高速動車組光纖測試和清潔技術(shù)研究

楊碩　文強(qiáng)　陳艷鑫

【摘要】 文章闡述了高速在動車組在車輛已完成整列編組并且處于不通電狀態(tài)時，對車上終端裝置、中央裝置、牽引變流器以及制動控制裝置等設(shè)備的光纖連接器的光學(xué)性能測試的基本方法、技術(shù)要求和注意事項，以及光纖損耗超標(biāo)時對光纖端面的清潔方式，并介紹了一些光纖測試設(shè)備儀器的特點(diǎn)和使用方法。

【關(guān)鍵詞】 動車組 光纖連接器 光纖衰減

Abstract： The paper expounds the basic method， the technical requirement and some announcements of optical performance testing to the fiber connector of the electrical devices such as the terminal device， the center device and the brake control unit， while the EMU is on marshalling condition and without power. The method of cleaning the fiber end is provided while the fiber loss is overproof. Characteristic and using method of the testing device is introduced.

Key Words： EMU； fiber connector； fiber loss

一、引言

光纖，具有傳輸容量大、傳輸速度快、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)[1]，已在動車組上應(yīng)用，主要用于終端監(jiān)控裝置，中央裝置，牽引變流器和制動裝置等設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸。為保證結(jié)構(gòu)安全和使用可靠性，光纖及連接器的質(zhì)量需符合國際鐵路有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[2]，以及相應(yīng)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。目前各種電器設(shè)備使用的光纖連接器有很多型號及種類，而對應(yīng)的使用及檢測方法也各不相同[3，4]。根據(jù)動車組技術(shù)要求，動車組貫通光纖的衰減量為1.5dB以下，監(jiān)控終端到牽引變流器和制動控制裝置之間的光纖衰減量為2.6dB以下，車端電連接器側(cè)接觸損耗在3dB以下，LJB側(cè)接觸損耗在1dB以下。因此在動車組整列編組后，需根據(jù)光纖技術(shù)協(xié)議的要求進(jìn)行光纖衰減量測定，測試光纖是否滿足要求。

二、光纖測試

2.1 測試設(shè)備及使用注意事項

2.1.1 激光光源

激光光源設(shè)備用于在光纖測試中提供特定波長的電光源，設(shè)備見圖1所示。在使用中應(yīng)注意，切勿用眼睛直視，以免高輻射亮度激光傷害眼睛，并小心由于碰撞、跌落等損傷儀器。設(shè)備的光發(fā)射插座應(yīng)注意保護(hù)，防止硬物、臟物觸及。使用完畢后應(yīng)蓋好發(fā)光插座護(hù)蓋并包裝好，放在通風(fēng)干燥的室內(nèi)貯存。

2.1.2 光功率計

光功率計是用來測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗量的一種設(shè)備，測量結(jié)果可以以對數(shù)（單位dBm）和線性（單位W）顯示，并可進(jìn)行相對和絕對測量，設(shè)備見圖2所示。在使用中應(yīng)注意，如果被測試的入射光纖帶有標(biāo)準(zhǔn)FC型插頭則可直接插入光輸入插座，但要注意輸入光的強(qiáng)度和波長，避免光功率太大而損壞光電管。頂部的光耦合器應(yīng)注意保護(hù)，防止硬物、臟物觸及，使用完畢后及時蓋好護(hù)蓋，并將儀器包裝好，放在通風(fēng)干燥的室內(nèi)貯存。

2.1.3 光纖顯微鏡

光纖顯微鏡是專用于檢查光纖端面由于灰塵、擦傷、光纖連接器端的環(huán)氧樹脂等引起的污染的專用精密儀器，如圖3所示。在使用時應(yīng)結(jié)合儀器的使用說明書，并應(yīng)注意，切勿直視光學(xué)輸出連接器內(nèi)部，避免有害輻射損傷眼睛。使用完畢后用玻璃清潔劑和不掉毛的軟布清潔LCD顯示屏，用沾濕清水或溫和清潔劑的軟布清潔顯示器和探頭，切勿使用溶劑或腐蝕性擦洗劑。將儀器包裝好貯存。

2.2 測試前準(zhǔn)備

2.2.1 儀器檢查

試驗前首先應(yīng)對所用的各個儀器進(jìn)行檢查，檢查激光光源和光功率計的狀態(tài)，并確認(rèn)均處于計量有效期內(nèi)。

2.2.2 校準(zhǔn)光功率計

（1）打開激光光源發(fā)射器的輸出端蓋和光功率器的輸入端蓋。將測試光纖一端連接器上的定位槽對準(zhǔn)激光光源發(fā)射器的定位卡，另一端連接器上的定位槽對準(zhǔn)光功率計的光耦合管的定位卡，兩端對正連接，嚴(yán)禁傾斜插入。（2）光功率計有850nm、1310nm、1550nm三個波長的校準(zhǔn)點(diǎn)。選取相同的光波長（1310nm），在光功率計LCD屏讀取激光光源發(fā)生器對測試光纖的衰減值，記錄完畢后，將光功率計清零，確認(rèn)顯示屏上顯示0.00dB。

