Dans le vaste panorama des infrastructures de communication, Les câbles optiques OPGW jouent un rôle crucial pour assurer une transmission efficace des données. Cependant, ses performances dans des conditions extrêmes, en particulier dans les environnements très froids, C'est un aspect qui mérite une attention particulière.
Table des matières
- Etude des performances d'un câble optique dans des conditions de froid extrême de -70℃
- Application de câbles optiques résistants aux basses températures dans le projet d'interconnexion CC Qinghai-Tibet
- conclusion
Etude des performances d'un câble optique dans des conditions de froid extrême de -70℃
Dans 2016, dirigé par State Grid Information & Société de télécommunications., Ltd. de Chine, en collaboration avec des fabricants et des organismes de recherche renommés, Une étude a été réalisée sur les performances à basse température de câbles optiques et leurs accessoires métalliques. Les tests en laboratoire ont été effectués dans des environnements à basse température, explorer au préalable son application technique dans des conditions extrêmes de -70 ℃, et une première solution de communication a été proposée pour la construction du réseau énergétique mondial.
Analyse des performances des fibres optiques et des câbles optiques à -70℃
Matériel d'essai
Un total de 8 types de fibres optiques G.652 pour l'analyse, les six premiers étant utilisés pour mesurer la perte dans les fibres optiques et les deux derniers pour mesurer la perte dans les câbles optiques.
Tests de perte sur fibres optiques à basses températures
Concernant les caractéristiques de faible perte de température des fibres optiques, Ce projet s'est principalement concentré sur trois aspects: Caractéristiques de perte de température faible lors d'un refroidissement continu, caractéristiques de perte de température à basse température pendant un chauffage continu et caractéristiques de perte de température à basse température soutenues.
Dans les tests de refroidissement continu, La n°1 a montré une variation de perte significativement plus élevée par rapport aux autres fibres optiques. Les n°2 et n°5 ont connu une brusque augmentation des pertes dans la plage de -50℃ à 20,3℃. Le reste de la fibres optiques pour signaux a montré des changements de perte relativement stables dans la plage de -50 ℃ à 20,3 ℃. Quand la température est descendue à -55℃, toutes les fibres optiques ont connu une augmentation des pertes. Et quand la température descend en dessous de -60℃, la perte a considérablement augmenté. Cela signifiait que la plupart des fibres optiques ne répondaient pas aux exigences d'utilisation..
Lors d'essais de chauffage continu (-70℃ à -55℃), les six fibres optiques ont montré une diminution globale de la perte relative, indiquant que la perte causée par la diminution de la température est réversible et diminuera en conséquence lorsque la température augmentera à nouveau.
Tests de perte sur câbles optiques dans des conditions de froid extrême
Pour les caractéristiques de perte de température à faible température du câble OPGW aérien, Les tests primaires incluent la comparaison des caractéristiques de perte à basse température après la formation du fil avec différents composés de gel, Comparaison des caractéristiques de perte à basse température après formation de câbles avec différents matériaux de tubes métalliques, et la comparaison des caractéristiques de perte à basse température entre les câbles remplis de gel avec fibres optiques et les câbles sans gel remplis de fibres optiques.
En comparant les caractéristiques de perte des câbles remplis de gel avec des fibres optiques et des câbles sans fibres optiques remplies de gel, On observe que dans des environnements à températures extrêmement basses, L'utilisation d'autres matériaux hydrophobes au lieu de composés de gel améliore les caractéristiques de perte de câble. C'est-à-dire, les câbles sans composés de gel ont de meilleures performances en matière de résistance aux basses températures. Et en comparant les caractéristiques de perte de câbles fabriqués avec différents composés de gel, On observe que lorsque la température est supérieure à -50℃, les performances du composé de gel national et du composé de gel importé sont très similaires. Cependant, lorsque la température descend en dessous de -50 ℃, les performances du composé de gel importé sont nettement supérieures à celles du composé de gel national. Lors de la comparaison des caractéristiques de perte de câbles fabriqués à partir de différents matériaux de tubes, On découvre que dans des environnements à températures extrêmement basses, la performance du câbles en tubes d'aluminium est supérieur à ceux fabriqués avec des tubes en acier.
Analyse des performances des accessoires métalliques du câble optique dans des conditions extrêmes de -70℃
Facteurs limitant les performances des accessoires de câbles optiques métalliques dans des environnements à basse température
La recherche a identifié des facteurs spécifiques qui limitent les performances des accessoires métalliques pour câbles optiques dans des conditions de basse température., à travers une étude exhaustive de différents types d'accessoires métalliques.
Mesures visant à améliorer la résistance aux basses températures des accessoires métalliques des câbles optiques
Puisqu’il n’existe toujours pas de normes pour les tests de performance à basse température des accessoires métalliques pour fibres optiques dans des conditions de froid extrême, le projet n'a pas effectué de tests. Cependant, Certaines solutions et recommandations ont été proposées pour de futures recherches et tests de résistance à basse température des accessoires métalliques du câble optique.. En premier lieu, Il est suggéré de reconcevoir et d'optimiser la structure des produits métalliques des câbles optiques et de sélectionner les processus de fabrication appropriés.. En second lieu, La nécessité d'étudier les méthodes et les conditions pour tester les accessoires métalliques du câble optique dans des conditions de froid extrême est soulignée., car les conditions actuelles d'essai des cycles de température selon les normes existantes ne tiennent pas compte des températures extrêmement basses associées aux climats glacials..
