Испытание городского кабеля связи с медной жилой, сплошным или вспененным полиолефиновым изолятором

Испытание городского кабеля связи с медной жилой, сплошным или вспененным полиолефиновым изолятором (пенополиолефин с оболочкой), заполненным влагозащитным слоем и полиэтиленовой оболочкой

Введение
Городские кабели связи являются кровеносной системой современной телекоммуникационной инфраструктуры, обеспечивая передачу голоса, данных и видео сигналов в условиях плотной застройки. Для гарантии надежности, долговечности и соответствия техническим требованиям в течение всего срока службы (часто исчисляемого десятилетиями) такие кабели подвергаются строгим испытаниям. Настоящая статья рассматривает процесс испытаний типичного городского кабеля связи с медной жилой, изоляцией из сплошного или вспененного полиолефина (включая пенополиолефин с оболочкой), влагозащитным заполнением и полиэтиленовой внешней оболочкой.

1. Объекты испытаний
Объектом испытаний в данном случае является городской симметричный кабель связи для местных сетей. Его ключевые конструктивные элементы:

• Токопроводящая жила: Медная проволока (как правило, твердотянутая медь), сплошная или многопроволочная, диаметром, соответствующим категории кабеля (напр., 0.4 мм, 0.5 мм, 0.6 мм).
• Изоляция жилы:
  • Сплошной полиолефин (ПО): Слой однородного полиолефинового материала (полиэтилен или полипропилен) вокруг жилы.
  • Вспененный полиолефин (ВПО): Слой полиолефина с замкнутыми газонаполненными ячейками, снижающий диэлектрическую проницаемость и вес кабеля.
  • Пенополиолефин с оболочкой (Skin-Foam-Skin, SFS): Усовершенствованная изоляция, где вспененный полиолефиновый сердечник покрыт тонким слоем сплошного полиолефина. Это улучшает механические свойства изоляции (прочность на разрыв, сопротивление истиранию) и технологичность процесса скрутки пар/четверок.
• Скрутка: Изолированные жилы скручиваются в пары или четверки с определенным шагом для минимизации переходных помех (перекрестных наводок) между цепями.
• Влагозащитное заполнение: Пространство между изолированными жилами (парами/четверками) заполняется гидрофобным компаундом (гель или порошок) на основе нефтяных масел, восков или синтетических полимеров. Этот слой препятствует продольному распространению влаги по кабелю в случае повреждения оболочки.
• Поясная изоляция (опционально): Может накладываться слой полимерной ленты поверх скрученных элементов перед наложением внешней оболочки для дополнительной защиты и стабильности пучка.
• Внешняя оболочка: Защитный слой из полиэтилена (ПЭ) низкой или средней плотности. Обеспечивает основную механическую защиту, стойкость к атмосферным воздействиям, влаге и химическим веществам, встречающимся в городских условиях (грунт, сточные воды). Цвет оболочки обычно черный.

2. Область испытаний
Испытания охватывают проверку критически важных параметров и характеристик кабеля, определяющих его качество и пригодность для эксплуатации в городской среде:

• Электрические параметры:
  • Сопротивление постоянному току жилы (Rпост).
  • Сопротивление изоляции между жилами и между жилой и "землей" (оболочкой).
  • Рабочая емкость пары/четверки.
  • Качество изоляции (испытание высоким напряжением переменного или постоянного тока).
  • Параметры асимметрии (небаланс сопротивлений жил, емкостной небаланс).
• Механическая прочность и целостность:
  • Герметичность оболочки и влагозащитного барьера (испытание на непроницаемость для воды под давлением).
  • Прочность оболочки на разрыв и относительное удлинение при разрыве.
  • Сопротивление оболочки удару (ударная вязкость).
  • Стойкость к сдавливанию.
  • Сопротивление раздавливанию оболочки и изоляции.
  • Сопротивление истиранию оболочки.
  • Сопротивление изгибу (многократному, при низких температурах).
• Климатическая стойкость:
  • Термостабильность (сохранение свойств при повышенных температурах).
  • Стойкость к циклическому воздействию температуры и влажности.
  • Сопротивление холоду (гибкость при низких температурах).
  • Стабильность параметров после термоциклирования.
• Целостность влагозащиты:
  • Эффективность гидрофобного заполнения в предотвращении распространения влаги вдоль кабеля (испытание на длительную водонепроницаемость).
• Поведение при воздействии огня (для требований к пожарной безопасности):
  • Огнестойкость (при необходимости для специфических трасс).
  • Кислотность дымовых газов (коррозионная активность).
  • Скорость распространения пламени.

