浅谈光缆的阻水材料

  YD∕T 1115.2-2001 通信电缆光缆用阻水材料 第二部分 阻水纱

  内容提示：建筑与工程Construction & Engineering25◎杨淮 姚伟浅谈光缆的阻水材料摘要：随信息全球化，光缆慢慢的变成为连接全球的主要途径，光缆阻水性能是评价一根光缆是否优异的重要特性。本文简要介绍了光缆阻水材料的特性及其应用。关键词：光缆；阻水材料1 前言随着通信技术的发展，光缆的应用逐渐普遍。阻水性能是光缆一项很重要的指标，水或潮气既能引起光纤的水峰衰减，又能通过渗透腐蚀导致光纤氢损甚至断裂，给光缆通信导致非常严重损失。2 常用阻水材料的介绍光缆的设计和制造中，如何防止光缆渗水一直是一个重要课题。光缆渗水可分为横向渗水和纵向渗水。横向渗水是由于光缆...

  建筑与工程Construction & Engineering25◎杨淮 姚伟浅谈光缆的阻水材料摘要：随信息全球化，光缆慢慢的变成为连接全球的主要途径，光缆阻水性能是评价一根光缆是否优异的重要特性。本文简要介绍了光缆阻水材料的特性及其应用。关键词：光缆；阻水材料1 前言随着通信技术的发展，光缆的应用逐渐普遍。阻水性能是光缆一项很重要的指标，水或潮气既能引起光纤的水峰衰减，又能通过渗透腐蚀导致光纤氢损甚至断裂，给光缆通信导致非常严重损失。2 常用阻水材料的介绍光缆的设计和制造中，如何防止光缆渗水一直是一个重要课题。光缆渗水可分为横向渗水和纵向渗水。横向渗水是由于光缆内外气压梯度的存在，外部潮气或水分渗透并迁移到光缆内部。潮气一旦侵入光缆，会导致金属元件的锈蚀，还会导致光纤损耗的增加，极度影响光纤的传输性能；纵向渗水是指光缆在敷设和使用中，护套保护层局部受损或者光缆连接处意外渗水，水分侵入光缆，并随着光缆径向长度渗透。目前各光缆厂家通常采取以下几种方式来进行阻水：1）在光缆缆芯内部填充阻水油膏填充油膏是实现光缆阻水最普遍的方法。在光缆缆芯缝隙中填充阻水油膏，油膏中含有吸水聚合物。当水或潮气进入光缆内部，油膏遇水时就会吸水膨胀，将缆芯内部的间隙全部填满。油膏吸水后变成凝胶，凝胶有一定强度，这样就可以堵塞渗水通道和破损点，阻止潮汽和水份继续向缆内渗透。光缆阻水油膏具有以下特性：是光缆的理想松包缓冲材料，使光纤在束管内不会因外部应力而受到损伤；粘度适中，锥入度大，拥有非常良好触变性，常温下易填充；吸水速度快，膨胀倍率高，拥有非常良好阻水性能；胶体稳定，酸性小，耐氧化，与光缆有较好的相容性；析氢值低，不影响光纤衰减。在光缆内部采用阻水粉填充阻水粉通常填充于松套管内部，实现松套管的径向阻水。阻水粉由丙烯酸钠、单体丙烯酰胺等成分配合交联剂等制成，阻水粉能迅速吸收水分，形成凝胶状物质，使得光缆松套管内部充满凝胶，水分无法继续渗透。在光缆内部采用阻水纱阻水纱通常应用于光缆缆芯的阻水，例如在缆芯加强件可平拖一根阻水纱并同时缠绕一根阻水纱，缆芯绞制完成后，绞线之间有缝隙，可在缆芯上缠绕一根阻水纱，利用阻水纱吸水后膨胀的特性，使缝隙充满阻水凝胶物质实现阻水效果。阻水纱在各光缆厂家的生产中是一种很成熟的材料，各家选用阻水纱也都有自己的供应商。阻水纱的选用往往要注意以下几方面：阻水纱的膨胀率和膨胀速度这是影响阻水纱阻水性能的关键。膨胀率越高，膨胀速度越快，该阻水纱的阻水性能就更加优异。膨胀率达不到要求，则会导致光缆内部缝隙未填满，水分会一直渗透。