Аннотация: Преимущества волоконно-оптических кабелей приводят к постоянному расширению их применения в сфере связи. Для адаптации к различным условиям эксплуатации в процессе проектирования волоконно-оптического кабеля обычно добавляют соответствующее усиление, отвечающее различным потребностям. В данной статье в основном рассматриваются преимущества стекловолоконной нити (т.е. стекловолоконной пряжи) в качестве армирующего материала для волоконно-оптических кабелей, кратко описывается структура и характеристики волоконно-оптического кабеля, армированного стекловолоконной нитью, а также кратко анализируются трудности, связанные с использованием стекловолоконной нити.
Ключевые слова: армирование, стекловолоконная пряжа
1. Описание предыстории
Зарождение и развитие волоконно-оптической связи стало важной революцией в истории телекоммуникаций. Волоконно-оптическая связь изменила традиционные способы связи, сделав возможной высокоскоростную и высокоскоростную передачу данных без каких-либо магнитных помех. Благодаря непрерывному развитию волоконно-оптических кабелей и коммуникационных технологий, волоконно-оптическая связь также значительно усовершенствовалась. Все преимущества волоконно-оптических кабелей постоянно расширяют сферу их применения в области связи. В настоящее время, благодаря быстрому развитию и широкому спектру применения, волоконно-оптические кабели проникли в различные области проводной связи и стали основным способом связи в современном мире, оказывая все более глубокое влияние на общественную жизнь.
2. Применение наиболее распространенных и типов армирования.
Для адаптации к различным условиям эксплуатации в процессе проектирования кабеля обычно добавляется соответствующее усиление, или же структура кабеля изменяется в соответствии с различными потребностями. Армирование волоконно-оптических кабелей можно разделить на металлическое и неметаллическое. Основные металлические армирующие элементы — это стальная проволока различных размеров, алюминиевая лента и т. д., неметаллические армирующие элементы — это в основном FRP, KFRP, водостойкая лента, арамид, обвязочная нить, стекловолоконная нить и т. д. Благодаря высокой твердости и прочности металлическое армирование в основном используется в строительстве и эксплуатации в условиях высоких требований к осевому растяжению, таких как наружная прокладка воздушных линий и трубопроводов, прямая прокладка в грунт и другие случаи. Неметаллические армирующие элементы, благодаря своему разнообразию, выполняют различные функции. Поскольку неметаллическое армирование относительно мягкое и имеет меньшую прочность на растяжение, чем металлическое, его можно использовать внутри помещений, в зданиях, между этажами или прикреплять к волоконно-оптическим кабелям с металлическим армированием при наличии особых потребностей. Для некоторых особых условий эксплуатации, таких как упомянутая выше среда, подверженная воздействию грызунов, необходимы специальные армирующие элементы, способные выдерживать не только требуемые осевые и боковые напряжения, но и дополнительные характеристики, например, устойчивость к грызению. В данной статье рассматривается применение стекловолоконной пряжи в качестве армирующего материала в радиочастотном вытягивающем кабеле, трубчатом кабеле типа «бабочка» и кабеле, защищенном от грызунов.
3. Стекловолоконная пряжа и её преимущества
Стекловолокно — это новый тип конструкционного материала, обладающий негорючестью, коррозионной стойкостью, термостойкостью, влагопоглощением, эластичностью и другими превосходными свойствами, а также электрическими, механическими, химическими и оптическими характеристиками, поэтому оно широко используется в различных отраслях промышленности. Стекловолоконная пряжа делится на два типа: нескрученная и скрученная, которая обычно используется для производства волоконно-оптических кабелей.
