IEC 60794-1-1112023 光纤电缆.第1-111部分总规范.基本光缆试验程序.机械试验方法.弯曲 方法E11标准立项发展报告

光纤电缆第1-111部分：总规范基本光缆试验程序机械试验方法弯曲方法E11标准立项发展报告标准编号：IEC60794-1-111:2023英文标题：StandardizationDevelopmentReport:OpticalFibreCables–Part1-111:GenericSpecification–BasicOpticalCableTestProcedures–MechanicalTestsMethods–Bend,MethodE11摘要关键词：光纤电缆；IEC60794；机械试验；弯曲性能；试验方法；国际标准；光缆可靠性Keywords:OpticalFibreCables;IEC60794;MechanicalTests;BendPerformance;TestMethods;InternationalStandard;CableReliability1引言1.1标准化背景光纤通信技术自20世纪70年代商用化以来，已深刻改变了全球信息传输的格局。随着社会信息化程度的不断提高，光纤光缆作为信息传输的核心载体，其应用领域已从传统的电信网络逐步拓展至数据中心互联、智能电网、轨道交通、油气管道监测、海底通信及光纤传感等众多行业。据统计，截至2023年底，全球光纤光缆年需求量已超过5.5亿芯公里，市场规模持续扩大。然而，光缆产品在制造、运输、敷设和运行过程中不可避免地会受到弯曲、拉伸、扭转、冲击等机械应力的作用。其中，弯曲应力是导致光缆中光纤宏弯损耗增加、机械强度下降乃至断裂失效的主要因素之一。不同类型的光缆（如室内软光缆、室外铠装光缆、引入光缆、海底光缆等）由于其结构设计和使用环境的差异，对弯曲性能的要求也各不相同。因此，建立一套统一、科学、可重复性强的光缆弯曲试验方法标准，对于光缆产品设计验证、质量控制、工程验收及国际贸易中的技术互认具有至关重要的意义。1.2标准体系概述IEC60794系列标准是国际电工委员会（IEC）下设的"光纤光缆"技术委员会（TC86）及其分技术委员会SC86A（光纤和光缆）制定的关于光纤光缆产品的核心标准族。该系列标准采用分层结构，包括总规范（GenericSpecification）、分规范（SectionalSpecification）和详细规范（DetailSpecification）等不同层级。其中，IEC60794-1为总规范，规定了适用于各类光缆的共同要求和基本试验程序；IEC60794-2、IEC60794-3等则分别针对室内光缆、室外光缆等特定类型光缆提出补充要求。IEC60794-1-1xx系列文件专门针对光缆的基本试验程序进行规定，涵盖机械试验、环境试验、电气试验和传输试验等各类测试方法。其中，机械试验方法部分逐一规定了拉伸、压扁、冲击、反复弯曲、扭转、弯曲（Bend）、弯折（Kink）等各项力学性能的测试程序。本次立项的IEC60794-1-111:2023正是该系列中"弯曲，方法E11"的专项试验方法标准。1.3标准立项的必要性在IEC60794-1-111:2023发布之前，光缆弯曲试验方法在全球范围内存在多种版本和不同做法。不同国家、不同制造商之间在试验装置参数（如弯曲芯轴直径、绕圈数、施加张力等）、试验条件及结果判定准则方面存在差异，导致同一光缆产品在不同实验室的测试结果可能缺乏可比性。这种不一致不仅增加了光缆制造商的产品测试成本，也给国际贸易中的质量验收带来了障碍。此外，随着新型光缆结构（如超小弯曲半径光缆、空芯光纤等）的不断涌现，原有的弯曲试验方法已难以全面覆盖新产品的验证需求。因此，国际电工委员会TC86/SC86A根据产业发展需要，适时对弯曲试验方法标准进行了系统修订和升级，以满足技术进步和市场发展的双重需求。2标准编制过程2.1标准立项与起草阶段IEC60794-1-111:2023的编制工作由IECTC86/SC86A（光纤和光缆分技术委员会）下设的WG1工作组（光纤光缆总规范工作组）具体负责。该标准的编制工作自2019年前后正式启动，经过多轮国际范围内的意见征集和技术讨论，历时约四年时间完成。在标准起草过程中，WG1工作组广泛征集了来自中国、日本、德国、美国、法国、英国、韩国等主要光缆生产和使用国家的技术专家的意见和建议。各成员国通过国家委员会（NationalCommittee）渠道对标准草案提出修改意见，工作组逐条进行了讨论和评审。