1 Bevezetés
Az optikai kábelek hosszirányú tömítésének biztosítása, valamint a víz és a nedvesség kábelbe vagy elosztódobozba való behatolásának és a fém és a szál korrodálásának megakadályozása érdekében, ami hidrogénkárosodást, száltörést és az elektromos szigetelési teljesítmény hirtelen csökkenését okozhatja, a következő módszereket alkalmazzák általában a víz és a nedvesség megakadályozására:
1) A kábel belsejét tixotróp zsírral kell feltölteni, beleértve a vízlepergető (hidrofób), a vízduzzadó és a hőtágulásos típusú zsírokat is. Az ilyen típusú anyagok olajosak, nagy mennyiségű zsírt tartalmaznak, drágák, könnyen szennyezik a környezetet, nehezen tisztíthatók (különösen a kábelek toldásakor oldószerrel tisztíthatók), és a kábel önsúlya túl nagy.
2) A belső és külső köpeny között olvadékragasztóval ellátott vízzáró gyűrű használata nem hatékony és összetett folyamat, amelyet csak néhány gyártó tud megvalósítani. 3) A száraz expandálású vízzáró anyagok (nedvszívó expandáló por, vízzáró szalag stb.) használata. Ez a módszer magas technológiát, anyagfelhasználást és költségeket igényel, valamint a kábel önsúlya is túl nagy. Az utóbbi években a „száraz magos” szerkezetet vezették be az optikai kábelekbe, és külföldön is jól alkalmazzák, különösen a nagy önsúly és a nagyszámú optikai kábel összetett összeillesztési folyamatának problémáinak megoldásában, összehasonlíthatatlan előnyökkel. Az ebben a „száraz magos” kábelben használt vízzáró anyag a vízzáró fonal. A vízzáró fonal gyorsan felszívja a vizet, és megduzzad, gélt képezve, elzárva a kábel vízcsatornájának terét, így elérve a vízzárás célját. Ezenkívül a vízzáró fonal nem tartalmaz olajos anyagokat, és a toldás előkészítéséhez szükséges idő jelentősen csökkenthető törlőkendők, oldószerek és tisztítószerek használata nélkül. Az egyszerű folyamat, a kényelmes konstrukció, a megbízható teljesítmény és az alacsony költségű vízzáró anyagok elérése érdekében egy új típusú optikai kábel vízzáró fonalat, vízzáró, duzzadó fonalat fejlesztettünk ki.
2 A vízzáró fonal vízzáró elve és jellemzői
A vízzáró fonal vízzáró funkciója az, hogy a vízzáró fonal szálainak fő részét nagy térfogatú géllé alakítja (a vízfelvétel elérheti a saját térfogatának több tucatszorosát, például az első percben a víz átmérője gyorsan 0,5 mm-ről 5,0 mm-re tágulhat), és a gél vízvisszatartó képessége meglehetősen erős, hatékonyan megakadályozza a vízfa növekedését, így megakadályozza a víz további behatolását és terjedését, így eléri a vízállóság célját. Mivel az optikai kábelnek a gyártás, tesztelés, szállítás, tárolás és használat során különféle környezeti feltételeknek kell ellenállnia, a vízzáró fonalnak a következő tulajdonságokkal kell rendelkeznie ahhoz, hogy optikai kábelben használható legyen:
1) Tiszta megjelenés, egyenletes vastagság és puha textúra;
2) Bizonyos mechanikai szilárdság a kábel kialakításakor a feszültségkövetelmények teljesítéséhez;
3) gyors duzzadás, jó kémiai stabilitás és nagy szilárdság a vízfelvételhez és a gélképződéshez;
4) Jó kémiai stabilitás, nem tartalmaz korrozív összetevőket, ellenáll a baktériumoknak és a penészgombáknak;
5) Jó hőstabilitás, jó időjárásállóság, alkalmazkodóképesség a különböző későbbi feldolgozási és gyártási, valamint a különböző felhasználási környezetekhez;
6) Jó kompatibilitás más optikai kábel anyagokkal.
