1 Introducere
Pentru a asigura etanșarea longitudinală a cablurilor cu fibră optică și pentru a preveni pătrunderea apei și a umezelii în cablu sau în cutia de joncțiune și corodarea metalului și a fibrei, rezultând deteriorarea prin hidrogen, ruperea fibrei și o scădere bruscă a performanței izolației electrice, următoarele metode sunt utilizate în mod obișnuit pentru a preveni pătrunderea apei și a umezelii:
1) Umplerea interiorului cablului cu unsoare tixotropică, inclusiv unsoare de tip hidrofug (rezistentă la apă), unsoare care se umflă la apă, unsoare cu expansiune termică și așa mai departe. Acest tip de material este un material uleios, care umple în cantități mari, este costisitor, poluează ușor mediul, este dificil de curățat (în special la îmbinarea cablurilor cu solvent pentru curățare), iar greutatea proprie a cablului este prea mare.
2) În cazul în care se utilizează un inel de barieră împotriva apei la învelișul interior și exterior, această metodă este ineficientă și complexă, realizabilă doar de câțiva producători. 3) Utilizarea materialelor de blocare a apei prin expansiune uscată (pulbere de expansiune absorbantă de apă, bandă de blocare a apei etc.) necesită tehnologie avansată, consum de materiale, costuri ridicate, iar greutatea proprie a cablului este, de asemenea, prea mare. În ultimii ani, structura „miezului uscat” a fost introdusă în cablul optic și a fost aplicată pe scară largă, în special în rezolvarea problemei greutății proprii mari și a procesului complex de îmbinare a unui număr mare de miezuri din cablurile optice, având avantaje incomparabile. Materialul de blocare a apei utilizat în acest cablu „miez uscat” este firul de blocare a apei. Firul de blocare a apei poate absorbi rapid apa și se poate umfla pentru a forma un gel, blocând spațiul canalului de apă al cablului, atingând astfel scopul de a bloca apa. În plus, firul de blocare a apei nu conține substanțe uleioase, iar timpul necesar pentru pregătirea îmbinării poate fi redus considerabil fără a fi nevoie de șervețele, solvenți și produse de curățare. Pentru a obține un proces simplu, o construcție convenabilă, performanțe fiabile și materiale de blocare a apei cu costuri reduse, am dezvoltat un nou tip de fir de blocare a apei pentru cabluri optice - fir gonflabil care blochează apa.
2 Principiul de blocare a apei și caracteristicile firului de blocare a apei
Funcția de blocare a apei a firului de blocare a apei este de a utiliza corpul principal al fibrelor firului de blocare a apei pentru a forma un volum mare de gel (absorbția apei poate ajunge la zeci de ori volumul propriu, de exemplu, în primul minut apa se poate extinde rapid de la aproximativ 0,5 mm la aproximativ 5,0 mm în diametru), iar capacitatea de retenție a apei a gelului este destul de puternică, putând preveni eficient creșterea arborelui de apă, împiedicând astfel apa să continue să pătrundă și să se răspândească, pentru a atinge scopul rezistenței la apă. Deoarece cablul cu fibră optică trebuie să reziste la diverse condiții de mediu în timpul fabricației, testării, transportului, depozitării și utilizării, firul de blocare a apei trebuie să aibă următoarele caracteristici pentru a fi utilizat în cablul cu fibră optică:
1) Un aspect curat, o grosime uniformă și o textură moale;
2) O anumită rezistență mecanică pentru a îndeplini cerințele de tensiune la formarea cablului;
3) umflare rapidă, stabilitate chimică bună și rezistență ridicată la absorbția apei și formarea gelului;
4) Stabilitate chimică bună, fără componente corozive, rezistent la bacterii și mucegaiuri;
5) Stabilitate termică bună, rezistență bună la intemperii, adaptabilitate la diverse procese și producție ulterioare și diverse medii de utilizare;
6) Bună compatibilitate cu alte materiale de cablu cu fibră optică.