针对弯曲试验装置的几何尺寸、试验参数的设定依据、试验结果的判定准则等关键技术问题，工作组组织了多次国际间的循环比对试验（RoundRobinTest），以验证不同实验室间试验结果的一致性和可重复性。2.2标准审议与批准阶段2022年底，IEC60794-1-111标准草案（CDV阶段文件）在SC86A范围内进行投票表决，获得高票通过。随后，标准最终草案（FDIS文件）于2023年上半年提交各成员国进行最终投票。投票过程中，各成员国对标准文本的技术内容、编写格式及表述准确性进行了最后审查。2023年9月19日，该标准经IEC正式批准发布，标准编号为IEC60794-1-111:2023，正式成为IEC60794系列标准家族中的一员。2.3与前一版本的主要变化相较于此前版本（IEC60794-1-2:2021中涉及的弯曲试验方法部分内容），IEC60794-1-111:2023进行了以下主要技术修订：（1）对弯曲试验装置的芯轴直径系列进行了优化调整，增加了适应超小弯曲半径光缆测试需求的较小芯轴直径规格；（2）明确了弯曲试验中施加于光缆上的张力负荷的选择原则，规定了不同光缆类型对应的默认张力值及允许偏差范围；（3）增加了试验期间和试验后光纤衰减变化的测量方法和接受准则，与IEC61280-4系列标准保持一致性；（4）补充了针对光纤带光缆（FiberRibbonCable）等特殊结构光缆的弯曲试验特殊要求和注意事项；（5）完善了试验报告中应包含的信息要素，加强了与其他IEC60794标准文件之间的协调性和引用一致性。3标准主要内容3.1标准范围IEC60794-1-111:2023规定了光缆弯曲机械试验方法E11的试验程序，适用于所有类型的通信光缆，包括但不限于室内光缆、室外光缆、引入光缆、数据中心用光缆及特种应用光缆。该标准适用于光缆成品的弯曲性能测试，也可根据需要用于光缆中已分离元件（如松套管、填充绳等）的弯曲性能评价。需要特别说明的是，该标准所述"弯曲（Bend）"试验方法旨在评估光缆在承受规定弯曲半径和弯曲角度条件下的结构完整性和光学传输性能保持能力。该方法与IEC60794-1-111中所述的"弯折（Kink）"试验（即更严苛的小半径弯折试验）在试验装置和判定准则上有所区别，两者互为补充，共同构成对光缆弯曲性能的全面评价体系。3.2规范性引用文件该标准在实施过程中引用了以下关键规范性文件：-IEC60794-1-1：光纤电缆——第1-1部分：总规范——一般要求-IEC60794-1-2：光纤电缆——第1-2部分：总规范——基本光缆试验程序总则-IEC60793-1-1：光纤——第1-1部分：测量方法和试验程序——总则-IEC61280-4-1：光纤通信子系统试验程序——第4-1部分：光缆链路——单模光纤光缆的衰减测量-IEC61300-3-x系列：光纤互连器件和无源元件——基本试验和测量程序——第3部分：检查和测量3.3术语和定义该标准对以下关键术语进行了定义：（1）弯曲直径（BendDiameter）：光缆试样在弯曲试验过程中其中心轴线所形成圆弧的直径。（2）芯轴（Mandrel）：用于支撑和引导光缆试样弯曲的圆柱形构件，其外径决定了光缆试样所承受的弯曲程度。（3）弯曲圈数（NumberofTurns）：光缆试样绕芯轴缠绕的完整圈数。（4）施加张力（AppliedTension）：在弯曲试验过程中，为使光缆试样紧贴芯轴表面而施加的轴向拉力。（5）宏弯损耗（MacrobendingLoss）：光缆因受弯曲作用引起的光纤传输损耗增加量。3.4试验原理弯曲试验的基本原理是将规定长度的光缆试样绕规定直径的芯轴缠绕规定的圈数，同时在试样两端施加规定的张力，使光缆在受控条件下承受弯曲应力。在缠绕过程中和解除缠绕后，分别测量光缆中光纤的传输衰减变化，以评估光缆结构在弯曲应力作用下的稳定性和光纤的保护效果。试验的核心逻辑在于：通过在规定的严苛弯曲条件下对光缆施加应力，模拟光缆在实际安装和使用过程中可能遇到的最不利弯曲工况（如管道转弯处、接头盒内盘纤、墙角敷设等），从而验证光缆设计裕度是否满足应用要求。3.5试验装置标准对试验装置的组成和技术要求作出了如下规定：（1）芯轴：采用表面光滑、无毛刺的金属或其他刚性材料制成，芯轴直径系列包括但不限于5D、10D、15D、20D、30D等规格（D为光缆标称外径），具体选用何种规格由相关光缆标准或供需双方协商确定。芯轴应具有足够的刚度和同轴度，确保在试验过程中不发生显著变形。（2）张力施加装置：能够对光缆试样施加规定的轴向张力，张力施加应平稳、连续、无冲击。张力精度应控制在设定值的±3%以内。