1 Въведение
С бързото развитие на комуникационните технологии през последното десетилетие, областта на приложение на оптичните кабели се разширява. Тъй като екологичните изисквания за оптичните кабели продължават да нарастват, нарастват и изискванията за качеството на материалите, използвани в оптичните кабели. Водоблокиращата лента за оптични кабели е често срещан водоблокиращ материал, използван в индустрията за оптични кабели, ролята на уплътнението, хидроизолацията, защитата от влага и буфера в оптичния кабел е широко призната и неговите разновидности и производителност непрекъснато се подобряват подобрен и усъвършенстван с развитието на оптичния кабел. През последните години структурата на „сухото ядро“ беше въведена в оптичния кабел. Този тип материал за кабелна водопреграда обикновено е комбинация от лента, прежда или покритие, за да се предотврати проникването на вода надлъжно в сърцевината на кабела. С нарастващото приемане на оптични кабели със суха сърцевина, материалите за оптични кабели със суха сърцевина бързо заменят традиционните смеси за пълнене на кабели на основата на вазелин. Сухият материал на сърцевината използва полимер, който бързо абсорбира вода, за да образува хидрогел, който набъбва и запълва каналите за проникване на вода на кабела. В допълнение, тъй като сухият материал на сърцевината не съдържа лепкава мазнина, не са необходими кърпички, разтворители или почистващи препарати за подготовка на кабела за снаждане, а времето за снаждане на кабела е значително намалено. Лекото тегло на кабела и добрата адхезия между външната подсилваща прежда и обвивката не се намаляват, което го прави популярен избор.
2 Въздействието на водата върху кабела и водоустойчивия механизъм
Основната причина, поради която трябва да се вземат различни мерки за блокиране на вода, е, че водата, навлизаща в кабела, ще се разложи на водород и O H- йони, което ще увеличи загубата на предаване на оптичното влакно, ще намали производителността на влакното и ще скъси живот на кабела. Най-често срещаните мерки за блокиране на водата са пълнене с петролна паста и добавяне на лента за блокиране на водата, която се запълва в пролуката между сърцевината на кабела и обвивката, за да се предотврати вертикалното разпространение на водата и влагата, като по този начин играе роля в блокирането на водата.
Когато синтетичните смоли се използват в големи количества като изолатори във фиброоптични кабели (първо в кабели), тези изолационни материали също не са имунизирани срещу проникване на вода. Образуването на „водни дървета“ в изолационния материал е основната причина за въздействието върху производителността на предаването. Механизмът, по който изолационният материал се влияе от водните дървета, обикновено се обяснява по следния начин: поради силното електрическо поле (друга хипотеза е, че химичните свойства на смолата се променят от много слабия разряд на ускорени електрони), водните молекули проникват чрез различния брой микропори, налични в материала на обвивката на оптичния кабел. Молекулите на водата ще проникнат през различния брой микропори в материала на обвивката на кабела, образувайки „водни дървета“, постепенно натрупвайки голямо количество вода и разпространявайки се в надлъжната посока на кабела, и засягайки работата на кабела. След години на международни изследвания и тестове, в средата на 80-те години на миналия век, за да се намери начин да се елиминира най-добрият начин за производство на водни дървета, т.е. преди кабелната екструзия, увита в слой от абсорбция на вода и разширяване на водната бариера, за да се инхибира и забавят растежа на водните дървета, блокирайки водата в кабела вътре в надлъжното разпространение; в същото време, поради външни повреди и проникване на вода, водната бариера също може бързо да блокира водата, а не до надлъжното разпространение на кабела.
3 Преглед на кабелната водна бариера
3. 1 Класификация на водните бариери за оптични кабели
Има много начини за класифициране на оптични кабелни водни бариери, които могат да бъдат класифицирани според тяхната структура, качество и дебелина. Най-общо те могат да се класифицират според структурата си: двустранно ламиниран водостоп, водостоп с едностранно покритие и водостоп от композитно фолио. Функцията за водна бариера на водната бариера се дължи главно на материала с висока водопоглъщаемост (наречен водна бариера), който може да набъбне бързо, след като водната бариера срещне вода, образувайки голям обем гел (водната бариера може да абсорбира стотици пъти повече вода, отколкото себе си), като по този начин предотвратява растежа на водното дърво и предотвратява продължаващото проникване и разпространение на вода. Те включват както естествени, така и химически модифицирани полизахариди.