3 Vízálló fonal optikai kábel alkalmazásában
3.1 Vízálló fonalak használata optikai kábelekben
Az optikai kábelgyártók a gyártási folyamat során különböző kábelszerkezeteket alkalmazhatnak, hogy megfeleljenek a felhasználók igényeinek a tényleges helyzetüknek és a felhasználók követelményeinek:
1) A külső burkolat hosszanti vízzárása vízzáró fonalakkal
A gyűrött acélszalagos páncélozásnál a külső köpenynek hosszirányban vízállónak kell lennie, hogy megakadályozza a nedvesség és a pára bejutását a kábelbe vagy a csatlakozódobozba. A külső köpeny hosszirányú vízzáróságának eléréséhez két vízzáró fonalat használnak, amelyek közül az egyiket a belső köpeny kábelmagjával párhuzamosan helyezik el, a másikat pedig bizonyos osztásközönként (8-15 cm) a kábelmag köré tekerik, majd gyűrött acélszalaggal és PE-vel (polietilén) vonják be, így a vízzáró fonal a kábelmag és az acélszalag közötti rést egy kis, zárt rekeszbe osztja. A vízzáró fonal rövid időn belül megduzzad és gélt képez, megakadályozva a víz bejutását a kábelbe, és a törési pont közelében lévő néhány kis rekeszre korlátozva a vizet, így elérve a hosszirányú vízzáró funkciót, ahogy az az 1. ábrán látható.
1. ábra: A vízzáró fonal tipikus felhasználása optikai kábelben
2) A kábelmag hosszanti vízzárása vízzáró fonalakkalA kábelmagban két részből álló vízzáró fonal használható: az egyik a kábelmagban lévő megerősített acélhuzal, két vízzáró fonalat használva, általában egy vízzáró fonalat és egy megerősített acélhuzalt párhuzamosan elhelyezve, a másik vízzáró fonal nagyobb osztásközzel van a huzal köré tekerve, szintén két vízzáró fonal és egy megerősített acélhuzal van párhuzamosan elhelyezve, erős tágulási képességű vízzáró fonal használatával a víz blokkolására; a második a laza burkolat felületén van, mielőtt a belső burkolatot összenyomná, a vízzáró fonalat összekötő fonalként használva, két vízzáró fonalat kisebb osztásközzel (1 ~ 2 cm) az ellenkező irányban, sűrű és kis blokkoló tartályt képezve, hogy megakadályozza a víz bejutását, "száraz kábelmag" szerkezettel.
3.2 Vízálló fonalak kiválasztása
A száloptikai kábel gyártási folyamatában a jó vízállóság és a kielégítő mechanikai feldolgozási teljesítmény elérése érdekében a vízálló fonal kiválasztásakor a következő szempontokat kell figyelembe venni:
1) A vízzáró fonal vastagsága
Annak érdekében, hogy a vízzáró fonal tágulása kitöltse a kábel keresztmetszetében lévő rést, a vízzáró fonal vastagságának megválasztása kulcsfontosságú, természetesen ez összefügg a kábel szerkezeti méretével és a vízzáró fonal tágulási sebességével. A kábelszerkezetben minimalizálni kell a rések meglétét, például a vízzáró fonal nagy tágulási sebességének használatával a vízzáró fonal átmérője a legkisebbre csökkenthető, így megbízható vízzáró teljesítményt érhetünk el, de költségeket is takaríthatunk meg.
2) A vízzáró fonalak duzzadási sebessége és gélszilárdsága
Az IEC794-1-F5B vízbehatolási vizsgálatot a száloptikai kábel teljes keresztmetszetén végzik. Egy 3 m hosszú optikai kábel mintájához 1 m vízoszlopot adnak, és a 24 órás szivárgásmentes vizsgálat minősítettnek minősül. Ha a vízzáró fonal duzzadási sebessége nem tart lépést a víz behatolásának sebességével, lehetséges, hogy a víz a vizsgálat megkezdése után néhány percen belül áthaladt a mintán, és a vízzáró fonal még nem duzzadt meg teljesen. Bár egy idő után a vízzáró fonal teljesen megduzzad és elzárja a vizet, ez szintén hiba. Ha a tágulási sebesség gyorsabb, és a gél szilárdsága nem elegendő, akkor nem elég ellenállni az 1 m vízoszlop által keltett nyomásnak, és a vízzárás is meghibásodik.
3) A vízzáró fonal puhasága
Mivel a vízzáró fonal puhasága hatással van a kábel mechanikai tulajdonságaira, különösen az oldalirányú nyomásra, ütésállóságra stb., a hatás nyilvánvalóbb, ezért érdemes puhább vízzáró fonalat használni.
