I. Функции силовых элементов
Оптическое волокно в основном состоит из высокочистого диоксида кремния, который обладает низкой механической прочностью и ограниченной устойчивостью к растяжению и сжатию. Во время прокладки кабеля и длительной эксплуатации волокно постоянно подвергается воздействию внешних сил, таких как собственный вес, ветровая и обледеневшая нагрузка, а также натяжение при монтаже. Без эффективной несущей конструкции волокно подвержено микродеформациям, что может привести к затуханию сигнала. Поэтому оптические кабели должны быть оснащены усиливающими элементами, которые служат несущей конструкцией, поглощая большую часть механических напряжений и контролируя микродеформации волокна для обеспечения долговременной стабильной передачи сигнала.
Элементы несущей способности, широко используемые в машиностроении, делятся на две основные категории:Фосфатированная стальная проволокав качестве основного металлического варианта, иFRP (армированный волокном пластик)В качестве наиболее широко используемого неметаллического варианта. Два типа обладают различными эксплуатационными характеристиками, и выбор материала должен основываться на конкретных условиях применения.
II. Фосфатированная стальная проволока: основной выбор для обычных кабелей наружного применения.
Фосфатированная стальная проволока является наиболее широко используемым металлическим элементом, повышающим прочность, в наружных оптических кабелях. Ее основные преимущества заключаются в балансе между высокой прочностью и хорошей технологической стабильностью. При одинаковой площади поперечного сечения прочность на растяжение фосфатированной стальной проволоки обычно выше, чем у армированного волокном полимера, что делает ее подходящей для применений с более высокими требованиями к механической прочности.
С точки зрения адаптации к окружающей среде, фосфатирование образует равномерный фосфатированный пленочный слой на поверхности проволоки. Это способствует повышению коррозионной стойкости и снижает риск межфазных реакций, вызванных прямым контактом с такими соединениями, как заполняющие гели, тем самым помогая снизить риски, связанные с водородом, при длительной эксплуатации кабеля.
Фосфатированная стальная проволока подходит для многожильных кабелей GYTA и GYTS с неизолированной трубкой, кабелей с центральной трубкой, огнестойких кабелей для горнодобывающей промышленности, а также кабелей для прямой заглубления и различных типов кабелей для наружного применения, использующих системы гелевого заполнения.
III. Стекловолокнистые композиты: основной материал для специальных применений
Армированный стекловолокном пластик (FRP) изготавливается методом пултрузии с использованием непрерывных стекловолокон в качестве армирующего каркаса и эпоксидной или винилэфирной смолы в качестве матрицы. Это широко используемый конструкционный материал среди неметаллических элементов, обладающих высокой прочностью. Его основные преимущества заключаются в электроизоляционных свойствах, коррозионной стойкости и малом весе.
В отличие от металлических элементов, армированный волокном полимер (FRP) является непроводящим материалом. Он предотвращает протекание тока и электромагнитные эффекты связи, а также не вступает в электрохимические реакции с гелевыми наполнителями. Поэтому с точки зрения проектирования конструкций он помогает снизить риски образования водорода, связанные с металлами. Его плотность примерно в четыре раза ниже плотности стали, что значительно снижает общий вес оптического кабеля и облегчает его установку и транспортировку. Кроме того, FRP имеет низкий коэффициент теплового расширения, что помогает поддерживать стабильность избыточной длины волокна при колебаниях температуры и снижает риск потерь из-за микроизгибов.
Стекловолокнистые композиты (FRP) в основном используются в воздушных кабелях, прокладываемых в районах с высокой молниеносной активностью и в условиях сильных электромагнитных помех, в полностью диэлектрических абонентских кабелях FTTH, в кабелях, используемых в условиях высокой коррозии, таких как прибрежные солевые брызги и химические заводы, а также в специальных кабельных конструкциях, включая подводные кабели.
IV. Принципы выбора двух типов несущих элементов
Фосфатированная стальная проволока и армированный волокном полимер не являются простыми заменителями друг друга; скорее, они дополняют друг друга по функциям. Рациональный выбор материала должен основываться на фактических условиях эксплуатации кабеля:
Для традиционных наружных воздушных, подземных, горнодобывающих и гелевых кабелей предпочтительным выбором обычно является фосфатированная стальная проволока. Ее высокая прочность, отработанная технология обработки и широкая область применения делают ее основным решением, подтвержденным многолетней инженерной практикой.
В зонах, подверженных ударам молний, на подстанциях и в других местах с сильными электромагнитными помехами следует использовать полностью диэлектрическую конструкцию из армированного волокном полимера (FRP) для снижения рисков, связанных с проводимостью, и повышения безопасности системы.
В условиях высокой коррозии, таких как прибрежные зоны и химические заводы, стекловолокнистые композиты обеспечивают более стабильную долговременную работу благодаря своей превосходной коррозионной стойкости.
Для кабелей FTTH часто предпочтительным выбором является стекловолокно (FRP) благодаря его изоляционным свойствам. Для переходов между внутренним и наружным пространством, требующих большей прочности на разрыв или установки на больших пролетах, в зависимости от конструкции кабеля могут быть выбраны металлические элементы, повышающие прочность.
V. Заключение
Усиливающие элементы напрямую влияют на срок службы и стабильность передачи оптических кабелей. Благодаря высокой прочности, хорошей технологической совместимости и доказанной эффективности, фосфатированная стальная проволока стала важным металлическим усиливающим материалом для различных традиционных кабелей наружного применения. Композиты из армированного волокном полимера (FRP), благодаря своим преимуществам в области электроизоляции, помехоустойчивости, коррозионной стойкости, низкой плотности и структурной стабильности, играют ключевую роль в сложных и особых условиях эксплуатации.
Компания ONE WORLD, являясь профессиональным поставщиком кабельных материалов, продолжает поставлять своим клиентам фосфатированную стальную проволоку, стекловолокно и другие материалы для усиления кабельных конструкций. Мы также предлагаем рекомендации по выбору материалов и соответствующую техническую поддержку. По вопросам, касающимся конкретных проектов, пожалуйста, свяжитесь с нами.
Дата публикации: 28 мая 2026 г.