I. definiciones y valores fundamentales

El cable de fibra óptica no metálica de 24 núcleos es un medio de transmisión de comunicación óptica que excluye materiales metálicos. a través de la integración precisa de 24 fibras ópticas independientes, se construye una estructura totalmente dieléctrica sin refuerzo metálico y sin capa blindada. Este tipo de cable de fibra óptica está diseñado especialmente para dos tipos de escenarios de alto riesgo: uno es el corredor de transmisión de energía con fuertes interferencias electromagnéticas, y el otro es la necesidad de eliminar los entornos inflamables y explosivos causados por chispas eléctricas, como minas y petroquímica. Su esencia técnica es lograr la sustitución mecánica de los componentes metálicos tradicionales a través de materiales sintéticos, manteniendo al mismo tiempo las características de gran ancho de banda y baja pérdida de la comunicación de fibra óptica.

En la transformación inteligente de la red eléctrica de uhv y la construcción de minas inteligentes, la configuración de 24 núcleos es particularmente crítica: en comparación con las limitaciones de capacidad de 12 núcleos de cable de fibra óptica y el complejo funcionamiento y mantenimiento de 48 núcleos, 24 núcleos han logrado un equilibrio entre la capacidad de transmisión y la economía, convirtiéndose en El estándar de oro para el enrutamiento troncal de la capa de cableado.

II. análisis estructural e innovación de materiales

I) diseño de estructuras jerárquicas

Sistema de cubierta: la capa exterior utiliza polietileno negro de alta densidad (hdpe) o poliolefinas ignífugas libres de halógenos de bajo humo (lszh). El espesor de la chaqueta de HDPE suele alcanzar más de 2,0 mm, proporcionando una excelente resistencia a la humedad y la corrosión; Por su parte, la chaqueta lszh es crucial en espacios cerrados como las minas, con un índice de oxígeno de más del 32% y una transmisión de humo de más del 60% durante la combustión, muy superior a los materiales ordinarios de pvc. La superficie de la cubierta está diseñada con un patrón convexo circular para mejorar la resistencia a la Roya de roedores.

Capa de refuerzo mecánico: consta de dos capas de materiales compuestos para formar la unidad central de tracción. El refuerzo central es un plástico reforzado con fibra de vidrio (frp) de 2,5 mm de diámetro, con una resistencia a la tracción superior a 600 MPA y un módulo de elasticidad superior a 50 gpa; La capa exterior del FRP está envuelta en espiral en paquetes de fibra de aramida, que representan no menos del 30% de la superficie transversal, con una fuerza máxima de rotura de 20 kn. esta estructura compuesta tiene propiedades de tracción comparables a los cables de acero bajo la premisa del aislamiento y tiene las ventajas de peso ligero (40% más ligero que los cables metálicos) y resistencia a la fatiga.

Sistema Integrado de núcleo de fibra: 24 fibras ópticas monomodo g.652d se acomodan en forma de manga suelta, utilizando una disposición de trenzado de capa de 6 tubos x 4 fibras. Cada fibra óptica recubierta de 250 micras está suspendida en una carcasa de tereftalato de polietileno (pbt) llena de pasta de fibra tiotrópica. El coeficiente de expansión térmica del material PBT coincide con la altura del vidrio de fibra óptica y puede inhibir eficazmente la pérdida de microflexión en el ciclo de temperatura de - 40 ° C a + 70 ° c. La Manga suelta está envuelta alrededor del refuerzo FRP en forma de torsión sz, y la distancia de torsión se optimiza para garantizar que la tensión de la fibra en el tiempo de flexión no supere el 0,15%.

3. verificación del rendimiento clave y la fiabilidad

1. propiedades ópticas: a una longitud de onda de trabajo de 1550 nm, el coeficiente de atenuación del cable de fibra óptica no metálica estándar de 24 núcleos se controla dentro de 0,22 DB / km, y algunos modelos pueden reducirse por debajo de 0,19 DB / km; El rango de longitud de onda de dispersión cero es de 1300 a 1324 nm, y la pendiente de dispersión no supera los 0092ps / (nm m2 · km). Estos indicadores satisfacen las necesidades de transmisión sin retransmisión de 80 kilómetros, superando los requisitos del estándar de comunicación convencional YD / t 901 - 2018.

2. fiabilidad mecánica: garantizar la estabilidad del servicio a través de un sistema de verificación en tres etapas:

Propiedades de tracción: la tensión permitida a largo plazo alcanza los 6 kN (equivalente a colgar un tramo vertical de 1000 metros) y la tensión límite a corto plazo supera los 12 kn

Prueba de aplanamiento: aumento de la pérdida adicional de fibra óptica ≤ 0,03db después de soportar una presión de 300kg / 10cm

Ciclo de flexión: 1000 vueltas repetidas en un radio de flexión de 15 veces el diámetro, sin deterioro del rendimiento de transmisión

Adaptabilidad a la temperatura: después de la prueba de gradiente de - 50 ℃ (congelación) a + 85 ℃ (ciclo térmico), el rango de fluctuación de atenuación es inferior a 0,05 DB / km

3. capacidad especial de protección: la estructura totalmente dieléctrica le da dos ventajas principales

Características inmunológicas electromagnéticas: en un entorno de campo magnético de 50hz 3000a / m, la señal óptica no tiene ninguna perturbación de fase

Capacidad de protección contra rayos: la estructura del cable de fibra óptica se mantiene intacta a través de la prueba de impacto de corriente eléctrica de rayos de 150 Ka (simulación de rayos directos)

Certificación de Seguridad a prueba de explosiones: la resistencia de la superficie de la chaqueta es superior a 1 × 10 ⁰ omega, que cumple con el estándar ambiental explosivo GB 3836.1-2020

IV. tecnologías básicas para la implementación del proyecto

1. tres elementos de control de colocación

Límite de tracción: la tensión siempre se controla dentro del 20% de la resistencia nominal a la tracción, y se recomienda utilizar un puller anti - torsión combinado con un retractor rotativo para la instalación de Torres eléctricas.

Gestión del radio de flexión: mantener ≥ 20 veces el diámetro del cable de fibra óptica durante el tendido dinámico, fijar ≥ 15 veces el diámetro, instalar grupos de rodillos guía en las esquinas de la carretera

Medidas de protección contra el desgaste: la sección enterrada directamente coloca un cojín de arena de cuarzo de 50 mm en el Fondo de la zanja, y la Sección de penetración del tubo selecciona un tubo de núcleo de silicio con un diámetro interior superior a 35 mm.

2. procedimientos de continuidad y detección

Proceso de fusión: utilizando la tecnología de fusión de fibra óptica de banda, se completa la conexión de matriz de fibra óptica de 4 núcleos de una sola vez, y la pérdida de fusión de un solo punto es ≤ 0,03 db. el orden de conexión sigue estrictamente las especificaciones cromatográficas TIA - 598: gestión de identificación de cuatro grupos de anillos de color azul, naranja, verde y marrón.

Esquema de protección: utilice una caja de Unión de acero inoxidable con estructura de doble sellado, llene el gel de silicona en el interior para lograr la impermeabilidad de grado ip68, y instale una fijación de acero inoxidable en el exterior para resistir el impacto mecánico.

Prueba de aceptación: prueba de doble longitud de onda de 1550 nm y 1625 nm a través de otdr, que requiere que la diferencia de consistencia de atenuación entre los núcleos sea inferior a 0,02 DB / km, y el error de posicionamiento del punto de falla esté dentro de ± 1 metro.