全介质自承式光缆(ADSS)用预绞式金具温升下张力试验检测
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发布时间:2026-06-13 16:50:27 更新时间:2026-06-12 16:50:27
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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随着电力通信网络的智能化升级,全介质自承式光缆(ADSS)因其独特的架空铺设优势,在电力系统中扮演着不可或缺的角色。ADSS光缆直接悬挂在电力杆塔上,不仅承载着通信信号的传输任务,还需长期经受自然环境的严酷考验。而在ADSS光缆线路中,预绞式金具是连接光缆与杆塔的关键部件,其性能直接决定了光缆线路的安全稳定性。
预绞式金具主要通过螺旋预绞丝的缠绕产生握力,将光缆固定在杆塔上。在实际中,由于日照、环境气温变化以及光缆自身电阻产生的热量,金具与光缆接触部位的温度会显著升高。这种温升环境会改变金属材料的力学性能,导致握力下降,严重时甚至引发光缆滑移或断缆事故。因此,开展“全介质自承式光缆(ADSS)用预绞式金具温升下张力试验检测”,是验证金具在极端工况下安全性的核心手段。
该检测对象不仅包括预绞式悬垂线夹、耐张线夹等金具本体,还涵盖与之配合的ADSS光缆样品。检测的核心在于模拟高温环境下的机械受力状态,通过科学严谨的试验方法,评估金具在温升条件下的握力保持能力及对光缆的保护性能,从而为电力通信工程的质量验收提供坚实的数据支撑。
进行温升下张力试验,并非简单的拉力测试,而是为了解决工程实际中的痛点问题。首先,该试验旨在验证金具的热稳定性。在夏季高温或光缆负荷较大时,金具表面的温度可能远高于环境温度,金属材料在高温下会发生蠕变或弹性模量变化,导致握力松弛。通过模拟这一过程,可以准确评估金具在设计温度范围内是否能保持足够的握力,防止光缆从金具中滑脱。
其次,该试验用于评估金具对光缆的保护性能。ADSS光缆主要依靠芳纶纱承力,外护套为交联聚乙烯材料。在高温高张力作用下,如果金具设计不合理或材质不达标,极易对光缆外护套造成过度挤压,导致护套变形甚至破裂,进而引发芳纶纱暴露于潮湿环境中,造成强度衰减。试验通过监测光缆在受拉状态下的应变情况及光纤传输性能变化,能够有效识别此类隐患。
此外,这一检测对于甄别假冒伪劣产品具有重要意义。市场上部分金具产品在常温下测试合格,但在高温工况下却因材质热处理工艺不佳或结构设计缺陷而失效。温升下张力试验能够剥离出常温检测无法发现的“短板”,确保入网金具具备全天候、全工况的能力,从而保障电力通信网络的长周期安全,避免因金具失效导致的大面积通信中断事故。
在温升下张力试验中,检测项目设置紧扣实际风险,主要包含以下几个关键技术参数:
第一,握力强度测试。这是最基础的指标,要求金具在特定温升条件下,能够承受规定比例的断裂负荷(RTS)而不发生滑移。通常要求金具的握力必须大于光缆计算拉断力的特定百分比,例如对于耐张金具,该指标要求更为严格。试验需记录金具发生滑移时的最大张力值,以判定是否满足相关行业标准要求。
第二,温升参数监测。试验过程中需实时监测金具及光缆接触面的温度变化。通过布置热电偶或红外测温装置,记录试验环境温度、金具表面温度以及光缆接触点温度,确保试验条件覆盖最严酷的工况。此项目旨在确认金具在承受机械载荷时,自身的温升是否在允许范围内,过高的温升可能会加速光缆护套老化。
第三,光缆应变与光纤衰减监测。在施加张力的全过程中,需利用光纤测试仪表(如OTDR或光功率计)实时监测光纤的传输损耗变化。如果在张力作用下,光纤损耗出现剧烈波动或永久性增加,说明金具的应力分布设计不合理,导致光缆内部结构受损。同时,需测量光缆在受力方向的伸长量,计算应变值,评估光缆的弹性变形范围。
第四,破坏模式观察。试验结束后,需对金具及光缆进行外观检查。观察金具是否出现裂纹、断丝,光缆护套是否出现压痕、开裂,以及预绞丝是否发生永久变形。通过破坏模式的分析,可以反向追溯产品失效的原因,为厂家改进设计提供依据。
