RU2691919C1 - Способ проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2691919C1
RU2691919C1 RU2018139111A RU2018139111A RU2691919C1 RU 2691919 C1 RU2691919 C1 RU 2691919C1 RU 2018139111 A RU2018139111 A RU 2018139111A RU 2018139111 A RU2018139111 A RU 2018139111A RU 2691919 C1 RU2691919 C1 RU 2691919C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fiber
steel pipe
communication line
optic communication
optical cable
Prior art date
Application number
RU2018139111A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Борисович Болотин
Original Assignee
Николай Борисович Болотин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Борисович Болотин filed Critical Николай Борисович Болотин
Priority to RU2018139111A priority Critical patent/RU2691919C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2691919C1 publication Critical patent/RU2691919C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к волоконно-оптическим линиям связи и предназначена для их ресурсных и климатических испытаний. Заявленный способ проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи включает закладку образца оптического кабеля внутри стальной трубы, при этом концы оптического кабеля выходят из стальной трубы, затем стальную трубу помещают в климатическую камеру, заливают в нее воду и через шлюз выводят концы образца оптического кабеля. К оптическим волокнам с обеих сторон подключают средства измерений и контролируют деградацию кабеля, изменяют температуру воды до ее замораживания и определяют влияние замораживания на характеристики оптического кабеля. Перед помещением стальной трубы в климатическую камеру в нее засыпают грунт, по физическим свойствам соответствующий грунту в месте прокладки волоконно-оптического кабеля, производят многократное замораживание и размораживание воды в стальной трубе, при этом число операций выбирают по среднестатистическому количеству заморозков в районе предполагаемой эксплуатации оптиковолоконной линии связи в течение заявленного его ресурса. Заявленное устройство для проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи содержит климатическую камеру, внутри которой установлена стальная труба, заполненная водой, внутри которой проложен образец оптического кабеля, концы которого выведены к средствам измерений. При этом к полости климатической камеры через управляемый клапан присоединен трубопровод впрыска криогенного продукта, также в полости установлены электрические нагреватели, соединенные через автоматический выключатель с источником электроэнергии. Технический результат - ускоренное определение ресурса волоконно-оптической линии связи. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Description

Группа изобретений относится к волоконно-оптическим линиям связи и предназначена для обеспечения передачи потоков информации.
Известен способ [1] испытаний стойкости ОК действию замерзающей воды в ЗПТ, заключающийся в том, что образец ОК прокладывают внутри отрезка ЗПТ так, чтобы концы ОК выходили из ЗПТ, ЗПТ по концам герметизируют и заполняют дистиллированной водой, к оптическим волокнам (ОВ) подключают средство измерений и контролируют их затухание, затем образец ОК в заполненной дистиллированной водой ЗПТ помещают в климатическую камеру, температуру в которой опускают ниже минус пяти градусов по Цельсию, выдерживают при этой температуре до полного замерзания воды в ЗПТ, контролируют затухание ОВ и полагают, что образец ОК выдержал испытания, если изменения затухания ОВ не превышает заданного порогового значения. Однако, при отсутствии внешней нагрузки на ЗПТ для данного способа невозможно адекватно моделировать условия, при которых на ОК действует замерзающая вода в ЗПТ, проложенном в грунте.
Известен способ [2] испытаний стойкости ОК действию замерзающей воды, заключающейся в том, что образец ОК прокладывают внутри отрезка стальной трубы так, чтобы концы ОК выходили из стальной трубы, стальную трубу по концам герметизируют и заполняют дистиллированной водой, затем образец ОК в заполненной дистиллированной водой стальной трубе помещают в климатическую камеру, через шлюз которой выводят концы образца ОК, к оптическим волокнам (ОВ) подключают средство измерений и контролируют их затухание, температуру в климатической камере изменяют в соответствии с графиком, согласно которому выдерживают образец ОК в заполненной дистиллированной водой стальной трубе при низкой отрицательной температуре до полного замерзания воды в стальной трубе, контролируют затухание ОВ в процессе испытаний и полагают, что образец ОК выдержал испытания, если изменения затухания ОВ не превышает заданного порогового значения. Данный способ не предусматривает испытаний ОК действию замерзающей воды в ЗПТ. При этом данный способ не позволяет регулировать нагрузку, создаваемую при замерзании воды в стальной трубе. Как показали исследования [3, 4], нагрузки при замерзании воды в стальной или асбоцементной трубе диаметром 100 мм достигают 60-84 МПа и более. Вместе с тем, известно, что даже в самых тяжелых условиях вечной мерзлоты нагрузка при промерзании грунта на глубине до 2 м не превышает 5,6 МПа [5]. Таким образом, нагрузки создаваемые в стальной трубе при замерзании воды значительно превышают удельные нагрузки при замерзании воды в грунтах, что при отсутствии возможности регулирования давления замерзающей воды в стальной трубе не позволяет адекватно моделировать нагрузки в промерзающем грунте.
