1 Introduktion
For at sikre langsgående forsegling af fiberoptiske kabler og for at forhindre vand og fugt i at trænge ind i kablet eller samledåsen og korrodere metallet og fiberen, hvilket resulterer i hydrogenskader, fiberbrud og et kraftigt fald i den elektriske isoleringsevne, anvendes følgende metoder almindeligvis til at forhindre vand og fugt:
1) Fyld indersiden af kablet med thixotropisk fedt, herunder vandafvisende (hydrofob) fedt, vandopsvulmende fedt og varmeekspansionsfedt osv. Denne type materiale er olieholdigt, fylder store mængder, er dyrt, let at forurene miljøet, er vanskeligt at rengøre (især ved kabelsplejsning med opløsningsmiddel til rengøring), og kablets egenvægt er for tung.
2) I den indre og ydre kappe mellem brugen af smeltelim er denne metode ineffektiv og kompleks, som kun få producenter kan opnå. 3) Brugen af tørekspansion af vandblokerende materialer (vandabsorberende ekspansionspulver, vandblokerende tape osv.). Denne metode kræver højteknologi, materialeforbrug, høje omkostninger og kablets egenvægt er også for tung. I de senere år er "tørkerne"-strukturen blevet introduceret i optiske kabler og har fundet stor anvendelse i udlandet, især til at løse problemet med tung egenvægt og kompleks splejsningsproces af et stort antal kerner i optiske kabler, hvilket har uforlignelige fordele. Det vandblokerende materiale, der anvendes i dette "tørkerne"-kabel, er vandblokerende garn. Det vandblokerende garn kan hurtigt absorbere vand og svulme op og danne en gel, hvilket blokerer rummet i kablets vandkanal og dermed opnår formålet med vandblokering. Derudover indeholder det vandblokerende garn ingen olieagtige stoffer, og den tid, der kræves til at forberede splejsningen, kan reduceres betydeligt uden behov for klude, opløsningsmidler og rengøringsmidler. For at opnå en enkel proces, bekvem konstruktion, pålidelig ydeevne og lave omkostninger til vandblokerende materialer, udviklede vi en ny type vandblokerende garn til optiske kabler - vandblokerende, kvældbart garn.
2 Vandblokerende princip og egenskaber ved vandblokerende garn
Vandblokerende garns vandblokerende funktion er at bruge hoveddelen af de vandblokerende garnfibre til at danne et stort volumen af gel (vandabsorptionen kan nå snesevis af gange dens eget volumen, f.eks. kan vand i det første minut hurtigt udvides fra ca. 0,5 mm til ca. 5,0 mm i diameter), og gelens vandretentionskapacitet er ret stærk, hvilket effektivt kan forhindre væksten af vandtræer og dermed forhindre vand i at fortsætte med at trænge ind og sprede sig for at opnå formålet med vandmodstand. Da fiberoptiske kabler skal modstå forskellige miljøforhold under fremstilling, testning, transport, opbevaring og brug, skal vandblokerende garn have følgende egenskaber for at kunne anvendes i fiberoptiske kabler:
1) Et rent udseende, ensartet tykkelse og en blød tekstur;
2) En vis mekanisk styrke for at opfylde spændingskravene ved fremstilling af kablet;
3) hurtig hævelse, god kemisk stabilitet og høj styrke til vandabsorption og geldannelse;
4) God kemisk stabilitet, ingen ætsende komponenter, modstandsdygtig over for bakterier og skimmelsvampe;
5) God termisk stabilitet, god vejrbestandighed, tilpasningsdygtig til forskellige efterfølgende forarbejdnings- og produktionsmiljøer;
6) God kompatibilitet med andre materialer af fiberoptisk kabel.