Использование стекловолоконной нити в качестве армирующего материала для оптоволоконных кабелей имеет следующие преимущества:
(1) В случае требований к прочности на растяжение, вместо арамида можно использовать элементы, обеспечивающие прочность на растяжение оптоволоконного кабеля, что экономично и целесообразно. Арамид — это новое высокотехнологичное синтетическое волокно, обладающее преимуществами сверхвысокой прочности, высокого модуля упругости и высокой термостойкости. Цена арамида высока, что, в свою очередь, напрямую влияет на стоимость оптоволоконного кабеля. Стекловолоконная пряжа стоит примерно в 20 раз дешевле арамида, а другие показатели характеристик не сильно отличаются от арамида, поэтому стекловолоконная пряжа может использоваться в качестве заменителя арамида, что обеспечивает лучшую экономическую эффективность. Сравнение характеристик арамида и стекловолоконной пряжи приведено в таблице ниже.
В таблице приведено сравнение характеристик арамидной и стекловолоконной пряжи.
(2) Стекловолоконная нить нетоксична и безвредна, негорюча, коррозионностойка, термостойка, обладает низким удлинением, химически стабильна и соответствует требованиям к характеристикам оптических кабелей, таким как RoHS. Стекловолоконная нить также обладает лучшей износостойкостью и коррозионной стойкостью, теплоизоляционными и теплоизоляционными свойствами. Она обеспечивает нормальную работу оптоволоконного кабеля при высоких и низких температурах, а также позволяет адаптироваться к более суровым условиям окружающей среды. Изоляционные свойства защищают оптоволоконный кабель от ударов молнии или других электромагнитных помех, что позволяет широко использовать его в полностью диэлектрических оптоволоконных кабелях.
(3) Волокнистый оптоволоконный кабель, наполненный стекловолоконной нитью, позволяет сделать структуру кабеля компактной и повысить прочность кабеля на растяжение и сжатие.
(4) Водоотталкивающая стекловолоконная нить — один из лучших способов защиты оптоволоконного кабеля от воды. Водоотталкивающий эффект водоотталкивающей стекловолоконной нити лучше, чем у водоотталкивающей арамидной нити, которая имеет степень водопоглощения 160%, в то время как водоотталкивающая стекловолоконная нить имеет степень водопоглощения 200%. Если увеличить количество стекловолоконной нити, водоотталкивающий эффект станет еще более выраженным. Это сухая водоотталкивающая конструкция, и нет необходимости протирать масляной пастой в процессе соединения, что более удобно для строительства и больше соответствует экологическим требованиям.
(5) Стекловолоконная нить в качестве армирующей структуры оптоволоконного кабеля обладает хорошей гибкостью, что позволяет устранить недостатки оптоволоконного кабеля, такие как чрезмерная жесткость и неспособность к изгибу из-за армирования, что обеспечивает удобство во всех аспектах производства и монтажа. Она мало влияет на характеристики изгиба оптоволоконного кабеля, а радиус изгиба может достигать 10 раз внешнего диаметра кабеля, что более подходит для сложных условий прокладки.
(6) Плотность стекловолоконной нити составляет 2,5 г/см³, оптоволоконный кабель со стекловолоконной нитью в качестве армирования имеет малый вес, что снижает транспортные расходы.
(7) Стекловолоконная нить также обладает хорошими противогрызущими свойствами. Во многих полях и горных районах Китая растительность благоприятна для выживания грызунов, а уникальный запах, содержащийся в пластиковой оболочке оптоволоконного кабеля, легко привлекает грызунов, которые начинают его грызть. Поэтому коммуникационные кабели часто страдают от укусов грызунов, что влияет на качество связи, а в серьезных случаях может даже привести к обрыву магистральной сети связи и причинить значительный ущерб обществу. Преимущества и недостатки традиционных методов защиты от грызунов и защиты от грызунов с помощью стекловолоконной нити сравниваются в следующей таблице.
6. Заключение
В заключение, стекловолоконная пряжа не только обладает превосходными характеристиками, но и низкой ценой, что неизбежно приведет к ее все более широкому применению в качестве армирующего материала для волоконно-оптических кабелей, снижению производственных затрат производителей волоконно-оптических кабелей и лучшему удовлетворению различных потребностей отечественных и зарубежных клиентов.
Дата публикации: 09.07.2022