In het enorme panorama van communicatie-infrastructuren, OPGW optische kabels spelen een cruciale rol bij het garanderen van efficiënte datatransmissie. Hoe dan ook, zijn prestaties onder extreme omstandigheden, vooral in extreem koude omgevingen, Het is een aspect dat zorgvuldige aandacht verdient.
Inhoudsopgave
- Prestatiestudie van optische kabel in extreem koude omstandigheden van -70℃
- Toepassing van lage temperatuurbestendige optische kabels in het Qinghai-Tibet DC Interconnection Project
- Conclusie
Prestatiestudie van optische kabel in extreem koude omstandigheden van -70℃
In 2016, geleid door State Grid Information & Telecommunicatie Co., Ltd. uit China, in samenwerking met gerenommeerde fabrikanten en onderzoeksorganisaties, Er is een onderzoek uitgevoerd naar de prestaties bij lage temperaturen van optische kabels en hun metalen accessoires. Laboratoriumtests werden uitgevoerd in omgevingen met lage temperaturen, voorlopig de technische toepassing ervan onderzoeken in extreme omstandigheden van -70℃, en er werd een eerste communicatieoplossing voorgesteld voor de aanleg van het mondiale energienetwerk.
Analyse van de prestaties van optische vezels en optische kabels bij -70℃
Testmaterialen
Een totaal van 8 soorten G.652 optische vezels voor analyse, de eerste zes worden gebruikt om het verlies in optische vezels te meten en de laatste twee om het verlies in optische kabels te meten.
Verliestests op optische vezels bij lage temperaturen
Wat betreft de lage verliestemperatuurkarakteristieken van optische vezels, Dit project richtte zich vooral op drie aspecten: Lage temperatuurverlieseigenschappen tijdens continue koeling, lage temperatuurverlieskarakteristieken tijdens continue verwarming en aanhoudende lage temperatuurverlieskarakteristieken.
Bij continue koeltests, Nr.1 vertoonde een significant hogere verliesvariatie vergeleken met andere optische vezels. Nr.2 en nr.5 ondervonden een abrupte toename van het verlies in het bereik van -50℃ tot 20,3℃. De rest van de optische vezels voor signalen vertoonde relatief stabiele verliesveranderingen in het bereik van -50 ℃ tot 20,3 ℃. Toen de temperatuur daalde tot -55℃, alle optische vezels ondervonden een toename van het verlies. En toen de temperatuur onder de -60℃ daalde, het verlies aanzienlijk toegenomen. Dit betekende dat de meeste optische vezels niet voldeden aan de gebruikseisen..
Bij continue verwarmingstests (-70℃ tot -55℃), alle zes optische vezels vertoonden een algehele afname van het relatieve verlies, wat aangeeft dat het verlies veroorzaakt door de temperatuurdaling omkeerbaar is en dienovereenkomstig zal afnemen wanneer de temperatuur weer stijgt.
Verliestesten op optische kabels in extreem koude omstandigheden
Voor de lage temperatuurverlieskarakteristieken van de kabel OPGW aéreo, Primaire tests omvatten het vergelijken van kenmerken van lage temperatuurverliezen na draadvorming met verschillende gelverbindingen, Vergelijking van kenmerken van lage temperatuurverliezen na het vormen van kabels met verschillende metalen buismaterialen, en de vergelijking van lage temperatuurverlieskarakteristieken tussen met gel gevulde kabels met optische vezels en kabels zonder gel gevuld met optische vezels.
