Por que o teste de gotejamento e o teste de penetração de água são essenciais para a confiabilidade do cabo de fibra óptica
A confiabilidade-de longo prazo de um cabo de fibra óptica, especialmente o OPGW usado em sistemas de transmissão de energia, é altamente dependente de sua resistência a tensões térmicas e ambientais. O teste de gotejamento e o teste de penetração de água são críticos porque avaliam diretamente a estabilidade dos materiais internos que protegem as fibras ópticas sob condições extremas.
Durante a operação-em alta temperatura, a resistência insuficiente ao gotejamento dos compostos de enchimento ou revestimento pode causar migração ou gotejamento de graxa. Isso pode levar à microcurvatura das fibras ópticas, ao aumento da atenuação e à degradação do desempenho da transmissão do sinal. Com o tempo, tal movimento de material também pode resultar em suporte mecânico irregular dentro da unidade óptica.
Da mesma forma, a penetração de água representa um risco significativo para o desempenho dos cabos de fibra óptica. A entrada de água pode aumentar a atenuação óptica, acelerar o envelhecimento das fibras ópticas e promover a corrosão de componentes metálicos em estruturas OPGW. O teste de penetração de água garante que os materiais-bloqueadores de água evitem efetivamente a migração longitudinal da água, protegendo o desempenho óptico e mecânico durante toda a vida útil do cabo.
Ao validar a resistência ao gotejamento e à entrada de água, esses testes desempenham um papel crucial para garantir a confiabilidade do cabo de fibra óptica, especialmente para aplicações aéreas, externas e de rede elétrica de alta-tensão.
Um típicocabo de fibra ópticaseção transversal revela múltiplas camadas protetoras projetadas para proteger o delicadonúcleo de cabo de fibra óptica de vidro. A seção transversal do cabo de fibra óptica normalmente mostra o revestimento do cabo de fibra óptica ao redor do núcleo de vidro, que é essencial para a reflexão interna total e a transmissão do sinal. O diâmetro do cabo de fibra óptica varia dependendo dos requisitos da aplicação, com cabos de telecomunicações padrão variando de 2 mm a 12 mm de diâmetro total. qualquer comprometimento dessas camadas protetoras pode impactar diretamente o desempenho do cabo de fibra óptica de vidro.
Teste de gotejamento
Objetivo do teste
O teste de gotejamento avalia a resistência ao gotejamento do composto de enchimento e do composto de revestimento nas unidades ópticas OPGW, verificando se a graxa de enchimento não flui ou goteja para fora da unidade óptica em temperaturas especificadas. Este teste deve ser conduzido de acordo com GB/T 7424.22-2021.
Aparelho de teste
O aparelho para teste de gotejamento é mostrado na Figura 1-5.
Figura 1-5 Aparelho para teste de gotejamento
Método de teste
Corte cinco corpos de prova do OPGW, cada um com 300±5 mm de comprimento. Remova todos os fios metálicos de uma extremidade de cada amostra ao longo de um comprimento de 130±2,5 mm para expor a unidade óptica. Suspender verticalmente a amostra da unidade óptica em estufa mantida a 70±1 graus por 24 horas.
Requisitos de teste
Após 24 horas, a uma temperatura ambiente de 70 graus, nenhum composto de enchimento ou composto de revestimento deverá vazar ou pingar da unidade óptica OPGW.
Teste de penetração de água
Objetivo do teste
O teste de entrada de água avalia o desempenho-de bloqueio de água de unidades ópticas (contendo materiais-bloqueadores de água) para verificar sua capacidade de impedir a penetração de água. Conduta de acordo com GB/T 7424.22-2021.
Aparelho de teste
O aparelho de teste de entrada de água é mostrado na Figura 1-6.
Figura 1-6 Aparelho de teste de permeação de água
Método de teste
A uma temperatura de teste de 25±5 graus, conecte um OPGW de 1 m de comprimentoamostra de unidade ópticapara o aparelho de permeação. Aplique uma pressão de coluna de água de 100±5 cm usando uma solução de corante fluorescente no centro da amostra e mantenha por 1 hora.
Requisitos de teste
Após 1 hora, inspecione a extremidade oposta da unidade óptica sob luz ultravioleta para ver se há corante fluorescente. Se nenhuma solução corante vazar, a amostra é considerada qualificada. Se a primeira amostra falhar, teste novamente outra seção próxima ao cabo óptico. A qualificação é concedida se o reteste for aprovado; falha no reteste resulta em desclassificação.
Referências Primárias
DL/T 832-2016 Fio terra aéreo composto de fibra óptica
GB/T 1179-2017 "Condutores aéreos torcidos concêntricos de fio redondo"
GB/T 7424.22-2021 "Especificações gerais para cabos ópticos-Parte 22: Métodos de teste básicos para cabos ópticos - métodos de teste de desempenho ambiental"
Modos de falha comuns identificados por testes de gotejamento e penetração de água
Os testes de gotejamento e penetração de água são projetados para revelar potenciais pontos fracos no projeto e fabricação de cabos de fibra óptica. Os modos de falha comuns identificados por meio desses testes incluem:
O composto de enchimento goteja em temperaturas elevadas, indicando estabilidade térmica insuficiente ou formulação inadequada do composto.
Amolecimento ou separação do composto de revestimento, o que pode reduzir a proteção mecânica das fibras ópticas e comprometer a integridade do revestimento do cabo de fibra óptica.
Desempenho inadequado-de bloqueio de água, causado pelo inchaço insuficiente dos fios ou pós bloqueadores de água.
