王鵬 李越 閆旭光 石玉龍
摘 要:文章主要針對自承式蝶形引入光纜遭蟬破壞的原因進行簡單分析,并分別從光纜的材料和結(jié)構(gòu)兩方面開發(fā)防蟬自承式蝶形引入光纜。
關(guān)鍵詞:防蟬措施;材料;結(jié)構(gòu)
引言
現(xiàn)有自承式蝶形引入光纜,在樹木密集的城區(qū)、郊區(qū)和農(nóng)村敷設(shè)以后,易遭到在這些場所棲息的蟬類的破壞。蟬類直接附著在光纜外表面,侵蝕光纜,同時還會產(chǎn)卵,使光纜受到損壞。光纜被蟬損壞的實例國內(nèi)雖尚無報道,但文獻查獲所知,在日本已有相關(guān)的實例報道。文章旨在通過對山東某地區(qū)今年3~5月對掛網(wǎng)正常運行已達半年以上的皮線引入光纜陸續(xù)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不通故障現(xiàn)象的分析,提出光纜受損是遭蟬損壞的觀點并提出相應(yīng)解決方案,希望能為同行所借鑒。
1 光纜受損原因追溯
2015年3月份起,山東部分地區(qū)反應(yīng)自承式蝶形引入光纜在敷設(shè)6-9個月后出現(xiàn)斷纖現(xiàn)象,經(jīng)對斷纖處進行排查,發(fā)現(xiàn)斷纖點處有直徑約為0.9-1.1mm、深度約為0.8-1mm十分規(guī)則圓整的小孔,用光功率計測試,小孔處有光泄漏出。
針對光纜受損的現(xiàn)象及小孔形態(tài),首先從生產(chǎn)流程、包裝、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)進行排查,未發(fā)現(xiàn)異常因素,并鑒于光纜已掛網(wǎng)正常運行達半年以上,我們推測光纜受損的環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)在掛網(wǎng)運行階段由某些外界因素造成的。
技術(shù)人員多次到現(xiàn)場勘察,不斷向行業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)及檢驗院所進行咨詢,并通過區(qū)域?qū)Ρ确治霭l(fā)現(xiàn),事故集中發(fā)生在山東地區(qū),且發(fā)生時間也相對集中在4-5月間,其它市場區(qū)域并未發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象。
針對性的查找了關(guān)于山東地區(qū)的氣候、鳥類、昆蟲類等情況,山東地區(qū)屬溫帶季風(fēng)氣候,降水集中,雨熱同季,春秋短暫,冬夏較長,年平均氣溫11℃-14℃;2015年4月10日山東地區(qū)溫度已達到20℃以上,正是各種鳥類、昆蟲類最活躍并進行繁殖的季節(jié)。
光纜受損現(xiàn)象會不會來自于某類昆蟲的損害呢?在此思維驅(qū)動下,查找各類啄木鳥及各類昆蟲的生活習(xí)性和氣候條件,并發(fā)現(xiàn)中國通信學(xué)會2013年光纜電纜學(xué)術(shù)年會的一篇論文中有蟬對皮線引入光纜損壞的報道。報道原文引用日本情況描述,每年夏季,蟬嚴(yán)重破壞著日本西部地區(qū)的自承式引入光纜,它將通信用自承式引入光纜的黑色外護套當(dāng)作枯萎的樹干,將產(chǎn)卵管刺入光纜中,刺傷纜的外護套,甚至傷及光纖,影響正常的信息通信。這種損害的嚴(yán)重程度,與季節(jié)有很大的相關(guān)性,每年4、5月是損害事故的高發(fā)期。通過皮線引入纜損害發(fā)生的時間段及小孔形態(tài)與文獻所述內(nèi)容進行比對,我們認為山東地區(qū)光纜表面受損的原因應(yīng)由產(chǎn)卵期的蟬所導(dǎo)致。
2 蟬鉆洞過程簡介
