I. Определения и основные ценности

24 - сердечный неметаллический волоконно - оптический кабель представляет собой оптическую коммуникационную среду, исключающую металлические материалы. Благодаря точной интеграции 24 независимых оптических волокон была построена целая диэлектрическая структура без металлических подкреплений и без брони. Такие волоконно - оптические кабели предназначены для двух типов сценариев высокого риска: во - первых, существует коридор электропередачи с сильными электромагнитными помехами, а во - вторых, необходимо устранить горючую и взрывоопасную среду, такую как шахты и нефтехимия, вызванные электрическими искрами. Его техническая сущность заключается в механической замене традиционных металлических компонентов синтетическими материалами, сохраняя при этом характеристики большой полосы пропускания и низкой потери волоконно - оптической связи.

В интеллектуальном преобразовании сети сверхвысокого напряжения и строительстве интеллектуальных шахт конфигурация 24 сердечника особенно важна - по сравнению с ограничением пропускной способности 12 - жильного волоконно - оптического кабеля и сложным обслуживанием 48 сердечников 24 сердечника обеспечивают баланс между пропускной способностью и экономичностью и становятся золотым стандартом для основного маршрута распределительного слоя.

II. Структурный анализ и материальные инновации

(i) Структурное проектирование слоя

Система защитной оболочки: наружный слой состоит из черного полиэтилена высокой плотности (HDPE) или низкодымного антипиренового полиолефина без галогена (LSZH). Толщина защитной оболочки HDPE обычно достигает 2,0 мм и обеспечивает превосходную влагонепроницаемость к коррозии; В то время как защитная оболочка LSZH имеет решающее значение в закрытых пространствах, таких как шахты, индекс кислорода может достигать более 32%, а скорость пропускания дыма при сжигании превышает 60%, что намного лучше, чем обычный материал ПВХ. Поверхность защитной оболочки имеет кольцевую выпуклую конструкцию, которая повышает устойчивость к грызунам.

Механически усиленный слой: состоит из двух слоев композитного материала, образующего основной элемент сопротивления растяжению. Центральная арматура представляет собой армированный стекловолокном пластик диаметром 2,5 мм (FRP), прочность на растяжение которого превышает 600 МПа, а модуль упругости выше 50 ГПА; Внешний слой FRP спираль, обернутая вокруг волокнистого пучка аралона, аралон занимает не менее 30% площади сечения, максимальное разрывное натяжение до 20 кН. Эта композитная структура в предпосылке изоляции, прочность на растяжение сопоставима с кабелем, и имеет преимущество легкого качества (на 40% легче, чем металлический кабель), усталости.

Интегрированная система с сердечником: 24 одномодовых оптических волокна G.652D размещены в свободной обсадной колонне, с использованием 6 труб × 4 волокна в слоистой скрученной конфигурации. Каждое волокно, покрытое 250 мкм, подвешивается в обсадной колонне полифталат бутадиенола (ПБТ), заполненной тактильной фиброй. Коэффициент теплового расширения материала PBT соответствует высоте волоконно - оптического стекла и может эффективно подавлять потери микроизгиба при температурном цикле от - 40°C до + 70°C. Сосновая обсадная колонна окружена усилением FRP путем скручивания SZ, а расстояние между скрученными узлами оптимизировано, чтобы гарантировать, что деформация изогнутого волокна времени не превышает 0,15%.

III. Проверка ключевых характеристик и надежности

Оптические свойства: при рабочей длине волны 1550 нм коэффициент затухания стандартного 24 - жильного неметаллического волоконно - оптического кабеля контролируется в пределах 0,22 дБ / км, а некоторые модели могут опускаться ниже 0,19 дБ / км. Диапазон волн с нулевой дисперсией составляет 1300 - 1324 нм, а наклон дисперсии не превышает 0092ps / (нм² · км). Эти показатели удовлетворяют потребности в беспроводной передаче на 80 км и превосходят требования обычного стандарта связи YD / T 901 - 2018.

Механическая надежность: обеспечение стабильности службы с помощью трехэтапной системы проверки:

Свойства при растяжении: длительное допустимое натяжение до 6 кН (что эквивалентно вертикальному пролету подвески 1000 м), кратковременное предельное натяжение превышает 12 кН

Испытание на сплющивание: увеличение дополнительных потерь оптического волокна при давлении 300 кг / 10 см 0,03 дБ

Цикл изгиба: 1000 повторных наматываний при 15 - кратном диаметре изгиба без ухудшения характеристик передачи

Температурная адаптивность: при испытании градиента от - 50°C (замороженный) до + 85°C (тепловой цикл) диапазон колебаний затухания менее 0,05dB / km

Специальная защитная способность: цельная диэлектрическая структура дает ей два основных преимущества

Электромагнитный иммунитет: в магнитной среде 50Гц 3000А / м световые сигналы не имеют фазовых возмущений

Способность к молниезащите: сохранение целостности волоконно - оптической кабельной конструкции с помощью испытания на удар молниеносным током 150кА (имитация прямого удара молнии)

Сертификация взрывозащищенности: поверхностное сопротивление защитной оболочки > 1×10 ⁰Ом, соответствует стандарту взрывоопасной среды GB 3836.1 - 2020

IV. Основные технологии реализации проекта

1. Три элемента контроля за укладкой

Ограничение тяги: натяжение всегда контролируется в пределах 20% от номинальной прочности на растяжение, установка опоры электропитания рекомендуется с использованием торсионного тягового штуцера в сочетании с вращающимся дефлектором

Управление радиусом изгиба: при динамической прокладке поддерживается в 20 раз больше диаметра оптического кабеля, в фиксированном состоянии в 15 раз больше диаметра, на углу выработки устанавливается направляющий ролик

Меры по защите от износа: участок прямого захоронения укладывает на дне траншеи 50 - мм кварцевую песчаную прокладку, участок пробоя выбирает силиконовый сердечник с внутренним диаметром более 35 мм

2. Процедуры принятия и тестирования

Процесс плавления: использование технологии ленточного волоконно - оптического сварки, одноразовое завершение 4 - стержневой волоконно - оптической решетки, потеря на плавление в одной точке 0,03 дБ. Последовательность строго соответствует спецификации хроматографии TIA - 598: синий, оранжевый, зеленый, коричневый четыре группы управления маркировкой цветовых колец.

Схема защиты: Использовать двойную герметичную конструкцию разъема из нержавеющей стали, внутреннее наполнение силиконовым гелем для достижения водонепроницаемости IP68, внешняя установка застежки из нержавеющей стали для противодействия механическому удару

Приемное испытание: двухволновое испытание на 1550 нм и 1625 нм с помощью OTDR требует, чтобы разница в согласованности затухания между сердечниками составляла менее 0,02 дБ / км, а ошибка позиционирования точки отказа - ±1 м.