Научная статья на тему 'ИССЛЕДОВАНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ВЛИЯНИЯ ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ'

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ВЛИЯНИЯ ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
70
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Фотон-экспресс
ВАК
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ИССЛЕДОВАНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ВЛИЯНИЯ ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ»

DOI 10.24412/2308-6920-2021-6-218-219

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ВЛИЯНИЯ ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ

Овчинникова И.А.

ОАО «ВНИИКП», г. Москва E-mail: telecom. cables@vniikp. ru

С каждым годом требования к рабочему температурному диапазону оптических кабелей специального назначения (ОК) и продолжительности их эксплуатации в расширенном температурном диапазоне становятся все жестче. Учитывая, что конструкция ОК в основном состоит из полимерных материалов, и общеизвестным является факт, что деградационные процессы в полимерных материалах происходят быстрее при повышенных температурах, было проведено длительное (более года) сравнительное исследование двух типов ОК и освоенного в промышленном производстве отечественного радиационностойкого оптического волокна (ОВ) при трех разных значениях повышенной температуры испытаний. Для испытаний ОК были выбраны следующие температуры и продолжительность испытаний: 85 оС (повышенная рабочая температура в соответствии с техническими условиями (ТУ) на исследуемые ОК) в течение 10000 часов, 100 оС (предельная рабочая температура по ТУ) в течение 9000 часов и 110 оС в течение 9000 часов. Испытания ОВ проводили при 100 оС (предельная рабочая температура в соответствии с ТУ на исследуемое ОВ) в течение 9000 часов, 110 в течение 9000 часов и 125 оС в течение 1500 часов.

В процессе выдержки проводилось измерение коэффициента затухания на рабочих длинах волн через каждые (48±5) часов. Результаты испытаний как ОВ, так и ОК показали, что выдержка более года при повышенных температурах не сказывается на коэффициенте затухания. Для иллюстрации этого факта на рисунках 1 и 2 приведены результаты исследования ОВ и ОК марки ОКЦБР-04,

соответственно.

O.S 0.6

•irf— --^A

- •*

■ 1 - * - * ■зеА??-.' T ^ft

Я. „-j

Рис. 1. Изменение коэффициента затухания в ОВ от выдержки:

- при 125 оС - 1500 часов: зеленая - 1550 нм; фиолетовая -1310 нм;

- при 110 оС - 9000 часов: желтая - 1550 нм; серая -1310 нм;

- при 100 оС - 9000 часов: оранжевая -1550 нм; голубая -1310 нм

Рис. 2. Изменение коэффициента затухания в ОК от выдержки:

- при 85оС: темно- синяя и коричневая кривые - с компенсационной катушкой на длинах волн 1,55 и 1,31 мкм, соответственно; бледно-голубая и оранжевая - без катушки на длинах волн 1,55 и 1,31 мкм, соответственно;

- при 100оС: голубая и красная на длинах волн 1,55 и 1,31 мкм, соответственно;

- при 100оС: зеленая и сиреневая на длинах волн 1,55 и 1,31 мкм, соответственно

Кроме того, исследовалось влияние выдержки при повышенных температурах на частоту ВРМБ в ОВ, усилие снятия покрытия ОВ (таблица 1), стойкость к пониженной температуре ОВ и ОК (таблицы 2 и 3, соответственно), к воздействию вибрации (оптическая целостность сохраняется, трещины и дефекты отсутствуют).

218 №6 2019 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2019» [email protected]

Таблица 1

Определяемая характеристика После 9000 ч при 100 °С (другая заготовка) После 9000 ч при 110 °С (из заготовки Rad-10) Исходное OB (из заготовки Rad-10)

Частота. МГц 11057 11095 11092

Усилия снятия покрытия. Н 0,7 0,8 1,4

Таблица 2. Результаты испытаний ОВ на воздействие пониженной температуры после длительного старения при повышенных температурах

После 9000 ч После 9000 ч Исходное ОВ

при 100 °С при 110 °С (из заготовки К а с1-

(другая заготовка) (из заготовки Rad-10) Ю)

Температура Коэффициент затухания, дБ/км

при измерении 1,31 мкм 1,55 м к м 1,31 мкм 1,55 мкм 1,31 мкм 1,55 мкм

22 °С 0,5 95 0,485 0,443 0,335 0,474 0,389

Минус 60 °С 0,5 74 0,45 8 0,436 0,335 0,467 0,387

Возврат к 22 0,584 0,476 0,442 0,336 0,476 0,388

°С

Таблица 3. Результаты испытаний ОК марки ОКЦБР-04 на воздействие пониженной

Значение температуры старения образца ОК, °С Температура испытания, °С (выдержка 3 ч) Коэффициент затухания, дБ/км

при ^=1550 нм при ^=1310 нм

85 (10000 часов) НКУ 0,346 0,379

-30 0,343 0,369

-40 0,345 0,366

-50 0,348 0,362

-60 0,349 0,376

НКУ 0,344 0,363

100 (9000 часов) НКУ 0,342 0,342

-30 0,340 0,345

-40 0,341 0,343

-50 0,340 0,342

-60 0,343 0,344

НКУ 0,340 0,340

110 (9000 часов) НКУ 0,379 0,450

-30 0,381 0,449

-40 0,383 0,452

-50 0,391 0,462

-60 0,409 0,488

НКУ 0,388 0,459

Теплофизические характеристики полимерных материалов в исследованных ОК, определенные методом ДСК, изменились при термическом старении, но остались на довольно высоком уровне. При этом наиболее заметные изменения затронули температуру начала окисления, характеризующую стойкость материала к окислению. В результате длительного старения материалов кабелей при высоких температурах ее значения ожидаемо снизились. Но ощутимо это отразилось только на полимерном материале, который находился внутри кабеля в контакте с заполняющим материалом. Показатели аналогичного материала, выполняющего функции наружной оболочки ОК, заметно поменялись только после воздействия в течение 9000 часов температуры 110 оС. Наиболее вероятной причиной этого снижения является вымывание антиоксиданта из материала кремнийорганическим заполнением, поскольку прямого свидетельства окисления материала в соответствующих образцах методом ИК-спектроскопии, результаты которой будут также представлены, не было получено.

Результаты проведенных исследований показали, что кабели специального назначения с радиационностойким ОВ и указанное ОВ, в частности, способны длительно эксплуатироваться в условиях повышенных температур.

№6 2021 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2021» [email protected]

219

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.