Application de câbles optiques résistants aux basses températures dans le projet d'interconnexion CC Qinghai-Tibet
Câbles optiques de ligne OPGW du projet d'interconnexion CC Qinghai-Tibet ±400 kV est la première ligne de communication aérienne longue distance en Chine fonctionnant à haute altitude et dans des régions à températures extrêmement basses.. Le plateau Qinghai-Tibet est connu sous le nom de “toit du monde” et le “troisième pôle de la terre”. La longueur totale de la ligne du projet d'interconnexion directe Qinghai-Tibet est de 1038 kilomètres, avec une altitude moyenne de 4500 m et une altitude maximale de 5300 m. La température varie entre -55℃ et +60℃, avec de grandes fluctuations diurnes et des conditions venteuses et sableuses.
Principales exigences techniques pour l'OPGW dans le projet d'interconnexion à courant continu Qinghai-Tibet
Le projet établit des exigences strictes en matière de perte de fibre optique et de perte supplémentaire due aux changements de température dans l'OPGW utilisé.. Ces exigences sont les suivantes:
- La perte d'un câble à fibre optique à une longueur d'onde de 1550 nm doit être ≤0,18 dB/km.
- La température d'utilisation de l'environnement OPGW doit pouvoir atteindre un minimum de -55 ℃.
- La variation de la perte de fibre optique de l'OPGW dans la plage de température de -55℃ à +65℃ doit être <0.01 dB/km.
Technologies clés abordées dans le développement de l’OPGW
Sélection de fibre optique à très faible perte
- Perte optique ultra faible
- Valeur PMD ultra faible (Dispersion modale de polarisation)
Sélection de graisse optique résistante aux basses températures
Le projet a collaboré avec trois fabricants de graisse optique pour développer un nouveau matériau de graisse optique résistant à des températures extrêmement basses.. Après test, La graisse optique A2 a finalement été choisie comme produit réellement utilisé dans le projet..
Conception optimisée de longueur de fibre optique supplémentaire
Une série de câbles optiques OPGW a été produite en utilisant la graisse optique A2 résistante aux basses températures avec des diamètres extérieurs de 2.5 mm et différentes longueurs supplémentaires de fibre optique en acier inoxydable. La longueur totale des câbles était d'environ 3000 m. Suivant la structure OPGW du projet d'interconnexion à courant continu Qinghai-Tibet et utilisant le même processus de torsion, la perte supplémentaire à chaque passage de fibre G.652D et ULL était inférieure à 0.01 dB/km. Dans la plage de -55℃ à +65℃, la perte supplémentaire de la fibre optique était inférieure à 0.01 dB/km, répondre aux exigences d'utilisation de la ligne.
Etude des performances des accessoires métalliques complémentaires de l'OPGW à -55℃
- Test d'adhérence à basse température des pinces de tension et des pinces de suspension:
Des tests d'adhérence à basse température ont été effectués sur des pinces de tension et des pinces de suspension pour évaluer leurs performances dans des conditions extrêmes de -55 ℃.. - Variation de perte dans les joints de fibre optique OPGW à -55 ℃:
La variation de perte dans les joints de fibres optiques OPGW à une température de -55℃ a été étudiée..
Réalisations technologiques du projet
Le projet d’interconnexion en courant continu Qinghai-Tibet, le ±400kV, a été mis en service en novembre 2011 et fonctionne de manière stable depuis 5 années. Grâce à la recherche et à l'application pratique dans le projet, Les avancées technologiques suivantes ont été réalisées:
- Perte de câble OPGW avec un niveau de perte ultra faible:
La perte des câbles optiques OPGW à très faible perte est nettement inférieure à celle des fibres optiques G.652D classiques.. - Contrôle supplémentaire de perte de fibre optique à -55℃:
Après des processus tels que la coloration, formage de tubes et formage de câbles, L'augmentation de la perte de fibre optique avec un niveau de perte ultra faible peut être contrôlée en 0.01 dB/km. La perte finale de la fibre optique peut être contrôlée en 0.18 dB/km, ce qui est important pour les communications longue distance. - Sélection rigoureuse de graisse optique résistante à -60℃:
Les fabricants de câbles optiques OPGW doivent choisir une graisse optique résistante à des températures aussi basses que -60 ℃ et contrôler correctement la longueur supplémentaire de la fibre optique pour garantir que toutes les caractéristiques de performance de l'OPGW répondent aux exigences de la ligne dans des conditions extrêmement froides.. - Perte supplémentaire de fibre optique dans des environnements à températures extrêmes:
Pour OPGW avec des pertes ultra faibles et une résistance aux températures extrêmement basses, la perte supplémentaire de la fibre optique à des températures de -60℃ à +80℃ est ≤0,01 dB/km par rapport à 20℃. - Considérations pour OPGW avec des pertes ultra faibles:
Les fabricants d'OPGW doivent prendre en compte l'augmentation des rayons de courbure dynamiques et statiques et optimiser la conception du boîtier OPGW lorsqu'ils utilisent une fibre optique à très faible perte..
conclusion
Les résultats obtenus à partir de cette étude ont conduit à des avancées significatives dans la technologie des câbles optiques OPGW résistants aux basses températures.. L'application réussie de ces câbles dans le projet d'interconnexion en courant continu Qinghai-Tibet, qui fonctionne dans des conditions météorologiques extrêmes, démontre la faisabilité et l’efficacité des solutions proposées. Ces avancées technologiques ne profitent pas seulement aux infrastructures énergétiques, mais ils ouvrent également de nouvelles possibilités d'applications dans d'autres domaines confrontés à des défis similaires..