EoW January 2010

technischer artikel

Umgebung verlegt und zwei Mal dessen Installationslast entsprechend verformt, um die Anforderungen des Prüfaufbaus zu erfüllen. Die Prüfung ermöglicht es jedenfalls, daß einmessbares Kabelteilstück mit Frequenzen in Schwingungen versetzt wird, die jenen ähnlich sind, die bei einer Verlegung in der Nähe von Eisenbahntrassen oder Fahrzeugverkehr auftreten könnten. Die Dauer der Prüfung ist ebenfalls zeitaufwendig: 100.000.000 Zyklen. 3.2 Prüfmethoden zu Bandkopplung und Verformungsereignis Bei der von einem wichtigen Tele- kommunikationsprovider veröffentlichten Prüfmethode wird eine feste 30m lange Kabelprobe verwendet. Die Bänder dieses Kabels werden dann an einen Lastrahmen angeschlossen und die Kraft, die erforderlich ist, um die Bewegung der Bänder innerhalb der festen Kabelmantel- und Aderprobe einzuleiten, wird überwacht [10] . Ein Fixwert mit einer Kraft von 0,036 Pfund (Pfundkraft) multipliziert mit der Anzahl der Fasern im Kabel ist die erforderliche Mindestkraft, um die Prüfergebnisse zu übertreffen. Für einige Kabel, besonders jene mit niedrigeren Faserzahlen, wurden Fragen über die Wechselwirkung der Prüfgeräte gestellt wegen der inhärenten Reibung der damit verbundenen Scheibe. Eine Lösung wurde vorgeschlagen, bei der die Kabelprobe vom Boden auf eine Konsole hochgehoben wird, um so zu versuchen zumindest eine Scheibe zu beseitigen. Eine andere Lösung fügte eine zweite Ladezelle ein, die direkt inline mit der Kabelprobe angeordnet war. Die Ladezelle des Laderahmens wird weiterhin überwacht und der Rahmen prüft die Rate der Bewegung, die durch die Methode auf 100 ± 25mm pro Minute festgelegt wird, wobei jedoch die sekundäre Inline-Ladezelle die absolute Last angibt. Dieses Gerät ist in Bild 6 dargestellt.

zwei verankerten Polen verformt, die 75m von einander entfernt lagen. Durch ein sorgfältiges Greifen des Kabels, wurden die Bänder an beiden Enden freigelegt und zu einem optischen Stromzähler gespleißt, der bei 1.550nm arbeitete. Die Bänder wurden darüber hinaus so angeordnet, daß es ermöglicht wurde die physikalische Linearbewegung an einem Ende zu messen, während das andere Ende in zugspannungslose Schleifen gelegt wurde, um die Feldbedingungen zu simulieren. Das Gerät für das Kabelverformungsereignis ist in Bild 7 dargestellt.

Von einigen Kabeldesigns wurde berichtet, dass dies dazu führen kann, die Bänder stationär bleiben wie in Bild 5 dargestellt. Nach der Entlastung besteht keine Zugkraft an den Bändern am ausgesetzten Ende, demzufolge bleibt etwas Bandlänge im Kabel. Das Montagepersonal könnte beunruhigt sein, weil keine Bänder am Kabelende frei liegen nachdem das Kabelziehen vervollständigt ist! Diese spezifische Endbedingung besteht auch für einige gelgefüllte Designs, wenn sie bestimmten Installationsbedingungen ausgesetzt werden. Die Lösung liegt darin, einen kleinen Abschnitt des Kabelmantels zu beseitigen, in der Regel weniger als 1m, um die Bänder wiederherzustellen. Die Frage ist aber wieder, welche Wirkung diese Bedingung gesamtheitlich auf den Kabelabschnitt hat?

75m

Optischer Stromzähler

Hohe Kabelverformung

Physikalische Messung der Bandverstellung

Winde und Ladezelle

Bild 7 ▲ ▲ : Gerät für das Ereignis der Kabelverformung

Restliche Bandüberlänge (XSL)

Vor Beginn und nach Vervollständigung der Ereignisprüfung der Kabelverformung wird die Kabelprobe für die Bandüberlänge (XSL) geprüft, um die Möglichkeit der Unterschiede zwischen der Band- und der Kabelüberlänge zu beseitigen, welche die Ergebnisse verzerren. Die Kabelprobe setzt dann das restliche Prüfverfahren fort, das in Bild 8 beschrieben wird.

▲ ▲

Bild

5

Verformungsereignis

während

der

:

Installation

Die Antwort ergibt sich aus den vorab erwähnten Faktoren, d. h. der Kabelaufbau, die anfängliche Bandüberlänge und die Kopplung. Es zeigt sich eindeutig, daß wenn der Kabelaufbau derart entworfen wurde, daß sich keine Kabelverformungen aus der Installationslast ergeben, zwar kein Aspekt der Bandbewegung vorhanden ist, dies jedoch ein großes, übermäßig steifes und kostspieliges Kabel zur Folge hat. Ein Gleichgewicht zwischen einem robusten Kabelaufbau und einer optimierten Kopplung ist die Schlüssellösung. stestentwicklung 3.1 Methode der Schwingungsprüfung Die Prüfungen, die am genauesten die Hoch- und Niederfrequenzschwingung simulieren, die bei der galoppierenden Schwingung sowie bei der Umwelt- schwingung auftreten, sind in der Prüfmethode IEEE 1222 für volldielektrische selbsttragende optische Luftkabel (ADSS) beschrieben [9] . Bis zuletzt wurde der Niederfrequenzschwingungsreaktion in der Prüfung der galoppierenden Schwingung Aufmerksamkeit geschenkt, jedoch kann auch die Prüfung der äolischen Hochfrequenzschwingung wichtige Informationen bieten. Um diese Prüfung durchzuführen, wurde das Kabel in einer selbsttragenden 3 Funktion-

Überwachung der Bandbewegung/des Stroms

XSL- Auswertung

Verformung induzieren

Überwachung der Bandbewegung /des Stroms

XSL- Auswertung

Verformung reduzieren

Bild 8 ▲ ▲ : Prüfverfahren für das Bandverform- ungsereignis

Tabelle 1 ▼ ▼ : Kabelproben für die Kopplungsauswert- ung

Verhältnis der Kopplungs- Füllung

Primärladezelle

Faserzah Bandanzahl

Sekundärladezelle

19% 24% 25% 29% 36% 37% 38% 41% 45% 51% 56%

12 12 60 48 48

1 1 5 4 4

30m Kabelprobe

Laderahmen

Bild 6 ▲ ▲ : Prüfgerät für die Bandkopplung

144 108

12

Dieses entsprechend eines Modellversuchskabels aktualisiert ist, bietet eine Unterstützung um genauere Ergebnisse über die Kopplungskraft zu sichern, jedoch war eine Prüfung erforderlich, die ein hohes Verformungsereignis schaffen konnte. Mit Einsatz einer elektrischen Winde und einer Ladezelle, wurde ein Kabel zwischen Prüfgerät, das

9 8

96

144

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82

EuroWire – Januar 2010