3 Vandafvisende garn i anvendelsen af optisk fiberkabel
3.1 Brugen af vandafvisende garner i optiske fiberkabler
Producenter af fiberoptiske kabler kan anvende forskellige kabelstrukturer i produktionsprocessen for at imødekomme brugernes behov i henhold til deres faktiske situation og brugernes krav:
1) Langsgående vandblokering af den ydre kappe med vandblokerende garner
I armering med rynket stålbånd skal den ydre kappe være vandtæt i længderetningen for at forhindre fugt og luftfugtighed i at trænge ind i kablet eller tilslutningsboksen. For at opnå den langsgående vandbarriere i den ydre kappe anvendes to vandbarrierer, hvoraf den ene er placeret parallelt med den indre kappekabelkerne, og den anden er viklet rundt om kabelkernen med en bestemt afstand (8 til 15 cm), dækket med rynket stålbånd og PE (polyethylen), således at vandbarrierertråden deler mellemrummet mellem kabelkernen og stålbåndet i et lille lukket rum. Vandbarrierertråden vil svulme op og danne en gel inden for kort tid, hvilket forhindrer vand i at trænge ind i kablet og begrænser vandet til et par små rum nær brudpunktet, hvorved formålet med den langsgående vandbarriere opnås, som vist i figur 1.
Figur 1: Typisk brug af vandblokerende garn i optisk kabel
2) Langsgående vandblokering af kabelkernen med vandblokerende garnerKan bruges i kabelkernen af to dele af det vandblokerende garn. Den ene er i kabelkernen af den forstærkede ståltråd. Der anvendes to vandblokerende garner, normalt en vandblokerende garn og forstærket ståltråd placeret parallelt. Den anden vandblokerende garn har en større afstand mellem tråden. Der er også to vandblokerende garner og forstærket ståltråd placeret parallelt. Der anvendes vandblokerende garn med stærk ekspansionskapacitet til at blokere vand. Den anden er på den løse kappeoverflade, før den indre kappe klemmes, og vandblokerende garn bruges som bindegarn. De to vandblokerende garner har en mindre afstand (1 ~ 2 cm) i den modsatte retning, hvilket danner en tæt og lille blokeringsbeholder for at forhindre vand i at trænge ind. Strukturen er lavet af "tør kabelkerne".
3.2 Valg af vandafvisende garner
For at opnå både god vandmodstand og tilfredsstillende mekanisk bearbejdningsydelse i fremstillingsprocessen af fiberoptiske kabler, skal følgende aspekter bemærkes ved valg af vandmodstandsgarn:
1) Tykkelsen af det vandblokerende garn
For at sikre, at udvidelsen af det vandblokerende garn kan udfylde hullet i kablets tværsnit, er valget af tykkelsen af det vandblokerende garn afgørende. Dette er naturligvis relateret til kablets strukturelle størrelse og det vandblokerende garns udvidelseshastighed. I kabelstrukturen bør forekomsten af huller minimeres, f.eks. ved at bruge en høj udvidelseshastighed for det vandblokerende garn, kan diameteren af det vandblokerende garn reduceres til det mindst mulige, så man kan opnå pålidelig vandblokerende ydeevne, men også for at spare omkostninger.
2) Hævelseshastighed og gelstyrke af vandblokerende garner
IEC794-1-F5B vandpenetrationstest udføres på hele tværsnittet af fiberoptisk kabel. 1 m vandsøjle tilføjes til en 3 m prøve af fiberoptisk kabel, 24 timer uden lækage er kvalificeret. Hvis svulmningshastigheden af det vandblokerende garn ikke holder trit med vandinfiltrationshastigheden, er det muligt, at vandet er passeret gennem prøven inden for få minutter efter testens start, og at det vandblokerende garn endnu ikke er helt svulmet op. Selvom det vandblokerende garn efter et stykke tid vil svulme helt op og blokere vandet, er dette også en fejl. Hvis ekspansionshastigheden er hurtigere, og gelstyrken ikke er tilstrækkelig, er det ikke nok til at modstå trykket genereret af 1 m vandsøjlen, og vandblokeringen vil også svigte.
3) Blødhed af det vandblokerende garn
Efterhånden som blødheden af det vandblokerende garn påvirker kablets mekaniske egenskaber, især det laterale tryk, slagfastheden osv., er stødstyrken mere tydelig, så det er bedst at forsøge at bruge et blødere vandblokerende garn.
