CN102519711A - 一种光纤复合相线接头盒温度循环试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光纤复合相线接头盒温度循环试验装置及试验方法。试验方法用于考察光纤复合相线接头盒在极低温和极高温条件下的性能变化，确保实际工程的安全稳定运行。试验装置包括辅助延长光缆、高低温试验箱和光纤衰减测试仪(或光时域反射仪)；试验方法包括接头盒盒体内部光纤接续盘放、接头盒盒体密封、试验辅助延长OPPC光缆接续、光纤衰减测试仪配置、衰减测试方法等步骤。本发明采用高低温试验箱为OPPC接头盒提供动态变化的外界环境模拟，使得高低温温度循环试验温度范围灵活可控，更加切合实际环境；试验辅助延长OPPC光缆接续通过光纤串接为光纤衰减监测提供足够长度的光纤信道，保证实验结果的可靠性。

Description

一种光纤复合相线接头盒温度循环试验装置及试验方法

技术领域

本发明属于500kV光纤复合相线接头盒性能测试领域，具体讲涉及一种光纤复合相线接头盒温度循环试验装置及试验方法。

背景技术

光纤复合相线(Optical Fiber Composite Phase Conductor，OPPC)是近年来发展起来的一种新型电力特种光缆，它作为普通相线架设在输变电线路中，既可以避免OPGW因遭受雷击而发生的断股、断纤等致命问题，同时又可以避免ADSS外护套发生的电化学腐蚀。光纤复合相线具备导线和通信光缆的功能，在我国电力领域10kV、35kV、110kV及220kV等电压等级输电线路中已经有了一定的应用。

光纤复合相线的广泛应用，依赖OPPC预绞式电力金具和线路中高压绝缘接头盒设计制造技术的进步。在杆塔上架设的OPPC之间，以及OPPC与导引光缆之间都需要用接头盒进行接续。在OPPC中由于电流和通信信号是在一根线缆中传输，所以要求接头盒中通信信号连接到零电位水平，才能安全可靠地隔离高电压和信号；同时在OPPC上长期通电且存在一定的温度，这对接头盒的性能提出进一步要求。OPPC接头盒包括中间接头盒和终端接头盒，中间接头盒是在杆塔上的线路之间连接使用，终端接头盒采用上、下两次熔接接续，可实现通信信号的安全传输。

关于接头盒温度循环试验，YD/T814.1-2004中规定了接头盒高低温循环试验条件。在室温下将试样置入温控箱，以1℃/min的速率升温至指定高温，在高温下恒温2h，接着温度降至室温，在室温下恒温2h，然后降至低温，在低温下恒温2h，再升温至室温，在室温下恒温2h。此温度循环试验主要考虑接头盒内气体由于温度变化而引起的气压变化，由于温度升高会引起接头盒内气压的升高，因此对接头盒的气密性要求较高。接头盒高低温循环试验条件如表1所示。

表1接头盒高低温循环试验条件

分类	A类	B类
			最高温度(℃)	60	65
最低温度(℃)	-25	-40

光纤接续损耗是由于接续点不完善而产生的损耗，影响接续点不完善的因素很多，归纳起来有两大类，即外因和内因。内因是指光纤本身的不完善，不能通过改善接续工艺来减少损耗，它包括芯径失配，折射率分布失配，光纤同心度不良，模场直径失配，所以在接续测试中，接续损耗值会出现大正大负的现象。通过多次接续只能使单向值小些，平均值趋于零，但正负现象不能避免，正负现象对光纤传输损耗有一定的影响。在工程中，光缆配盘时应尽量选用同一批出厂的光缆，A、B端尽量一一对应，人为的完善接续工艺以减少接续损耗。

外部因素是指非光纤本身不完善，而是接续工艺不良造成的，包括芯位置横向、纵向、光纤轴向角的偏差，光纤端面污染，这是由于在接续过程中属于熔接机的维护不及时、操作不当等人为因素造成接续损耗过大。

盘纤是一门技术，科学的盘纤方法，可使光纤布局合理、附加损耗小、经得住时间和恶劣环境的考验，且可避免挤压造成的断纤现象。盘纤的方法：先中间后两边，即先将热缩后的套管逐个放置于固定槽中，然后再处理两侧余纤，如个别光纤过长或过短时，可将其放在最后单独盘绕。

同时，接头盒内部的预留尾纤的结构不同也会导致温度变化后的衰减过大，如紧套结构中光纤余长太小，低温条件下会使光纤被拉紧受力而导致衰减增大，因此温度循环试验同时还是考察接头盒内部的预留尾纤的结构是否合理的一个重要手段。

