Проверка городского кабеля связи с медной жилой, сплошной или вспененной (вспененной с оболочкой) по

Проверка городского кабеля связи с медной жилой, сплошной или вспененной полиолефиновой изоляцией, изолированным внутренним экраном, влагобарьерным слоем и полиэтиленовой оболочкой

Введение
Кабели связи, используемые в городской инфраструктуре ("городские кабели"), являются основой современных телекоммуникационных сетей. Их надежная работа критична для передачи голоса, данных и видео. Предметом данной статьи является методика контроля качества и определения соответствия спецификациям городского кабеля связи со следующей конструкцией:

1. Проводник: Медная жила.
2. Изоляция: Сплошной (solid) полиолефин или вспененный (foamed) полиолефин, при этом вспененная изоляция имеет защитную сплошную оболочку (skin) на поверхности (структура "вспененный-сплошной" или "skin-foam-skin").
3. Экран: Изолированный внутренний экран (обычно алюминиево-полимерная лента с дренажным проводом).
4. Влагобарьер: Специальный слой (часто алюмополимерная лента или лента с набухающим составом), обеспечивающий защиту от проникновения влаги вдоль кабеля.
5. Оболочка: Наружная защитная оболочка из полиэтилена (PE).

Контроль таких кабелей включает комплекс испытаний, охватывающих электрические, механические и климатические характеристики.

1. Объекты испытаний

Объектом испытаний является готовый коммуникационный кабель связи описанной конструкции. Конкретно испытываются:

• Отдельные изолированные жилы (пары/четверки): Для проверки параметров изоляции и проводника.
• Экранированные элементы кабеля (группа жил под экраном): Для оценки параметров работы скрученных пар/четверок вместе и характеристик экрана.
• Целостность конструкции кабеля в сборе: Включая оболочку, влагобарьер, экран и расположение изолированных жил.
• Образцы кабеля: Как в исходном состоянии, так и после моделирования условий эксплуатации (термоциклирование, механические нагрузки, воздействие влаги).

2. Область испытаний

Испытания охватывают ключевые аспекты, определяющие надежность, производительность и долговечность кабеля в городских условиях:

• Электрические характеристики:
  • Сопротивление жилы постоянному току (Rпост).
  • Сопротивление изоляции (Rиз).
  • Рабочая емкость жилы (Cр).
  • Емкостная асимметрия (емкостной небаланс) пар и четверок (ΔC).
  • Переходное затухание на ближнем конце (NEXT) и на дальнем конце (FEXT) для витых пар (при наличии).
  • Волновое сопротивление (Zв) или характеристическое сопротивление (Zх).
  • Затухание сигнала (α).
  • Сопротивление экрана (Rэ) и его целостность.
  • Эффективность экранирования (при необходимости).
• Механические характеристики:
  • Прочность оболочки и изоляции на растяжение и относительное удлинение при разрыве.
  • Сопротивление раздавливанию оболочки.
  • Устойчивость к изгибу (в т.ч. при отрицательных температурах).
  • Устойчивость к кручению.
  • Прочность сцепления изоляции с жилой и экраном (при необходимости).
• Климатические и эксплуатационные характеристики:
  • Термостабильность (сопротивление изоляции и электрические параметры после термоциклирования или длительного нагрева).
  • Герметичность и эффективность влагобарьера (испытание на водонепроницаемость под давлением/вакуумом, длительное выдерживание в воде с последующим контролем электрических параметров).
  • Скорость распространения пламени по оболочке (испытание на горючесть).
  • Устойчивость к воздействию химических веществ окружающей среды.
• Структурные характеристики:
  • Диаметр жилы и толщина изоляции.
  • Диаметр экранированного элемента и готового кабеля.
  • Целостность и равномерность наложения экрана, влагобарьерного слоя и оболочки.
  • Цветовая маркировка изоляции жил.

3. Методы испытаний

Методы испытаний базируются на национальных (ГОСТ) и международных (МЭК, EN) стандартах, специфичных для кабелей связи и их компонентов:

