淺談長輸管道附屬光纜施工質量的控制

楊偉

【摘要】油氣長輸管道為了實現站場快速通訊與管道自動化控制，通常在長輸管道安裝時同溝敷設光纜，使各站場的SCADA系統與調度控制中心間傳輸管道運行參數，下達調控指令。因此長輸管道附屬光纜施工質量直接關系到油氣長輸管道正常安全運行。

【關鍵詞】光纜;光纖;熔接損耗;線路傳輸損耗

On the long-distance pipeline subsidiary of cable construction quality control

Yang Wei

（Sinopec Sales South China BranchKunmingYunnan650000）

【Abstract】Oil and gas pipelines in order to achieve the Station rapid communications and pipeline automation control the laying of fiber optic cable， usually in long-distance pipeline installation in the same ditch， so that stations SCADA system and dispatch control center transmission pipeline operating parameters， issued a regulation instruction. Therefore， long-distance pipeline subsidiary of cable construction quality is directly related to oil and gas long-distance pipeline safe operation.

【Key words】Fiber optic cable;Fiber;Splice loss;Line transmission loss

1. 光導纖維基本工作原理

光纖是光導纖維的簡稱。光纖具有傳輸頻帶寬、通信容量大、損耗低、不受電磁干擾等優點，已經成為通信網絡中主要的傳輸媒介。它是用石英（SiO2）制成的橫截面很小（直徑0.125mm）的雙層同心圓柱體，里邊一層稱為纖芯，其折射率較大，外邊一層稱為包層，其折射率較小，光線以大于臨界角的入射角進入纖芯，光線在纖芯與包層界面上發生全反射，因而光線信號能在纖芯中遠距離傳輸。

2. 光導纖維在油氣長輸管道輸廣泛應用

隨著國民經濟高速發展對能源需求的快速增長，采用長輸管道輸送油氣資源，具有安全、快捷、成本低等優點。目前長輸管道采用同溝敷設通訊光纜線路，作為管道運行參數、調控指令的主要傳輸手段。利用傳輸平臺，把各站場的SCADA系統運行參數傳輸到調度控制中心，調度控制中心下達調控指令。光纜線路將SCADA控制系統組成一點對多點，在調度控制中心匯聚形成星形網絡。因此，通訊光纜線路成為長輸管道建設中重要的組成之一。

3. 光纜施工質量對信號傳輸質量的影響

光信號在光纖中傳輸時會產生損耗，這種損耗主要來自三個方面：一是光纖自身的品質;二是光纜敷設質量;三是光纖接頭處的熔接質量。

光纜一經確定，其光纖自身的傳輸損耗也基本確定，如兩根光纖的模場直徑不一致、光纖芯徑失配、纖芯截面不圓、纖芯與包層同心度不佳等。模場直徑不一致是影響光纖傳輸損耗的重要因素之一。在可能的條件下，應選用高品質的光纜。

光纜施工質量包括光纜敷設質量和光纖接頭處的熔接質量兩個方面。

相關標準對光纖傳輸損耗規定如下：每個熔接接頭損耗平均值應小于0.04dB;光纜線路損耗平均不大于0.24dB/Km。

4. 光纜敷設質量的控制

4.1在同一線路上盡量采用同一批次的光纜。因同一批次的光纜的模場直徑基本相同。光纖在某點斷開后，兩端間的模場直徑可視為一致，因而在此點斷開熔接可使模場直徑對光纖熔接損耗的影響程度降到最低。

4.2敷設光纜時須按A、B編號順序布放，即前盤光纜的B 端要和后一盤光纜的A 端相連，使熔接和傳輸損耗值降到最小。

4.3敷設光纜應嚴格執行光纜施工技術規程，從而避免光纜施工中光纖受損傷而導致傳輸損耗值的增大、甚至斷芯：

（1）在光纜敷設施工中，嚴禁發生光纜打小圈、彎折、扭曲等現象;執行“前走后跟，光纜上肩”的放纜方法，有效防止打背扣現象的發生。

（2）對光纜施加的牽引力不宜超過光纜允許值的80%，瞬間最大牽引力不超過100%;牽引力應加在光纜的加強件上，防止損傷光纜。因此，光纜熔接前應截去承受牽引固定位置一段光纜。

（3）按規程規定的接續點布纜，嚴禁隨意增加接續點。

5. 光纖接頭熔接質量的控制

光纖熔接就是用熔接機產生短暫的放電電孤，燒熔需連接的兩根光纖的端面使之連成一體，這種連接方法具有接頭性能穩定、接頭體積小、機械強度高等優點。光纖接續后光線傳輸到接頭處會產生一定的損耗量，因而稱之為熔接損耗或接續損耗。由于光纖熔接損耗影響著光纖線路傳輸損耗的容限及光纖線路無中繼放大傳輸距離等，因此要求光纖接頭處的熔接損耗要盡可能地小。

