Definição e valores fundamentais

O cabo óptico não metálico de 24 núcleos é um meio de transmissão de comunicação óptica que exclui materiais metálicos e, através da integração precisa de 24 fibras ópticas independentes, constrói uma estrutura de todo o meio sem reforço metálico e sem camada de armazenamento. Esse tipo de cabo óptico foi projetado para dois tipos de cenários de alto risco: um corredor de transmissão de energia elétrica com forte interferência eletromagnética e, em segundo lugar, a necessidade de eliminar o ambiente inflamável e explosivo desencadeado por faíscas elétricas, minas e petroquímicas. Sua essência técnica é a substituição mecânica de componentes metálicos tradicionais por meio de materiais sintéticos, mantendo a grande largura de banda e as características de baixa perda da comunicação de fibra óptica.

Na transformação inteligente da rede ultra-alta tensão e na construção de minas inteligentes, a configuração de 24 núcleos é especialmente crítica - em comparação com o limite de capacidade do cabo óptico de 12 núcleos e a operação complexa de 48 núcleos, 24 núcleos equilibram a capacidade de transmissão e a economia, tornando-se o padrão de ouro para a rota principal da camada de cablagem.

Análise estrutural e inovação de materiais

1) Projeto de estrutura hierárquica

Sistema de revestimento: a camada externa é feita de polietileno preto de alta densidade (HDPE) ou poliolefina retardante de chama sem halogênio de baixa fumaça (LSZH). A espessura da capa de HDPE geralmente atinge mais de 2,0 mm, oferecendo excelente resistência à umidade e corrosão; O revestimento LSZH é essencial em espaços fechados como minas, seu índice de oxigênio pode chegar a mais de 32%, a transmitência de fumaça ao queimar é superior a 60%, muito melhor do que o material de PVC comum. A superfície do revestimento é projetada com barras de anel para melhorar a capacidade de rodeio de roedores.

Camada de reforço mecânico: a unidade de tração principal é composta por duas camadas de compostos. O reforço central é um plástico reforçado com fibra de vidro (FRP) de 2,5 mm de diâmetro, com resistência à tração superior a 600MPa e módulo elástico superior a 50GPa; A espiral externa de FRP enrolar o feixe de fibra de aramide, a proporção de aramide não é inferior a 30% da área de corte, a força de ruptura máxima é de até 20kN. Esta estrutura composta, sob a premissa de isolamento, a resistência à tracção é comparada ao cabo de aço e tem a vantagem de uma qualidade leve (40% mais leve do que o cabo metálico) e resistência à fadiga.

Sistema de integração de núcleo de fibra: 24 fibras ópticas G.652D de modo único são acomodadas em tubos soltos, com uma disposição em camada de 6 tubos x 4 fibras. Cada fibra revestida de 250 μm é suspensa dentro de uma caixa de polibenzodietiléster (PBT) cheia de pasta táctil. O fator de expansão térmica do material PBT é altamente compatível com a fibra de vidro e pode efetivamente inibir a perda de micro-curvatura no ciclo de temperatura de -40 ℃ ~ + 70 ℃. Os tubos soltos são enrolados ao redor do reforço de FRP de forma elástica SZ e a distância de elástica é otimizada para garantir que a tensão da fibra óptica não exceda 0,15% durante a curvatura.

Verificação crítica de desempenho e confiabilidade

1. desempenho óptico: sob o comprimento de onda de trabalho de 1550 nm, o fator de atenuação do cabo óptico não metálico de 24 núcleos padrão é controlado dentro de 0,22 dB / km, alguns modelos podem cair abaixo de 0,19 dB / km; O intervalo de comprimento de onda de dispersão zero é de 1300 a 1324 nm, e a inclinação de dispersão não excede 0,092ps/(nm²·km). Esses indicadores atendem às necessidades de transmissão sem relé de 80 km, além dos requisitos do padrão de comunicação convencional YD / T 901-2018.

Confiabilidade mecânica: assegurar a estabilidade do serviço através de um sistema de validação em três fases:

Desempenho de alongamento: a tensão permitida a longo prazo chega a 6kN (equivalente a uma distância vertical de 1000 metros de suspensão), a tensão limite a curto prazo ultrapassa 12kN

Teste de aplacamento: aumento de perda adicional de fibra óptica após pressão de 300kg / 10cm ≤0.03dB

Ciclo de curvatura: enrolar repetidamente 1.000 vezes no raio de curvatura de 15 vezes o diâmetro, sem deterioração do desempenho da transmissão

Adaptabilidade à temperatura: teste de gradiente de -50 ℃ (congelamento) a +85 ℃ (ciclo térmico) com variabilidade de decadência inferior a 0,05 dB / km

Capacidade de proteção especial: toda a estrutura de mídia lhe dá duas vantagens

Propriedades imunológicas eletromagnéticas: no ambiente de campo magnético de 3000A/m de 50Hz, o sinal óptico não tem nenhuma perturbação de fase

Capacidade de proteção contra raios: a estrutura do cabo óptico permanece intacta através do teste de impacto de corrente de raios de 150kA (simulação de raios diretos)

Certificação de segurança à prova de explosão: resistência da superfície da capa > 1 × 10 × 10 Ω, atendendo às normas ambientais explosivas GB 3836.1-2020

Tecnologia básica de implementação de engenharia

1. Três elementos de controle de colocação

Limitação de tração: a tensão é sempre controlada dentro de 20% da força de tração nominal, a instalação da torre de pólo é recomendada com a cabeça de tração anti-torsão combinada com um retorcedor rotativo

Gestão do raio de curvatura: mantenha ≥20 vezes o diâmetro do cabo óptico durante a colocação dinâmica, o estado fixo ≥15 vezes o diâmetro, o conjunto de rodas orientadoras é instalado na esquina da estrada

Medidas de proteção contra o desgaste: o segmento enterrado reto coloca um revestimento de areia de quartzo de 50 mm no fundo da fossa, o segmento de tubulação escolhe um tubo de núcleo de silício com diâmetro interno superior a 35 mm

2. Procedimento de contínuo e teste

Processo de fusão: a tecnologia de fusão de fibra óptica em faixa é usada para completar a continuidade de matriz de fibra óptica de 4 núcleos de uma só vez, com perdas de fusão de ponto único ≤ 0.03dB. A ordem de continuidade segue estritamente as especificações cromatográficas TIA-598: gestão de identificação de anéis de quatro grupos de cores azul, laranja, verde e marrom.

Esquema de proteção: Use caixa de junção de aço inoxidável de estrutura de vedação dupla, gel de silício de preenchimento interno para alcançar a prova d'água IP68, fixação externa de aço inoxidável para resistir ao impacto mecânico

Teste de aceitação: O teste de comprimento de onda duplo de 1550nm e 1625nm é realizado através de OTDR, exigindo que a diferença de consistência de atenuação entre os núcleos seja inferior a 0,02dB / km, com um erro de localização do ponto de falha dentro de ± 1 metro.