3 Fire rezistente la apă în aplicarea cablului cu fibră optică
3.1 Utilizarea firelor rezistente la apă în cablurile cu fibră optică
Producătorii de cabluri cu fibră optică pot adopta diferite structuri de cablu în procesul de producție pentru a satisface nevoile utilizatorilor, în funcție de situația lor reală și de cerințele utilizatorilor:
1) Blocarea longitudinală a apei a tecii exterioare cu fire hidroizolatoare
În cazul armăturii cu bandă de oțel încrețită, teaca exterioară trebuie să fie impermeabilă longitudinal pentru a preveni pătrunderea umezelii și a umidității în cablu sau în cutia conectorului. Pentru a realiza bariera longitudinală la apă a tecii exterioare, se utilizează două fire de barieră la apă, unul dintre acestea fiind plasat paralel cu miezul cablului din teaca interioară, iar celălalt fiind înfășurat în jurul miezului cablului la un anumit pas (8 până la 15 cm), acoperit cu bandă de oțel încrețită și PE (polietilenă), astfel încât firul de barieră la apă să împartă spațiul dintre miezul cablului și banda de oțel într-un compartiment mic și închis. Firul de barieră la apă se va umfla și va forma un gel în scurt timp, împiedicând apa să pătrundă în cablu și restricționând apa la câteva compartimente mici în apropierea punctului de defect, atingând astfel scopul barierei longitudinale la apă, așa cum se arată în Figura 1.
Figura 1: Utilizarea tipică a firului de blocare a apei în cablul optic
2) Blocarea longitudinală a miezului cablului împotriva apei cu fire hidroizolanteÎn miezul cablului se pot folosi două fire de izolare a apei. Una este în miezul cablului, folosind două fire de izolare a apei, de obicei un fir de izolare a apei și un fir de oțel armat plasate în paralel, un alt fir de izolare a apei cu un pas mai mare înfășurat în jurul firului, există, de asemenea, două fire de izolare a apei și un fir de oțel armat plasate în paralel, folosind fire de izolare a apei cu capacitate mare de expansiune pentru a bloca apa; a doua este în suprafața carcasei slăbite, înainte de a strânge teaca interioară, firul de izolare a apei ca fir de legătură, două fire de izolare a apei cu un pas mai mic (1 ~ 2 cm) în direcția opusă în jurul, formând un recipient dens și mic, pentru a preveni pătrunderea apei, realizat dintr-o structură de „miez de cablu uscat”.
3.2 Selecția firelor rezistente la apă
Pentru a obține atât o bună rezistență la apă, cât și performanțe satisfăcătoare de prelucrare mecanică în procesul de fabricație a cablului cu fibră optică, trebuie luate în considerare următoarele aspecte la selectarea firului rezistent la apă:
1) Grosimea firului care blochează apa
Pentru a se asigura că expansiunea firului de blocare a apei poate umple golul din secțiunea transversală a cablului, alegerea grosimii firului de blocare a apei este crucială, desigur, aceasta fiind legată de dimensiunea structurală a cablului și de rata de expansiune a firului de blocare a apei. În structura cablului ar trebui redusă la minimum existența golurilor, cum ar fi utilizarea unui fir de blocare a apei cu rată de expansiune ridicată, astfel încât diametrul firului de blocare a apei să poată fi redus la cel mai mic nivel, astfel încât să se poată obține performanțe fiabile de blocare a apei, dar și pentru a economisi costuri.
2) Rata de umflare și rezistența gelului la firele care blochează apa
Testul de penetrare a apei conform IEC794-1-F5B este efectuat pe întreaga secțiune transversală a cablului cu fibră optică. La o mostră de cablu cu fibră optică de 3 m se adaugă 1 m de coloană de apă, iar 24 de ore fără scurgeri sunt considerate eligibile. Dacă rata de umflare a firului de blocare a apei nu ține pasul cu rata de infiltrare a apei, este posibil ca apa să fi trecut prin mostră în câteva minute de la începerea testului, iar firul de blocare a apei să nu se fi umflat încă complet. Deși, după o perioadă de timp, firul de blocare a apei se va umfla complet și va bloca apa, dar și aceasta reprezintă o defecțiune. Dacă rata de dilatare este mai rapidă și rezistența gelului nu este suficientă, aceasta nu va rezista presiunii generate de coloana de apă de 1 m, iar blocarea apei va eșua și ea.
3) Moliciunea firului care blochează apa
Deoarece moliciunea firului impermeabil influențează proprietățile mecanice ale cablului, în special presiunea laterală, rezistența la impact etc., impactul este mai evident, așa că ar trebui să încercați să utilizați un fir impermeabil mai moale.
