專利名稱：一種光纖復合相線接頭盒溫度循環試驗裝置及試驗方法
技術領域：
本發明屬于500kV光纖復合相線接頭盒性能測試領域，具體講涉及一種光纖復合相線接頭盒溫度循環試驗裝置及試驗方法。
背景技術：
光纖復合相線(OpticalFiber Composite Phase Conductor, 0PPC)是近年來發展起來的一種新型電力特種光纜，它作為普通相線架設在輸變電線路中，既可以避免OPGW 因遭受雷擊而發生的斷股、斷纖等致命問題，同時又可以避免ADSS外護套發生的電化學腐蝕。光纖復合相線具備導線和通信光纜的功能，在我國電力領域10kV、35kV、IlOkV及220kV 等電壓等級輸電線路中已經有了一定的應用。光纖復合相線的廣泛應用，依賴OPPC預絞式電力金具和線路中高壓絕緣接頭盒設計制造技術的進步。在桿塔上架設的OPPC之間，以及OPPC與導引光纜之間都需要用接頭盒進行接續。在OPPC中由于電流和通信信號是在一根線纜中傳輸，所以要求接頭盒中通信信號連接到零電位水平，才能安全可靠地隔離高電壓和信號；同時在OPPC上長期通電且存在一定的溫度，這對接頭盒的性能提出進一步要求。OPPC接頭盒包括中間接頭盒和終端接頭盒，中間接頭盒是在桿塔上的線路之間連接使用，終端接頭盒采用上、下兩次熔接接續，可實現通信信號的安全傳輸。關于接頭盒溫度循環試驗，YD/T814. 1-2004中規定了接頭盒高低溫循環試驗條件。在室溫下將試樣置入溫控箱，以l°c /min的速率升溫至指定高溫，在高溫下恒溫池，接著溫度降至室溫，在室溫下恒溫2h，然后降至低溫，在低溫下恒溫2h，再升溫至室溫，在室溫下恒溫池。此溫度循環試驗主要考慮接頭盒內氣體由于溫度變化而引起的氣壓變化，由于溫度升高會引起接頭盒內氣壓的升高，因此對接頭盒的氣密性要求較高。接頭盒高低溫循環試驗條件如表1所示。表1接頭盒高低溫循環試驗條件
I A類 I B類最高溫度(°C )60 65~
最低溫度(°C )^25 ~40~ 光纖接續損耗是由于接續點不完善而產生的損耗，影響接續點不完善的因素很多，歸納起來有兩大類，即外因和內因。內因是指光纖本身的不完善，不能通過改善接續工藝來減少損耗，它包括芯徑失配，折射率分布失配，光纖同心度不良，模場直徑失配，所以在接續測試中，接續損耗值會出現大正大負的現象。通過多次接續只能使單向值小些，平均值趨于零，但正負現象不能避免，正負現象對光纖傳輸損耗有一定的影響。在工程中，光纜配盤時應盡量選用同一批出廠的光纜，A、B端盡量一一對應，人為的完善接續工藝以減少接續損耗。外部因素是指非光纖本身不完善，而是接續工藝不良造成的，包括芯位置橫向、縱向、光纖軸向角的偏差，光纖端面污染，這是由于在接續過程中屬于熔接機的維護不及時、 操作不當等人為因素造成接續損耗過大。盤纖是一門技術，科學的盤纖方法，可使光纖布局合理、附加損耗小、經得住時間和惡劣環境的考驗，且可避免擠壓造成的斷纖現象。盤纖的方法先中間后兩邊，即先將熱縮后的套管逐個放置于固定槽中，然后再處理兩側余纖，如個別光纖過長或過短時，可將其放在最后單獨盤繞。同時，接頭盒內部的預留尾纖的結構不同也會導致溫度變化后的衰減過大，如緊套結構中光纖余長太小，低溫條件下會使光纖被拉緊受力而導致衰減增大，因此溫度循環試驗同時還是考察接頭盒內部的預留尾纖的結構是否合理的一個重要手段。 