在我国电力领域10kV、35kV、110kV及220kV等电压等级输电线路中已经有了一定的应用。500kV电压等级线路的光纤复合相线尚无应用实例，与500kV光纤复合相线配套应用的OPPC接头盒的研发与性能检测也没有相关研究。光纤复合相线接头盒是OPPC线路工程应用中不可或缺的一个装置，其对应的性能检测技术是一项新技术。光纤复合相线接头盒温度循环试验方法用于进行光纤复合相线接头盒的温度循环试验，考察光纤复合相线接头盒在极低温和极高温条件下的性能变化，确保实际工程的安全稳定运行。因此温度循环试验装置的研发与应用具有较大的经济价值，可以推进光纤复合相线在500kV电压等级线路中的应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种光纤复合相线接头盒温度循环试验装置及试验方法，模拟实际恶劣环境条件下接头盒密封及尾纤光传输特性的性能变化，通过试验辅助延长OPPC光缆便于精确测试接头盒中尾纤的传输特性，并通过低温或高温条件下的测试值与常温下测试值的对比，及时发现接头盒的性能问题，从而有利于改进产品质量。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：

一种光纤复合相线接头盒温度循环试验装置，所述装置包括高低温试验箱，辅助延长光缆和光纤衰减测试仪(或光时域反射仪)；其改进之处在于所述装置包括与所述接头盒相连接的辅助延长光缆和光纤衰减测试仪(或光时域反射仪)。

其中：所述接头盒内部设有预留尾纤，尾纤与辅助延长光缆串接，串接光纤总长度大于500m。

其中：所述尾纤与辅助延长光缆串接接头固定于接头盒的内部。

其中：所述接头盒内余留光纤盘绕的曲率半径不小于30.0mm。

一种基于权利要求1所述试验装置的试验方法，其改进之处在于所述方法步骤如下：

1)接头盒盒体内部光纤接续盘放：

将接头盒内尾纤内部多芯光纤与辅助延长光缆光单元内部光纤串接，尾纤与串接接头规则有序地放置于接头盒内部盘纤板，盒内余留光纤盘绕的曲率半径不小于30.0mm；

2)进行高低温循环试验：

方法一：利用光时域反射仪先对常温下串接光纤的衰减系数进行测试，作为后面测试变化值的对比基准，然后设置高低温试验箱，使温度由室温降至低温T_l，保温12h后，测试串接光纤衰减变化，再升温至高温T_h，保温12h后，测试串接光纤衰减变化，将低温和高温的试验结果与常温下测试值进行对比分析，根据相关工程要求进行判定，至此完成一个完整温度循环；

方法二：先在常温下开启光纤衰减测试仪，测试一段常温下的衰减曲线作为基准，然后调节高低温试验箱，温度由室温降至低温T_l，保温12h，再升温至高温T_h，保温12h，光纤衰减测试仪对温度循环整个过程进行连续测试，并记录测试结果，根据测试结果曲线进行分析判定，完成一个完整温度循环；

3)接头盒盒体密封：

接头盒盒体内部光纤接续完成后，安装密封，然后充入1个大气压。温度循环试验完成后，恢复至常温，观察接头盒气压表，气压值变化范围在±0.05个大气压为接头盒盒体密封完好。

其中：所述高温温度T_h≤+85℃，低温温度T_l≥-40℃。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1)本发明装置采用高低温试验箱为OPPC接头盒提供动态变化的外界环境模拟，使得高低温温度循环试验温度范围灵活可控，更加切合实际环境；

2)接头盒盒体光纤接续及盘放均按照实际工程线路状况具体要求进行，光纤熔接点保护及弯曲半径均能反映实际线路接头盒盒体内部的状况，保障试验结果的适用性；

3)试验辅助延长OPPC光缆接续通过光纤串接为光纤衰减监测提供足够长度的光纤信道；

4)光纤衰减测试仪对整个温度循环试验过程中的光纤衰减进行连续监测，并记录数据，使试验数据更具有横向可比性，很直观地反映出试验过程中光纤衰减的整体波动状况；

5)光时域反射仪可以不用连续监测，在关键时间点测试即可，两种测试方法可以根据需要任选其一，可以方便的对接头盒中预留的光纤的传输性能进行试验分析，易于数据对比；

6)温度循环装置结构简单、便于操作，时间、温度易于控制，测试结果直观清晰，可以为接头盒的改进提供便利。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是光纤复合相线接头盒温度循环试验装置示意图；

附图标记：

1-接头盒，2-试验辅助延长OPPC光缆，3-温度试验箱，4-光纤衰减测试仪(或光时域反射仪)。

具体实施方式

下面结合实例对本发明进行详细的说明。

本发明的目的是为了解决OPPC工程应用存在的问题，提出了一种光纤复合相线接头盒的温度循环试验装置，该装置可以在实验室模拟测试OPPC运行线路中接头盒在极低温和极高温条件下的性能变化。

光纤复合相线接头盒温度循环试验装置由OPPC接头盒1本身、高低温试验箱3、辅助延长光缆2和光纤衰减测试仪(或光时域反射仪)4构成，进行OPPC接头盒温度循环试验的模拟图见附图1。

