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EuroWire – Mai 2009
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technischer artikel
Temperaturfluktuationen fertig zu werden.
auszukommen. Selbst wenn das Kabel für
-60°C geeignet ist, wird es wahrscheinlich
nie dieser Temperatur widerstehen müssen,
da der Gefrierpunkt des Tiefwassers - in dem
dieses Kabel eingesetzt wird - bereits kurz
unter 0°C liegt. Die Angaben sind tabellarisch
in der
Tabelle 4
dargestellt.
5.1.5 Verwindungstest
Diese Prüfung wurde kreiert, um die
Knoten-
oder
Verwindungsbeständigkeit
der Veränderungen des Tiefsee-ROV-Kabels
zu prüfen. Die Bezeichnung des Begriffs
Verwindung ist: “(von einem Seil Kabel) Garne
durch die während des Einsatzes entstandene
Verdrillung ausgebreitet und geknotet zu
haben”. Eine Bezugsgröße wurde benötigt
um einzuschätzen, ob die Verfahrens- oder
Materialveränderungen im Aufbau dazu
beitragen konnten, die Verwindungswirkung
am Kabel zu verbessern. Der Prüfaufbau
schloß
einen
Verseiltisch
und
eine
Fasermessvorrichtung ein. Das Kabel wurde
durch den Verseiltisch gezogen und dann an
beiden Enden an der Faserprüfausrüstung
verbunden, wie in
Bild 14
dargestellt.
Der Abstand zwischen der Kurbel und der
Klemme wurde auf in einen vorherbestimmten
EntfernungWert eingestellt. Mit eingestelltem
Abstand wurde das Kabel an der Klemme und
an der Kurbel befestigt. Die Klemme wurde
dann um zwei Drittel des Abstands zurück
zur Kurbel gezogen Die Handkurbel wurde
um 10 Umdrehungen erhöht, ab 0. Nach
dem Zyklus von 10 Umdrehungen, wurde
die Kurbel wieder in ihre festgelegte Position
gebracht.
Während des Klemmenrücklaufs, verwindete
sich das Kabel und entfernt sich wieder alleine
aus einer Verwindung. Die Faser wurde bei
der Freilassung der Verwindung geprüft.
Bei dieser Prüfung wurde die Standard-
Dämpfungsanforderung benutzt.
Dem Standard entsprechend sollte die
Dämpfungsänderung unter 0,05dB für 90%
der Faser bleiben, die der Prüfung unterzogen
Die Ergebnisse der Kabeldehnung und jene
der
Faserdehnung
mit
entsprechender
Dämpfungsablesung,
sind
in
Bild
10
dargestellt.
Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß
keine wichtigen Dämpfungsänderungen unter
30 Pfund bestehen. Alle Normen, die sich
auf Lichtwellenleiterkabel beziehen, fordern,
daß die Faser eine Dehnung aufweist, die
60% des höchsten Prüfnivaus der Faser nicht
überschreitet, während sich das Kabel in der
eigenen zulässigen Belastung befindet. Diese
höchste Dehnung wurde von der Studie der
Zuverlässigkeit der Faser in einem 20-jährigen
Lebenszyklus abgeleitet, insbesondere die
Ausbreitung von Spannungsrissen über diesen
Zeitraum.
Das Tiefsee-ROV-Kabel wurde nur dazu
bestimmt für einen kurzen Zeitraum zu
funktionieren, bevor es wieder stillgelegt
werden würde, demzufolge sollte die
angenommene
Belastung
wegen
der
eingeschränkten Lebensdauer dieses Kabels viel
höher als 60% des höchsten Dehnungswerts
der Faser sein. Eine Belastung von 25 Pfund
scheint eine annehmbareWahl zu sein.
5.1.4 Temperaturzyklusbeständigkeit
EN-187105
fordert
die
niedrigste
Prüftemperatur bei -45°C, während GR-20
und ICEA-640 die höchste Prüftemperatur
bei +70°C verlangen. Es wurde beschlossen,
einem geänderten Temperaturzyklusprofil
zu folgen, der die Kabel einem Zyklus bei
Temperaturextremen unterstellt hätte, um
Kabelausfälle zu initiieren.
Das
in
diesem
Artikel
benutzte
Temperaturzyklusprofil
ist
in
Bild
11
dargestellt.
GR-20
weist
die
strengsten
Dämpfungsanforderungen
für
die
durchschnittliche
Dämpfungserhöhung
aller Fasern, bei 0,05dB/km, auf. EN-187105
hat die strengste Anforderung für die
Dämpfungserhöhung einer einzelnen Faser,
bei 0,10dB/km. Tester haben eine geänderte
Anforderung
festgelegt,
wonach
keine
einzelne Faser eine Dämpfungserhöhung
über 0,10dB/km haben sollte und daß die
durchschnittliche Dämpfungserhöhung aller
Fasern 0,05dB/km nicht überschreiten sollte.
Darüber hinaus wurde entschieden, die
strengsten Anforderungen des ICEA-640
und GR-20 zu befolgen, während die
Dämpfungsmessungen durchgeführt werden.
Sämtliche Dämpfungsmessungen sollten bei
Temperaturextremen vorgenommen und mit
den Nullmessungen verglichen werden, die
bei Raumtemperatur vor der Prüfung erfaßt
wurden. Eine schematische Darstellung des
Prüfaufbaus ist aus
Bild 12
ersichtlich.
Die Ergebnisse dieser Prüfung sind auf dem
Bild 13
ersichtlich, wo der Temperaturzyklus
auf der X-Achse und die Fluktuation in
der Dämpfung auf der Y-Achse dargestellt
wurden. Diese Werte stellen die höchste
Dämpfungsänderung einer einzelnen Faser
bei sämtlichen extremen Temperaturen dar.
Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß
das Kabel mehr als nur fähig war mit hohen
Bild 9
▲
▲
:
Diagramm Zugprüfung
Bild 12
▲
▲
:
Diagramm Temperaturzyklusprüfung
Bild 13:
▲
▲
Ergebnisse der Temperaturzyklusprüf-
ung
Bild 14
▲
▲
:
Diagramm Verwindungsprüfung
Bild 11
▲
▲
Zieheinrichtung
Fasermeßausrüstung
Kraftaufnehmer
Klemmvorrichtung
GeprüfteKabellänge
Zyklus
Temperaturextreme
(°C)
Delta kalt
(dB/km)
Delta warm
(dB/km)
1
0/+40
-0.003
0.003
2
-10/+50
-0.002
0.011
3
-20/+60
-0.002
0.010
4
-30/+70
-0.005
0.010
5
-40/+80
-0.004
0.007
6
-50/+85
-0.003
0.005
7
-60/+90
0.043
N/A
Tabelle
▲
▲
4
:
Ergebnisse der Temperaturzyklusprüfung
Belastung (lbs)
Δ (dB)
Temperatur (°C)
Dehnung (%)
Bild 10
▲
▲
:
Dehnungsergebnisse
ΔDämpfung
Faserdehnung
Kabeldehnung
Geprüfte Stunden
Umweltkammer
Verwindungsprüfungsgerät
Kabelspule
Geprüftes
Kabel
Geprüftes
Kabel
Fasermeßausrüstung
Fasermeßausrüstung
Temperatur (ºC)
Höchste Dämpfungsänderung (dB/km)
Kurbel