)時間至少為1小時。
最小扭矩拉伸試驗——在已知的安全度范圍內(nèi),證明海纜在敷設和回收期間能夠承受最大的預期拉力。證明在承受負荷或負荷卸載后,光纖不會產(chǎn)生附加應變。
試驗條件:將海纜固定,但其一端可以自由扭轉,海纜承載負荷至少要達到敷設深度的張力水平,并且要持續(xù)一段時間,通常持續(xù)時間至少為1小時。
負荷達到故障點的拉伸試驗——在已知的安全度范圍內(nèi),證明海纜在敷設和回收期間能夠承受最大的預期拉伸負荷。證明海纜在低于額定拉伸強度條件下不會發(fā)生故障。