（3）衰减测量装置：可采用光时域反射仪（OTDR）或光功率计与稳定光源组合方式，测量波长应优先选用光缆设计工作波长（对于G.652型常规单模光纤，通常为1310nm和1550nm双波长）。（4）导向轮：用于引导光缆从张力装置平滑过渡至芯轴表面，减少光缆在入口和出口处产生附加应力集中。（5）圈数计数器：精确记录光缆缠绕芯轴的圈数，精度不低于±0.25圈。3.6试样准备试样的制备应遵循以下要求：（1）试样应从成品光缆上截取，截取位置距离光缆端部应不少于2m，以确保试样不受光缆端部处理的影响。（2）试样长度应能满足试验所需的缠绕圈数要求，同时保证两端有足够的余量用于连接张力装置和衰减测量装置。一般情况下，建议试样总长度不小于5m（不包括两端用于连接和夹持的部分）。（3）试样两端应进行适当的端部制备（如剥除护套、清洁光纤端面等），以保证衰减测量的准确性。（4）试样在安装到试验装置之前，应在试验室环境条件下（温度23℃±5℃，相对湿度45%~75%）至少进行24小时的状态调节。3.7试验步骤标准规定的试验步骤如下：步骤一：初始衰减测量。将试样按照正常状态平直放置，测量光缆中全部光纤在指定波长下的初始衰减值，记录为基准值。步骤二：试样安装。将试样的一端固定于张力施加装置的夹持端，另一端绕过导向轮和芯轴，并通过导向轮连接至另一端的张力装置。确认试样的弯曲方向符合试验要求（通常为光缆自然弯曲方向或由产品标准规定的方向）。步骤三：施加张力。启动张力施加装置，缓慢而平稳地将张力加载至规定的设定值。张力加载过程中应监测光缆试样的状态，确保无异常扭转或扭曲。步骤四：缠绕弯曲。保持张力稳定的同时，通过旋转芯轴或移动芯轴位置，使光缆试样紧密、均匀地缠绕在芯轴表面，直至达到规定的圈数。缠绕过程中应保证相邻圈之间紧密接触、无重叠或间隙。缠绕完成后，在保持张力条件下维持规定的保持时间（通常为1分钟）。步骤五：缠绕状态下的衰减测量。保持张力并保持缠绕状态，测量光缆中各光纤的传输衰减，记录为缠绕状态衰减值。步骤六：解除缠绕。缓慢释放张力，按相反方向旋转芯轴使光缆试样从芯轴上平稳退绕，退绕过程中避免试样发生急剧弹跳或扭曲。步骤七：恢复后衰减测量。将试样重新呈平直状态放置，静置规定的恢复时间（通常为不少于5分钟），再次测量光纤的传输衰减，记录为恢复后衰减值。3.8试验结果的计算与判定根据标准规定，试验结果按以下方式进行计算和评定：缠绕附加衰减（AdditionalAttenuationduringWinding）：将步骤五测得的缠绕状态衰减值减去步骤一测得的初始衰减值，即为光缆在弯曲状态下的附加衰减。该值应不超过相关光缆产品标准或采购合同规定的允许值。残余衰减（ResidualAttenuation）：将步骤七测得的恢复后衰减值减去步骤一测得的初始衰减值，即为光缆经过弯曲试验后的残余衰减。残余衰减应不超过规定值，通常要求不大于0.05dB（对于单模光纤，在1550nm波长下）。合格判定：如果试样中所有光纤的缠绕附加衰减和残余衰减均在允许范围内，且试样外观检查无异常（如护套破裂、加强件外露、明显永久变形等），则判定该光缆试样通过弯曲试验。如有任一光纤的衰减值超出允许范围或试样出现结构损坏，则判定为不合格。需要说明的是，对于多芯光缆，应对全部光纤均进行衰减监测。对于芯数较多（如超过144芯）的光缆，如抽样方案另有规定，可按相关产品标准的规定执行。3.9试验报告标准规定，试验报告应包含但不限于以下信息要素：-光缆的完整标识信息（型号、制造商、批号等）；-试样编号及取样位置说明；-试验环境条件（温度、相对湿度）；-芯轴直径、弯曲圈数、施加张力、保持时间等关键试验参数；-测量波长及测量仪器信息；-初始衰减值、缠绕状态衰减值、恢复后衰减值；-缠绕附加衰减和残余衰减的计算结果；-试样外观检查结果；-判定结论；-试验日期、试验人员签字及其他必要的说明事项。4标准应用与影响分析4.1对光缆产品设计验证的意义IEC60794-1-111:2023为光缆产品设计阶段的弯曲性能验证提供了统一、规范的技术依据。光缆设计人员可以依据该标准规定的试验方法，在样品试制阶段即对光缆的抗弯曲性能进行全面评价，从而在光缆结构设计（如松套管壁厚选择、加强件布置方式、护套材料选型等）阶段形成可靠的数据支撑。这对于近年来快速发展的超小弯曲半径光缆（如G.657.A2/B2型光纤应用的室内引入光缆）的设计优化尤为关键。4.2对光缆制造质量控制的支撑作用在该标准的统一框架下，光缆制造商可以在生产过程中建立规范化的弯曲性能在线或离线检测程序，从而实现产品质量的稳定控制和一致性保障。同时，标准中规定的循环比对试验方法也为制造商之间