3. Методы испытаний и испытательное оборудование
Испытания проводятся в соответствии с требованиями международных (IEC, ETSI) и национальных стандартов (ГОСТ, ТУ). Основные методы и оборудование:

• Электрические измерения:
  • Метод: Измерение сопротивлений постоянному току проводится мостовым методом или методом вольтметра-амперметра на постоянном токе. Сопротивление изоляции измеряется мегаомметром (напряжение 100-500 В DC). Емкость измеряется мостами переменного тока на частоте 800-1000 Гц или 1 кГц. Испытание высоким напряжением (до 3 кВ AC или 6-9 кВ DC) проводится между жилами и между скрепленными жилами и металлической оболочкой/экраном (или водой при испытании герметичности).
  • Оборудование: Прецизионные омметры и мосты сопротивления, цифровые мегаомметры, емкостные мосты или анализаторы цепей (LCR-метры), испытательные установки высокого напряжения (трансформаторы, выпрямители, системы контроля тока утечки).
• Механические испытания:
  • Метод: Герметичность проверяется погружением отрезка кабеля под воду и подачей избыточного воздуха внутрь него под давлением (обычно 0.5-1.0 бар) с контролем падения давления в течение заданного времени или методом измерения потока воздуха. Прочность на разрыв и удлинение определяют на разрывных машинах путем растяжения образца оболочки или изоляции. Испытание на удар проводят с помощью маятникового копра по стандартизированной методике. Сдавливание проверяют между двумя параллельными пластинами с измерением нагрузки и деформации.
  • Оборудование: Установки для испытания на герметичность (вакуумные/напорные насосы, манометры, камеры), универсальные разрывные машины с термокамерами (для испытаний при высокой/низкой температуре), маятниковые копры, прессы для испытания на сдавливание/раздавливание, машины для многократного изгиба, устройства для испытания на истирание (напр., по методу вращающегося барабана с абразивом).
• Климатические испытания:
  • Метод: Термостабильность проверяется длительной выдержкой кабеля при повышенной температуре (напр., +70°C или +80°C) с последующим контролем электрических и механических параметров. Стойкость к циклическому воздействию температуры/влажности проверяется в климатических камерах по заданным циклам (напр., от -40°C до +70°C с влажностью 85-98%). Испытание на холод проводят, охлаждая кабель до заданной температуры (напр., -20°C, -30°C) и проверяя его гибкость (наматыванием на оправку заданного диаметра) и целостность оболочки/изоляции при ударе.
  • Оборудование: Климатические камеры (термокамеры, термовлажностные камеры, камеры тепла-холода-влаги), морозильные камеры, устройства для намотки/изгиба при низкой температуре.
• Испытания влагозащиты:
  • Метод: Испытание на длительную водонепроницаемость предполагает создание постоянного гидростатического давления воды на участок кабеля с искусственно поврежденной оболочкой в течение длительного времени (504 часа) с контролем распространения влаги по длине кабеля и измерением сопротивления изоляции.
  • Оборудование: Установки для испытаний на водонепроницаемость (длинные цилиндрические сосуды с возможностью создания гидростатического напора, системы контроля давления и температуры воды).
• Огневые испытания:
  • Метод: Испытания на распространение пламени проводятся в специальных печах или на вертикальных/горизонтальных лотках по стандартизированным методикам. Кислотность дыма измеряется путем анализа смыва продуктов горения с водой.
  • Оборудование: Испытательные печи для кабелей, установки для измерения распространения пламени и светопропускания дыма, оборудование для измерения кислотности газов/дыма.

Заключение
Комплексные испытания городских кабелей связи с медной жилой и указанной конструкцией являются неотъемлемой частью обеспечения качества и надежности телекоммуникационных сетей. Проверка электрических, механических, климатических характеристик, целостности влагозащиты и, при необходимости, пожарной безопасности позволяет гарантировать, что кабель выдержит суровые условия городской прокладки (подземные канализации, коллекторы, тоннели, воздушные линии) и будет стабильно передавать сигналы на протяжении всего заявленного срока эксплуатации. Строгое следование стандартизированным методам испытаний с использованием соответствующего специализированного оборудования является основой для объективной оценки качества продукции.