1 Introdución
Para garantir o selado lonxitudinal dos cables de fibra óptica e evitar que a auga e a humidade penetren no cable ou na caixa de conexións e corroan o metal e a fibra, o que pode provocar danos por hidróxeno, rotura da fibra e unha forte caída no rendemento do illamento eléctrico, úsanse habitualmente os seguintes métodos para evitar a auga e a humidade:
1) Encher o interior do cable con graxa tixotrópica, incluíndo graxa de tipo repelente á auga (hidrófobo), de tipo inchable pola auga e de tipo de expansión térmica, etc. Este tipo de material son materiais oleosos, enchen unha gran cantidade, son de alto custo, contaminan facilmente o medio ambiente, son difíciles de limpar (especialmente no empalme de cables con disolvente para limpar) e o peso propio do cable é demasiado pesado.
2) Na cuberta interior e exterior, o uso de anel de barreira de auga adhesivo de fusión en quente entre este método é ineficiente e un proceso complexo que só uns poucos fabricantes poden conseguir. 3) O uso de materiais de bloqueo de auga por expansión seca (po de expansión absorbente de auga, cinta bloqueadora de auga, etc.). Este método require alta tecnoloxía, consumo de materiais, alto custo e o peso propio do cable tamén é demasiado pesado. Nos últimos anos, a estrutura de "núcleo seco" introduciuse no cable óptico e aplicouse ben no estranxeiro, especialmente para resolver o problema do peso propio pesado e o proceso de empalme complexo dun gran número de núcleos de cable óptico ten vantaxes incomparables. O material de bloqueo de auga utilizado neste cable de "núcleo seco" é fío bloqueador de auga. O fío bloqueador de auga pode absorber rapidamente auga e incharse para formar un xel, bloqueando o espazo do canal de auga do cable, conseguindo así o propósito de bloquear a auga. Ademais, o fío bloqueador de auga non contén substancias oleosas e o tempo necesario para preparar o empalme pódese reducir considerablemente sen necesidade de toalliñas, solventes e produtos de limpeza. Para obter un proceso sinxelo, unha construción cómoda, un rendemento fiable e materiais bloqueadores de auga de baixo custo, desenvolvemos un novo tipo de fío bloqueador de auga para cables ópticos: fío inchable bloqueador de auga.
2 Principio de bloqueo de auga e características do fío de bloqueo de auga
A función de bloqueo de auga do fío bloqueador de auga é usar o corpo principal das fibras do fío bloqueador de auga para formar un gran volume de xel (a absorción de auga pode alcanzar ducias de veces o seu propio volume, como no primeiro minuto a auga pode expandirse rapidamente de aproximadamente 0,5 mm a aproximadamente 5,0 mm de diámetro), e a capacidade de retención de auga do xel é bastante forte, pode evitar eficazmente o crecemento da árbore de auga, evitando así que a auga continúe penetrando e estendéndose, para lograr o propósito da resistencia á auga. Dado que o cable de fibra óptica debe soportar diversas condicións ambientais durante a fabricación, as probas, o transporte, o almacenamento e o uso, o fío bloqueador de auga debe ter as seguintes características para ser utilizado no cable de fibra óptica:
1) Un aspecto limpo, un grosor uniforme e unha textura suave;
2) Unha certa resistencia mecánica para cumprir os requisitos de tensión ao formar o cable;
3) inchazo rápido, boa estabilidade química e alta resistencia para a absorción de auga e a formación de xel;
4) Boa estabilidade química, sen compoñentes corrosivos, resistente a bacterias e mofos;
5) Boa estabilidade térmica, boa resistencia ás inclemencias meteorolóxicas, adaptable a varios procesamentos e producións posteriores e a diversos ambientes de uso;
6) Boa compatibilidade con outros materiais de cable de fibra óptica.
