EoW January 2010

Техническая статья

среды, предусмотрены методикой проведения испытаний IEEE 1222 для диэлектрических самонесущих кабелей (ADSS) [9] . В последнее время основным объектом исследований была реакция на низкочастотную вибрацию при испытаниях в режиме галопирования, однако испытания на устойчивость к высокочастотной эоловой вибрации также могут дать важные сведения. Для проведения этих испытаний был подвешен самонесущий кабель, к которому была приложена деформационная нагрузка, в два раза превышающая его расчетную нагрузку при монтаже, в обеспечение требований, установленных для испытательного стенда. Тем не менее, схема испытаний допускает вибрацию на значительном участке кабеля между опорами с частотой колебаний, аналогичной той, которая может иметь место при монтаже кабельной линии вблизи железнодорожного полотна или автомобильной трассы. Продолжительность испытаний также значительна – 100 млн. циклов. 3.2 Ленточное соединение и методы испытаний на устойчивость к деформационным нагрузкам Метод проведения испытаний, опубликованный крупным провайдером телекоммуникационных услуг, предусматривает использование неподвижно закрепленного образца кабеля длиной 30 м. Ленты из кабеля затем закрепляются на нагрузочной раме, при этом ведется контроль усилия, требуемого для начала смещения лент внутри оболочки и центральной трубки закрепленного в неподвижном положении образца кабеля [10] . Минимальное усилие, требуемое для прохождения испытаний, установлено на уровне фиксированной величины в 0,036 фс (фс = фунт-сила) , умноженной на число волокон в кабеле. Применительно к отдельным кабелям, в особенности к кабелям с меньшим числом волокон, возник ряд вопросов, касающихся взаимодействия испытательной аппаратуры с учетом внутреннего трения вращающихся шкивов. поднятие образца кабеля с поверхности земли на лоток, чтобы попытаться убрать хотя бы один шкив. В рамках другого решения предложено установить второй тензодатчик, разместив его непосредственно в одну линию с образцом кабеля. данных тензодатчика нагрузочной рамы, при Было предложено решение, предусматривающее Также ведется контроль

соседних участков и в действительности может оказаться сильно натянутой за счет свободных петель как в случае с сухим кабелем, так и в случае с кабелем с гелезаполненной трубкой. Способность кабеля и оптоволоконной ленты выдерживать такое напряжение зависит от кабельной конструкции, характерной избыточной длины оптоволоконной ленты и длины соседнего участка кабельной линии. Установленная муфта, вне зависимости от ее типа, не допускает или, наоборот, обеспечивает передачу деформационнойнагрузки,действующей на ленту, по всей длине кабеля, а также не допускает или обеспечивает достижение кабелем равновесного состояния после сброса нагрузки. Это проиллюстрировано на рис. 4.

кабельных конструкциях это приводит к тому, что ленты остаются неподвижными в момент вытягивания кабеля по их поверхности, как показано на рис. 5. После снятия нагрузки действие растягивающего усилия на открытые концы лент прекращается, поэтому некоторая часть длины ленты остается внутри кабеля. Отсутствие видимых концов лент на срезе кабеля после завершения протяжки кабеля, скорее всего, должно послужить тревожным сигналом для монтажника! Данное особое условие в отношении концов лент действует и в случае использования некоторых кабельных конструкций с гелезаполненной центральной трубкой при определенных условиях монтажа. Решение заключается вудалениинебольшогоучасткаоболочки кабеля, обычно менее 1 м длиной, для извлечения лент. Здесь вновь возникает вопрос о том, каким образом данное условие влияет на участок кабельной линии в целом. Ответ можно найти, исходя из тех же факторов, которые были упомянуты выше:кабельнойконструкции,начальной избыточной длины оптоволоконной ленты и типа соединения. Очевидно, если кабельная конструкция была такой, что в результате нагрузки при монтаже никакого деформационного напряжения в кабеле не возникло, то проблемы со смещением оптоволоконных лент не существует, однако это приводит к увеличению размеров, избыточной жесткости и росту себестоимости кабеля. Ключевым фактором является обеспечение баланса между надежностью кабельной конструкции и оптимальными параметрами соединения. функциональных испытаний 3.1 Испытания на вибростойкость Испытания, которые наиболее точно моделируют высоко- и низкочас тотную вибрацию, отмечаемую при галопировании и вибрации из окружающей физической 3. Разработка Остаточная избыточная длина Высокая деформационная нагрузка на кабель Рис. 5. ▲ ▲ Деформационная нагрузка при монтаже

Землеройные работы

Оптоволоконная лента втягивается с соседних участков

После сброса нагрузки оптимизированное соединение обеспечивает равновесное состояние ленты

Рис. 4. ▲ ▲ Деформационные нагрузки при землеройных работах Кабель с трубкой, обладает уникальной способностью обеспечивать как соединение оптоволоконных лент с кабелем, так и их релаксацию с течением времени. Для достижения равновесного состояния может потребоваться длительное время, более длительное, чем это предусмотрено для предлагаемых скоростей вытягивания при испытаниях кабельных соединений. Температура геля также играет большую роль применительно к силе сопротивления поверхностного трения, действующего на ленты, и может в существенной мере повлиять на скорость релаксации. Сухой связующий агент не обладает таким свойством. Деформационные нагрузки на кабель, в результате которых прилагаемая сила превосходит величину усилия сочленения сухого кабеля, что в данном варианте практически обязательно имеет место, могут не позволить достичь равновесного состояния на соседних участках линии. По этой причине рискованно устанавливать прямую корреляцию с гелезаполненной муфтой и столь важно проводить тестирование, связанное с оценкой эксплуатационного ресурса кабеля в реальных условиях. 2.2.3 Монтаж В процессе монтажа на ограниченный участок кабельной линии действуют высокие деформационные нагрузки. По имеющимся сообщениям, в некоторых заполненной вязкоупругим гелем,

89

EuroWire – январь 2010 г.