בדיקת קבלה במפעל עבור כבלים אופטיים תקשורת מתייחסת לתהליך שבו, לפני אספקת הכבלים האופטיים, יחידת הבנייה מארגנת יחידות הנדסיות רלוונטיות לביצוע בדיקות דגימה על הפונקציות והביצועים של הכבלים האופטיים שסופקו במתקן היצרן. במידת הצורך, ניתן לארגן-פיקוח באתר. התכנים העיקריים של הקבלה כוללים בדיקות של מימדים מבניים של הכבל, ביצועים אופטיים, ביצועים מכניים, תאימות התאמה ומדדי ביצועים סביבתיים. בדיקות אלו מבטיחות שהכבלים עומדים בתקנים הנדרשים, תוך הדגשת היתרונות של כבל סיבים אופטיים כגון רוחב פס גבוה, אובדן אות נמוך למרחקים ארוכים וחסינות בפני הפרעות אלקטרומגנטיות, כמו גם את היתרונות של כבל סיבים אופטיים לרבות אמינות משופרת במערכות תקשורת קו מתח וצרכי תחזוקה מופחתים בסביבות קשות. בדיקה יסודית של רכיבי כבל הסיבים האופטיים -כגון הסיבים האופטיים, איברי החוזק, מעטפת המגן וכל אלמנט מתכתי משולב- חיונית כדי לאמת את השלמות והביצועים הכוללים. צוות בדיקות הקבלה של המפעל צריך להגיש דוח קבלה, ומוצרים שנכשלו בקבלה לא ייצאו מהמפעל. התוכן, השיטות והקריטריונים לשיפוט לקבלת סוגים שונים של כבלים אופטיים במפעל יבוצעו בהתאם לתקנים לאומיים ולתקנים תעשייתיים רלוונטיים. נתמקד בקריטריוני הקבלה של המאפיינים המכניים (כגון חוזק מתיחה, מאפייני מתיחה-, וביצועי מעבר גלגלת) ותכונות סביבתיות (כגון טפטוף חוט אופטי של מים וטפטוף)(OPGW)כבלים.
OPGW מתיחה ומתח-בדיקת מתח
מטרת הבדיקה
מבחן המתיחה והמתח- משמש לקביעת המאפיינים האופטיים (שינויים בקצב הנחתה אופטית) וכמה מאפיינים מכניים, כולל מגבלות מתח, של היחידה האופטית תחת עומס מתיחה. בדיקה זו חשובה במיוחד להערכת אורך כבל סיב אופטי המרבי ועד כמה ניתן להפעיל כבל סיב אופטי ביישומים מעשיים מבלי לחרוג ממגבלות המתח הבטוחות. בדיקת המתיחה והמתח-תבוצע בהתאם לGB/T 1179-2017וDL/T 832-2016.
מכשיר בדיקה
מכשיר בדיקת המתיחה-מורכב ממכונת בדיקת מתיחה אופקית (כמתואר באיור 1-1) ובוחן מקיף של סיבים אופטיים המורכב מבוחן פיזור סיבים אופטיים וממשקל תחום זמן אופטי (OTDR) (כמתואר באיור 1-2). בעת ביצוע מדידות הנחתה של סיבים אופטיים, יש להתקין את מקור האור ומד ההספק בשני הקצוות של הסיב האופטי הנבדק בהתאמה. יש לקבע את שני הקצוות של המדגם הנבדק עם אביזרי התאמה הנדסיים לפני הפעלת כוח כדי להבטיח שהיחידה האופטית לא תזוזה ביחס לכבל האופטי.
שיטת בדיקה
במהלך הבדיקה, מרחק כבל הסיבים האופטיים עבור המדגם לא יפחת מ-100 מטר כדי לדמות במדויק תרחישים של תרשים מרחק של כבל סיב אופטי בעולם האמיתי-. התקן את דוגמת הכבל האופטי על מכונת בדיקת המתיחה, היתוך את הסיבים האופטיים ללולאה אחת, ומדוד את ההפסד בפס אורך הגל של 1550nm כאשר מופעלים עומסים שונים על הסיב האופטי. יש להרפות את הסיב האופטי לעומס הראשוני לפני ואחרי הפעלת העומס. במהלך המדידה, עקוב אחר עומס הכבל, אובדן סיבים אופטיים, מתיחה של סיבים אופטיים ומתח של כבל בתדר דגימה של 1Hz. שלבי ההפעלה הם כדלקמן:
- הפעל את העומס הראשוני על 2% מחוזק המתיחה המדורג (RTS) כדי ליישר את הכבל האופטי, ולאחר מכן הסר את העומס והתקן את מד המתח ללא מתח;
- הגדל את העומס ל-30% RTS, החזק למשך 30 דקות, קח קריאות ב-5 דקות, 10 דקות, 15 דקות ו-30 דקות, ואז פרק לטעינה הראשונית;
- הפעל מחדש את העומס על 50% RTS, החזק למשך שעה אחת, קח קריאות ב-5 דקות, 10 דקות, 15 דקות, 30 דקות, 45 דקות ו-60 דקות, ואז פרק לטעינה הראשונית;
- הפעל מחדש את העומס על 70% RTS, החזק למשך שעה אחת, קח קריאות ב-5 דקות, 10 דקות, 15 דקות, 30 דקות, 45 דקות ו-60 דקות, ואז פרק לטעינה הראשונית;
- הפעל מחדש את העומס על 85% RTS, החזק למשך שעה אחת, קח קריאות ב-5 דקות, 10 דקות, 15 דקות, 30 דקות, 45 דקות ו-60 דקות, ואז פרק לטעינה הראשונית;
- הפעל מחדש את העומס עד שהכבל האופטי נשבר, קרא את כוח המתיחה וההתארכות במרווחי הזמן הקודמים תוך עלייה אחידה עד הגעה ל-85% RTS. שלב אחרון זה עוזר לקבוע את כוח המשיכה המרבי של כבל סיבים אופטיים ומגבלות מעשיות למשיכת כבל סיבים אופטיים במהלך ההתקנה.