3 Fío resistente á auga na aplicación de cables de fibra óptica
3.1 O uso de fíos resistentes á auga en cables de fibra óptica
Os fabricantes de cables de fibra óptica poden adoptar diferentes estruturas de cables no proceso de produción para satisfacer as necesidades dos usuarios segundo a súa situación real e os requisitos dos usuarios:
1) Bloqueo lonxitudinal da auga da vaíña exterior con fíos que bloquean a auga
No blindaxe de cinta de aceiro engurrada, a cuberta exterior debe ser lonxitudinalmente impermeable para evitar que a humidade entre no cable ou na caixa do conector. Para conseguir a barreira lonxitudinal de auga da cuberta exterior, utilízanse dous fíos de barreira de auga, un dos cales se coloca paralelo ao núcleo do cable da cuberta interior e o outro se enrola arredor do núcleo do cable a un certo paso (de 8 a 15 cm), cuberto con cinta de aceiro engurrada e PE (polietileno), de xeito que o fío de barreira de auga divida o espazo entre o núcleo do cable e a cinta de aceiro nun pequeno compartimento pechado. O fío de barreira de auga inchará e formará un xel nun curto período de tempo, impedindo que a auga entre no cable e restrinxindo a auga a uns poucos compartimentos pequenos preto do punto de falla, conseguindo así o propósito de barreira lonxitudinal de auga, como se mostra na Figura 1.
Figura 1: Uso típico de fío que bloquea a auga en cables ópticos
2) Bloqueo lonxitudinal da auga do núcleo do cable con fíos que bloquean a augaPódese usar no núcleo do cable dúas partes do fío de bloqueo de auga, unha está no núcleo do cable do arame de aceiro reforzado, usando dous fíos de bloqueo de auga, xeralmente un fío de bloqueo de auga e un arame de aceiro reforzado colocados en paralelo, outro fío de bloqueo de auga a un paso maior envolto arredor do arame, tamén hai dous fíos de bloqueo de auga e arame de aceiro reforzado colocados en paralelo, o uso de fíos de bloqueo de auga de forte capacidade de expansión para bloquear a auga; o segundo está na superficie da carcasa solta, antes de apertar a vaíña interior, o uso do fío de bloqueo de auga como fío de unión, dous fíos de bloqueo de auga a un paso máis pequeno (1 ~ 2 cm) na dirección oposta ao redor, formando un depósito de bloqueo denso e pequeno, para evitar a entrada de auga, feito de estrutura de "núcleo de cable seco".
3.2 Selección de fíos resistentes á auga
Para obter unha boa resistencia á auga e un rendemento de procesamento mecánico satisfactorio no proceso de fabricación de cables de fibra óptica, débense ter en conta os seguintes aspectos ao seleccionar fíos resistentes á auga:
1) O grosor do fío que bloquea a auga
Para garantir que a expansión do fío de bloqueo de auga poida encher o oco na sección transversal do cable, a elección do grosor do fío de bloqueo de auga é crucial, por suposto, isto está relacionado co tamaño estrutural do cable e a velocidade de expansión do fío. Na estrutura do cable débese minimizar a existencia de ocos, como o uso dunha alta taxa de expansión do fío de bloqueo de auga, entón o diámetro do fío de bloqueo de auga pódese reducir ao mínimo, de xeito que se poida obter un rendemento de bloqueo de auga fiable, pero tamén para aforrar custos.
2) Taxa de inchazo e resistencia do xel dos fíos que bloquean a auga
A proba de penetración de auga IEC794-1-F5B realízase na sección transversal completa do cable de fibra óptica. Engádese 1 m de columna de auga a unha mostra de 3 m de cable de fibra óptica, e cualifícanse 24 horas sen fugas. Se a velocidade de inchazo do fío bloqueador de auga non se mantén ao ritmo da velocidade de infiltración de auga, é posible que a auga atravesase a mostra uns minutos despois de comezar a proba e que o fío bloqueador de auga aínda non se inchase completamente, aínda que despois dun período de tempo o fío bloqueador de auga se inchará completamente e bloqueará a auga, pero isto tamén é un fallo. Se a velocidade de expansión é máis rápida e a forza do xel non é suficiente, non será suficiente para resistir a presión xerada pola columna de auga de 1 m e o bloqueo de auga tamén fallará.
3) Suavidade do fío que bloquea a auga
Como a suavidade do fío que bloquea a auga inflúe nas propiedades mecánicas do cable, especialmente na presión lateral, a resistencia ao impacto, etc., o impacto é máis obvio, polo que se debe tentar usar un fío que bloquee a auga máis suave.