蟬在光纜上鉆洞的過程如下:首先,蟬在光纜的表面選中位置,通過產(chǎn)卵管中間的刺在粗糙光纜表面反復(fù)摩擦,在摩擦作用下使光纜表面磨損形成一定的小孔,然后開始180°往復(fù)式旋轉(zhuǎn)摩擦,通過鋸齒狀的產(chǎn)卵管將洞磨損擴大,直至洞的大小和深度適合產(chǎn)卵為止。
通過對蟬產(chǎn)卵過程的研究,可以獲得防蟬的突破口,比如蟬鉆洞前的摩擦使得纜的表面受損,可以通過改變材料的特性來提高;摩擦損傷還與接觸面的大小有關(guān),可以通過改變光纜外表面的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。
3 防蟬措施
目前,光纜從城市到鄉(xiāng)村覆蓋面廣,敷設(shè)在鄉(xiāng)村與城鄉(xiāng)結(jié)合處的光纜重復(fù)出現(xiàn)表面受損的可能性較高。如何去預(yù)防,將是光纜生產(chǎn)企業(yè)和用戶需要共同面對的問題。
3.1 新材料引用
通過研究蟬的鉆洞過程可知,使用耐摩擦的環(huán)保型阻燃熱塑性聚氨酯(TPU)護套料可以有效的防止光纖受到蟬的損害。日本拓自達公司曾經(jīng)做過普通聚乙稀護套料和聚氨酯護套料的對比耐摩擦實驗,實驗裝置如圖4所示。
在摩擦盤旋轉(zhuǎn)1000圈后,聚乙烯磨損掉的平均護套厚度為0.48mm,聚氨酯0.09mm.在摩擦盤旋轉(zhuǎn)2000圈后,聚乙烯磨損掉的平均護套厚度為0.65mm,聚氨酯0.14mm。結(jié)果表明,聚氨酯具有較強的耐摩擦性,不同摩擦次數(shù)時聚氨酯護套料的平均摩擦厚度僅為聚乙烯的1/5左右。同時還將兩種材料制成的引入光纜做了蟬的破壞性實驗。實驗分為野外架空實驗和籠子中固定實驗兩種,結(jié)果均表明聚氨酯具有較強的防蟬特性。
我公司開發(fā)了一種新型自承式蝶形引入光纜,外護套使用環(huán)保型阻燃熱塑性聚氨酯;TPU)。此類TPU護套料是以聚氨酯彈性體樹脂為基料,加入優(yōu)質(zhì)阻燃劑以及其他一些特殊助劑。經(jīng)混合、塑化、造粒而制成的粒狀料。具有卓越的韌性、耐磨性、耐油性。
相對使用普通護套料的吊線光纜,使用聚氨酯護套的吊線光纜更加耐磨,可以有效的防止光纖遭到蟬損害。
3.2 新結(jié)構(gòu)開發(fā)
通過研究蟬的習(xí)性可知,蟬喜歡在凹槽處產(chǎn)卵,而蝶形引入光纜的光纖正好位于凹槽處,因此,容易造成光纖損壞。因此,改變蝶形引入光纜的結(jié)構(gòu)可以有效的防止光纖遭到損害。我公司開發(fā)了三種新結(jié)構(gòu)如下:
(1)將常規(guī)非自承式蝶形引入光纜進行外護,同時在一端平行位置放置一根金屬吊線后擠包一層阻燃聚烯烴護套。
該光纜將蝶形光纜外護制成自承式光纜,巧妙的將蝶形纜的凹槽保護起來,且光纜的外護套厚度較厚,可以有效的防止光纖受到蟬的損害。
(2)該光纜去掉了常規(guī)蝶形光纜中的凹槽,并對光纖進行緊套,使蟬找不到熟悉的產(chǎn)卵場所,同時去掉凹槽增加了光纖處的護套厚度,可以有效的防止光纖受到蟬的損害。
(3)在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,將凹槽開在鋼絲加強件處,采用凹槽錯開的設(shè)計,這樣就解決了開剝難的問題,即使蟬在光纜上產(chǎn)卵,也很難傷及光纖。
總體來講,防蟬自承式引入光纜的結(jié)構(gòu)是為保證光纖不受蟬的損害,一方面可以允許蟬在纜表面鉆洞,但是洞的最大深度不至于傷及光纖;另一方面可考慮提升蟬在纜的護套表面鉆洞的抵抗防御力。
4 結(jié)束語
隨著我國光纜建設(shè)重心正在由城市轉(zhuǎn)向農(nóng)村,農(nóng)村“光改”建設(shè)的不斷推進,研發(fā)用于不同環(huán)境的光通信產(chǎn)品,將成為光纜制造企業(yè)占據(jù)市場份額的重要籌碼。作為光纜制造企業(yè),必須從新材料和新結(jié)構(gòu)上尋找出路。
參考文獻
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