專利名稱：海纜及其水下設(shè)施的耐水壓和滲水性能的試驗方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對海纜及其水下設(shè)施的耐水壓性能和抗?jié)B水性能的試驗方 法及其試驗裝置。
背景技術(shù)：
敷設(shè)在海底的各種海底通信光纜、海底通信電纜、海底電力電纜和海底光 電復合海纜等統(tǒng)稱為"海纜"及其與之配套的各類水下分支軟硬接頭、直通接 頭盒、分接頭盒和水下有源或無源中繼放大器等統(tǒng)稱為"水下設(shè)施"，工作在肉 眼看不見的海底，時刻承受著海水水壓。對海纜及其水下設(shè)施的耐水壓和抗?jié)B 水性能的要求較高，是海纜及其水下設(shè)施工作可靠性的重要指標。我國現(xiàn)有
GBT18480-2001《海底光纜規(guī)范》、GJB4489-2002《海底光纜通用規(guī)范》、 GJB5652-2006《海底光纜接頭盒規(guī)范》、YD/T 814.3-2005《光纜接頭盒第3部 分淺海光纜接頭盒》等標準，缺乏對海底通信電纜、海底電力電纜和海底光 電復合海纜的耐水壓和抗?jié)B水性能方而的試驗方法和裝置?，F(xiàn)行海底光纜和海 底光纜接頭盒標準把纜和水下設(shè)施分成兩個獨立的部分，只分別對光纜纜芯或 接頭盒進行水壓下的滲水試驗，兩者的相關(guān)性能試驗沒有直接的聯(lián)系，缺乏對 纜和接頭盒連接為一體后的耐水壓試驗及與傳輸有關(guān)的光學、電學性能試驗； 光纜所采用的試驗裝置是一個約2米長的小型壓力容器，只能對一小段光纜的 纜芯加水壓而成品光纜暴露在空氣中；光纜接頭盒所采用試驗裝置是一個圓罐 形的壓力容器，把接頭盒單獨放在里面施加水壓；這樣的試驗裝置和方法不能 很好地模擬實際工作狀態(tài)，試驗結(jié)果對科研、設(shè)計、生產(chǎn)和應用缺乏指導意義。

發(fā)明內(nèi)容
為了填補海纜及其水下設(shè)施的耐水壓和抗?jié)B水性能試驗方法方面的空白， 本發(fā)明提供一種海纜及其水下設(shè)施的耐水壓和滲水性能的試驗方法及裝置，建 立起海纜同水下設(shè)施直接關(guān)聯(lián)的耐水壓和抗?jié)B水性能等方面的較全面試驗，以 指導科研、設(shè)計、生產(chǎn)和應用。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是 一種海纜及其水下設(shè)施的耐 水壓和滲水性能的試驗方法，被測試海纜包括海底通信光纜、海底通信電纜、 海底電力電纜和海底光電復合海纜在內(nèi)的各類海纜及其海底光纜軟硬接頭及接 頭盒、有源或無源中繼放大器、海底通信電纜軟硬接頭及接頭盒或中繼放大器、海底電力電纜軟硬接頭及接頭盒、海底光電復合海纜的光電或電軟硬接頭及接 頭盒及其相關(guān)的各類海底設(shè)施，對其進行耐水壓和滲水性能的試驗方法是 (1 )被試驗海纟覽及其設(shè)施可分別或連接起來置入管形高壓腔內(nèi)；
(2) 對管形高壓腔內(nèi)注滿水并加壓到最大敷設(shè)水深的水壓，維持此水壓14 天即336小時；
(3) 釋放水壓，打開管形高壓腔，取出被測試海纜或其水下設(shè)施；
(4) 可在加壓過程中或釋放水壓后對被測試海纜及其水下設(shè)施的各項耐水 壓和抗?jié)B水性能等各項參數(shù)指標進行觀察和檢測；
(5) 將試驗結(jié)果及數(shù)據(jù)提供給海纜及其水下設(shè)施的科研、設(shè)計、生產(chǎn)、應 用和維修部分作為研究、指導各項工作的科學依據(jù)。