Bij het vergelijken van de verlieskarakteristieken van met gel gevulde kabels met optische vezels en kabels zonder met gel gevulde optische vezels, Er wordt waargenomen dat dit gebeurt in omgevingen met extreem lage temperaturen, Het gebruik van andere hydrofobe materialen in plaats van gelverbindingen verbetert de kabelverlieseigenschappen. Het is te zeggen, kabels zonder gelverbindingen presteren beter bij lage temperatuurbestendigheid. En bij het vergelijken van de verlieskarakteristieken van kabels gemaakt met verschillende gelverbindingen, Er wordt waargenomen dat wanneer de temperatuur hoger is dan -50 ℃, de prestaties van binnenlandse gelverbinding en geïmporteerde gelverbinding zijn zeer vergelijkbaar. Hoe dan ook, wanneer de temperatuur onder -50℃ daalt, de prestaties van geïmporteerde gelverbinding zijn merkbaar hoger dan die van binnenlandse gelverbinding. Bij het vergelijken van de verlieskarakteristieken van kabels gemaakt van verschillende buismaterialen, Er is ontdekt dat dit gebeurt in omgevingen met extreem lage temperaturen, de prestaties van de kabels gemaakt van aluminium buizen is superieur aan die gemaakt met stalen buizen.
Analyse van de prestaties van metalen accessoires van optische kabels onder extreme omstandigheden van -70℃
Factoren die de prestaties van metalen optische kabelaccessoires beperken in omgevingen met lage temperaturen
Onderzoek heeft specifieke factoren geïdentificeerd die de prestaties van metalen optische kabelaccessoires onder lage temperaturen beperken., door een uitgebreide studie van verschillende soorten metalen accessoires.
Maatregelen om de lage temperatuurbestendigheid van metalen accessoires van optische kabels te verbeteren
Omdat er nog steeds geen normen zijn voor het testen van de prestaties bij lage temperaturen metalen accessoires voor optische vezels in extreem koude omstandigheden, het project heeft geen tests uitgevoerd. Hoe dan ook, Er zijn enkele oplossingen en aanbevelingen voorgesteld voor toekomstig onderzoek en testen van de weerstand bij lage temperaturen van metalen accessoires van de optische kabel.. Eerst, Er wordt voorgesteld om de structuur van de metalen producten voor optische kabels opnieuw te ontwerpen en te optimaliseren en geschikte productieprocessen te selecteren.. Op de tweede plaats, De noodzaak om methoden en omstandigheden te onderzoeken om de metalen accessoires van de optische kabel in extreem koude omstandigheden te testen wordt benadrukt., omdat de huidige temperatuurcyclustestomstandigheden onder bestaande normen geen rekening houden met de extreem lage temperaturen die gepaard gaan met koude klimaten.
Toepassing van lage temperatuurbestendige optische kabels in het Qinghai-Tibet DC Interconnection Project
OPGW-lijn optische kabels van DC-interconnectieproject Qinghai-Tibet ±400 kV is de eerste langeafstandsluchtcommunicatielijn in China die op grote hoogte en in extreem lage temperatuurgebieden werkt. Het Qinghai-Tibet-plateau staat bekend als het “dak van de wereld” en de “derde pool van de aarde”. De totale lijnlengte van het Qinghai-Tibet Direct Stream Interconnection Project bedraagt 1038 km, met een gemiddelde hoogte van 4500 m en een maximale hoogte van 5300 m. De temperatuur varieert tussen -55℃ en +60℃, met grote dagelijkse schommelingen en winderige en zanderige omstandigheden.
Belangrijkste technische vereisten voor OPGW in het gelijkstroominterconnectieproject Qinghai-Tibet
Het project stelt strenge eisen aan glasvezelverlies en extra verlies als gevolg van temperatuurveranderingen in de gebruikte OPGW. Deze vereisten zijn als volgt:
- Het verlies van glasvezelkabel bij een golflengte van 1550 nm moet ≤0,18 dB/km zijn.
- De gebruikstemperatuur van de OPGW-omgeving moet minimaal -55℃ kunnen bedragen.
- De variatie van optische vezelverlies van OPGW in het temperatuurbereik van -55℃ tot +65℃ moet zijn <0.01 dB/km.
Sleuteltechnologieën die aan bod komen bij de ontwikkeling van de OPGW
Selectie van glasvezel met ultralaag verlies
- Ultralaag optisch verlies
- Ultra lage PMD-waarde (Polarisatie Modale spreiding)
Selectie van optisch vet dat bestand is tegen lage temperaturen
Het project werkte samen met drie fabrikanten van optische vetten om een nieuw optisch vetmateriaal te ontwikkelen dat bestand is tegen extreem lage temperaturen. Na het testen, Uiteindelijk werd gekozen voor optisch vet A2 als product dat daadwerkelijk in het project werd gebruikt..
