1 Увод
Да би се осигурало уздужно заптивање оптичких каблова и спречило продирање воде и влаге у кабл или разводну кутију и кородирање метала и влакана, што доводи до оштећења водоником, ломљења влакана и наглог пада перформанси електричне изолације, следеће методе се обично користе за спречавање воде и влаге:
1) Пуњење унутрашњости кабла тиксотропном машћу, укључујући водоодбојну (хидрофобну) машћу, машћу која бубри услед воде и машћу која се шири под утицајем топлоте и тако даље. Ова врста материјала је масна, пуни велику количину, скупа је, лако загађује животну средину, тешко се чисти (посебно приликом спајања кабла растварачем), а кабл је претежак по својој тежини.
2) У унутрашњем и спољашњем омотачу између употребе врућег лепка за заштиту од воде, ова метода је неефикасна, сложен процес који само неколико произвођача може постићи. 3) Употреба сувог ширења материјала за блокирање воде (прах за ширење који апсорбује воду, трака за блокирање воде итд.). Ова метода захтева високу технологију, потрошњу материјала, високе трошкове, а сопствена тежина кабла је такође превелика. Последњих година, структура „сувог језгра“ је уведена у оптичке каблове и добро се примењује у иностранству, посебно у решавању проблема велике сопствене тежине и сложеног процеса спајања великог броја језгара оптичких каблова, што има неупоредиве предности. Материјал за блокирање воде који се користи у овом каблу са „сувим језгром“ је предиво за блокирање воде. Предиво за блокирање воде може брзо да апсорбује воду и набубри, формирајући гел, блокирајући простор канала за воду кабла, чиме се постиже сврха блокирања воде. Поред тога, предиво за блокирање воде не садржи масне супстанце и време потребно за припрему спајања може се знатно смањити без потребе за марамицама, растварачима и средствима за чишћење. Да бисмо постигли једноставан процес, практичну конструкцију, поуздане перформансе и јефтине материјале за блокирање воде, развили смо нови тип оптичког кабла за блокирање воде - предиво које може да бубри.
2 Принцип блокирања воде и карактеристике предива за блокирање воде
Функција водоотпорне пређе је да користи главно тело влакана водоотпорне пређе за формирање велике запремине гела (апсорпција воде може достићи десетине пута већу запремину од сопствене, на пример, у првом минуту вода се може брзо проширити са око 0,5 мм на око 5,0 мм у пречнику), а капацитет задржавања воде гела је прилично јак, може ефикасно спречити раст воденог дрвета, чиме се спречава даље продирање и ширење воде, како би се постигао циљ водоотпорности. Пошто оптички кабл мора да издржи различите услове околине током производње, испитивања, транспорта, складиштења и употребе, водоотпорна пређа мора имати следеће карактеристике да би се користила у оптичком каблу:
1) Чист изглед, уједначена дебљина и мекана текстура;
2) Одређена механичка чврстоћа да би се испунили захтеви затезања приликом формирања кабла;
3) брзо бубрење, добра хемијска стабилност и висока чврстоћа за апсорпцију воде и формирање гела;
4) Добра хемијска стабилност, без корозивних компоненти, отпорна на бактерије и плесни;
5) Добра термичка стабилност, добра отпорност на временске услове, прилагодљива различитим накнадним обрадама и производњи и различитим условима употребе;
6) Добра компатибилност са другим материјалима оптичког кабла.
3 Водоотпорна пређа у примени оптичког кабла
3.1 Употреба водоотпорних предива у оптичким кабловима
Произвођачи оптичких каблова могу усвојити различите структуре каблова у производном процесу како би задовољили потребе корисника у складу са њиховом стварном ситуацијом и захтевима корисника:
1) Уздужно блокирање воде спољашњег омотача помоћу предива за блокирање воде
Код армирања од наборане челичне траке, спољашњи плашт мора бити уздужно водоотпоран како би се спречио улазак влаге у кабл или кутију за спојницу. Да би се постигла уздужна водоотпорна баријера спољашњег плашта, користе се две водоотпорне пређе, од којих је једна постављена паралелно са језгром унутрашњег плашта кабла, а друга је обмотана око језгра кабла на одређеном размаку (8 до 15 цм), прекривена набораном челичном траком и ПЕ (полиетиленом), тако да водоотпорна пређа дели размак између језгра кабла и челичне траке на мали затворени одељак. Водоотпорна пређа ће набубрити и формирати гел у кратком временском периоду, спречавајући улазак воде у кабл и ограничавајући воду на неколико малих одељака близу места квара, чиме се постиже сврха уздужне водоотпорне баријере, као што је приказано на слици 1.
Слика 1: Типична употреба предива за блокирање воде у оптичком каблу
2) Уздужно блокирање воде у језгру кабла помоћу предива за блокирање водеМоже се користити у језгру кабла од два дела водоотпорне пређе, један је у језгру кабла од армиране челичне жице, користећи две водоотпорне пређе, обично једну водоотпорну пређу и армирану челичну жицу постављене паралелно, друга водоотпорна пређа са већим кораком обмотана око жице, такође постоје две водоотпорне пређе и армирана челична жица постављене паралелно, користећи водоотпорну пређу са јаким капацитетом ширења да би блокирала воду; други је у лабавој површини кућишта, пре стискања унутрашњег омотача, водоотпорна пређа се користи као везива пређа, две водоотпорне пређе са мањим кораком (1 ~ 2 цм) у супротном смеру око, формирајући густу и малу кутију за блокирање, како би се спречио улазак воде, направљена од структуре „сувог језгра кабла“.
