1 Введение
Для обеспечения продольной герметизации волоконно-оптических кабелей и предотвращения проникновения воды и влаги в кабель или распределительную коробку и коррозии металла и волокна, приводящей к повреждению водородом, обрыву волокна и резкому падению электроизоляционных характеристик, применяют следующие методы: обычно используется для предотвращения попадания воды и влаги:
1) Заполнение внутренней части кабеля тиксотропной смазкой, в том числе водоотталкивающей (гидрофобной), водонабухающей, теплорасширяющей и т. д. Этот тип материала представляет собой маслянистые материалы, имеет большое количество наполнения, высокую стоимость, легко загрязняет окружающую среду, его трудно чистить (особенно при сращивании кабеля с очищающим растворителем), а собственный вес кабеля слишком велик.
2) Во внутренней и внешней оболочке между использованием водозащитного кольца с термоплавким клеем этот метод является неэффективным и сложным процессом, которого могут достичь лишь немногие производители. 3) Применение сухого расширения водоблокирующих материалов (водопоглощающий расширяющийся порошок, водоблокирующая лента и т.п.). Этот метод требует высоких технологий, материалоемкости, высокой стоимости, собственный вес кабеля также слишком велик. В последние годы структура «сухой сердцевины» была введена в оптический кабель и нашла широкое применение за рубежом, особенно при решении проблемы тяжелого собственного веса и сложного процесса сращивания большого количества жил оптического кабеля, который имеет несравненные преимущества. Водоблокирующий материал, используемый в этом кабеле с «сухим сердечником», представляет собой водоблокирующую пряжу. Водоблокирующая пряжа может быстро впитывать воду и набухать, образуя гель, блокируя пространство водного канала кабеля, тем самым достигая цели блокировки воды. Кроме того, водоблокирующая пряжа не содержит маслянистых веществ, и время, необходимое для подготовки сращивания, можно значительно сократить без необходимости использования салфеток, растворителей и чистящих средств. Чтобы получить простой процесс, удобную конструкцию, надежную работу и недорогие водоблокирующие материалы, мы разработали новый тип водоблокирующей пряжи для оптических кабелей - водоблокирующую набухающую пряжу.
2 Принцип водоблокирования и характеристики водоблокирующей пряжи
Функция водоблокирующей пряжи заключается в использовании основной части волокон водоблокирующей пряжи для образования большого объема геля (водопоглощение может в десятки раз превышать собственный объем, например, в первую минуту воды). может быть быстро расширен от примерно 0,5 мм до примерно 5,0 мм в диаметре), а водоудерживающая способность геля довольно сильна, может эффективно предотвращать рост водяного дерева, тем самым предотвращая дальнейшее проникновение и распространение воды, чтобы Достичь цели водонепроницаемости. Поскольку волоконно-оптический кабель должен выдерживать различные условия окружающей среды во время производства, испытаний, транспортировки, хранения и использования, водоблокирующая пряжа должна иметь следующие характеристики для использования в волоконно-оптическом кабеле:
1) Чистый внешний вид, равномерная толщина и мягкая текстура;
2) Определенная механическая прочность для удовлетворения требований по натяжению при формировании кабеля;
3) быстрое набухание, хорошая химическая стабильность и высокая прочность для водопоглощения и образования геля;
4) Хорошая химическая стабильность, отсутствие агрессивных компонентов, устойчивость к бактериям и плесени;
5) Хорошая термическая стабильность, хорошая устойчивость к атмосферным воздействиям, адаптируемость к различным последующим обработкам и производству, а также к различным условиям использования;
6) Хорошая совместимость с другими материалами оптоволоконного кабеля.
3 Водостойкая пряжа при использовании оптоволоконного кабеля
3.1 Использование водостойких нитей в волоконно-оптических кабелях
Производители оптоволоконных кабелей могут использовать в производственном процессе различные конструкции кабелей для удовлетворения потребностей пользователей в соответствии с их фактической ситуацией и требованиями пользователей:
1) Продольная гидроизоляция внешней оболочки водоблокирующими нитями.