Въпреки че тези естествени или полу-естествени водни блокери имат добри свойства, те имат два фатални недостатъка:
1) те са биоразградими и 2) те са силно запалими. Това ги прави малко вероятно да бъдат използвани в материалите за оптични кабели. Другият вид синтетичен материал във водоустойчивото покритие е представен от полиакрилати, които могат да се използват като водоустойчиви покрития за оптични кабели, тъй като отговарят на следните изисквания: 1) когато са сухи, могат да противодействат на напреженията, генерирани при производството на оптични кабели;
2) когато са сухи, те могат да издържат на работните условия на оптичните кабели (термичен цикъл от стайна температура до 90 °C), без това да повлияе на живота на кабела, а също така могат да издържат на високи температури за кратки периоди от време;
3) когато навлиза вода, те могат да набъбнат бързо и да образуват гел със скорост на разширяване.
4) произвеждат силно вискозен гел, дори при високи температури вискозитетът на гела е стабилен за дълго време.
Синтезът на водоотблъскващи средства може да се раздели най-общо на традиционни химични методи – метод с обърната фаза (метод на омрежване на полимеризация вода в масло), собствен метод на омрежваща полимеризация – дисков метод, метод на облъчване – „кобалт 60” γ -лъчев метод. Методът на омрежване се основава на метода на γ-лъчение „кобалт 60“. Различните методи за синтез имат различни степени на полимеризация и омрежване и следователно много строги изисквания за водоблокиращия агент, изискван в водоблокиращите ленти. Само много малко полиакрилати могат да отговорят на горните четири изисквания, според практическия опит, водоблокиращите агенти (водопоглъщащи смоли) не могат да се използват като суровини за една част от омрежения натриев полиакрилат, трябва да се използват в мулти-полимерен омрежващ метод (т.е. разнообразие от част от сместа от омрежен натриев полиакрилат), за да се постигне целта за бързо и високо водопоглъщане многократно. Основните изисквания са: многократното водопоглъщане може да достигне около 400 пъти, степента на водопоглъщане може да достигне първата минута, за да абсорбира 75% от водата, погълната от водоустойчивия слой; устойчивост на вода при сушене, изисквания за термична стабилност: дълготрайна температурна устойчивост от 90°C, максимална работна температура от 160°C, моментна температурна устойчивост от 230°C (особено важно за фотоелектрически композитен кабел с електрически сигнали); абсорбция на вода след образуване на гел изисквания за стабилност: след няколко термични цикъла (20°C ~ 95°C) Стабилността на гела след абсорбция на вода изисква: гел с висок вискозитет и здравина на гела след няколко термични цикъла (20°C до 95° В). Стабилността на гела варира значително в зависимост от метода на синтез и материалите, използвани от производителя. В същото време не колкото по-бърза е скоростта на разширяване, толкова по-добре, някои продукти едностранно преследване на скоростта, използването на добавки не са благоприятни за стабилността на хидрогела, разрушаването на капацитета за задържане на вода, но не и за постигане на ефекта на водоустойчивост.
3. 3 характеристики на водоблокиращата лента Тъй като кабелът в производството, тестването, транспортирането, съхранението и използването на процеса, за да издържи теста за околната среда, така че от гледна точка на използването на оптичен кабел, кабелната водоблокираща лента изискванията са както следва:
1) разпределение на външни влакна, композитни материали без разслояване и прах, с определена механична якост, подходящи за нуждите на кабела;
2) еднакво, повторяемо, стабилно качество, при формирането на кабела няма да се разслои и да се произвежда
3) високо налягане на разширение, бърза скорост на разширение, добра стабилност на гела;
4) добра термична стабилност, подходяща за различни последващи обработки;
5) висока химическа стабилност, не съдържа никакви корозивни компоненти, устойчиви на бактерии и ерозия на плесени;
6) добра съвместимост с други материали на оптичен кабел, устойчивост на окисление и др.
4 Стандарти за ефективност на водната бариера на оптичния кабел
Голям брой резултати от изследвания показват, че неквалифицираната водоустойчивост на дългосрочната стабилност на производителността на кабелното предаване ще причини голяма вреда. Тази вреда в производствения процес и фабричната инспекция на кабела с оптични влакна е трудна за намиране, но постепенно ще се появи в процеса на полагане на кабела след употреба. Следователно навременното разработване на изчерпателни и точни стандарти за изпитване, за да се намери основа за оценка на всички страни, които могат да приемат, се превърна в спешна задача. Обширните изследвания, проучвания и експерименти на автора върху водоблокиращи ремъци предоставиха адекватна техническа основа за разработването на технически стандарти за водоблокиращи ремъци. Определете параметрите на ефективността на стойността на водната бариера въз основа на следното:
1) изискванията на стандарта за оптичния кабел за водостопа (главно изискванията на материала на оптичния кабел в стандарта за оптичен кабел);
2) опит в производството и използването на водни бариери и съответните протоколи от изпитвания;
3) резултати от изследване на влиянието на характеристиките на водоблокиращите ленти върху производителността на оптични кабели.