在我國電力領域10kV、35kV、1 IOkV及220kV等電壓等級輸電線路中已經有了一定的應用。500kV電壓等級線路的光纖復合相線尚無應用實例，與500kV光纖復合相線配套應用的OPPC接頭盒的研發與性能檢測也沒有相關研究。光纖復合相線接頭盒是OPPC線路工程應用中不可或缺的一個裝置，其對應的性能檢測技術是一項新技術。光纖復合相線接頭盒溫度循環試驗方法用于進行光纖復合相線接頭盒的溫度循環試驗，考察光纖復合相線接頭盒在極低溫和極高溫條件下的性能變化，確保實際工程的安全穩定運行。因此溫度循環試驗裝置的研發與應用具有較大的經濟價值，可以推進光纖復合相線在500kV電壓等級線路中的應用。
發明內容
本發明目的在于提供一種光纖復合相線接頭盒溫度循環試驗裝置及試驗方法，模擬實際惡劣環境條件下接頭盒密封及尾纖光傳輸特性的性能變化，通過試驗輔助延長OPPC 光纜便于精確測試接頭盒中尾纖的傳輸特性，并通過低溫或高溫條件下的測試值與常溫下測試值的對比，及時發現接頭盒的性能問題，從而有利于改進產品質量。為實現上述發明目的，本發明采取的技術方案為一種光纖復合相線接頭盒溫度循環試驗裝置，所述裝置包括高低溫試驗箱，輔助延長光纜和光纖衰減測試儀(或光時域反射儀)；其改進之處在于所述裝置包括與所述接頭盒相連接的輔助延長光纜和光纖衰減測試儀(或光時域反射儀)。其中所述接頭盒內部設有預留尾纖，尾纖與輔助延長光纜串接，串接光纖總長度大于500m。其中所述尾纖與輔助延長光纜串接接頭固定于接頭盒的內部。其中所述接頭盒內余留光纖盤繞的曲率半徑不小于30. 0mm。一種基于權利要求1所述試驗裝置的試驗方法，其改進之處在于所述方法步驟如下1)接頭盒盒體內部光纖接續盤放將接頭盒內尾纖內部多芯光纖與輔助延長光纜光單元內部光纖串接，尾纖與串接接頭規則有序地放置于接頭盒內部盤纖板，盒內余留光纖盤繞的曲率半徑不小于30. Omm ；2)進行高低溫循環試驗
方法一利用光時域反射儀先對常溫下串接光纖的衰減系數進行測試，作為后面測試變化值的對比基準，然后設置高低溫試驗箱，使溫度由室溫降至低溫T1，保溫Ia1后，測試串接光纖衰減變化，再升溫至高溫Th，保溫1 后，測試串接光纖衰減變化，將低溫和高溫的試驗結果與常溫下測試值進行對比分析，根據相關工程要求進行判定，至此完成一個完整溫度循環；方法二 先在常溫下開啟光纖衰減測試儀，測試一段常溫下的衰減曲線作為基準， 然后調節高低溫試驗箱，溫度由室溫降至低溫T1，保溫12h，再升溫至高溫Th，保溫12h，光纖衰減測試儀對溫度循環整個過程進行連續測試，并記錄測試結果，根據測試結果曲線進行分析判定，完成一個完整溫度循環；3)接頭盒盒體密封接頭盒盒體內部光纖接續完成后，安裝密封，然后充入1個大氣壓。溫度循環試驗完成后，恢復至常溫，觀察接頭盒氣壓表，氣壓值變化范圍在士0. 05個大氣壓為接頭盒盒體密封完好。其中所述高溫溫度Th彡+85 0C，低溫溫度T1彡-40 0C。