1 Innledning
For å sikre langsgående tetting av fiberoptiske kabler og for å forhindre at vann og fuktighet trenger inn i kabelen eller koblingsboksen og korroderer metallet og fiberen, noe som resulterer i hydrogenskader, fiberbrudd og et kraftig fall i elektrisk isolasjonsytelse, brukes følgende metoder ofte for å forhindre vann og fuktighet:
1) Fyll innsiden av kabelen med tiksotropisk fett, inkludert vannavstøtende (hydrofob) fett, vannsvellende fett og varmeekspansjonsfett, og så videre. Denne typen materiale er oljete materialer, fyller store mengder, er dyre, forurenser miljøet lett, er vanskelige å rengjøre (spesielt ved kabelskjøting med løsemiddel for rengjøring), og kabelens egenvekt er for høy.
2) Bruk av vannsperrering med varmsmeltelim i den indre og ytre kappen er ineffektiv og kompleks, og bare noen få produsenter kan oppnå dette. 3) Bruk av tørrekspansjon av vannblokkerende materialer (vannabsorberende ekspansjonspulver, vannblokkerende tape osv.). Denne metoden krever høy teknologi, materialforbruk, høye kostnader og for tung egenvekt. I de senere år har "tørrkjerne"-strukturen blitt introdusert i optiske kabler, og den har blitt brukt i utlandet. Spesielt for å løse problemet med tung egenvekt og kompleks skjøteprosess med et stort antall kjerner i optiske kabler, har den uforlignelige fordelen. Vannblokkerende materialet som brukes i denne "tørrkjerne"-kabelen er vannblokkerende garn. Vannblokkerende garn kan raskt absorbere vann og svelle for å danne en gel, som blokkerer plassen i kabelens vannkanal, og dermed oppnår formålet med vannblokkering. I tillegg inneholder ikke vannblokkerende garn oljeaktige stoffer, og tiden som kreves for å forberede skjøten kan reduseres betraktelig uten behov for våtservietter, løsemidler og rengjøringsmidler. For å oppnå en enkel prosess, praktisk konstruksjon, pålitelig ytelse og lave kostnader for vannblokkerende materialer, utviklet vi en ny type vannblokkerende garn for optiske kabler – vannblokkerende svellbart garn.
2 Vannblokkeringsprinsipp og egenskaper ved vannblokkeringsgarn
Den vannblokkerende funksjonen til vannblokkerende garn er å bruke hoveddelen av de vannblokkerende garnfibrene til å danne et stort volum av gel (vannabsorpsjonen kan nå dusinvis av ganger sitt eget volum, for eksempel kan vann raskt utvides fra ca. 0,5 mm til ca. 5,0 mm i diameter i det første minuttet). Gelens vannretensjonskapasitet er ganske sterk, noe som effektivt kan forhindre veksten av vanntreet, og dermed forhindre at vann fortsetter å trenge inn og spre seg. For å oppnå formålet med vannmotstand. Siden fiberoptisk kabel må tåle ulike miljøforhold under produksjon, testing, transport, lagring og bruk, må vannblokkerende garn ha følgende egenskaper for å kunne brukes i fiberoptisk kabel:
1) Et rent utseende, jevn tykkelse og en myk tekstur;
2) En viss mekanisk styrke for å oppfylle spenningskravene ved utforming av kabelen;
3) rask hevelse, god kjemisk stabilitet og høy styrke for vannabsorpsjon og geldannelse;
4) God kjemisk stabilitet, ingen korrosive komponenter, motstandsdyktig mot bakterier og mugg;
5) God termisk stabilitet, god værbestandighet, tilpasningsdyktig til ulike påfølgende prosesseringer og produksjoner og ulike bruksmiljøer;
6) God kompatibilitet med andre materialer av fiberoptisk kabel.