4. 1 Външен вид
Външният вид на водопреградната лента трябва да бъде равномерно разпределени влакна; повърхността трябва да е равна и без бръчки, гънки и разкъсвания; не трябва да има разцепвания по ширината на лентата; композитният материал трябва да е без разслояване; лентата трябва да е плътно навита и краищата на ръчната лента трябва да са свободни от „формата на сламена шапка“.
4.2 Механична якост на водостопа
Якостта на опън на водопреградата зависи от метода на производство на полиестерната нетъкана лента, при същите количествени условия методът с вискоза е по-добър от метода на горещо валцуван продукт за производство на якост на опън, дебелината също е по-тънка. Якостта на опън на водопреградната лента варира в зависимост от начина, по който кабелът е увит или увит около кабела.
Това е ключов показател за две от водоблокиращите ленти, за които методът за изпитване трябва да бъде уеднаквен с устройството, течността и процедурата за изпитване. Основният водоблокиращ материал в водоблокиращата лента е частично омрежен натриев полиакрилат и неговите производни, които са чувствителни към състава и естеството на изискванията за качество на водата, за да се уеднакви стандартът за височината на набъбване на водата- блокираща лента, използването на дейонизирана вода ще има предимство (дестилирана вода се използва при арбитраж), тъй като няма анионни и катионни компоненти в дейонизираната вода, която по същество е чиста вода. Коефициентът на абсорбция на водопоглъщаща смола в различните качества на водата варира значително, ако множителят на абсорбция в чиста вода е 100% от номиналната стойност; в чешмяната вода е 40% до 60% (в зависимост от качеството на водата на всяко място); в морската вода е 12%; подземната вода или водата от улуците е по-сложна, трудно е да се определи процентът на абсорбция и стойността му ще бъде много ниска. За да осигурите ефекта на водопреградата и живота на кабела, най-добре е да използвате водопреградна лента с височина на издуване > 10 mm.
4.3 Електрически свойства
Най-общо казано, оптичният кабел не съдържа предаване на електрически сигнали на металния проводник, така че не включва използването на полупроводникова съпротивителна водна лента, само 33 Wang Qiang и т.н.: оптична кабелна водоустойчива лента
Електрически композитен кабел преди наличието на електрически сигнали, специфични изисквания според структурата на кабела по договор.
4.4 Термична стабилност Повечето разновидности на водоблокиращите ленти могат да отговорят на изискванията за термична стабилност: дълготрайна температурна устойчивост от 90°C, максимална работна температура от 160°C, мигновена температурна устойчивост от 230°C. Ефективността на водоблокиращата лента не трябва да се променя след определен период от време при тези температури.
Силата на гела трябва да бъде най-важната характеристика на набъбващ материал, докато скоростта на разширение се използва само за ограничаване на дължината на първоначалното проникване на вода (по-малко от 1 m). Добрият експандиран материал трябва да има правилната скорост на експандиране и висок вискозитет. Лош водопрепятстващ материал, дори с висока степен на разширение и нисък вискозитет, ще има лоши свойства на водна бариера. Това може да се тества в сравнение с редица термични цикли. При хидролитични условия гелът ще се разпадне до течност с нисък вискозитет, което ще влоши качеството му. Това се постига чрез разбъркване на чиста водна суспензия, съдържаща набъбващ прах, в продължение на 2 часа. След това полученият гел се отделя от излишната вода и се поставя във въртящ се вискозиметър за измерване на вискозитета преди и след 24 часа при 95°C. Може да се види разликата в стабилността на гела. Това обикновено се прави в цикли от 8 часа от 20°C до 95°C и 8 часа от 95°C до 20°C. Съответните немски стандарти изискват 126 цикъла от 8 часа.
4. 5 Съвместимост Съвместимостта на водната бариера е особено важна характеристика по отношение на живота на оптичния кабел и следователно трябва да се има предвид във връзка с използваните досега материали за оптичен кабел. Тъй като съвместимостта отнема много време, за да стане очевидна, трябва да се използва тестът за ускорено стареене, т.е. образецът от кабелния материал се избърсва, обвива се със слой суха водоустойчива лента и се държи в камера с постоянна температура при 100°C за 10 дни, след което качеството се претегля. Якостта на опън и удължението на материала не трябва да се променят с повече от 20% след изпитването.
Време на публикуване: 22 юли 2022 г