膨胀速度过慢，则在光缆缝隙被填满之前，水分已进入到光缆内部，虽然后续水分不再渗透，但光纤早已因此受损。阻水纱的拉伸强度和断裂伸长率这是影响阻水纱机械性能的关键。阻水纱呈线性纤维状，因此其机械性能受到拉伸的影响，拉伸强度和断裂伸长率等因素在设计光缆的时候就需要仔细考虑进去，否则光缆的机械性能会受一定的影响，阻水纱或在光缆安装受力时发生断裂，影响光缆的使用。纱线表面光洁度表面光洁度会影响光缆的生产。纱线表面若光洁度不够，在阻水纱绞制过程中，阻水纱表面的粉末会掉落，特别是在导纱线的陶瓷过孔模处，长时间生产会堵塞大量粉末，使阻水纱发生断裂情况。 在光缆内部使用阻水带阻水带由俩部分所组成，一部分具有一定强度的尼龙或聚酯等基材，另一部分为具有聚丙烯酸酯的吸水膨胀粉。当水进入缆芯时，干性阻水材料中所含的吸水聚合物中含有羟基，吸水后，分子链从卷曲状态展开，体积会迅速膨胀数十倍，形成凝胶状，填满光缆中的缝隙，阻断水流通道。阻水带通常纵包于缆芯外层，阻水带外层再挤塑 PE 护套料，实现光缆的阻水结构。3 各阻水材料的应用和缺陷目前国内大多数光缆厂家普遍采用油膏和阻水纱、阻水带综合使用来满足光缆渗水性能，例如最常见的 GYTA53 光缆，该光缆要求全截面阻水，GYTA53 光缆缆芯由磷化钢丝作为加强件，绞合若干松套管，然后纵包一层铝塑复合带，挤制 PE 内护套，再纵包一层钢塑复合带，最后挤制 PE 外护套而成。我们在缆芯的松套管内和缆芯缝隙采用纤膏和缆膏全填充，钢塑复合带和内护套之间的间隙放置阻水带，水分在进入光缆断面后，缆芯内将被油膏阻拦，钢带和护套间的缝隙被吸水后的阻水带凝胶所拒之门外，这样就能实现 GYTA53 光缆的全截面阻水。现如今的光缆制造工艺中，阻水油膏、阻水粉、阻水纱和阻水带均可起到有效的阻水性能，但每种材料都不可能完美，都有其固有的缺陷。油膏：光缆需求油膏的填充量大，导致光缆自重大，影响光缆机械性能；油膏会导致光缆各元件摩擦力较小，导致相对滑动，特别在架空安装后受到长期拉力的影响，极容易发生意外事故；光缆在施工接续时，大量的油膏无法清理，容易污染工具和旁边的环境，加大光纤接续工作难度，拖慢施工进度；光缆生产的全部过程中，在填充油膏的过程中，容易滴落于机器，生产的全部过程中会污染设备、光缆以及车间环境，并造成大量浪费。阻水粉、阻水纱和阻水带在潮湿环境中极易吸潮，所需保存环境要求高。同时阻水纱和阻水带在生产的全部过程中易出现掉粉现象，表层的阻水粉末由于模具表面的摩擦会掉落，掉下来的粉末在过孔处易发生堵塞，严重时会导致光缆生产中发生断裂事故。4 结语光缆的阻水性能是光缆的重要指标，怎么样才能解决光缆的渗水问题已有很多优异的解决方案，目前材料的特性、光缆结构设计和生产的基本工艺都可实现光缆的阻水性能。未来光缆的发展，阻水要求将会慢慢的严格，这就需要广大技术人员对其进行更深入的研究。（作者单位：中国电子科技集团公司第八研究所）参考文献[1] 王强，光缆膨胀阻水填充膏 [j]。电线] 曾辉，杨乔云，卓辉，室外用通信光缆长期阻水机理 [j]。大学物理实验，2016（3）24-26[3] 黄继东，何钟鹍，阻水纱在干式光缆中的应用及存在问题的探讨。2013 年 3 月 16 日在第三届中国光通信技术与市场研讨会[4] 陈炳炎。光纤光缆的设计和制造 [M]。浙江，浙江大学出版社，2003万方数据