В армировании из морщинистой стальной ленты внешняя оболочка должна быть водонепроницаемой в продольном направлении, чтобы предотвратить попадание влаги и влаги в кабель или соединительную коробку. Для достижения продольной водонепроницаемости внешней оболочки используются две водозащитные нити, одна из которых располагается параллельно жиле кабеля внутренней оболочки, а другая наматывается на жилу кабеля с определенным шагом (от 8 до 15 см). см), покрытых мятой стальной лентой и полиэтиленом (полиэтиленом), так что водозащитная нить делит зазор между жилой кабеля и стальной лентой на небольшой закрытый отсек. Водозащитная нить набухает и за короткое время образует гель, предотвращая попадание воды в кабель и ограничивая воду несколькими небольшими отсеками рядом с местом повреждения, тем самым достигая цели продольного водного барьера, как показано на рисунке 1. .
Рисунок 1. Типичное использование водоблокирующей пряжи в оптическом кабеле.
2) Продольная гидроизоляция жилы кабеля водоблокирующими нитями.Может использоваться в сердечнике кабеля из двух частей водоблокирующей пряжи, одна находится в сердечнике кабеля из армированной стальной проволоки, с использованием двух водоблокирующих нитей, обычно водоблокирующей пряжи и армированной стальной проволоки, расположенных параллельно, еще одна водоблокирующая пряжа с большим шагом, обернутая вокруг проволоки, есть также две водоблокирующие нити и армированная стальная проволока, расположенные параллельно, использование водоблокирующей пряжи с сильной способностью к расширению для блокировки воды; Во-вторых, на свободной поверхности оболочки, прежде чем сжимать внутреннюю оболочку, используйте водоблокирующую пряжу в качестве связующей пряжи, две водоблокирующую пряжу с меньшим шагом (1 ~ 2 см) в противоположном направлении вокруг, образуя плотную и небольшую блокирующий бункер для предотвращения попадания воды, изготовленный из конструкции «сухой кабельной жилы».
3.2 Выбор водостойкой пряжи
Чтобы получить как хорошую водонепроницаемость, так и удовлетворительные характеристики механической обработки в процессе производства оптоволоконного кабеля, при выборе водостойкой пряжи следует учитывать следующие аспекты:
1) Толщина водоблокирующей пряжи
Чтобы гарантировать, что расширение водоблокирующей нити может заполнить зазор в поперечном сечении кабеля, выбор толщины водоблокирующей нити имеет решающее значение, конечно, это связано с конструктивными размерами. кабеля и степень расширения водоблокирующей нити. В конструкции кабеля следует свести к минимуму наличие зазоров, например, используя водоблокирующую нить с высокой степенью расширения, тогда диаметр водоблокирующей пряжи можно уменьшить до наименьшего, чтобы можно было получить надежную водоблокирующую нить. блокировка производительности, но и для экономии затрат.
2) Скорость набухания и прочность геля водоблокирующих нитей.
Испытание на проникновение воды IEC794-1-F5B проводится на всем поперечном сечении оптоволоконного кабеля. К трехметровому образцу оптоволоконного кабеля добавляется 1 метр водяного столба, что соответствует 24 часам без утечек. Если скорость набухания водоблокирующей нити не соответствует скорости проникновения воды, возможно, вода прошла через образец в течение нескольких минут после начала испытания, а водоблокирующая нить еще не полностью набухла, хотя через некоторое время водоблокирующая пряжа полностью набухнет и заблокирует воду, но это тоже неудача. Если скорость расширения выше, а прочность геля недостаточна, ее будет недостаточно, чтобы противостоять давлению, создаваемому столбом воды высотой 1 м, и блокировка воды также не удастся.
3) Мягкость водоблокирующей пряжи.
Поскольку влияние мягкости водоблокирующей пряжи на механические свойства кабеля, особенно на боковое давление, ударопрочность и т. д., более очевидно, поэтому следует попытаться использовать более мягкую водоблокирующую пряжу.
4) Прочность на разрыв, удлинение и длина водоблокирующей пряжи.