• Электрические испытания:
  • Rпост: Измерение мостом постоянного тока (метод вольтметра-амперметра или мостовой метод).
  • Rиз: Измерение мегаомметром при постоянном напряжении 100-500 В (в зависимости от стандарта) в нормальных условиях и после выдержки в воде.
  • Ср, ΔC, Zв/Zх, α: Измерение на переменном токе с использованием мостов переменного тока или векторных анализаторов цепей (VNA) на заданных частотах (обычно 0.8 кГц, 1 кГц, 100 кГц, 1 МГц, 16 МГц, 100 МГц и выше, в зависимости от класса кабеля).
  • NEXT, FEXT: Измерение с помощью кабельных тестеров или специализированного оборудования для параметров передачи на заданных частотах.
  • Rэ: Измерение прибором для измерения малых сопротивлений постоянному току.
  • Эффективность экранирования: Измерение методом триаксиальной линии или методом "трубки" в экранированной камере.
• Механические испытания:
  • Прочность на растяжение и удлинение: Испытание на универсальной разрывной машине при постоянной скорости нагружения до разрыва образца.
  • Сопротивление раздавливанию: Сжатие отрезка кабеля между двумя пластинами на прессе или разрывной машине с контролем нагрузки.
  • Устойчивость к изгибу: Многократное изгибание образца кабеля вокруг оправки заданного диаметра при нормальной и пониженной температуре с последующим визуальным осмотром и проверкой электрических параметров.
  • Устойчивость к кручению: Закрепление образца кабеля и приложение крутящего момента с последующим контролем целостности.
• Климатические испытания:
  • Термоциклирование: Выдерживание образцов кабеля в термокамере при чередовании высоких и низких температур в заданных циклах с последующим измерением электрических параметров при комнатной температуре.
  • Испытание на водонепроницаемость:
    • Под давлением/вакуумом: Помещение образца кабеля в водяную ванну под заданным гидростатическим давлением или создание вакуума с последующим контролем проникновения воды внутрь кабеля визуально или по изменению Rиз.
    • Длительная выдержка в воде: Погружение образца на длительный срок (7-14 дней) с последующим измерением Rиз и Ср.
  • Испытание на скорость распространения пламени: Вертикальное или горизонтальное закрепление образца кабеля в камере и поджиг его снизу газовой горелкой в течение заданного времени с измерением длины поврежденного участка.
• Структурные характеристики:
  • Измерение геометрических размеров: С использованием микрометров, штангенциркулей, оптических или лазерных измерительных приборов.
  • Визуальный и микроскопический контроль: Оценка целостности, равномерности покрытий, качества скрутки, маркировки.

4. Испытательное оборудование

Для проведения описанных испытаний используется специализированное оборудование:

1. Электрические измерения:
   • Мосты постоянного и переменного тока (Rпост, Rиз, Ср, ΔC).
   • Векторные анализаторы цепей (VNA) (Zв/Zх, α, NEXT, FEXT).
   • Кабельные тестеры для параметров передачи.
   • Мегаомметры (Rиз).
   • Приборы для измерения малых сопротивлений (Rэ).
   • Установки для измерения эффективности экранирования (триаксиальная ячейка, трубка, экранированная камера).
2. Механические испытания:
   • Универсальные разрывные машины с климатическими камерами (растяжение, сжатие, изгиб при низких температурах).
   • Прессы или разрывные машины с приспособлениями для раздавливания.
   • Установки для многократного изгиба (оправки, механизмы изгибания).
   • Установки для испытания на кручение.
3. Климатические испытания:
   • Климатические камеры (термостатические, термовлажностные, термоциклические).
   • Установки для испытаний на водонепроницаемость под давлением/вакуумом (ванны, насосы, вакуумные системы, манометры).
   • Установки для испытания на горение (вертикальные и горизонтальные камеры с газовыми горелками, измерители длины обугливания).
4. Структурный контроль:
   • Точные измерительные инструменты (микрометры, штангенциркули).
   • Оптические микроскопы и проекторы.
   • Инструмент для контроля целостности экрана (при необходимости).
   • Устройства для вскрытия кабеля и контроля слоев.

Заключение

Комплексная проверка городского кабеля связи описанной конструкции является необходимым условием для гарантии его надежной и долговечной работы в сложных условиях городской инфраструктуры. Последовательное применение стандартизированных методов испытаний электрических, механических, климатических и структурных характеристик с использованием соответствующего специализированного оборудования позволяет объективно оценить качество кабеля, его соответствие техническим требованиям и прогнозировать его эксплуатационные характеристики. Особое внимание уделяется проверке герметичности (роль влагобарьера), эффективности экранирования, стабильности электрических параметров при воздействии температуры и влаги, а также механической прочности, актуальной для условий прокладки и эксплуатации в городской среде. Проведение полного комплекса испытаний на этапе производства и приемочного контроля обеспечивает уверенность в качестве передающей среды для современных систем связи.

Примечание: Конкретные методики, условия проведения и критерии соответствия для каждого испытания должны строго соответствовать действующим национальным и/или международным стандартам, а также техническим условиям (ТУ) на конкретный тип кабеля. Выбор частот для электрических измерений и строгость требований к механическим испытаниям зависят от категории/класса кабеля и области его применения. Методы испытаний для кабелей со сплошной и вспененной изоляцией могут иметь некоторые отличия, особенно в части электрических параметров и термической стабильности.