3 Vannavstøtende garn i bruken av optisk fiberkabel
3.1 Bruk av vannavstøtende garn i optiske fiberkabler
Produsenter av fiberoptiske kabler kan ta i bruk forskjellige kabelstrukturer i produksjonsprosessen for å møte brukernes behov i henhold til deres faktiske situasjon og brukernes krav:
1) Langsgående vannblokkering av den ytre kappen med vannblokkerende garn
I armering med rynket stålbånd må den ytre kappen være vanntett i lengderetningen for å forhindre at fuktighet trenger inn i kabelen eller koblingsboksen. For å oppnå den langsgående vannbarrieren i den ytre kappen brukes to vannbarrieretråder, hvorav den ene plasseres parallelt med den indre kappens kabelkjernen, og den andre vikles rundt kabelkjernen med en viss avstand (8 til 15 cm), dekket med rynket stålbånd og PE (polyetylen), slik at vannbarrieretråden deler gapet mellom kabelkjernen og stålbåndet i et lite lukket rom. Vannbarrieretråden vil svelle og danne en gel i løpet av kort tid, noe som hindrer vann i å komme inn i kabelen og begrenser vannet til noen få små rom nær forkastningspunktet, og dermed oppnår formålet med den langsgående vannbarrieren, som vist i figur 1.
Figur 1: Typisk bruk av vannblokkerende garn i optisk kabel
2) Langsgående vannblokkering av kabelkjernen med vannblokkerende garnKan brukes i to deler av vannblokkerende garn i kabelkjernen. Den ene er i kabelkjernen av forsterket ståltråd. To deler vannblokkerende garn er vanligvis plassert parallelt med en vannblokkerende garn og en forsterket ståltråd. Den andre delen er viklet rundt en større vannblokkerende garntråd. Det er også to deler vannblokkerende garn og forsterket ståltråd plassert parallelt. Vannblokkerende garn har sterk ekspansjonskapasitet for å blokkere vann. Den andre delen er på den løse overflaten av mantelen, før den indre mantelen klemmes sammen. Vannblokkerende garn brukes som bindegarn. To deler vannblokkerende garn er plassert i motsatt retning (1 ~ 2 cm) og danner en tett og liten blokkeringsbeholder for å forhindre at vann trenger inn. Kjernen er laget av en "tørr kabelkjerne".
3.2 Valg av vannavstøtende garn
For å oppnå både god vannmotstand og tilfredsstillende mekanisk prosesseringsytelse i produksjonsprosessen av fiberoptisk kabel, bør følgende aspekter tas i betraktning når man velger vannmotstandsgarn:
1) Tykkelsen på det vannblokkerende garnet
For å sikre at ekspansjonen av det vannblokkerende garnet kan fylle gapet i kabelens tverrsnitt, er valget av tykkelse på det vannblokkerende garnet avgjørende. Dette er selvfølgelig relatert til kabelens strukturelle størrelse og ekspansjonshastigheten til det vannblokkerende garnet. I kabelstrukturen bør man minimere forekomsten av gap, for eksempel ved å bruke høy ekspansjonshastighet for det vannblokkerende garnet, kan diameteren på det vannblokkerende garnet reduseres til det minste, slik at man kan oppnå pålitelig vannblokkerende ytelse, men også for å spare kostnader.
2) Svellingshastighet og gelstyrke for vannblokkerende garn
IEC794-1-F5B vannpenetrasjonstest utføres på hele tverrsnittet av fiberoptisk kabel. 1 m vannsøyle legges til en 3 m prøve av fiberoptisk kabel, 24 timer uten lekkasje er kvalifisert. Hvis svellingshastigheten til det vannblokkerende garnet ikke holder tritt med vanninfiltrasjonshastigheten, er det mulig at vannet har passert gjennom prøven innen få minutter etter at testen startet, og det vannblokkerende garnet har ennå ikke svulmet helt opp. Selv om det vannblokkerende garnet etter en periode vil svulme helt opp og blokkere vannet, er dette også en feil. Hvis ekspansjonshastigheten er raskere og gelstyrken ikke er tilstrekkelig, er det ikke nok til å motstå trykket som genereres av 1 m vannsøylen, og vannblokkeringen vil også svikte.
3) Mykheten til det vannblokkerende garnet
Etter hvert som mykheten til det vannblokkerende garnet påvirker kabelens mekaniske egenskaper, spesielt sidetrykk, slagmotstand osv., blir støtet mer tydelig, så det bør prøves å bruke et mykere vannblokkerende garn.