Известен способ испытания волоконно-оптического кабеля по патенту ЕР №2056146, МПК G02B 46/4402, фиг. 2 и описание, опубл. 06.05.2009 г.
Испытания проводят в соответствии со стандартом США EIA FOTP 41 A (Electronic Idustries Alliance-Fiber Optic Testing Procedure. Суть испытания на сжатие: образец оптичкеского кабеля сжимают между двумя плоскими пластинами.
Недостаток: такое испытание не создает реальные объемные нагрузки, возникающие при обмерзании кабеля.
В соответствии с российскими ГОСТами [6] климатические испытания являются обязательными, но программа испытаний и схема установки для испытания каждого изделия в них не приводится.
Известен способ испытания волоконно-оптической линии связи и устройство для его осуществления по патенту РФ на изобретение №2495461, МПК G02B 6/44, опубл. 27.05.20013 г., прототип.
Этот способ испытаний включает закладку образца оптического кабеля внутри отрезка стальной трубы, при этом концы оптического кабеля выходят из стальной трубы, заполнение стальной трубы водой и помещение ее в климатическую камеру, через шлюз которой выводят концы образца оптического кабеля, к оптическим волокнам с обеих сторон подключают средства измерений и контролируют деградацию кабеля, изменяют температуру воды до ее замораживания и определяют влияние замораживания на характеристики оптического кабеля.
Недостатки способа: длительность проведения испытаний для определения ресурса и невозможность корректировать результаты для оптических кабелей, эксплуатирующихся в различных климатических зонах.
Задача создания группы изобретений: ускоренное определение ресурса волоконно-оптической линии связи.
Достигнутый технический результат: ускоренное определение ресурса волоконно-оптической линии связи.
Решение указанной задачи достигнуто в способе проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи, включающем закладку образца оптического кабеля внутри стальной трубы, при этом концы оптического кабеля выходят из стальной трубы, стальную трубу помещают в климатическую камеру заливают в нее воду и, через шлюз выводят концы образца оптического кабеля, к оптическим волокнам с обеих сторон подключают средства измерений и контролируют деградацию кабеля, изменяют температуру воды до ее замораживания и определяют влияние замораживания на характеристики оптического кабеля, тем, что перед помещением стальной трубы в климатическую камеру в нее засыпают грунт по физическим свойствам соответствующий грунту в месте прокладки волоконно-оптического кабеля, производят многократное замораживание и размораживание воды в стальной трубе, при этом число операций выбирают по среднестатистическому количеству заморозков в районе предполагаемой эксплуатации оптиковолоконной линии связи в течение заявленного его ресурса.
Результаты измерений, полученных в итоге ресурсных испытаний сравнивают с реально замеренными показателями деградации оптического кабеля и по их результатам вычисляют поправочный коэффициент, по которому при необходимости корректируют гарантированный ресурс волоконно-оптической линии связи.
Изменение температуры внутри стальной трубы выдерживают в диапазоне колебания температуры окружающей среды в районе предполагаемой эксплуатации оптиковолоконной линии связи.
Решение указанной задачи достигнуто в устройстве для проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи, содержащем климатическую камеру внутри которой установлена стальная труба, заполненная водой, внутри которой проложен образец оптического кабеля, концы которого выведены к средствам измерений, тем, что к полости климатической камеры через управляемый клапан присоединен трубопровод впрыска криогенного продукта, также в полости установлены электрические нагреватели, соединенные через автоматический выключатель с источником электроэнергии.
Устройство для проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи может содержать блок управления.