4) Rezistența la tracțiune, alungirea și lungimea firului hidroizolant
În producția fiecărei lungimi de jgheab pentru cabluri, firul impermeabil trebuie să fie continuu și neîntrerupt, ceea ce impune ca firul impermeabil să aibă o anumită rezistență la tracțiune și alungire, pentru a se asigura că firul impermeabil nu este tras în timpul procesului de producție, iar cablul, în cazul întinderii, îndoirii sau răsucirii, nu este deteriorat. Lungimea firului impermeabil depinde în principal de lungimea jgheabului pentru cabluri. Pentru a reduce numărul de schimbări ale firului în producția continuă, cu cât lungimea firului impermeabil este mai mare, cu atât mai bine.
5) Aciditatea și alcalinitatea firului hidroizolant trebuie să fie neutre, altfel firul hidroizolant va reacționa cu materialul cablului și va precipita hidrogen.
6) Stabilitatea firelor care blochează apa
Tabelul 2: Comparație a structurii hidroizolatoare a firelor hidroizolatoare cu alte materiale hidroizolatoare
| Comparați articolele | Umplutură de jeleu | Inel de oprire pentru apa topită la cald | Bandă de blocare a apei | Fire care blochează apa |
| Rezistență la apă | Bun | Bun | Bun | Bun |
| Procesabilitate | Simplu | Complicat | Mai complex | Simplu |
| Proprietăți mecanice | Calificat | Calificat | Calificat | Calificat |
| Fiabilitate pe termen lung | Bun | Bun | Bun | Bun |
| Forța de legare a tecii | Târg | Bun | Târg | Bun |
| Risc de conexiune | Da | No | No | No |
| Efectele oxidării | Da | No | No | No |
| Solvent | Da | No | No | No |
| Masa pe unitatea de lungime a cablului de fibră optică | Greu | Aprinde | Mai greu | Aprinde |
| Flux de materiale nedorit | Posibil | No | No | No |
| Curățenie în producție | Sărac | Mai săraci | Bun | Bun |
| Manipularea materialelor | Tobe grele de fier | Simplu | Simplu | Simplu |
| Investiții în echipamente | Mare | Mare | Mai mare | Mic |
| Costul materialelor | Superior | Scăzut | Superior | Inferior |
| Costuri de producție | Superior | Superior | Superior | Inferior |
Stabilitatea firelor impermeabile se măsoară în principal prin stabilitatea pe termen scurt și stabilitatea pe termen lung. Stabilitatea pe termen scurt este considerată în principal creșterea temperaturii pe termen scurt (temperatura procesului de extrudare a tecii până la 220 ~ 240 °C) asupra proprietăților barierei de apă și proprietăților mecanice ale firului de barieră de apă la impact; stabilitatea pe termen lung, luând în considerare în principal rata de dilatare a firului de barieră de apă la îmbătrânire, rata de dilatare, rezistența și stabilitatea gelului, rezistența la tracțiune și alungirea la impact, firul de barieră de apă trebuie să fie rezistent la apă pe întreaga durată de viață a cablului (20 ~ 30 de ani). Similar unsorului și benzii impermeabile, rezistența și stabilitatea gelului sunt caracteristici importante. Un fir impermeabil cu rezistență ridicată la gel și stabilitate bună poate menține proprietăți bune de impermeabilizare pentru o perioadă considerabilă de timp. Dimpotrivă, conform standardelor naționale germane relevante, în condiții de hidroliză, gelul se va descompune într-un material cu greutate moleculară mică, foarte mobil, și nu va atinge scopul de a fi rezistent la apă pe termen lung.
3.3 Aplicarea firelor care blochează apa
Firul hidroizolant, ca material excelent pentru izolarea cablurilor optice, înlocuiește pasta de ulei, inelul adeziv termofuzibil și banda hidroizolantă etc., utilizate în cantități mari în producția de cabluri optice; Tabelul 2 prezintă câteva caracteristici ale acestor materiale hidroizolante pentru comparație.
4 Concluzie
În concluzie, firul hidroizolant este un material excelent, potrivit pentru cablurile optice, având caracteristici precum construcție simplă, performanță fiabilă, eficiență ridicată a producției și utilizare ușoară; iar utilizarea materialului de umplere a cablului optic are avantajele greutății reduse, performanței fiabile și costului redus.
Data publicării: 16 iulie 2022