一種海纜及其水下設(shè)施的耐水壓和滲水性能的試驗裝置，由管形高壓腔和 端帽組成，其特征是管形高壓腔是一個密封的管狀腔體，在其兩端分別固定連 接有端帽；為便于觀察，上述注入管形高壓腔的水中可加入一定量的螢光染料； 上述的端蓋中心有一通過密封件引出被測試海纜的通孔；上述管形高壓腔內(nèi)腔 的軸向長度^105米，其內(nèi)腔橫截面的面積^被測海纜及其水下設(shè)施橫截面面積 的3倍以上。
本發(fā)明的積極效果是在實驗室內(nèi)通過本發(fā)明的方法及試驗裝置，模擬實 際工作情況，對海纜及其水下設(shè)施進行完整或單獨的耐水壓性能和滲水性能試 驗測定，同時可監(jiān)測光、機、電性能，為海纜及其水下設(shè)施的研究、設(shè)計、生 產(chǎn)、驗收、敷設(shè)、運行和維護提供連續(xù)或定時取樣測量驗證和改進提供科學依 據(jù)。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。 圖1是海纜的縱向耐水壓試驗方法及試驗裝置圖。 圖2是海底設(shè)施結(jié)構(gòu)的縱向耐水壓試驗方法及試驗裝置圖。 圖3是海纜在縱向水壓下的傳輸性能試驗方法及試驗裝置圖。 圖4是海底設(shè)施在縱向水壓下的傳輸性能試驗方法及試驗裝置圖。 圖5是海纜的靜壓軸向滲水性能試驗方法及試驗裝置圖。 圖6是海纜一端在空氣中另一端在管形高壓腔內(nèi)的軸向滲水性能試驗方法 及試驗裝置圖。
在圖1~圖6中，l.管形高壓腔，2.端帽，3.被測試海纜，包括海底通信光纜、海底通信電纜、海底電力電纜和海底光電復合海纜在內(nèi)的各類海纜，4.海纜的密
封帽，5.海底通信光纜軟硬接頭或接頭盒、有源或無源中繼放大器、海底通信電 纜軟硬接頭或接頭盒、或中繼放大器、海底電力電纜軟硬接頭或接頭盒、海底 光電復合海纜的光/電軟硬接頭或接頭盒在內(nèi)的各類海底設(shè)施，6.檢測用光功率 輸入光纖，7.穩(wěn)定化光源、光時域反射儀、光纖分析儀等相應的光學儀表，8.檢 測用光功率輸出光纖，9.光功率計等光學儀表，IO.纜內(nèi)多根光纖的串接端頭， ll.連接電線，12.電阻測量儀表，13.高電壓發(fā)生器或高阻計。
具體實施例方式
實施例l.海纜的縱向耐水壓試驗
該試驗模擬在正常工作條件下，主要驗證海纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計、選材和生產(chǎn)工 藝。'
如圖1所示，將約100米長的海纜(3)的兩頭用密封帽(4)封住，放入 管形高壓腔(1)內(nèi)，腔體兩頭用端帽(2)封住，然后注入相當于最大敷設(shè)水 深的水壓并維持，水中可放入適量螢光染料。
336小時后釋放水壓，打開管形高壓腔(1),取出海纜，解除兩端密封帽-
a. 測量電氣絕緣指標應符合要求。
b. 從任一頭起全面解剖纜的結(jié)構(gòu)，抽樣測量結(jié)構(gòu)中各部件尺寸，驗證各結(jié)構(gòu) 部件有無變形和裂紋。
c. 用肉眼或紫外光檢査水的縱向滲透情況。 實施例2.海底設(shè)施結(jié)構(gòu)的縱向耐水壓試驗
該試驗模擬在正常工作條件下，主要驗證水下設(shè)施的結(jié)構(gòu)設(shè)計、選材和生 產(chǎn)工藝，同時驗證纜與水下設(shè)施的適配性和可靠性。
如圖2所示，將已經(jīng)通過實施例1結(jié)構(gòu)驗證的兩段海纜(3)按要求連結(jié)被 檢驗的水下設(shè)施(5)，總長約100米，兩頭用密封帽(4)封住，放入管形高壓 腔(1)內(nèi)，腔體兩頭用端帽(2)封住，然后注入相當于最大敷設(shè)水深的水壓 并維持，水中可放入適量螢光染料。
336小時后釋放水壓，打開管形高壓腔(1)，取出海纜和水下設(shè)施，輛除纜 兩端密封帽后檢測下列各項
a. 測量電氣絕緣指標應滿足要求。
b. 解剖水下設(shè)施的所有結(jié)構(gòu)件，測量結(jié)構(gòu)中各部件尺寸，驗證各結(jié)構(gòu)部件有 無變形、裂紋和損傷。C.用肉眼或紫外光檢査水下設(shè)施的縱向水滲透情況，也可用電學方法檢測水 的存在。
