国内外海底光缆试验标准对比分析与思考

海底光通信已成为国际社会主要的信息传输媒介，但由于海底环境复杂性，海底光缆一旦发生故障将对整个社会产生很大影响。海底光缆系统的安全性已越来越为系统设计、运行管理人员和广大用户所关注。因此，随着经济和技术水平的提高，性能更优、更能适应使用环境的海底光缆将成为工程设计的首选。海底光缆系统试验与合理的设计和技术评定一样十分重要，这是保证海底光缆系统的质量、寿命和可靠性的唯一方法。本文收集整理了国内外海底光缆的试验标准，并将其进行对比分析，通过对比分析国内的试验水平与国际存在的差距。

国际海底光缆试验标准

海底光缆试验的目的是在海缆典型的安装、运行、回收条件下来量化海缆的规定设计性能。国际海底光缆的试验标准为ITU-TG.976《海底光缆系统试验方法》，其中规定的试验项目的试验方法及条件与国内试验标准规定的有所不同，这里对与国内试验标准规定的相同的部分只做简单介绍，以下对与国内试验标准规定的不同的部分进行详细阐述。

·传输性能

海底光缆制造和运行过程中会发生机械应力、温度和外部压力变化，需对海缆进行试验来量化光学和电气(如适用)传输性能。

海缆制造损耗——证明所组装的海缆段长衰减满足系统裕度要求。在所制造的海缆分段长上进行传输试验。在生产阶段系统地测量衰减情况。

成缆光纤应变——证明残余光纤应变水平或余长水平满足海缆设计极限要求。

试验方法：可使用商用设备来测量光纤长度(应变)。通过与同等的海缆长度测量相比较，确定光纤的长度或余长。

试验条件：最好在海缆温度规范规定的温度范围内进行测量。

温度稳定性——证明海缆的光学特征不因海缆的运输、运行或存储温度等因素而发生变化。确定规定的运输或存储要求来确保上述目的的实现。

抗静水压试验——证明海缆(包括电气和光学性能)能够承受最大海床压力。

试验方法：将一长度海缆放置在压力密封装置中。光纤包出口的压力终端用来密封海缆样品端部。密封装置内的压力增加到最大海床模拟压力。在整个试验中监控光纤衰减情况。要评估规定海缆设计的以下特征：

光纤衰减增加水平；

试验样品结构的外形；

试验样品无渗水。压力试验后样品海缆的完整性可以通过合适的电压试验来确认。

试验条件：根据试验设备的精度来确定海缆样品长度。最少试验持续时间通常为大于等于30分钟；如果海缆出现蠕变、附加损耗，试验应延长至24小时。

·机械性能

根据海缆的敷设、回收和修复以及建立已知的安全度，需对海缆进行试验来量化其机械性能。

限制扭矩的张力试验——在敷设和回收海缆期间的已知安全度内，证明海缆能够承受最大预期张力。在海缆承受负荷期间和卸载负荷后，证明光纤不会产生附加应变。海缆回收操作后，确定承受负荷的海缆是否可以再利用。

试验条件：将海缆固定，这样确保海缆在拉伸过程中不会发生扭转，将海缆上的负荷增加到标称短暂拉伸负荷强度(NTTS)，并持续一段时间，通常持续时间至少为1小时。

最小扭矩拉伸试验——在已知的安全度范围内，证明海缆在敷设和回收期间能够承受最大的预期拉力。证明在承受负荷或负荷卸载后，光纤不会产生附加应变。

试验条件：将海缆固定，但其一端可以自由扭转，海缆承载负荷至少要达到敷设深度的张力水平，并且要持续一段时间，通常持续时间至少为1小时。

负荷达到故障点的拉伸试验——在已知的安全度范围内，证明海缆在敷设和回收期间能够承受最大的预期拉伸负荷。证明海缆在低于额定拉伸强度条件下不会发生故障。

机械疲劳试验——证明海缆能够承受周期性负荷，相当于在缆船上对海缆进行修复的负荷。

试验方法：使用锚固装置对海缆样品末端进行端接，然后将其安装到拉伸装置(最好含有过滑轮)上。海缆拉伸负荷在低负荷和高负荷之间进行循环，模拟在最深设计深度和最恶劣的天气条件下缆船运动(波动原因产生的)对悬挂海缆的影响。在整个试验中监控光纤衰减和拉伸负荷。记录所模拟的设计深度和天气条件。对于具体的海缆设计要评估海缆的以下特征：

光纤衰减增加水平；

所试验海缆样品的外形和夹层粘结力水平。

试验海缆应有足够的长度，这样末端效应可以忽略不计并可以保证测量精度；多根光纤可以连接在一起来增加路径长度。循环次数应模拟所预期的船只修复时间和预期海浪循环时间。

过滑轮试验——在海缆敷设、钩挂和回收期间，证明海缆在最大预期拉伸负荷条件下能够承受卷绕过滑轮的正常弯曲。

试验条件：以恒定的速度和负荷将海缆通过过滑轮进行循环，并以相当于海缆最大敷设负荷的低负荷力进行30～50次的海缆往返移动。然后将负荷增到相当于海缆在最深的设计深度和最恶劣天气条件下承受的回收拉力；然后至少进行3次额外的海缆往返移动。同时应阐述过滑轮的直径，通常为2.5m～3.0m。

·操作性能

在较为广阔的温度范围内的海缆运输和储存期间，需对海缆进行试验来量化其操作性能，同时要考虑到可能的碰撞和冲击。

抗压扁试验——证明海缆能够承受因存储在缆池中或因船上设备而产生的压扁力，如牵引/锚固工具。

试验条件：模拟作用在单位长度海缆上的最大负荷力，将该负荷力施加到海缆的试验部分，持续至少1小时，然后将负荷释放。最大负荷力以缆线装满缆船上缆池的重量为依据，通常缆池为10m深，或最大负荷由船上机械设备提供，以负荷大的为准。

注意：如果发现永久性的机械损伤，应进行试验。

抗冲击试验——证明海缆在敷设或制造操作期间能够承受受到的碰撞和冲击。

抗卷绕试验——在海缆设计的温度范围内，证明海缆能够承受工厂到船、缆池到缆池或船到岸的操作。

试验条件：海缆样品在室温下进行50次卷绕，然后样品在设计温度范围内的低温和高温条件下进行50次卷绕。

来源：通信产业报