该温度循环试验方法包括接头盒盒体内部光纤接续盘放、接头盒1盒体密封、试验辅助延长OPPC光缆2的接续、光纤衰减测试仪(或光时域反射仪)配置、衰减测试方法等步骤。进行试验时，进行两个温度循环：每个完整循环各持续24小时，其中12小时高温，12小时低温，高温、低温具体温度根据试验要求确定。

接头盒1盒体内部光纤接续盘放：OPPC接头盒1内部有预留尾纤，试验前需将尾纤内部多芯光纤与试验辅助延长光缆2光单元内部光纤串接，保障串接光纤总长度大于500米。经过接续的预留光纤及光纤接头应规则、有序放置于接头盒1盒体内部盘纤板，将接头固定，且保证光纤弯曲半径足够大。

接头盒1盒体密封：实际线路OPPC接头盒1长期工作于恶劣环境中，实验室进行试验时对盒体进行密封十分必要。盒体密封采用密封圈结合热熔胶实现。

试验辅助延长OPPC光缆接续：试验中，为确保光纤衰减监测的准确性，所测光纤总长度应该大于500米。通常情况下，将接头盒内部预留尾纤与外部试验辅助延长OPPC光缆进行串接，使得串接光纤总长度满足试验要求。

光纤衰减测试仪4：试验过程中，采用光纤衰减测试仪4对温度循环整个过程中光纤衰减进行连续测试，并记录测试结果。

或者采用光时域反射仪在关键时间点对光纤衰减进行测试，并记录测试结果。

本发明利用实验室现有的高低温试验箱，设置试验要求的温度值和持续时间，将接头盒1放置于该温度环境下，模拟实际恶劣环境条件下接头盒密封及尾纤传输特性的性能变化。

本发明的装置是在实验室条件下最为简捷的方案，设备简单、时间、温度易于控制，通过试验辅助延长OPPC光缆便于精确测试接头盒1中尾纤的传输特性，并通过低温或高温条件下的测试值与常温下测试值的对比，及时发现接头盒1的性能问题，从而有利于改进产品质量。

本发明所述装置即可以测试接头盒1的密封性能，又可以反映尾纤传输特性的性能，为接头盒1的质量把关及改进设计提供参考依据。

此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。

Claims (6)

1.一种光纤复合相线接头盒温度循环试验装置，所述装置包括高低温试验箱(3)；其特征在于所述装置包括与所述接头盒(1)相连接的辅助延长光缆(2)和光纤衰减测试仪或光时域反射仪(4)。

2.如权利要求1所述的一种光纤复合相线接头盒温度循环试验装置，其特征在于所述接头盒(1)内部设有预留尾纤，尾纤与辅助延长光缆(2)串接，串接光纤总长度大于500m。

3.如权利要求1或2所述的一种光纤复合相线接头盒温度循环试验装置，其特征在于所述尾纤与辅助延长光缆(2)串接接头固定于接头盒(1)的内部。

4.如权利要求1或2所述的一种光纤复合相线接头盒温度循环试验装置，其特征在于所述接头盒内余留光纤盘绕的曲率半径不小于30.0mm。

5.一种基于权利要求1所述试验装置的试验方法，其特征在于所述方法步骤如下：

1)接头盒盒体内部光纤接续盘放：

将接头盒内尾纤内部多芯光纤与辅助延长光缆光单元内部光纤串接，尾纤与串接接头规则有序地放置于接头盒内部盘纤板，盒内余留光纤盘绕的曲率半径不小于30.0mm；

2)进行高低温循环试验：

方法一：利用光时域反射仪先对常温下串接光纤的衰减系数进行测试，作为后面测试变化值的对比基准，然后设置高低温试验箱，使温度由室温降至低温T_l，保温12h后，测试串接光纤衰减变化，再升温至高温T_h，保温12h后，测试串接光纤衰减变化，将低温和高温的试验结果与常温下测试值进行对比分析，根据相关工程要求进行判定，至此完成一个完整温度循环；

方法二：先在常温下开启光纤衰减测试仪，测试一段常温下的衰减曲线作为基准，然后调节高低温试验箱，温度由室温降至低温T_l，保温12h，再升温至高温T_h，保温12h，光纤衰减测试仪对温度循环整个过程进行连续测试，并记录测试结果，根据测试结果曲线进行分析判定，完成一个完整温度循环；

3)接头盒盒体密封：

接头盒盒体内部光纤接续完成后，安装密封，然后充入1个大气压。温度循环试验完成后，恢复至常温，观察接头盒气压表，气压值变化范围在±0.05个大气压为接头盒盒体密封完好。

6.如权利要求5所述的一种试验方法，其特征在于所述高温温度T_h≤+85℃，低温温度T_l≥-40℃。

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