2.3 測試方法

2.3.1 連接光纖連接器和測量設(shè)備

按照2.2.2中的步驟分別連接兩設(shè)備之間（例如監(jiān)控中央裝置和監(jiān)控終端裝置之間、LJB1和LJB2之間）光纖連接器和測試設(shè)備光纖耦合器。

2.3.2 測量記錄光纖衰減值

（1）選取相同發(fā)射和接收的波長（根據(jù)動車組調(diào)試要領(lǐng)書規(guī)定，貫通光纖選取1310nm，設(shè)備之間的光纖選取850nm），在光功率計LCD屏讀取數(shù)值并記錄。（2）測量完畢后，恢復(fù)監(jiān)控中央裝置和監(jiān)控終端裝置的光纖連接，直至緊固。在光纖連接器可觀察到的側(cè)面用1.5mm油性記號筆涂打防松標(biāo)記，自檢人員涂打黑色標(biāo)記，互檢人員涂打紅色標(biāo)記。

三、光纖清潔

對于經(jīng)過測定后發(fā)現(xiàn)衰減量超標(biāo)的光纖，首先用光纖顯微鏡檢查光纖端面。如果經(jīng)檢查確認(rèn)端面有污染物，則需要先進(jìn)行清潔并檢查確認(rèn)合格后才能插入連接器使用。

光纖端面的清潔方法主要有以下三種。

1、用清潔帶清潔。（1）將清潔帶表面的塑料封皮小心撕掉，滴適量清潔劑至清潔帶上的開始清潔處；（2）、將光纖連接器端面貼緊清潔帶，按照“Z”字形方向，從清潔帶上的清潔劑處向干處擦拭，如圖4所示。（3）反復(fù)擦拭幾次，待連接器上的清潔劑揮發(fā)后，檢查端面確保完全清潔。若仍有灰塵等，則取用新的清潔帶按上述步驟再次清潔，直至端面完全清潔。

2、用清潔棉布清潔。（1）抽取清潔棉布，將適量清潔劑滴至清潔棉布上的左上角開始清潔處；（2）將光纖連接器端面貼緊清潔帶，按照一個方向從清潔棉布有清潔劑處向干處輕輕擦拭端面，如圖5所示。（3）反復(fù)擦拭幾次，待連接器上的清潔劑揮發(fā)后，檢查端面確保完全清潔。若仍有灰塵等，則取用新的清潔棉布按上述步驟再次清潔，直至端面完全清潔。

3、用棉簽清潔端口內(nèi)側(cè)。（1）取普通棉簽，蘸取適量清潔劑。為防止蘸取過多，可將清潔劑先滴在清潔棉布上，再用棉簽蘸?。唬?）將帶清潔劑的棉簽插入光纖連接器端口內(nèi)，沿連接器內(nèi)壁輕輕地轉(zhuǎn)動幾下，用干燥的棉簽將多余的清潔劑吸取干凈；（3）待連接器上的清潔劑揮發(fā)后，檢查端面確保完全清潔。若仍有灰塵等，則按上述步驟再次清潔，直至端面完全清潔。

四、注意事項

（1）試驗前先確認(rèn)線路和設(shè)備無電，嚴(yán)禁帶電拔、插連接器和用電器件；（2）在測量過程中用手托住拆卸下的光纖連接器，嚴(yán)禁光纖彎曲和自然垂吊；（3）嚴(yán)禁對光纖損傷、燒傷、彎曲、沖擊、踩壓、拉伸等操作；（4）單芯光纜要求60mm以上彎曲半徑，4芯光纖要求150mm以上的彎曲半徑，在拆卸及恢復(fù)光纖的過程中要注意滿足要求。

五、結(jié)語

通過對動車組編組后光纖的測試，能提前準(zhǔn)確的檢查光纖是否符合要求，并對有故障的光纖進(jìn)行清潔處理，確保各設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r和精確，保證動車組運(yùn)行的安全性和可靠性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 鄧華秋，邱東來. 光纖端面污染的清潔[J]. 光通信技術(shù)，2008，7：45～47

[2] GB/T 14137-1993 光纖機(jī)械式固定接頭插入損耗測試方法[S].

[3] 楊樹東. 怎樣維護(hù)光纖連接器[J]. 有線電視技術(shù)，2005，17：90～91

[4] 潘瑩玉，郭曉凱. 光纖連接器及其使用維護(hù)[J]. 電力系統(tǒng)通信，2005，26（152）：71～74