由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明的有益效果包括1)本發明裝置采用高低溫試驗箱為OPPC接頭盒提供動態變化的外界環境模擬， 使得高低溫溫度循環試驗溫度范圍靈活可控，更加切合實際環境；2)接頭盒盒體光纖接續及盤放均按照實際工程線路狀況具體要求進行，光纖熔接點保護及彎曲半徑均能反映實際線路接頭盒盒體內部的狀況，保障試驗結果的適用性；3)試驗輔助延長OPPC光纜接續通過光纖串接為光纖衰減監測提供足夠長度的光纖信道；4)光纖衰減測試儀對整個溫度循環試驗過程中的光纖衰減進行連續監測，并記錄數據，使試驗數據更具有橫向可比性，很直觀地反映出試驗過程中光纖衰減的整體波動狀況；5)光時域反射儀可以不用連續監測，在關鍵時間點測試即可，兩種測試方法可以根據需要任選其一，可以方便的對接頭盒中預留的光纖的傳輸性能進行試驗分析，易于數據對比；6)溫度循環裝置結構簡單、便于操作，時間、溫度易于控制，測試結果直觀清晰，可以為接頭盒的改進提供便利。
下面結合附圖對本發明進一步說明。圖1是光纖復合相線接頭盒溫度循環試驗裝置示意圖；附圖標記1-接頭盒，2-試驗輔助延長OPPC光纜，3-溫度試驗箱，4_光纖衰減測試儀(或光時域反射儀)。
具體實施例方式下面結合實例對本發明進行詳細的說明。
本發明的目的是為了解決OPPC工程應用存在的問題，提出了一種光纖復合相線接頭盒的溫度循環試驗裝置，該裝置可以在實驗室模擬測試OPPC運行線路中接頭盒在極低溫和極高溫條件下的性能變化。光纖復合相線接頭盒溫度循環試驗裝置由OPPC接頭盒1本身、高低溫試驗箱3、輔助延長光纜2和光纖衰減測試儀(或光時域反射儀)4構成，進行OPPC接頭盒溫度循環試驗的模擬圖見附圖1。該溫度循環試驗方法包括接頭盒盒體內部光纖接續盤放、接頭盒1盒體密封、試驗輔助延長OPPC光纜2的接續、光纖衰減測試儀(或光時域反射儀)配置、衰減測試方法等步驟。進行試驗時，進行兩個溫度循環每個完整循環各持續M小時，其中12小時高溫， 12小時低溫，高溫、低溫具體溫度根據試驗要求確定。接頭盒1盒體內部光纖接續盤放0PPC接頭盒1內部有預留尾纖，試驗前需將尾纖內部多芯光纖與試驗輔助延長光纜2光單元內部光纖串接，保障串接光纖總長度大于 500米。經過接續的預留光纖及光纖接頭應規則、有序放置于接頭盒1盒體內部盤纖板，將接頭固定，且保證光纖彎曲半徑足夠大。接頭盒1盒體密封實際線路OPPC接頭盒1長期工作于惡劣環境中，實驗室進行試驗時對盒體進行密封十分必要。盒體密封采用密封圈結合熱熔膠實現。試驗輔助延長OPPC光纜接續試驗中，為確保光纖衰減監測的準確性，所測光纖總長度應該大于500米。通常情況下，將接頭盒內部預留尾纖與外部試驗輔助延長OPPC光纜進行串接，使得串接光纖總長度滿足試驗要求。光纖衰減測試儀4 試驗過程中，采用光纖衰減測試儀4對溫度循環整個過程中光纖衰減進行連續測試，并記錄測試結果。或者采用光時域反射儀在關鍵時間點對光纖衰減進行測試，并記錄測試結果。本發明利用實驗室現有的高低溫試驗箱，設置試驗要求的溫度值和持續時間，將接頭盒1放置于該溫度環境下，模擬實際惡劣環境條件下接頭盒密封及尾纖傳輸特性的性能變化。本發明的裝置是在實驗室條件下最為簡捷的方案，設備簡單、時間、溫度易于控制，通過試驗輔助延長OPPC光纜便于精確測試接頭盒1中尾纖的傳輸特性，并通過低溫或高溫條件下的測試值與常溫下測試值的對比，及時發現接頭盒1的性能問題，從而有利于改進產品質量。本發明所述裝置即可以測試接頭盒1的密封性能，又可以反映尾纖傳輸特性的性能，為接頭盒1的質量把關及改進設計提供參考依據。此處已經根據特定的示例性實施例對本發明進行了描述。對本領域的技術人員來說在不脫離本發明的范圍下進行適當的替換或修改將是顯而易見的。示例性的實施例僅僅是例證性的，而不是對本發明的范圍的限制，本發明的范圍由所附的權利要求定義。