實施例3.海纜在縱向水壓下的傳輸性能試驗
該試驗模擬在正常工作條件下，主要驗證海纜在水壓下的傳輸性能和可靠性。
以海底光纜為例，如圖3所示，將120米長或更長的海底光纜(3)放入管 形高壓腔(1)內(nèi)，腔體兩端用密封裝置經(jīng)端帽(2)引出光纜，將纜內(nèi)所有的 光纖串接(10)，用一臺穩(wěn)定化光源(7)通過輸入光纖(6)耦合進工作波長的 光功率，用一臺光功率計通過輸出光纖(8)耦合輸出光功率，在光纜兩端的導 體通過連結(jié)電線(11)接入電阻測量儀表(12)。然后注入相當于最大敷設(shè)水深 的水壓維持336小時，水中可放入適量螢光染料。
在試驗過程中連續(xù)或定時取樣測量驗證-
a. 光傳輸附加衰損變化應在規(guī)定范圍內(nèi)。
b. 導體的直流電阻變化應在規(guī)定范圍內(nèi)。
c. 最后可用肉眼或紫外光檢查水的縱向滲透情況，也可用電學方法檢測水的 存在。
對海底通信電纜，纜中為導電芯線，則在兩端芯線接入相應的電傳輸測量 儀表，驗證相關(guān)各項電信傳輸性能。
對海底電力電纜，纜中為導體，則在兩端芯線接入相應的電力傳輸儀器儀 表，驗證相關(guān)各項電力輸送性能。 '
對海底光電復合海纜，則在光單元和電單元分別接入相應的光學和電學儀 表，驗證相關(guān)各項光和電性能。 實施例4.海底設(shè)施在縱向水壓下的傳輸性能試驗
該試驗模擬在正常工作條例下，驗證水下設(shè)施的傳輸性能，同時驗證海纜 與水下設(shè)施的適配性和可靠性。
以海底光纜為例，如圖4所示，將已通過結(jié)構(gòu)和傳輸性能驗證的兩段海底 光纜(3)按規(guī)定連接海底設(shè)施(5)，總長約為120米，放入管形高壓腔(1) 內(nèi)，兩端用密封裝置經(jīng)端帽(2)引出光纜，將纜內(nèi)所有的光纖串接(10)，用 一臺穩(wěn)定化光源(7)通過輸入光纖(6)耦合出光功率，在光纜兩端的導體通 過連結(jié)電線(11)接入電阻測量儀表(12)。然后注入相當于最大敷設(shè)水深的水 壓維持336小時，水中可放入適量螢光染料。
6在試驗過程中連續(xù)測量光功率和導體電阻的變化。
a. 光傳輸附加衰損變化或中繼放大器增益應在規(guī)定范圍內(nèi)。
b. 導體的直流電阻變化應在規(guī)定范圍內(nèi)。
c. 最后可用肉眼或紫外光檢查水的縱向滲透情況，也可用電學方法檢測水的 存在。
對海底通信電纜，纜中為導電芯線，則在兩端芯線接入相應的電傳輸測量 儀表，驗證相關(guān)各項電信傳輸性能。
對海底電力電纜，纜中為導體，則在兩端芯線接入相應的電力傳輸儀器儀 表，驗證相關(guān)各項電力輸送性能。
對海底光電復合海纜，則在光單元和電單元分別接入相應的光學和電學儀 表，驗證相關(guān)各項光和電性能。 實施例5.海纜的靜壓軸向滲水性能試驗
該試驗模擬海纜在故障條件下，驗證纜在水下破損或斷裂后在靜壓下的滲 水性能。
如圖5所示，將約100米長的海纜(3)的一頭用密封帽(4)封住，另一 頭則暴露在水中，放入管形高壓腔(1)內(nèi)，腔體兩頭用端帽(2)封住，然后 注入相當于最大敷設(shè)水深的水壓并維持，水中可放入適量螢光染料。
336小時后釋放水壓，打開管形高壓腔(1)，取出海纜，解除密封帽
a. 從任一頭起逐步截斷解剖纜的結(jié)構(gòu)。
b. 用肉眼或紫外光檢査水的縱向滲透長度。
c. 可用電學的方法檢査水的存在。
實施例6.海纜一端在空氣中的軸向滲水性能試驗
該試驗模擬海纜在離岸近端的故障，也是實施例6的加速試驗。' 如圖6所示，將兩二端均開口的約100米長的海纜(3)放入管形高壓腔(1) 內(nèi)，腔體一頭用端帽(2)封住，光纜另一頭用密封裝置經(jīng)端帽(2)將尾端引 出，暴露在空氣中，在海纜導體與管形高壓腔(1)金屬外殼間用電線(11)接 入高阻計(13)，然后盡快注滿水，并加入適量螢光染料，加壓至相當于最大敷 設(shè)水深的水壓，維持336小時后，減壓并檢測