4) Strekkfastheten, forlengelsen og lengden til det vannblokkerende garnet
I produksjonen av hver kabelrennelengde bør vannblokkerende garn være kontinuerlig og uavbrutt. Dette krever at vannblokkerende garn har en viss strekkfasthet og forlengelse for å sikre at vannblokkerende garn ikke trekkes i under produksjonsprosessen, og at kabelen ikke skades når den vannblokkerende garnen strekkes, bøyer eller vris. Lengden på vannblokkerende garn avhenger hovedsakelig av lengden på kabelrenna. For å redusere antall ganger garnen byttes ut i kontinuerlig produksjon, jo lengre lengden på vannblokkerende garn er, desto bedre.
5) Surhetsgraden og alkaliteten til det vannblokkerende garnet bør være nøytral, ellers vil det vannblokkerende garnet reagere med kabelmaterialet og utfelle hydrogen.
6) Stabilitet av vannblokkerende garn
Tabell 2: Sammenligning av den vannblokkerende strukturen til vannblokkerende garn med andre vannblokkerende materialer
| Sammenlign varer | Geléfyll | Ring for varmsmeltevannsstopp | Vannblokkerende tape | Vannblokkerende garn |
| Vannmotstand | God | God | God | God |
| Bearbeidbarhet | Enkel | Komplisert | Mer kompleks | Enkel |
| Mekaniske egenskaper | Utdannet | Utdannet | Utdannet | Utdannet |
| Langsiktig pålitelighet | God | God | God | God |
| Kappebindingskraft | Rettferdig | God | Rettferdig | God |
| Tilkoblingsrisiko | Ja | No | No | No |
| Oksidasjonseffekter | Ja | No | No | No |
| Løsemiddel | Ja | No | No | No |
| Masse per lengdeenhet av fiberoptisk kabel | Tung | Lys | Tyngre | Lys |
| Uønsket materialstrøm | Mulig | No | No | No |
| Renhold i produksjonen | Fattig | Flere fattige | God | God |
| Materialhåndtering | Tunge jerntrommer | Enkel | Enkel | Enkel |
| Investering i utstyr | Stor | Stor | Større | Liten |
| Materialkostnad | Høyere | Lav | Høyere | Senke |
| Produksjonskostnader | Høyere | Høyere | Høyere | Senke |
Stabiliteten til vannblokkerende garn måles hovedsakelig ved kortsiktig stabilitet og langsiktig stabilitet. Kortsiktig stabilitet vurderes hovedsakelig som kortsiktig temperaturøkning (ekstruderingsmantelprosesstemperatur opptil 220 ~ 240 ° C) basert på vannbarriereegenskapene og de mekaniske egenskapene til vannbarrieregarnet. Langsiktig stabilitet, hovedsakelig med tanke på aldring av vannbarrieregarnets ekspansjonshastighet, ekspansjonshastighet, gelstyrke og stabilitet, strekkfasthet og forlengelse av støtet, må vannbarrieregarnet være vannbestandig i hele kabelens levetid (20 ~ 30 år). I likhet med vannblokkerende fett og vannblokkerende tape er gelstyrken og stabiliteten til vannblokkerende garn en viktig egenskap. Et vannblokkerende garn med høy gelstyrke og god stabilitet kan opprettholde gode vannblokkerende egenskaper over en betydelig periode. I henhold til relevante tyske nasjonale standarder vil noen materialer under hydrolyseforhold dekomponere til et svært mobilt lavmolekylært materiale, og vil ikke oppnå formålet med langsiktig vannbestandighet.
3.3 Påføring av vannblokkerende garn
Vannblokkerende garn er et utmerket vannblokkerende materiale for optiske kabler og erstatter oljepasta, smeltelim, vannblokkerende ringer og vannblokkerende tape, etc. som brukes i store mengder i produksjonen av optiske kabler. Tabell 2 viser noen av egenskapene til disse vannblokkerende materialene til sammenligning.
4 Konklusjon
Oppsummert er vannblokkerende garn et utmerket vannblokkerende materiale som er egnet for optiske kabler. Det har egenskapene enkel konstruksjon, pålitelig ytelse, høy produksjonseffektivitet og er brukervennlig. Bruken av materiale som fyller optiske kabler har fordelene med lett vekt, pålitelig ytelse og lav kostnad.
Publisert: 16. juli 2022