Устройство для проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи может содержать датчик температуры внутри стальной трубы, соединенный электрической связью с блоком управления.
Сущность группы изобретений поясняется на чертежах Фиг. 1…3, где:
- на фиг. 1 приведена схема установки для ресурсных и климатических испытаний.
- на фиг. 2 приведена схема управления установкой.
- на фиг. 3 приведена диаграмма испытаний.
На фиг. 1 представлена принципиальная структурная схема устройства для реализации заявляемого способа.
Устройство содержит образец отрезка оптического кабеля 1, содержащий оптические волокна 2, проложенный в стальной трубе 3 с кольцевым зазором 4. Образец 1 и отрезок стальной трубы 3 герметизированы.
Кольцевой зазор стальной трубы 4 заполнен водой 5 и грунтом по физическим свойствам соответствующий грунту в месте прокладки волоконно-оптического кабеля, при этом стальная труба 3 помещена в климатическую камеру 6, концы образца 1 выходят отрезка стальной трубы 3 через герметичные фланцы 7 и 8 и подключены к средствам измерений 9 и 10.
Климатическая камера 6 имеет тепловую изоляцию 11 и полость 12, в которой установлен коллектор 13 с форсунками 14 и нагреватель 15.
Коллектор 13 трубопроводом 16, содержащим клапан 17 соединен с емкостью криогенного продукта 18.
Кольцевой зазор 4 водопроводом 19, содержащим клапан 20 соединен с с емкостью воды 21. С другой стороны кольцевой зазор 4 отводящим трубопроводом 22 соединен с расширительной емкостью 23, к которой присоединен трубопровод сброса 24 с дренажным клапаном 25.
Нагреватель 15 электрическими проводами 26 через выключатель 27 соединен с источником электроэнергии 28.
Устройство (фиг. 2) может содержать блок управления 27, который каналами управления 30 соединен с клапанами 17, 20, 25 и выключателем 27.
В кольцевом зазоре 4 установлен датчик температуры 31. Средства измерения 9, 10 и датчик температуры 31 соединены линиями контроля 32 с контроллером 33, который соединен с блоком управления 29.
На фиг. 3 приведена диаграмма испытаний образца ВОЛС 1.
Показано изменение Тв температуры воды (льда) в кольцевом зазоре 4 в зависимости от времени проведения испытаний t.
Способ осуществляется следующим образом.
Образец оптического кабеля 1 помещают в стальную трубу 3 с образованием между ними кольцевого зазора 4. В стальную трубу в кольцевой зазор 4 засыпаю грунт, по физическим свойствам соответствующий грунту в месте прокладки волоконно-оптического кабеля. Стальную трубу 3 устанавливают в климатическую камеру 6. Открывают клапан 20 и по трубопроводу 19 заполняют кольцевой зазор 4 с грунтом водой 5 из емкости воды 21 до появления воды на выходе сливного трубопровода 24. Потом открывают клапан 17 и по коллектору 13 через форсунки 14 заполняют полость 12 криогенным продуктом, например, жидким азотом. Криогенный продукт замораживает воду 5 в кольцевом зазоре 4, что контролируют по показанию датчика температуры 31 (фиг. 2). Захолаживают лед до минимальной температуры Тмин (фиг. 3). Потом закрывают клапан 17 и включают выключатель 27, который подает электрическое напряжения на нагреватель 15. Нагреватель 15 подогревает полость 12 и стальную трубу 3 с льдом. Лед тает и превращается в воду 5. Температура воды 5 повышается до Т макс. Эти циклы охлаждения-подогрева повторяют N раз.
Т макс=+50°С
Т мин=-50°С.
Чисто циклов N определяется по статистике заморозков в регионе, где предполагается использование оптиковолоконной линии связи.
Например, в Москве в течение года отмечается в среднем 6 заморозков и 6 случаев изморози: см. табл. 1.
Табл. 1
Метеорологическая статистика за последние 10 лет в г. Москва
Figure 00000001
Гололед и изморозь в год случается 12 раз.
С учетом этого при ресурсе оптического кабеля 10 час достаточное число циклов замораживание
N=10Ц=120
Ориентировочное время проведения одного полного цикла испытаний
К=0,5×120=60 час.