4) A resistencia á tracción, o alongamento e a lonxitude do fío que bloquea a auga
Na produción de cada lonxitude de bandexa de cables, o fío de bloqueo de auga debe ser continuo e ininterrompido, o que require que o fío de bloqueo de auga teña unha certa resistencia á tracción e alongamento, para garantir que o fío de bloqueo de auga non se tire durante o proceso de produción, o cable no caso de estiramento, dobrado ou torcido non se dane. A lonxitude do fío de bloqueo de auga depende principalmente da lonxitude da bandexa de cables, para reducir o número de veces que se cambia o fío na produción continua, canto maior sexa a lonxitude do fío de bloqueo de auga, mellor.
5) A acidez e a alcalinidade do fío que bloquea a auga deben ser neutras, se non, o fío que bloquea a auga reaccionará co material do cable e precipitará hidróxeno.
6) Estabilidade dos fíos que bloquean a auga
Táboa 2: Comparación da estrutura de bloqueo de auga dos fíos de bloqueo de auga con outros materiais de bloqueo de auga
| Comparar elementos | Recheo de xelatina | Anel de tapón de auga de fusión en quente | Cinta de bloqueo de auga | Fío que bloquea a auga |
| Resistencia á auga | Bo | Bo | Bo | Bo |
| Procesabilidade | Sinxelo | Complicado | Máis complexo | Sinxelo |
| propiedades mecánicas | Cualificado/a | Cualificado/a | Cualificado/a | Cualificado/a |
| Fiabilidade a longo prazo | Bo | Bo | Bo | Bo |
| Forza de unión da vaíña | Feira | Bo | Feira | Bo |
| Risco de conexión | Si | No | No | No |
| Efectos da oxidación | Si | No | No | No |
| Disolvente | Si | No | No | No |
| Masa por unidade de lonxitude do cable de fibra óptica | Pesado | Luz | Máis pesado | Luz |
| Fluxo de materiais non desexado | Posible | No | No | No |
| Limpeza na produción | Pobre | Máis pobres | Bo | Bo |
| manipulación de materiais | Tambores de ferro pesados | Sinxelo | Sinxelo | Sinxelo |
| Investimento en equipamento | Grande | Grande | Máis grande | Pequeno |
| Custo do material | Máis alto | Baixo | Máis alto | Inferior |
| Custos de produción | Máis alto | Máis alto | Máis alto | Inferior |
A estabilidade dos fíos que bloquean a auga mídese principalmente pola estabilidade a curto prazo e a estabilidade a longo prazo. A estabilidade a curto prazo considérase principalmente o aumento da temperatura a curto prazo (temperatura do proceso da vaíña de extrusión ata 220 ~ 240 °C) nas propiedades de barreira de auga e propiedades mecánicas do fío de barreira de auga do impacto; a estabilidade a longo prazo, tendo en conta principalmente o envellecemento da taxa de expansión do fío de barreira de auga, a taxa de expansión, a resistencia e estabilidade do xel, a resistencia á tracción e o alongamento do impacto, o fío de barreira de auga debe ser resistente á auga durante toda a vida útil do cable (20 ~ 30 anos). Do mesmo xeito que a graxa e a cinta que bloquean a auga, a resistencia do xel e a estabilidade do fío que bloquea a auga son unha característica importante. Un fío que bloquea a auga con alta resistencia do xel e boa estabilidade pode manter boas propiedades de bloqueo de auga durante un período de tempo considerable. Pola contra, segundo as normas nacionais alemás pertinentes, algúns materiais en condicións de hidrólise, o xel descompoñerase nun material de baixo peso molecular moi móbil e non alcanzará o propósito de resistencia á auga a longo prazo.
3.3 Aplicación de fíos que bloquean a auga
O fío que bloquea a auga como excelente material para bloquear a auga dos cables ópticos está a substituír a pasta de aceite, o anel adhesivo de fusión en quente e a cinta bloqueadora de auga, etc., que se usan en grandes cantidades na produción de cables ópticos. A táboa 2 mostra algunhas das características destes materiais bloqueadores de auga para comparación.
4 Conclusión
En resumo, o fío que bloquea a auga é un excelente material que bloquea a auga axeitado para cables ópticos, ten as características de construción sinxela, rendemento fiable, alta eficiencia de produción e fácil de usar; e o uso do material que enche o cable óptico ten as vantaxes de peso lixeiro, rendemento fiable e baixo custo.
Data de publicación: 16 de xullo de 2022