- במהלך הבדיקה, יש לשמור על קצב טעינה אחיד, רצוי להגיע ל-30% RTS תוך 1-2 דקות.
- הבדיקה מודדת שינויים באובדן סיבים אופטיים, מתיחת סיבים אופטיים ונתוני מגבלת מתח, כפי שמוצג באיור 1-3.
איור 1-3: דיאגרמת עקומת בדיקת מתח-מתח כבל אופטי
באיור 1-3, עקומה 1 מייצגת מתיחה של כבל, עקומה 2 מייצגת מתיחה של סיבים אופטיים, עקומה 3 מייצגת מאפייני אובדן סיבים אופטיים, ונקודה A היא הנקודה הקריטית שבה הסיב האופטי מתחיל להתמתח לאחר שהכבל נתון למתח מסוים; בשלב זה, מתח הכבל שווה ערך לאורך העודף של הסיב האופטי.
דרישות בדיקה
- כאשר מתח הכבל מגיע למתח ההפעלה הממוצע השנתי (לחץ יומיומי, EDS) של 18%-25% RTS, לסיב האופטי לא אמור להיות מתיחה וללא אובדן נוסף.
- כאשר מגיעים למתח המקסימלי המותר (MAT) של 40% RTS, מתח הסיבים האופטיים צריך להיות מתחת ל-0.05% (סוג שכבה- תקוע) או 0.1% (סוג צינור מרכזי), ללא הפסד נוסף; בעומס MAT, אם שיעור אובדן הסיבים האופטיים חווה עלייה קבועה או זמנית גדולה מהערך שצוין, הבדיקה נחשבת ככשלה.
- כאשר מגיעים לחוזק ההפעלה האולטימטיבי (UOS) של 60% RTS, מתח הסיבים האופטיים צריך להיות מתחת ל-0.35% (סוג שכבה- תקוע) או 0.5% (סוג צינור מרכזי), ואובדן הסיבים האופטיים הנוסף אמור להתאושש לאחר שחרור המתח. אם הלחץ הסופי של הסיב האופטי נמוך מ-UOS, הבדיקה נחשבת ככשלה. ספים אלה קשורים באופן הדוק לאורך המרבי עבור כבל סיבים אופטיים בעומסים תפעוליים.
- אם רכיב כלשהו בכבל OPGW [חוטי AS (אלומיניום-מצופה פלדה), חוטי AA (סגסוגת אלומיניום) ויחידת סיבים אופטיים] נשבר לפני שהגיע ל-95% מתח RTS, הבדיקה נחשבת ככשלה.
- החלקה יחסית בין הכבל, הסיב האופטי והיחידה האופטית במהלך הבדיקה נחשבת לכישלון.
שאלות נפוצות
ש: כיצד משפיעה האינטראקציה בין יחס מילוי השומן לחומר הצינור (PBT לעומת פלדת אל-חלד) ב-OPGW-שפופרת רופפת על סף הזיהוי של החלקה יחסית במהלך החזקה של 85% RTS בבדיקות מתיחה במפעל לפי DL/T 832?
ת: מילוי שומן גבוה יותר בצינורות PBT יכול להסוות החלקה מיקרו- עקב ריכוך מוגבר, בעוד שצינורות נירוסטה עם מילוי נמוך יותר חושפים החלקה מוקדם יותר באמצעות אי רציפות מתח חדות יותר, המחייבות קריטריוני קבלה מותאמים עבור עיצובים היברידיים.
ש: בעת אימות OPGW עבור קווי UHVDC ±800kV, כיצד יש להתאים את נתוני בדיקת המתיחה של היצרן (פולינומים מ-0-95% RTS) עבור מתח צירי משולב ומשקל-עצמי של המוליכים בטווח ארוך-(מעל 1000 מ') חישובי נפילה של קו FEA שאינם משולבים?
ת: שלבו התאמה של פולינום מסדר שלישי- עם תיקוני מודול תלויי טמפרטורה-, מאומתים מול נתונים גולמיים של בדיקת עדים, כדי למנוע הערכת חסר של עומס סיבים בינוניים-.
ש: אילו משתני ייצור מובילים לשונות במיקום של נקודה A (התחלת מתיחה של סיבים) על פני חלקי ייצור בשכבות-תקועות OPGW במהלך בדיקות מפעל תואמות GB/T 1179, וכיצד להגדיר מגבלות בקרה סטטיסטית להסמכת הספק?
ת: וריאציות במתח נטיעה ותשלום עודף באורך סיבים; החל תרשימי בקרת מתח של ±0.08% המבוססים על טווח נע של 30 חלקים לאישור אצווה עקבי.
ש: כיצד לשלב ריבוי-נקודותסיב בראג סורג (FBG)לאמץ נתונים מחיישנים משובצים במהלך מבחני מתיחה במפעל OPGW כדי לחדד את חישובי אורך עודף מעבר לאקססטרפולציה המסורתית של נקודה A?
ת: מערכי FBG מבוזרים מספקים רזולוציה צירית<1m, enabling precise mapping of non-uniform strain and improving excess length accuracy to ±0.05%.