3.2 Избор водоотпорних предива
Да би се постигла и добра отпорност на воду и задовољавајуће перформансе механичке обраде у процесу производње оптичког кабла, при избору водоотпорне пређе треба узети у обзир следеће аспекте:
1) Дебљина пређе која блокира воду
Да би се осигурало да ширење водоотпорне пређе може попунити празнину у попречном пресеку кабла, избор дебљине водоотпорне пређе је кључан, наравно, то је повезано са структурном величином кабла и брзином ширења водоотпорне пређе. У структури кабла треба минимизирати постојање празнина, као што је употреба водоотпорне пређе са високом брзином ширења, тада се пречник водоотпорне пређе може смањити на најмањи, тако да се могу постићи поуздане перформансе водоотпорне пређе, али и уштедети трошкови.
2) Брзина бубрења и чврстоћа гела предива које блокирају воду
Тест продора воде према IEC794-1-F5B стандарду се спроводи на пуном попречном пресеку оптичког кабла. На узорак оптичког кабла дужине 3 метра додаје се 1 м воденог стуба, што квалификује 24 сата без цурења. Ако брзина бубрења водонепропусног конца не прати брзину инфилтрације воде, могуће је да је вода прошла кроз узорак у року од неколико минута од почетка теста, а водонепропусни конац још није потпуно набубрио. Иако ће се након одређеног времена водонепропусни конац потпуно набубрити и блокирати воду, то је такође квар. Ако је брзина ширења већа и чврстоћа гела није довољна, није довољан да се одупре притиску који ствара водени стуб од 1 м, и водонепропусни конац ће такође отказати.
3) Мекоћа предива које блокира воду
Како мекоћа водоотпорне пређе утиче на механичка својства кабла, посебно на бочни притисак, отпорност на ударце итд., утицај је очигледнији, па би требало покушати да користите мекшу водоотпорну пређу.
4) Затезна чврстоћа, издужење и дужина пређе која блокира воду
Приликом производње сваке дужине кабловског носача, водоотпорна пређа треба да буде континуирана и непрекинута, што захтева да водоотпорна пређа мора имати одређену затезну чврстоћу и издужење, како би се осигурало да се водоотпорна пређа не повлачи током производног процеса, а кабл у случају истезања, савијања, увијања водоотпорне пређе неће бити оштећен. Дужина водоотпорне пређе углавном зависи од дужине кабловског носача, како би се смањио број промена пређе у континуираној производњи, што је дужа водоотпорна пређа то боље.
5) Киселост и алкалност предива за блокирање воде треба да буду неутралне, у супротном ће предиво за блокирање воде реаговати са материјалом кабла и исталожити водоник.
6) Стабилност предива које блокирају воду
Табела 2: Поређење структуре водонепропусних предива са другим водонепропусним материјалима
| Упоредите ставке | Желе фил | Прстен за заустављање воде од врућег растопљеног материјала | Трака за блокирање воде | Пређа за блокирање воде |
| Отпорност на воду | Добро | Добро | Добро | Добро |
| Обрадивост | Једноставно | Компликовано | Сложеније | Једноставно |
| Механичка својства | Квалификован | Квалификован | Квалификован | Квалификован |
| Дугорочна поузданост | Добро | Добро | Добро | Добро |
| Сила везивања омотача | Сајам | Добро | Сајам | Добро |
| Ризик од повезивања | Да | No | No | No |
| Оксидациони ефекти | Да | No | No | No |
| Растварач | Да | No | No | No |
| Маса по јединици дужине оптичког кабла | Тежак | Светло | Тежи | Светло |
| Нежељени проток материјала | Могуће | No | No | No |
| Чистоћа у производњи | Сиромашно | Више сиромашних | Добро | Добро |
| Руковање материјалом | Тешки гвоздени бубњеви | Једноставно | Једноставно | Једноставно |
| Улагање у опрему | Велико | Велико | Веће | Мали |
| Трошкови материјала | Више | Ниско | Више | Доњи |
| Трошкови производње | Више | Више | Више | Доњи |
Стабилност водоотпорних предива се углавном мери краткорочном и дугорочном стабилношћу. Краткорочна стабилност се углавном односи на краткорочни пораст температуре (температура процеса екструзије омотача до 220 ~ 240 °C) утицаја водоотпорних својстава предива и механичких својстава на удар; дугорочна стабилност, углавном узимајући у обзир старење водоотпорних предива, брзину ширења, чврстоћу и стабилност гела, затезну чврстоћу и издужење на удар, водоотпорна предива мора бити отпорна на воду током целог животног века кабла (20 ~ 30 година). Слично масти за водоотпорне и водоотпорне траке, чврстоћа гела и стабилност водоотпорне предива су важна карактеристика. Водоотпорна предива са високом чврстоћом гела и добром стабилношћу може одржати добра водоотпорна својства током значајног временског периода. Напротив, према релевантним немачким националним стандардима, неки материјали под условима хидролизе, гел ће се разложити у веома покретљив материјал ниске молекулске тежине и неће постићи сврху дугорочне водоотпорности.
3.3 Примена предива за блокирање воде
Пређа за блокирање воде као одличан материјал за блокирање воде у оптичким кабловима, замењује уљну пасту, вруће лепљиви прстен за блокирање воде и траку за блокирање воде итд. који се користе у великим количинама у производњи оптичких каблова, Табела 2 приказује неке од карактеристика ових материјала за блокирање воде ради поређења.
4 Закључак
Укратко, предиво за блокирање воде је одличан материјал за блокирање воде погодан за оптичке каблове, има карактеристике једноставне конструкције, поузданих перформанси, високе ефикасности производње, једноставности употребе; а употреба материјала који пуни оптички кабл има предности мале тежине, поузданих перформанси и ниске цене.
Време објаве: 16. јул 2022.