Механические характеристики кабелей.

Эти характеристики отображают то, как волоконно-оптический кабель реагирует на механические воздействия: растяжение/сдавливание, изгиб и кручение. В результате изменения температуры окружающей среды происходит естественное увеличение или уменьшение длины кабеля. Поэтому в группу этих характеристик также входит температурный диапазон, в котором можно хранить, эксплуатировать и монтировать кабель.

Величина допустимого продольного растяжения (Tensile performance) характеризует максимальное усилие, которое можно приложить в продольном направлении кабеля и при котором не произойдет изменение характеристик оптического волокна. При растяжении кабеля в первую очередь происходит воздействие на саму оболочку, и только потом - на оптическое волокно.

Пример зависимости растяжения волокна и кабельной оболочки от прилагаемого усилия приведен на рисунке справа внизу. Из него видно, что при растяжении кабеля с силой, меньшей 1,5 кН, натяжения оптического волокна не происходит. Это граничное значение и указывают как предел прочности на разрыв.

Почему не сразу происходит растяжение оптического волокна? Длина волокна в кабеле превышает длину его оболочки - световоды свободно располагаются в гелезаполненной трубке в виде спирали. При растяжении кабельной оболочки волоконная спираль распрямляется, при сжатии - наоборот, сжимается.

Поэтому, когда прикладывается растягивающее усилие к оболочке, световод сначала распрямляется и только потом начинает удлиняться сам. По некоторым критериям растяжение оптического волокна на величину до 0,5% также является допустимым, и тогда пределом прочности на разрыв кабеля по тому же рисунку можно считать уже 2 кН.

Иногда указывают два значения предела прочности на разрыв: кратковременное и длительное. Говоря о данной характеристике волоконно-оптического кабеля, важно заметить, что речь не идет о физическом разрыве кабеля или даже самого волокна.

Относительно такой характеристики, как сдавливающее усилие (Crush), потребители иногда заблуждаются, что может быть вызвано как недостатком знаний, так и неправильным ее определением со стороны продавцов волоконно-оптических кабелей. Часто данную характеристику путают с предельной прочностью на разрыв. На самом деле сдавливающее усилие характеризует допустимую силу, с которой можно сдавить в поперечном направлении кабель при условии, что величина затухания в волокне останется в пределах нормы. Так как размер тестового пресса равен 100 мм, в качестве единицы измерения сдавливающего усилия часто применяют величину давления, измеренную в кН на 100 мм.

Ударная нагрузка (Impact) характеризует защищенность кабеля от ударов. Например, ударная нагрузка, равная 2 Нм, означает, что при свободном падении на кабель груза массой 2 кг с высоты 100 мм параметры оптического волокна не изменятся. Такое испытание проводится минимум три раза.

Максимальный изгиб кабеля (Cable bend) является еще одним важным параметром, который характеризует предельно допустимый радиус кривизны укладки кабеля. Его необходимо учитывать, когда речь идет о прокладке волоконно-оптического кабеля, например, в трубопроводах или кабельных каналах. Величина минимально допустимого радиуса изгиба часто находится в пределах 15-20 диаметров от внешней оболочки кабеля. Если пренебречь этим параметром, может нарушиться целостность световодов в кабеле.

Кручение (Torsion) определяет способность оболочки кабеля обеспечивать защиту волокна при скручивании оболочки вокруг своей оси. Для кабеля с металлической броней допустимый угол скручивания меньше, чем для кабеля без брони.

Параметры температурного цикла (Temperature cycling) определяют стабильность коэффициента затухания волокна при эксплуатации кабеля в различных температурных условиях. Изменение температуры окружающей среды в первую очередь приводит к скручиванию, растяжению или сжатию кабельной оболочки, а это, как уже отмечалось, оказывает влияние на характеристики волокна.