Migração longitudinal da água, onde a água viaja ao longo da unidade óptica devido a lacunas ou descontinuidades nos materiais de bloqueio.
Incompatibilidade de material, levando à degradação dos compostos quando expostos a calor ou umidade prolongados.
Aplicação de testes de gotejamento e penetração de água em projetos de OPGW e cabos de fibra óptica
Esses testes são particularmente importantes nos seguintes cenários:
Ambientes-de alta temperatura, como regiões com intensa radiação solar ou altas temperaturas ambientes.
Linhas de transmissão aéreas-de longo alcance, onde os cabos são expostos a tensões térmicas e mecânicas prolongadas.
Climas úmidos, costeiros ou chuvosos, onde a entrada de umidade representa uma ameaça contínua à integridade dos cabos.
Instalações subterrâneas, onde os sistemas de cabos de fibra óptica enterrados devem resistir à infiltração de águas subterrâneas. Normalmente, a profundidade mínima para instalações subterrâneas de cabos de fibra óptica é de 24 a 36 polegadas na maioria das regiões. Perguntas como "qual a profundidade do cabo de fibra óptica enterrado?" ou "qual a profundidade que o cabo de fibra óptica deve ser enterrado?" são essenciais para o planejamento da instalação. Geralmente, ao determinar a profundidade de enterramento do cabo de fibra óptica, os instaladores devem considerar as condições do solo, as linhas de congelamento e as regulamentações locais para garantir que o cabo de fibra óptica enterrado permaneça protegido contra danos mecânicos e estresse ambiental.
Principais parâmetros de teste para testes de gotejamento de cabos de fibra óptica e penetração de água
Para garantir uma avaliação repetível e confiável, os testes de gotejamento e penetração de água nos cabos de fibra óptica são realizados sob parâmetros claramente definidos, conforme resumido abaixo:
| Item de teste | Parâmetro |
|---|---|
| Temperatura do teste de gotejamento | 70 ± 1 grau |
| Duração do teste de gotejamento | 24 horas |
| Comprimento da amostra de teste de gotejamento | 300±5mm |
| Comprimento da unidade óptica exposta | 130±2,5mm |
| Temperatura do teste de penetração de água | 25 ± 5 graus |
| Pressão da Coluna de Água | 100±5cm |
| Duração da Penetração de Água | 1 hora |
| Água Média | Solução de corante fluorescente |
Perguntas frequentes
P: O que causa falha por gotejamento em cabos de fibra óptica?
R: A falha por gotejamento em um cabo de fibra óptica é causada principalmente pela estabilidade térmica insuficiente do composto de enchimento ou do composto de revestimento dentro da unidade óptica. Quando expostos a temperaturas elevadas, materiais mal formulados ou incompatíveis podem amolecer, migrar ou pingar da unidade óptica.
Nos cabos de fibra óptica OPGW, a falha por gotejamento também pode resultar de seleção inadequada de material, viscosidade inadequada do composto ou adesão insuficiente entre o composto e os componentes adjacentes. Essas falhas podem levar a microcurvaturas de fibras ópticas, aumento da atenuação óptica e degradação-de longo prazo do desempenho da transmissão. O teste de gotejamento é, portanto, essencial para verificar a estabilidade do material sob condições operacionais de alta-temperatura.
P: Como a penetração de água afeta o desempenho do OPGW?
R: A penetração de água tem um impacto negativo significativo no desempenho do OPGW e na confiabilidade geral do cabo de fibra óptica. Quando a água entra na unidade óptica, pode aumentar a atenuação óptica, acelerar o envelhecimento das fibras ópticas e comprometer a qualidade da transmissão do sinal.
Além disso, a entrada prolongada de água pode causar corrosão dos componentes metálicos da estrutura do OPGW, reduzindo a resistência mecânica e afetando o desempenho do aterramento. O teste de penetração de água garante que os materiais-bloqueadores de água impeçam efetivamente a migração longitudinal da água, mantendo a integridade óptica e mecânica durante toda a vida útil do cabo.
P: O teste de gotejamento é obrigatório para todos os cabos OPGW?
R: O teste de gotejamento não é universalmente obrigatório para todos os cabos de fibra óptica, mas normalmente é exigido para cabos OPGW e outros cabos ópticos destinados a aplicações externas ou de alta-temperatura. A maioria das especificações de concessionárias de energia e padrões da indústria, incluindo GB/T 7424.22-2021, especificam o teste de gotejamento como parte do teste de tipo ou teste de qualificação para unidades ópticas OPGW.
Como os cabos OPGW operam em ambientes expostos e sofrem grandes variações de temperatura, o teste de gotejamento é considerado uma etapa de verificação crítica para garantir confiabilidade-de longo prazo e conformidade com os requisitos de desempenho.
P: O que acontece se um cabo falhar no teste de penetração de água?
R: Se um cabo de fibra óptica falhar no teste de penetração de água, isso indica desempenho inadequado de-bloqueio de água da unidade óptica. De acordo com os procedimentos de teste padrão, um reteste normalmente é realizado usando outra seção de amostra retirada perto do local de teste original.
Se o novo teste for aprovado, o cabo ainda poderá ser aceito. No entanto, se o novo teste também falhar, o cabo será considerado não-compatível e inadequado para serviço. A falha no teste de penetração de água sugere um alto risco de entrada de umidade, o que pode levar ao aumento da atenuação, corrosão e redução da confiabilidade operacional do sistema OPGW.
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