光纖的接續直接關系到工程的質量和壽命，保證光纖熔接質量的措施：

5.1對熔接人員技能水平的要求。

光纖接續人員必須經過專業技能培訓和專業技能考核，熟練掌握熔接技能、質量識別和判斷能力。

5.2熔接過程的控制。

接續人員應嚴格照按光纖熔接工藝規程進行接續。

（1）光纖接續部位及接續工具必須保持清潔干燥。制備光纖斷面時必須先擦拭后切割，采用棉紗沾無水酒精擦拭;盡量不要用棉花和普通含水酒精，因為棉花中的短纖維和酒精中的水分子，殘留在光纖斷面上會影響光纖熔接損耗值。endprint

（2）選用精度高的光纖端面切割器來制備光纖端面。切割的光纖端面應為平整的鏡面，無毛刺，無缺損;光纖端面的軸線傾角應小于1°;切割后光纖不得在多塵潮濕的環境中暴露時間過長;對OTDR 測試不到的熔接點（即OTDR 測試盲點）和光纖維護及搶修尤為重要。

（3）掌握正確的光纖端面制作要領。在制作光纖端面過程中，首先在剝出光纖涂覆層時，剝線鉗要與光纖軸線垂直，確保剝線鉗不刮傷光纖;在切割光纖時，要嚴格按照規程來操作，使用端面切割刀要做到切割長度準、動作快、用力巧，確保光纖是被崩斷的，而不是壓斷的;在取光纖的時候，要確保光纖不碰到任何物體，避免端面碰傷，這樣做出來的端面才是平滑的、合格的。

（4）光纖放入熔接機V型槽時，要特別注意控制兩根光纖纖芯不發生徑向偏移和軸向傾斜。

（5）按照工藝規程參數進行熔接。在顯示屏上監視熔接過程，觀察接頭是否有氣泡、缺口、折彎、徑向偏移等缺陷，如有缺陷需重新熔接。

（6）一個操作者熔接合格后，另一測試人員在光纖端頭用

OTDR 測試熔接點的熔接損耗值，不符合要求的應重新熔接。反復熔接次數以3～4 次為宜。多根光纖熔接損耗都較大時，可剪除一段光纜重新開纜熔接。由于光纖模場直徑的不同，如在同一處各個接頭的熔接損耗相差較大時，必須對光纖線路上每個接頭的熔接損耗值進行具體分析以確定該接頭是否需要重新熔接。

（7）封裝、裝盒應注意光纜進入接頭盒的一端或兩端必須固定牢靠。以免掛放或埋設接頭盒時因光纜扭轉而導致接頭盒內光纖接頭位置錯動使接頭處的損耗測量值增大。

5.3設備、儀器和工具的控制。

正確選擇和使用熔接機是降低光纖接續損耗的重要措施之一。要選用適合在野外作業的熔接機進行光纖熔接。在施工之前要進行校準、試熔接、檢驗，符合質量要求后，才能用于現場施工。

在使用中和使用后及時去除熔接機上的灰塵，特別是清除夾具、各鏡面和V 型槽內的粉塵和光纖碎末。熔接機使用完畢后須除去機器上的灰塵，在潮濕環境中使用還須對其做防潮處理。使用時間較長的熔接機電極上面會有一層灰垢導致放電電流偏大而使熔接損耗值增大，此時可拆下電極用酒精棉輕輕擦拭后再裝到熔接機上并放電清洗一次，若多次清洗后放電電流仍偏大則須重新更換電極。

5.4熔接工藝參數控制。

根據光纖類型設置熔接參數。如預放電電流、時間及主放電電流、時間等。每次使用前應使熔接機在熔接環境中放置至少15 min，特別是放置在與工作環境條件差別較大的地方（如冬天的室內與室外），根據當時的氣壓、溫度、濕度等情況，重新設置熔接參數。

5.5光纜熔接施工環境控制。

長輸管道光纜施工都是在野外進行，而使用的是精準度很高的設備儀器，它們對工作環境（如溫度、濕度、灰塵等）要求很高。必須采取有效的防護措施，保證設備儀器正常運行，才能保證熔接質量及熔接損耗值測試數據的準確性。

通常在工程車或小型帳篷內進行光纖熔接和測試。當濕度較大時，在工程車或小型帳篷內設置熱吹風機或電加熱器，降低局部環境的濕度。因為在非常潮濕天氣進行光纜熔接，熔接損耗值增大3～4倍。

6. 結束語

長期以來，人們一直把光纜接續看作光纖施工領域中的“黑色藝術”，對光纜施工人員技能要求和設備要求都較高。要提高光纖線路信號的傳輸質量就必須降低傳輸損耗，光纖接頭的熔接損耗影響著光纖線路的傳輸損耗。通過對影響光纖傳輸損耗的各種因素采取有效措施，就能最大限度地降低光纖傳輸損耗，保證和提高光纖線路信號傳輸質量，從而保證長輸管道正常安全運行。endprint