В итоге способ имитирует деградацию кабеля в замерзающем грунте, при этом за 60 час он подвергается воздействию эквивалентному его работе в реальных условиях в течение 10 лет. Контролируя с помощью средства измерений 9 и изменения деградации оптических волокон 2 в образце оптического кабеля 1, оценивают способность образца ОК 1 выдерживать действие замерзающей воды в течение заданного ресурса оптического кабеля.
Применение группы изобретений позволило:
1. Обеспечить климатические ресурсные испытания волоконно-оптической линии связи,
2. Уменьшить в сотни раз время ресурсных испытаний.
3. Проводить климатические испытания оптических кабелей для различных климатических условий.
4. Испытывать влияние различных мероприятий на деградацию оптического кабеля.
5. Корректировать трактовку результатов испытания по реальным результатам эксплуатации оптических кабелей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Калягин A.M. Исследование линии оптического кабеля, проложенного в защитной пластмассовой трубе в многолетнемерзлых грунтах // Электросвязь, 2006, №12. - с. 11-15.
2. EIA/TIA-455-98A-1990. FOTP-98. Fiber optic cable external freezing test.
3. Ляхович И.Ф., Рак С.М., Поляков С.Т. Защита кабелей от повреждений замерзающей водой // Вестник связи, 1985, N9, с. 30-31
4. Зотов Г.А. Эксплуатация скважин в неустойчивых коллекторах // М.: Недра, 1987. - 173 с.
5. Киселев М.Ф. Предупреждение деформации грунтов от морозного пучения // Л.: Стройиздат, 1985. - 130 с.
6. ГОСТ 16962-71. Изделия электронной техники и электротехники. Механические и климатические воздействия. Требования и методы испытаний (с Изменениями N 2, 3). Изд. Госстандарт.

Claims (6)

1. Способ проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи, включающий закладку образца оптического кабеля внутри стальной трубы, при этом концы оптического кабеля выходят из стальной трубы, стальную трубу помещают в климатическую камеру, заливают в нее дистиллированную воду и через шлюз выводят концы образца оптического кабеля, к оптическим волокнам с обеих сторон подключают средства измерений и контролируют деградацию кабеля, изменяют температуру воды до ее замораживания и определяют влияние замораживания на характеристики оптического кабеля, отличающийся тем, что перед помещением стальной трубы в климатическую камеру в нее засыпают грунт, по физическим свойствам соответствующий грунту в месте прокладки волоконно-оптического кабеля, производят многократное замораживание и размораживание воды в стальной трубе, при этом число операций выбирают по среднестатистическому количеству заморозков в районе предполагаемой эксплуатации оптиковолоконной линии связи в течение заявленного его ресурса.
2. Способ проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи по п. 1, отличающийся тем, что результаты измерений, полученных в итоге ресурсных испытаний сравнивают с реально замеренными показателями деградации оптического кабеля и по их результатам вычисляют поправочный коэффициент, по которому при необходимости корректируют гарантированный ресурс волоконно-оптической линии связи.
3. Способ проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи по п. 1, отличающийся тем, что изменение температуры внутри стальной трубы выдерживают в диапазоне колебания температуры окружающей среды в районе предполагаемой эксплуатации оптиковолоконной линии связи.
4. Устройство для проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи, содержащее климатическую камеру внутри которой установлен отрезок стальной трубы, заполненный водой внутри которого проложен образец оптического кабеля концы которого через шлюзы выведены к средствам измерений, отличающееся тем, что к полости климатической камеры через управляемый клапан присоединен трубопровод впрыска криогенного продукта, также в полости установлены электрические нагреватели, соединенные через автоматический выключатель с источником электроэнергии.
5. Устройство для проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи по п. 4, отличающееся тем, что оно содержит блок управления.
6. Устройство для проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи по п. 5, отличающееся тем, что содержит датчик температуры внутри стальной трубы, соединенный электрической связью с блоком управления.