權利要求
1.一種光纖復合相線接頭盒溫度循環試驗裝置，所述裝置包括高低溫試驗箱(3)；其特征在于所述裝置包括與所述接頭盒(1)相連接的輔助延長光纜( 和光纖衰減測試儀或光時域反射儀⑷。
2.如權利要求1所述的一種光纖復合相線接頭盒溫度循環試驗裝置，其特征在于所述接頭盒(1)內部設有預留尾纖，尾纖與輔助延長光纜O)串接，串接光纖總長度大于500m。
3.如權利要求1或2所述的一種光纖復合相線接頭盒溫度循環試驗裝置，其特征在于所述尾纖與輔助延長光纜O)串接接頭固定于接頭盒(1)的內部。
4.如權利要求1或2所述的一種光纖復合相線接頭盒溫度循環試驗裝置，其特征在于所述接頭盒內余留光纖盤繞的曲率半徑不小于30. 0mm。
5.一種基于權利要求1所述試驗裝置的試驗方法，其特征在于所述方法步驟如下1)接頭盒盒體內部光纖接續盤放將接頭盒內尾纖內部多芯光纖與輔助延長光纜光單元內部光纖串接，尾纖與串接接頭規則有序地放置于接頭盒內部盤纖板，盒內余留光纖盤繞的曲率半徑不小于30. Omm ；2)進行高低溫循環試驗方法一利用光時域反射儀先對常溫下串接光纖的衰減系數進行測試，作為后面測試變化值的對比基準，然后設置高低溫試驗箱，使溫度由室溫降至低溫T1，保溫1 后，測試串接光纖衰減變化，再升溫至高溫Th，保溫1 后，測試串接光纖衰減變化，將低溫和高溫的試驗結果與常溫下測試值進行對比分析，根據相關工程要求進行判定，至此完成一個完整溫度循環；方法二 先在常溫下開啟光纖衰減測試儀，測試一段常溫下的衰減曲線作為基準，然后調節高低溫試驗箱，溫度由室溫降至低溫T1，保溫12h，再升溫至高溫Th，保溫12h，光纖衰減測試儀對溫度循環整個過程進行連續測試，并記錄測試結果，根據測試結果曲線進行分析判定，完成一個完整溫度循環；3)接頭盒盒體密封接頭盒盒體內部光纖接續完成后，安裝密封，然后充入1個大氣壓。溫度循環試驗完成后，恢復至常溫，觀察接頭盒氣壓表，氣壓值變化范圍在士0. 05個大氣壓為接頭盒盒體密封完好。
6.如權利要求5所述的一種試驗方法，其特征在于所述高溫溫度Th^ +85°C，低溫溫度 T1 彡-40 0C ο
全文摘要
本發明提供了一種光纖復合相線接頭盒溫度循環試驗裝置及試驗方法。試驗方法用于考察光纖復合相線接頭盒在極低溫和極高溫條件下的性能變化，確保實際工程的安全穩定運行。試驗裝置包括輔助延長光纜、高低溫試驗箱和光纖衰減測試儀(或光時域反射儀)；試驗方法包括接頭盒盒體內部光纖接續盤放、接頭盒盒體密封、試驗輔助延長OPPC光纜接續、光纖衰減測試儀配置、衰減測試方法等步驟。本發明采用高低溫試驗箱為OPPC接頭盒提供動態變化的外界環境模擬，使得高低溫溫度循環試驗溫度范圍靈活可控，更加切合實際環境；試驗輔助延長OPPC光纜接續通過光纖串接為光纖衰減監測提供足夠長度的光纖信道，保證實驗結果的可靠性。
文檔編號G01M3/26GK102519711SQ201110363850
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者戚力彥, 許高雄 申請人:中國電力科學研究院