4) A vízzáró fonal szakítószilárdsága, nyúlása és hossza
Minden egyes kábeltálca-hossz gyártása során a vízzáró fonalnak folyamatosnak és megszakítás nélkülinek kell lennie, ami megköveteli, hogy a vízzáró fonalnak bizonyos szakítószilárdsággal és nyúlással rendelkezzen annak érdekében, hogy a vízzáró fonal a gyártási folyamat során ne húzódjon meg, és a kábel ne sérüljön a vízzáró fonal nyújtás, hajlítás vagy csavarás esetén. A vízzáró fonal hossza főként a kábeltálca hosszától függ. A fonal folyamatos gyártás során történő cseréjének számának csökkentése érdekében minél hosszabb a vízzáró fonal hossza, annál jobb.
5) A vízzáró fonal savasságának és lúgosságának semlegesnek kell lennie, különben a vízzáró fonal reakcióba lép a kábel anyagával és hidrogént csap ki.
6) A vízzáró fonalak stabilitása
2. táblázat: A vízzáró fonalak vízzáró szerkezetének összehasonlítása más vízzáró anyagokkal
| Elemek összehasonlítása | Zselé töltelék | Melegen olvadó vízzáró gyűrű | Vízzáró szalag | Vízzáró fonal |
| Vízállóság | Jó | Jó | Jó | Jó |
| Feldolgozhatóság | Egyszerű | Bonyolult | Összetettebb | Egyszerű |
| Mechanikai tulajdonságok | Képzett | Képzett | Képzett | Képzett |
| Hosszú távú megbízhatóság | Jó | Jó | Jó | Jó |
| Köpenykötési erő | Igazságos | Jó | Igazságos | Jó |
| Kapcsolódási kockázat | Igen | No | No | No |
| Oxidációs hatások | Igen | No | No | No |
| Oldószer | Igen | No | No | No |
| Optikai kábel egységnyi hosszra jutó tömege | Nehéz | Fény | Nehezebb | Fény |
| Nem kívánt anyagáramlás | Lehetséges | No | No | No |
| Tisztaság a gyártásban | Szegény | Szegényebbek | Jó | Jó |
| Anyagmozgatás | Nehéz vasdobok | Egyszerű | Egyszerű | Egyszerű |
| Beruházás berendezésekbe | Nagy | Nagy | Nagyobb | Kicsi |
| Anyagköltség | Magasabb | Alacsony | Magasabb | Alacsonyabb |
| Termelési költségek | Magasabb | Magasabb | Magasabb | Alacsonyabb |
A vízzáró fonalak stabilitását főként rövid és hosszú távú stabilitással mérik. A rövid távú stabilitás főként a rövid távú hőmérséklet-emelkedésen (extrudálási burkolat hőmérséklete 220 ~ 240 °C-ig) keresztül befolyásolja a vízzáró fonal vízzáró tulajdonságait és az ütésálló mechanikai tulajdonságait; a hosszú távú stabilitás főként a vízzáró fonal öregedését, a tágulási sebességet, a gél szilárdságát és stabilitását, a szakítószilárdságot és az ütésálló nyúlást figyelembe véve a vízzáró fonalnak a kábel teljes élettartama alatt (20 ~ 30 év) vízállónak kell lennie. A vízzáró zsírhoz és a vízzáró szalaghoz hasonlóan a vízzáró fonal gél szilárdsága és stabilitása is fontos jellemző. A nagy gél szilárdságú és jó stabilitású vízzáró fonal jelentős ideig képes fenntartani a jó vízzáró tulajdonságokat. Ezzel szemben a vonatkozó német nemzeti szabványok szerint egyes anyagok hidrolízis körülmények között a gél nagyon mozgékony, kis molekulatömegű anyaggá bomlik, és nem éri el a hosszú távú vízállóság célját.
3.3 Vízzáró fonalak alkalmazása
A vízzáró fonal, mint kiváló optikai kábel vízzáró anyag, felváltja az optikai kábelek gyártása során nagy mennyiségben használt olajpasztát, olvadékragasztós vízzáró gyűrűt és vízzáró szalagot stb. A 2. táblázat összehasonlításképpen ezen vízzáró anyagok néhány jellemzőjét mutatja be.
4 Következtetés
Összefoglalva, a vízzáró fonal kiváló vízzáró anyag, amely alkalmas optikai kábelekhez, egyszerű felépítésű, megbízható teljesítményű, magas termelési hatékonyságú és könnyen használható; az optikai kábelt kitöltő anyag használatának előnyei a könnyű súly, a megbízható teljesítmény és az alacsony költség.
Közzététel ideje: 2022. július 16.