RU2018139111A 2018-11-06 2018-11-06 Способ проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи и устройство для его осуществления RU2691919C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018139111A RU2691919C1 (ru) 2018-11-06 2018-11-06 Способ проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи и устройство для его осуществления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018139111A RU2691919C1 (ru) 2018-11-06 2018-11-06 Способ проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи и устройство для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2691919C1 true RU2691919C1 (ru) 2019-06-18

Family

ID=66947894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018139111A RU2691919C1 (ru) 2018-11-06 2018-11-06 Способ проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи и устройство для его осуществления

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2691919C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0618721A (ja) * 1992-07-02 1994-01-28 Fujikura Ltd 凍結障害防止パイプ付き光ファイバケーブル及びその布設方法
EP1179824A2 (de) * 2000-08-11 2002-02-13 Alcatel Temperatur beständiges Nachrichtenkabel
RU63554U1 (ru) * 2006-12-28 2007-05-27 Закрытое акционерное общество "Москабель-Фуджикура" Хладостойкий волоконно-оптический кабель
RU2495461C2 (ru) * 2011-11-17 2013-10-10 Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГОБУ ВПО "ПГУТИ") Способ испытания стойкости оптического кабеля действию замерзающей воды в защитном полимерном трубопроводе
JP6018721B2 (ja) * 2014-12-26 2016-11-02 花王株式会社 液体口腔用組成物の製造方法及び液体口腔用組成物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0618721A (ja) * 1992-07-02 1994-01-28 Fujikura Ltd 凍結障害防止パイプ付き光ファイバケーブル及びその布設方法
EP1179824A2 (de) * 2000-08-11 2002-02-13 Alcatel Temperatur beständiges Nachrichtenkabel
RU63554U1 (ru) * 2006-12-28 2007-05-27 Закрытое акционерное общество "Москабель-Фуджикура" Хладостойкий волоконно-оптический кабель
RU2495461C2 (ru) * 2011-11-17 2013-10-10 Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГОБУ ВПО "ПГУТИ") Способ испытания стойкости оптического кабеля действию замерзающей воды в защитном полимерном трубопроводе
JP6018721B2 (ja) * 2014-12-26 2016-11-02 花王株式会社 液体口腔用組成物の製造方法及び液体口腔用組成物

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EIA/TIA-455-98A-1990. FOTP-98. Fiber optic cable external freezing test. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Taylor et al. Experimental and theoretical studies in subsea pipeline buckling
KR101963853B1 (ko) 지중배전선로 접속점별 고장구간 검출장치
CN104794330B (zh) 计及应力随机性的中高压电力电缆剩余寿命评估方法
RU2691919C1 (ru) Способ проведения ресурсных испытаний волоконно-оптической линии связи и устройство для его осуществления
CN105911375B (zh) 一种配电线路覆冰临界电流特性的试验方法
CN103983559A (zh) 钢筋起锈及氯离子浓度极限状态的提示装置和提示方法
Inaudi et al. Long-range pipeline monitoring by distributed fiber optic sensing
KR101979775B1 (ko) 상하이동식 다중셀을 이용한 지반동결 시험장치
CN105182119A (zh) 一种保线电流的测试方法
RU2495461C2 (ru) Способ испытания стойкости оптического кабеля действию замерзающей воды в защитном полимерном трубопроводе
RU2557341C2 (ru) Способ испытания стойкости оптического кабеля действию замерзающей воды в защитном полимерном трубопроводе
CN105425119A (zh) 一种可高效控温的固体绝缘树枝化高温试验系统
Ravet et al. DEH cable system preventive protection with distributed temperature and strain sensors
CN110186489A (zh) 一种海底电缆温度应力岸上模拟实验装置及方法
Olsen et al. Viscoelastic behaviour of bitumen in dynamic control umbilicals
KR100768388B1 (ko) 전력케이블 저항열 시뮬레이션 시스템
Walton et al. Accelerated aging of extruded dielectric power cables. I. Control and monitoring methodology
CN104729562B (zh) 输电导线同时带电压和电流的覆冰试验方法
CN209858104U (zh) 一种电缆分布式光纤测温系统校验装置
CN210108389U (zh) 一种海底电缆温度应力岸上模拟实验装置
Du et al. Study on distributed optical fiber heating pipeline network leak detection system
Jiang et al. Technological study on distributed fiber sensor monitoring of high voltage power cable in seafloor
Lu et al. Optical cable fault locating using Brillouin optical time domain reflectometer and cable localized heating method
CN204287339U (zh) 一种耐高温高压蒸汽电缆的试验装置
KR20050029599A (ko) 전력케이블 침수과통전 시험장치