a. 記錄水從暴露在空氣中纜端口流出來的時間；
b. 如果水沒有流出則維持24小時以上，記錄高阻計(13)讀數(shù)的變化；
c. 用肉眼或紫外光檢查水的縱向滲透長度，或用電學的方法檢查水的存在。
權(quán)利要求
1、一種海纜及其水下設(shè)施的耐水壓和滲水性能的試驗方法，被測試海纜包括海底通信光纜、海底通信電纜、海底電力電纜和海底光電復合海纜在內(nèi)的各類海纜及其海底光纜軟硬接頭及接頭盒、有源或無源中繼放大器、海底通信電纜軟硬接頭及接頭盒或中繼放大器、海底電力電纜軟硬接頭及接頭盒、海底光電復合海纜的光電或電軟硬接頭及接頭盒及其相關(guān)的各類海底設(shè)施，對其進行耐水壓和滲水性能試驗的方法是(1)將被試驗海纜(3)及其設(shè)施分別置入管形高壓腔(1)內(nèi)；(2)對管形高壓腔(1)內(nèi)注滿水，加壓到最大敷設(shè)水深的水壓并維持壓力14天即336小時；(3)釋放水壓，打開管形高壓腔(1)，取出被試海纜(3)或者其水下設(shè)施；(4)可在加壓過程中或釋放水壓后對被測海纜或其水下設(shè)施的耐水壓和滲水性能等各項參數(shù)指標進行觀察和檢測；(5)將試驗結(jié)果數(shù)據(jù)提供給海纜及其水下設(shè)施的科研、設(shè)計、生產(chǎn)、應用和維修部門作為研究、改進、指導各項工作的參考依據(jù)；一種海纜及其水下設(shè)施的耐水壓和滲水性能的試驗裝置，由管形高壓腔(1)和端帽(2)組成，其特征是管形高壓腔(1)是一個密閉的管形腔體，在其兩端分別固定連接有端帽(2)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海纜及其水下設(shè)施的耐水壓和滲水性能的試驗方 法及裝置，其特征是管形高壓腔(1)的水中可加入一定量為便于觀察的螢光染 料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海纜及其水下設(shè)施的耐水壓和滲水性能的試驗方 法及裝置，其特征是端蓋(2)的中心有一通過密封件引出被測海纜的通孔。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海纜及其水下設(shè)施的耐水壓和滲水性能的試驗方 法及裝置，其特征是管形高壓腔(1)內(nèi)腔的軸向長度》105米，其內(nèi)腔橫截面 面積》被測海纜及其水下設(shè)施橫截面面積的3倍以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海纜及其水下設(shè)施的耐水壓和滲水性能的試驗方法及試驗裝置，將被測試的海纜及其水下設(shè)施分別置入管形高壓腔內(nèi)，注滿水并加壓到相當于最大敷設(shè)水深的水壓，維持336小時后打開，可在加壓過程中或釋放水壓后觀察和檢測海纜及其水下設(shè)施的耐水壓和抗?jié)B水性能的各項參數(shù)指標，提供海纜及其水下設(shè)施的科研、設(shè)計、生產(chǎn)、應用和維修部門作為研究指導改進各項工作的依據(jù)。本發(fā)明的優(yōu)點是在試驗中模擬了海纜及其水下設(shè)施在水下的實際工作狀態(tài)，具有較高的參考價值和指導意義。
文檔編號G01N3/10GK101644648SQ200810021579
公開日2010年2月10日 申請日期2008年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日
發(fā)明者忠 張, 張建明, 張海鵬, 軍 徐, 黃俊華 申請人:江蘇通光信息有限公司