При производстве каждой длины кабельного лотка водоблокирующая пряжа должна быть непрерывной и непрерывной, что требует, чтобы водоблокирующая пряжа имела определенную прочность на разрыв и удлинение, чтобы гарантировать, что водоблокирующая пряжа не натягивается во время производства. технологического процесса, трос в случае растяжения, изгиба, скручивания водоблокирующей пряжи не повреждается. Длина водоблокирующей пряжи зависит главным образом от длины кабельного лотка. Чтобы уменьшить количество смен пряжи в непрерывном производстве, чем длиннее водоблокирующая нить, тем лучше.
5) Кислотность и щелочность водоблокирующей нити должна быть нейтральной, в противном случае водоблокирующая нить вступит в реакцию с материалом кабеля и выделит водород.
6) Стабильность водоблокирующих нитей
Таблица 2: Сравнение водоблокирующей структуры водоблокирующих нитей с другими водоблокирующими материалами
| Сравнить товары | Желейная начинка | Стопорное кольцо для горячей расплавленной воды | Водоблокирующая лента | Водоблокирующая пряжа |
| Водонепроницаемость | Хороший | Хороший | Хороший | Хороший |
| технологичность | Простой | Сложный | Более сложный | Простой |
| Механические свойства | Квалифицированный | Квалифицированный | Квалифицированный | Квалифицированный |
| Долгосрочная надежность | Хороший | Хороший | Хороший | Хороший |
| Сила сцепления оболочки | Справедливый | Хороший | Справедливый | Хороший |
| Риск подключения | Да | No | No | No |
| Эффекты окисления | Да | No | No | No |
| Растворитель | Да | No | No | No |
| Масса на единицу длины оптоволоконного кабеля | Тяжелый | Свет | Тяжелее | Свет |
| Нежелательный материальный поток | Возможный | No | No | No |
| Чистота на производстве | Бедный | Более бедные | Хороший | Хороший |
| Погрузочно-разгрузочные работы | Тяжелые железные барабаны | Простой | Простой | Простой |
| Инвестиции в оборудование | Большой | Большой | Больше | Маленький |
| Стоимость материала | Выше | Низкий | Выше | Ниже |
| Затраты на производство | Выше | Выше | Выше | Ниже |
Стабильность водоблокирующих нитей в основном измеряется краткосрочной стабильностью и долгосрочной стабильностью. Кратковременная стабильность в основном считается кратковременным повышением температуры (температура процесса экструзионной оболочки до 220 ~ 240 ° C) на водобарьерных свойствах пряжи с водным барьером и механических свойствах воздействия; долгосрочная стабильность, в основном с учетом старения скорости расширения пряжи с водным барьером, скорости расширения, прочности и стабильности геля, прочности на разрыв и удлинения при ударе, пряжа с водным барьером должна сохраняться в течение всего срока службы кабеля (20 ~ 30 лет) являются водонепроницаемыми. Подобно водоблокирующей смазке и водоблокирующей ленте, прочность геля и стабильность водоблокирующей пряжи являются важными характеристиками. Водоблокирующая пряжа с высокой прочностью геля и хорошей стабильностью может сохранять хорошие водоблокирующие свойства в течение значительного периода времени. Напротив, согласно соответствующим немецким национальным стандартам, некоторые материалы в условиях гидролиза гель разлагаются на очень подвижный материал с низкой молекулярной массой и не достигают цели долгосрочной водостойкости.
3.3 Применение водоблокирующих нитей
Водоблокирующая пряжа является отличным водоблокирующим материалом для оптических кабелей и заменяет масляную пасту, водоблокирующее кольцо с термоплавким клеем, водоблокирующую ленту и т. д., используемые в больших количествах при производстве оптических кабелей, таблица 2 на некоторых характеристик этих водоблокирующих материалов для сравнения.
4 Заключение
Таким образом, водоблокирующая пряжа является отличным водоблокирующим материалом, подходящим для оптического кабеля, она имеет простую конструкцию, надежную работу, высокую эффективность производства, проста в использовании; а использование материала, заполняющего оптический кабель, имеет такие преимущества, как легкий вес, надежность и низкая стоимость.
Время публикации: 16 июля 2022 г.