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Lichtwellenleiter - Prüfung

LWL-Kabel im Shop


Für die Wahl eines LWL-Kabels sind objektive Aussagen über deren mechanisches Verhalten besonders wichtig. Dazu existiert eine ganze Reihe von Kenndaten, dessen Werte mittels mechanischer und thermischer Prüfverfahren ermittelt werden. Die Durchführung der Prüfung ist europäisch in den Normen EN 187 000 und international in den Fachgrundnormen IEC 60 794-1 beschrieben. Im Folgenden wird die Funktion der wichtigsten Eigenschaften erläutert und deren Prüfverfahren skizziert.

Zugfestigkeit

Insbesondere beim Verlegen von LWL-Kabel können erhebliche Zugkräfte auftreten. Sie dürfen die Funktions- tüchtigkeit der Glasfaser nicht beeinträchtigen.

Bei der Konstruktion von LWL-Kabeln werden deshalb hauptsächlich metallfreie Zugelemente eingesetzt, die die Bündelader respektive Glasfaser vor unzulässiger Dehnung schützt.

Zugfestigkeit Diagramm

Bei der Zugprüfung werden Kabeldehnung und Dehnung der Glasfaser als Funktion der Zugkraft registriert. Dieses Prüfverfahren ist nicht zerstörend (d.h. die angewandte mechanische Zugkraft muss innerhalb der spezifizierten Werte liegen). Dazu wird eine Zugprüfeinrichtung verwendet, die eine flaschenzugähnliche Kabelaufnahme für eine Länge von etwa 100 m hat.

 
Zugfestigkeit

Querdruckfestigkeit

Beim Verlegen des LWL-Kabels treten nebst der Zugbeanspruchung teilweise auch massive Querdruckbelastungen auf. Die Grösse der Querdruckbelastung hängt vom Trassé (Art, Durchmesser, Belegungsgrad der Rohranlage etc.), der Einzugmethode und insbesondere vom Umlenkwinkel und dem Durchmesser der Umlenkrollen ab. Zur Simulation des Querdrucks wird eine Probe eines LWL-Kabels zwischen einer flachen Stahlgrundplatte und einer beweglichen Stahlplatte von 100 mm Länge gequetscht. Während der Belastung wird die maximale Dämpfungsänderung ermittelt. Die Belastung muss mindestens an 3 verschiedenen Stellen innerhalb von 500 mm Kabellänge wiederholt werden.
Entscheidender Prüfparameter nebst der Gesamtlast ist die Einwirkungsdauer.

Querdruckfestigkeit

Wiederholte Biegung

Ein weiterer wichtiger Parameter ist die Wechselbiegebelastung auf das LWL-Kabel während des Einzuges. Durch Umlenkungen oder Richtungsänderungen des Trassés ist das Kabel partiell ändernden Biegungen ausgesetzt. Zur überprüfung der Biegefestigkeit wird eine belastete Probe eines LWL-Kabels rückwärts und vorwärts über einen bestimmten Biegeradius um 180° gebogen. Während der Prüfung dürfen keine Faser oder Kabelmaterialien brechen.

Wiederholte Biegung

Torsion

Nebst Zug-, Querdruck- und Biege-Belastung muss das LWL-Kabel während der Verlegung auch Torsionskräften standhalten. Zur überprüfung wird eine Probe eines LWL-Kabels in einer Messaperatur mit einer festen und rotierenden Halterung mit einem Gewicht belastet. Die Probe wird nun um die eigene Achse durch Drehung um ±180° Torsionskräften ausgesetzt. Während der Prüfung dürfen an Faser- und Kabelmaterialien keine Brüche oder Risse auftreten.

Torsion

Schlagfestigkeit

Dieser Test simuliert den Fall schwerer Werkzeuge, Geräte oder Steine auf das Kabel. Beim Test fällt ein Hammer mit einem spezifizierten Radius, meist im Bereich um die 10 mm, auf das Kabel. Durch die Fallhöhe und dem Hammerschlag lässt sich die Schlagenergie leicht bestimmen. Als Testkriterium gilt die Anzahl der Schläge bis zum Faserbruch.

Schlagfestigkeit

Temperaturwechsel

Glasfaserkabel sind während ihrer Lebensdauer unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt. Bei Innenkabeln wird man relativ geringe, bei Aussenkabeln dagegen grössere änderungen der Umgebungstemperatur erwarten müssen. Für die abhängig vom Kabeltyp spezifizierten Temperaturbereiche darf sich das übertragungsverhalten der Glasfaser nur in einen geringen Bereich ändern. Zur Ermittlung des Temperaturverhaltens wird die Dämpfungsänderung als Funktion der Temperatur aufgezeichnet. Auf einer Trommel wird das Kabel in einem Temperaturschrank Temperaturzyklen unterworfen. Die beiden Kabelenden werden zur Dämpfungsmessung herausgeführt. Im spezifizierten Temperaturbereich soll die Dämpfungsänderung unter 0.1 dB/km liegen. Die Temperaturwechsel-Prüfung stellt neben der Zug- und Querdruck-Prüfung eine der wichtigsten Prüfungen zur Ermittlung der Kabel-Qualität dar. Insbesondere die Belastung eines LWL-Kabels mit mehreren Temperaturzyklen wiederspiegelt die Qualität der Kabelkonstruktion.

Temperaturwechsel

 

Längswasserdichtheit

Glasfaserkabel werden oft in relativ grossen Projektlängen (4-6 km) an einem Stück eingesetzt. Um bei Beschädigung die Ausbreitung von Wasser in der Kabelseele zu verhindern, sind Aussenkabel längswasserdicht konstruiert. Damit soll vermieden werden, dass Wasser die Kabelmaterialien, besonders die Faser und Muffen beschädigt oder zerstört. Bei einem Niveauunterschied bestünde ansonsten auch die Gefahr, dass Verteiler oder EDV Räume mit Wasser gefüllt würden. Zur überprüfung der Längswasserdichtheit stehen zwei Prüfmethoden zur Auswahl: Eine Wassersäule von 1 m Höhe wird entweder stirnseitig oder über den Umfang einer Kabelprobe angesetzt. Die stirnseitige Methode stellt die härteren Anforderungen an die Längswasserdichtheit eines Glasfaserkabels. Bestimmende Prüfkriterien sind die Zeitdauer der Prüfung und die maximale Ausbreitung des Wassers in der Kabelprobe.

Längswasserdichtheit Bild A

Längswasserdichtheit Bild B

 

 

 

 

 

 

Bilder und Texte mit freundlicher Genehmigung der Firma Dätwyler

 
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