Geoptimaliseerd ontwerp van extra glasvezellengte
Er werd een serie OPGW optische kabels geproduceerd met behulp van het tegen lage temperaturen bestendige A2 optisch vet met buitendiameters van 2.5 mm en verschillende extra lengtes roestvrijstalen optische vezels. De totale lengte van de kabels was ongeveer 3000 m. De OPGW-structuur volgen van het Qinghai-Tibet Direct Current Interconnection Project en hetzelfde kronkelproces gebruiken, het extra verlies bij elke passage van G.652D- en ULL-vezels was minder dan 0.01 dB/km. In het bereik van -55℃ tot +65℃, het extra verlies van de optische vezel was minder dan 0.01 dB/km, voldoen aan de eisen voor lijngebruik.
Studie van de prestaties van complementaire metalen accessoires van de OPGW bij -55℃
- Greeptest bij lage temperatuur van spanklemmen en ophangklemmen:
Er zijn griptests bij lage temperaturen uitgevoerd op spanklemmen en ophangklemmen om hun prestaties onder extreme omstandigheden van -55℃ te evalueren.. - Verliesvariatie in OPGW-glasvezelverbindingen bij -55℃:
De variatie in verlies in OPGW-glasvezelverbindingen bij een temperatuur van -55℃ werd bestudeerd..
Technologische prestaties van het project
Het gelijkstroominterconnectieproject tussen Qinghai en Tibet, de ±400 kV, werd in november in gebruik genomen 2011 en heeft stabiel gewerkt 5 jaar. Door onderzoek en praktische toepassing in het project, De volgende technologische vooruitgang is bereikt:
- OPGW-kabelverlies met ultralaag verliesniveau:
Het verlies van OPGW optische kabels met ultralaag verlies is aanzienlijk lager dan dat van conventionele G.652D optische vezels.. - Extra controle op verlies van optische vezels bij -55℃:
Na processen zoals kleuren, buisvormen en kabelvormen, De toename van het verlies van optische vezels met een ultralaag verliesniveau kan worden gecontroleerd 0.01 dB/km. Het uiteindelijke verlies van de optische vezel kan worden gecontroleerd 0.18 dB/km, wat van belang is voor langeafstandscommunicatie. - Zorgvuldige selectie van optisch vet dat bestand is tegen -60℃:
Fabrikanten van optische OPGW-kabels moeten optisch vet kiezen dat bestand is tegen temperaturen tot -60℃ en de extra lengte van de optische vezel goed controleren om ervoor te zorgen dat alle prestatiekenmerken van de OPGW voldoen aan de eisen van de lijn onder extreem koude omstandigheden.. - Extra glasvezelverlies in omgevingen met extreme temperaturen:
Voor OPGW met ultralaag verlies en weerstand tegen extreem lage temperaturen, het extra verlies aan glasvezel bij temperaturen van -60℃ tot +80℃ bedraagt ≤0,01 dB/km vergeleken met 20℃. - Overwegingen voor OPGW met ultralaag verlies:
OPGW-fabrikanten moeten rekening houden met de toename van de dynamische en statische buigradii en het OPGW-verpakkingsontwerp optimaliseren bij gebruik van optische vezels met ultralaag verlies..
Conclusie
De resultaten van dit onderzoek hebben geleid tot aanzienlijke vooruitgang in de technologie van OPGW-optische kabels die bestand zijn tegen lage temperaturen.. De succesvolle toepassing van deze kabels in het Qinghai-Tibet Direct Current Interconnection Project, dat werkt onder extreme weersomstandigheden, toont de haalbaarheid en effectiviteit van de voorgestelde oplossingen aan. Deze technologische prestaties komen niet alleen de energie-infrastructuur ten goede, maar opent ook nieuwe mogelijkheden voor toepassingen op andere gebieden die met soortgelijke uitdagingen worden geconfronteerd..