EoW May 2009

technischer artikel

Delta kalt (dB/km)

Delta warm (dB/km)

Temperaturextreme (°C)

Zyklus

Klemmvorrichtung GeprüfteKabellänge

1

0/+40

-0.003

0.003

Kraftaufnehmer

Zieheinrichtung

2

-10/+50

-0.002

0.011

3

-20/+60

-0.002

0.010

Fasermeßausrüstung

4

-30/+70

-0.005

0.010

Bild 9 ▲ ▲ : Diagramm Zugprüfung

5

-40/+80

-0.004

0.007

Die Ergebnisse der Kabeldehnung und jene der Faserdehnung mit entsprechender Dämpfungsablesung, sind in Bild 10 dargestellt.

6

-50/+85

-0.003

0.005

7

-60/+90

0.043

N/A

Tabelle ▲ ▲ 4 : Ergebnisse der Temperaturzyklusprüfung

ΔDämpfung Faserdehnung Kabeldehnung

GR-20

weist

die

strengsten

Temperaturfluktuationen fertig zu werden. auszukommen. Selbst wenn das Kabel für -60°C geeignet ist, wird es wahrscheinlich nie dieser Temperatur widerstehen müssen, da der Gefrierpunkt des Tiefwassers - in dem dieses Kabel eingesetzt wird - bereits kurz unter 0°C liegt. Die Angaben sind tabellarisch in der Tabelle 4 dargestellt. 5.1.5 Verwindungstest Diese Prüfung wurde kreiert, um die Knoten- oder Verwindungsbeständigkeit der Veränderungen des Tiefsee-ROV-Kabels zu prüfen. Die Bezeichnung des Begriffs Verwindung ist: “(von einem Seil Kabel) Garne durch die während des Einsatzes entstandene Verdrillung ausgebreitet und geknotet zu haben”. Eine Bezugsgröße wurde benötigt um einzuschätzen, ob die Verfahrens- oder Materialveränderungen im Aufbau dazu beitragen konnten, die Verwindungswirkung am Kabel zu verbessern. Der Prüfaufbau schloß einen Verseiltisch und eine Fasermessvorrichtung ein. Das Kabel wurde durch den Verseiltisch gezogen und dann an beiden Enden an der Faserprüfausrüstung verbunden, wie in Bild 14 dargestellt. Der Abstand zwischen der Kurbel und der Klemme wurde auf in einen vorherbestimmten EntfernungWert eingestellt. Mit eingestelltem Abstand wurde das Kabel an der Klemme und an der Kurbel befestigt. Die Klemme wurde dann um zwei Drittel des Abstands zurück zur Kurbel gezogen Die Handkurbel wurde um 10 Umdrehungen erhöht, ab 0. Nach dem Zyklus von 10 Umdrehungen, wurde die Kurbel wieder in ihre festgelegte Position gebracht. Während des Klemmenrücklaufs, verwindete sich das Kabel und entfernt sich wieder alleine aus einer Verwindung. Die Faser wurde bei der Freilassung der Verwindung geprüft. Bei dieser Prüfung wurde die Standard- Dämpfungsanforderung benutzt. Dem Standard entsprechend sollte die Dämpfungsänderung unter 0,05dB für 90% der Faser bleiben, die der Prüfung unterzogen Bild 14 ▲ ▲ : Diagramm Verwindungsprüfung Verwindungsprüfungsgerät Geprüftes Kabel Fasermeßausrüstung Kurbel

Dämpfungsanforderungen

für

die

durchschnittliche Dämpfungserhöhung aller Fasern, bei 0,05dB/km, auf. EN-187105 hat die strengste Anforderung für die Dämpfungserhöhung einer einzelnen Faser, bei 0,10dB/km. Tester haben eine geänderte Anforderung festgelegt, wonach keine einzelne Faser eine Dämpfungserhöhung über 0,10dB/km haben sollte und daß die durchschnittliche Dämpfungserhöhung aller Fasern 0,05dB/km nicht überschreiten sollte. Darüber hinaus wurde entschieden, die strengsten Anforderungen des ICEA-640 und GR-20 zu befolgen, während die Dämpfungsmessungen durchgeführt werden. Sämtliche Dämpfungsmessungen sollten bei Temperaturextremen vorgenommen und mit den Nullmessungen verglichen werden, die bei Raumtemperatur vor der Prüfung erfaßt wurden. Eine schematische Darstellung des Prüfaufbaus ist aus Bild 12 ersichtlich.

Δ (dB)

Dehnung (%)

Belastung (lbs)

Bild 10 ▲ ▲ : Dehnungsergebnisse

Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß keine wichtigen Dämpfungsänderungen unter 30 Pfund bestehen. Alle Normen, die sich auf Lichtwellenleiterkabel beziehen, fordern, daß die Faser eine Dehnung aufweist, die 60% des höchsten Prüfnivaus der Faser nicht überschreitet, während sich das Kabel in der eigenen zulässigen Belastung befindet. Diese höchste Dehnung wurde von der Studie der Zuverlässigkeit der Faser in einem 20-jährigen Lebenszyklus abgeleitet, insbesondere die Ausbreitung von Spannungsrissen über diesen Zeitraum. Das Tiefsee-ROV-Kabel wurde nur dazu bestimmt für einen kurzen Zeitraum zu funktionieren, bevor es wieder stillgelegt werden würde, demzufolge sollte die angenommene Belastung wegen der eingeschränkten Lebensdauer dieses Kabels viel höher als 60% des höchsten Dehnungswerts der Faser sein. Eine Belastung von 25 Pfund scheint eine annehmbareWahl zu sein. niedrigste Prüftemperatur bei -45°C, während GR-20 und ICEA-640 die höchste Prüftemperatur bei +70°C verlangen. Es wurde beschlossen, einem geänderten Temperaturzyklusprofil zu folgen, der die Kabel einem Zyklus bei Temperaturextremen unterstellt hätte, um Kabelausfälle zu initiieren. 5.1.4 Temperaturzyklusbeständigkeit EN-187105 fordert die

Umweltkammer

Kabelspule

Geprüftes Kabel

Fasermeßausrüstung

Die Ergebnisse dieser Prüfung sind auf dem Bild 13 ersichtlich, wo der Temperaturzyklus auf der X-Achse und die Fluktuation in der Dämpfung auf der Y-Achse dargestellt wurden. Diese Werte stellen die höchste Dämpfungsänderung einer einzelnen Faser bei sämtlichen extremen Temperaturen dar. Bild 12 ▲ ▲ : Diagramm Temperaturzyklusprüfung

Das

in

diesem

Artikel

benutzte

Bild

11

Temperaturzyklusprofil

ist

in

dargestellt.

Temperatur (ºC)

Höchste Dämpfungsänderung (dB/km)

Temperatur (°C)

Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß das Kabel mehr als nur fähig war mit hohen Bild 13: ▲ ▲ Ergebnisse der Temperaturzyklusprüf- ung

Geprüfte Stunden

Bild 11 ▲ ▲

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EuroWire – Mai 2009