为了确保检测数据的准确性和可复现性,温升下张力试验必须遵循严格的操作流程。整个试验过程主要分为样品准备、安装调试、加载升温、数据采集及结果判定五个阶段。
首先是样品准备。需选取长度适宜的ADSS光缆样品,两端按照厂家提供的安装说明书,严格按照工艺要求安装预绞式金具。光缆样品应平直放置,无扭转、无受损,金具缠绕方向和节距需符合规范。样品安装完成后,需在恒温恒湿环境下静置一定时间,以消除安装应力。
其次是设备安装与调试。将组装好的试样安装在万能材料试验机上。需要注意的是,由于涉及温升测试,试验机通常需配备环境温箱或局部加热装置。在光缆跨距中部安装测量仪表,用于监测挠度和应变。同时,将光纤熔接并接入监测设备,确保在受力过程中光路畅通。
第三步是加载与升温。这是试验的关键环节。通常采用阶梯加载法,先施加初张力(一般为计算张力的10%-15%)以拉直光缆,并校准测量基准。随后,按照相关标准规定的速率逐步施加张力,同时开启加热装置。试验环境温度需升至规定的最高温度(如70℃或更高),并在该温度下保持足够长的时间,使金具与光缆达到热平衡。
第四步是数据采集。在恒温恒载的稳定状态下,持续记录张力值、温度值、光缆伸长量及光纤衰减值。保载时间通常持续数小时甚至数十小时,以充分考察金具的抗蠕变性能。在保载过程中,需密切观察是否出现滑移现象,一旦发生光缆相对金具的位移,立即记录此时的张力值。
最后是卸载与判定。试验结束后,缓慢卸除张力,降低温度。取出试样进行最终检查,测量金具内壁和光缆表面的压痕深度,检查是否有残余变形。综合各项监测数据,出具检测报告,对样品是否合格做出明确判定。
在实际检测工作中,预绞式金具在温升下张力试验中暴露出的问题多种多样,深入分析这些失效模式有助于提升检测质量。
最常见的失效模式是握力不足导致的滑移。在高温环境下,预绞丝的弹性回复力下降,对光缆的径向压力减小,导致摩擦握力不足以抵抗轴向张力。这种情况下,光缆会从金具中缓慢滑出,导致杆塔间的弧垂增大,甚至造成光缆接地短路。造成这一现象的原因通常是预绞丝材质硬度不达标、线径过细或缠绕节距设计不合理。
另一种常见失效是光缆护套损伤。部分金具为了追求高握力,设计了过大的握力峰值,导致局部压强过大。在温升条件下,光缆护套材料变软,极易被预绞丝勒伤,形成深度压痕甚至穿透。这不仅破坏了光缆的密封性,还会影响内部芳纶纱的受力状态,导致光缆局部应力集中,长期将引发断缆风险。
检测过程中的技术难点主要集中在温度与张力的耦合控制上。由于金属材料的热膨胀系数与光缆非金属材料差异巨大,温度变化会引起张力波动。在试验操作中,如何精确维持恒温恒载状态,避免因温度波动导致张力读数失真,对试验设备的控制系统提出了极高要求。此外,光纤衰减的动态测量也是难点之一。在高张力下,光纤微弯损耗可能并不明显,但在温升作用下,材料膨胀可能导致光纤产生附加损耗,这就要求检测人员具备极高的信号分析能力,区分是仪表漂移还是真实的物理损耗。
“全介质自承式光缆(ADSS)用预绞式金具温升下张力试验检测”主要适用于多种关键场景。首先,在新产品入网认证阶段,该试验是必须通过的关卡,用于验证新型金具设计的可靠性。其次,在工程招标采购阶段,作为抽检项目,可有效筛选出质量不稳定的产品,杜绝劣质金具流入电网建设现场。此外,对于多年的老旧线路,在进行金具更换或改造时,也应进行此项检测,以确保新增金具与原有光缆的匹配性。同时,在发生金具滑移事故后的原因分析中,该试验能为故障复盘提供关键证据。
综上所述,温升下张力试验是评估ADSS预绞式金具综合性能最有效的方法之一。它超越了常规的常温检测,揭示了高温环境下金具与光缆相互作用的物理本质。对于电力通信运维单位而言,重视并开展此项检测,是构建坚强智能电网通信系统的必要举措。通过科学、公正的第三方检测,可以从源头上消除安全隐患,提升线路的防灾抗灾能力,保障电力通信网络的安全畅通。随着材料科学的进步和检测技术的迭代,未来的温升试验将更加精细化、智能化,为电力行业的高质量发展提供更加坚实的技术保障。
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