高速动车组光纤测试和清洁技术研究

杨硕　文强　陈艳鑫

【摘要】 文章阐述了高速在动车组在车辆已完成整列编组并且处于不通电状态时，对车上终端装置、中央装置、牵引变流器以及制动控制装置等设备的光纤连接器的光学性能测试的基本方法、技术要求和注意事项，以及光纤损耗超标时对光纤端面的清洁方式，并介绍了一些光纤测试设备仪器的特点和使用方法。

【关键词】 动车组 光纤连接器 光纤衰减

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

光纤，具有传输容量大、传输速度快、抗干扰性强等特点[1]，已在动车组上应用，主要用于终端监控装置，中央装置，牵引变流器和制动装置等设备的数据传输。为保证结构安全和使用可靠性，光纤及连接器的质量需符合国际铁路有关标准[2]，以及相应环境保护标准的要求。目前各种电器设备使用的光纤连接器有很多型号及种类，而对应的使用及检测方法也各不相同[3，4]。根据动车组技术要求，动车组贯通光纤的衰减量为1.5dB以下，监控终端到牵引变流器和制动控制装置之间的光纤衰减量为2.6dB以下，车端电连接器侧接触损耗在3dB以下，LJB侧接触损耗在1dB以下。因此在动车组整列编组后，需根据光纤技术协议的要求进行光纤衰减量测定，测试光纤是否满足要求。

二、光纤测试

2.1 测试设备及使用注意事项

2.1.1 激光光源

激光光源设备用于在光纤测试中提供特定波长的电光源，设备见图1所示。在使用中应注意，切勿用眼睛直视，以免高辐射亮度激光伤害眼睛，并小心由于碰撞、跌落等损伤仪器。设备的光发射插座应注意保护，防止硬物、脏物触及。使用完毕后应盖好发光插座护盖并包装好，放在通风干燥的室内贮存。

2.1.2 光功率计

光功率计是用来测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗量的一种设备，测量结果可以以对数（单位dBm）和线性（单位W）显示，并可进行相对和绝对测量，设备见图2所示。在使用中应注意，如果被测试的入射光纤带有标准FC型插头则可直接插入光输入插座，但要注意输入光的强度和波长，避免光功率太大而损坏光电管。顶部的光耦合器应注意保护，防止硬物、脏物触及，使用完毕后及时盖好护盖，并将仪器包装好，放在通风干燥的室内贮存。

2.1.3 光纤显微镜

光纤显微镜是专用于检查光纤端面由于灰尘、擦伤、光纤连接器端的环氧树脂等引起的污染的专用精密仪器，如图3所示。在使用时应结合仪器的使用说明书，并应注意，切勿直视光学输出连接器内部，避免有害辐射损伤眼睛。使用完毕后用玻璃清洁剂和不掉毛的软布清洁LCD显示屏，用沾湿清水或温和清洁剂的软布清洁显示器和探头，切勿使用溶剂或腐蚀性擦洗剂。将仪器包装好贮存。

2.2 測试前准备

2.2.1 仪器检查

试验前首先应对所用的各个仪器进行检查，检查激光光源和光功率计的状态，并确认均处于计量有效期内。

2.2.2 校准光功率计

（1）打开激光光源发射器的输出端盖和光功率器的输入端盖。将测试光纤一端连接器上的定位槽对准激光光源发射器的定位卡，另一端连接器上的定位槽对准光功率计的光耦合管的定位卡，两端对正连接，严禁倾斜插入。（2）光功率计有850nm、1310nm、1550nm三个波长的校准点。选取相同的光波长（1310nm），在光功率计LCD屏读取激光光源发生器对测试光纤的衰减值，记录完毕后，将光功率计清零，确认显示屏上显示0.00dB。

2.3 测试方法

2.3.1 连接光纤连接器和测量设备

按照2.2.2中的步骤分别连接两设备之间（例如监控中央装置和监控终端装置之间、LJB1和LJB2之间）光纤连接器和测试设备光纤耦合器。

2.3.2 测量记录光纤衰减值

（1）选取相同发射和接收的波长（根据动车组调试要领书规定，贯通光纤选取1310nm，设备之间的光纤选取850nm），在光功率计LCD屏读取数值并记录。（2）测量完毕后，恢复监控中央装置和监控终端装置的光纤连接，直至紧固。在光纤连接器可观察到的侧面用1.5mm油性记号笔涂打防松标记，自检人员涂打黑色标记，互检人员涂打红色标记。

三、光纤清洁

对于经过测定后发现衰减量超标的光纤，首先用光纤显微镜检查光纤端面。如果经检查确认端面有污染物，则需要先进行清洁并检查确认合格后才能插入连接器使用。

光纤端面的清洁方法主要有以下三种。

1、用清洁带清洁。（1）将清洁带表面的塑料封皮小心撕掉，滴适量清洁剂至清洁带上的开始清洁处；（2）、将光纤连接器端面贴紧清洁带，按照“Z”字形方向，从清洁带上的清洁剂处向干处擦拭，如图4所示。（3）反复擦拭几次，待连接器上的清洁剂挥发后，检查端面确保完全清洁。若仍有灰尘等，则取用新的清洁带按上述步骤再次清洁，直至端面完全清洁。

2、用清洁棉布清洁。（1）抽取清洁棉布，将适量清洁剂滴至清洁棉布上的左上角开始清洁处；（2）将光纤连接器端面贴紧清洁带，按照一个方向从清洁棉布有清洁剂处向干处轻轻擦拭端面，如图5所示。（3）反复擦拭几次，待连接器上的清洁剂挥发后，检查端面确保完全清洁。若仍有灰尘等，则取用新的清洁棉布按上述步骤再次清洁，直至端面完全清洁。

3、用棉签清洁端口内侧。（1）取普通棉签，蘸取适量清洁剂。为防止蘸取过多，可将清洁剂先滴在清洁棉布上，再用棉签蘸取；（2）将带清洁剂的棉签插入光纤连接器端口内，沿连接器内壁轻轻地转动几下，用干燥的棉签将多余的清洁剂吸取干净；（3）待连接器上的清洁剂挥发后，检查端面确保完全清洁。若仍有灰尘等，则按上述步骤再次清洁，直至端面完全清洁。

四、注意事项

（1）试验前先确认线路和设备无电，严禁带电拔、插连接器和用电器件；（2）在测量过程中用手托住拆卸下的光纤连接器，严禁光纤弯曲和自然垂吊；（3）严禁对光纤损伤、烧伤、弯曲、冲击、踩压、拉伸等操作；（4）单芯光缆要求60mm以上弯曲半径，4芯光纤要求150mm以上的弯曲半径，在拆卸及恢复光纤的过程中要注意满足要求。

五、结语

通过对动车组编组后光纤的测试，能提前准确的检查光纤是否符合要求，并对有故障的光纤进行清洁处理，确保各设备数据传输的及时和精确，保证动车组运行的安全性和可靠性。

参 考 文 献

[1] 邓华秋，邱东来. 光纤端面污染的清洁[J]. 光通信技术，2008，7：45～47

[2] GB/T 14137-1993 光纤机械式固定接头插入损耗测试方法[S].

[3] 杨树东. 怎样维护光纤连接器[J]. 有线电视技术，2005，17：90～91

[4] 潘莹玉，郭晓凯. 光纤连接器及其使用维护[J]. 电力系统通信，2005，26（152）：71～74