4) Trækstyrken, forlængelsen og længden af det vandblokerende garn
Ved produktion af hver kabelbakkelængde skal vandblokerende garn være kontinuerlig og uafbrudt, hvilket kræver, at vandblokerende garn har en vis trækstyrke og forlængelse for at sikre, at vandblokerende garn ikke trækkes under produktionsprocessen, og at kablet ikke beskadiges i tilfælde af strækning, bøjning eller vridning af vandblokerende garn. Længden af vandblokerende garn afhænger hovedsageligt af kabelbakkens længde. For at reducere antallet af gange garnet skiftes i kontinuerlig produktion, jo længere længden af vandblokerende garn er, desto bedre.
5) Surhedsgraden og alkaliniteten af det vandblokerende garn skal være neutral, ellers vil det vandblokerende garn reagere med kabelmaterialet og udfælde hydrogen.
6) Stabilitet af vandblokerende garner
Tabel 2: Sammenligning af den vandblokerende struktur af vandblokerende garner med andre vandblokerende materialer
| Sammenlign varer | Geléfyld | Ring til prop i varmt smeltevand | Vandblokerende tape | Vandblokerende garn |
| Vandtæthed | God | God | God | God |
| Bearbejdningsevne | Enkel | Kompliceret | Mere kompleks | Enkel |
| Mekaniske egenskaber | Kvalificeret | Kvalificeret | Kvalificeret | Kvalificeret |
| Langsigtet pålidelighed | God | God | God | God |
| Kappebindingskraft | Retfærdig | God | Retfærdig | God |
| Forbindelsesrisiko | Ja | No | No | No |
| Oxidationseffekter | Ja | No | No | No |
| Opløsningsmiddel | Ja | No | No | No |
| Masse pr. længdeenhed af fiberoptisk kabel | Tung | Lys | Tungere | Lys |
| Uønsket materialestrøm | Mulig | No | No | No |
| Renlighed i produktionen | Dårlig | Mere fattige | God | God |
| Materialehåndtering | Tunge jerntromler | Enkel | Enkel | Enkel |
| Investering i udstyr | Stor | Stor | Større | Lille |
| Materialeomkostninger | Højere | Lav | Højere | Sænke |
| Produktionsomkostninger | Højere | Højere | Højere | Sænke |
Stabiliteten af vandblokerende garner måles primært ud fra kortsigtet stabilitet og langsigtet stabilitet. Kortsigtet stabilitet betragtes primært som kortsigtet temperaturstigning (ekstruderingskappeprocestemperatur op til 220 ~ 240 °C) baseret på vandbarrieregarnets vandbarriereegenskaber og mekaniske egenskaber ved stød; langsigtet stabilitet, primært taget i betragtning af ældning af vandbarrieregarnets ekspansionshastighed, ekspansionshastighed, gelstyrke og stabilitet, trækstyrke og forlængelse af stød. Vandbarrieregarnet skal være vandafvisende i hele kablets levetid (20 ~ 30 år). Ligesom vandblokerende fedt og vandblokerende tape er gelstyrken og stabiliteten af vandblokerende garn en vigtig egenskab. Et vandblokerende garn med høj gelstyrke og god stabilitet kan opretholde gode vandblokerende egenskaber i en betydelig periode. I henhold til de relevante tyske nationale standarder vil nogle materialer under hydrolyse nedbrydes til et meget mobilt materiale med lav molekylvægt og vil ikke opnå formålet med langsigtet vandafvisendehed.
3.3 Anvendelse af vandblokerende garner
Vandblokerende garn er et fremragende vandblokerende materiale til optiske kabler og erstatter oliepasta, smelteklæbemiddel, vandblokerende ringe og vandblokerende tape osv., der anvendes i store mængder i produktionen af optiske kabler. Tabel 2 viser nogle af disse vandblokerende materialers egenskaber til sammenligning.
4 Konklusion
Kort sagt er vandblokerende garn et fremragende vandblokerende materiale, der er egnet til optiske kabler. Det har egenskaber som enkel konstruktion, pålidelig ydeevne, høj produktionseffektivitet og nem at bruge; og brugen af materialet, der fylder det optiske kabel, har fordelene ved let vægt, pålidelig ydeevne og lave omkostninger.
Opslagstidspunkt: 16. juli 2022