1 Кіріспе
Талшықты-оптикалық кабельдердің бойлық тығыздалуын қамтамасыз ету және су мен ылғалдың кабельге немесе қосылыс қорабына еніп, металл мен талшықты коррозияға ұшыратуына жол бермеу үшін, нәтижесінде сутегінің зақымдануы, талшықтың сынуы және электр оқшаулау өнімділігінің күрт төмендеуіне әкеліп соқтырады, су мен ылғалдың алдын алу үшін келесі әдістер кеңінен қолданылады:
1) Кабельдің ішкі жағын тиксотропты маймен толтыру, оның ішінде су өткізбейтін (гидрофобты), су ісінетін және жылу кеңеюі сияқты түрлері бар. Бұл материалдар майлы материалдар болып табылады, көп мөлшерде толтырылады, құны жоғары, қоршаған ортаны ластау оңай, тазалау қиын (әсіресе кабельді еріткішпен біріктіргенде тазалау үшін) және кабельдің өзіндік салмағы тым ауыр.
2) Ыстық балқытылған желімді су тосқауыл сақинасын қолдану арасындағы ішкі және сыртқы қабықта бұл әдіс тиімсіз, күрделі процесс, оны тек бірнеше өндіруші ғана қол жеткізе алады. 3) Суды бөгейтін материалдарды құрғақ кеңейтуді пайдалану (суды сіңіретін кеңейту ұнтағы, суды бөгейтін таспа және т.б.). Бұл әдіс жоғары технологияны, материалды тұтынуды, жоғары құнын қажет етеді, кабельдің өзіндік салмағы да тым ауыр. Соңғы жылдары оптикалық кабельге «құрғақ өзек» құрылымы енгізілді және шетелде, әсіресе ауыр өзіндік салмақ мәселесін шешуде және оптикалық кабельдің үлкен өзек санын күрделі біріктіру процесінде жақсы қолданылды, бұл теңдессіз артықшылықтарға ие. Бұл «құрғақ өзек» кабельде қолданылатын суды бөгейтін материал - суды бөгейтін жіп. Суды бөгейтін жіп суды тез сіңіріп, ісініп, гель түзіп, кабельдің су арнасының кеңістігін бөгей алады, осылайша суды бөгеу мақсатына жетеді. Сонымен қатар, суды бөгейтін жіпте майлы заттар жоқ және біріктіруді дайындауға қажетті уақытты майлықтар, еріткіштер және тазартқыштарсыз айтарлықтай қысқартуға болады. Қарапайым процесті, ыңғайлы конструкцияны, сенімді өнімділікті және арзан су өткізбейтін материалдарды алу үшін біз оптикалық кабельдің су өткізбейтін жіп-су өткізбейтін ісінетін жіптің жаңа түрін жасап шығардық.
2 Су өткізбейтін жіптің су өткізбейтін принципі және сипаттамалары
Су өткізбейтін жіптің су өткізбейтін функциясы - су өткізбейтін жіп талшықтарының негізгі бөлігін пайдаланып, көп көлемді гель түзу (су сіңіру өз көлемінен ондаған есе көп болуы мүмкін, мысалы, алғашқы минутта су диаметрі шамамен 0,5 мм-ден шамамен 5,0 мм-ге дейін тез кеңейе алады), ал гельдің суды ұстап тұру қабілеті өте күшті, су ағашының өсуіне тиімді кедергі келтіреді, осылайша судың енуіне және таралуына жол бермейді, су өткізбейтін мақсатқа жету үшін. Талшықты-оптикалық кабель өндіріс, сынақ, тасымалдау, сақтау және пайдалану кезінде әртүрлі қоршаған орта жағдайларына төтеп беруі керек болғандықтан, су өткізбейтін жіп талшықты-оптикалық кабельде пайдалану үшін келесі сипаттамаларға ие болуы керек:
1) Таза көрініс, біркелкі қалыңдық және жұмсақ құрылым;
2) Кабельді қалыптастыру кезіндегі кернеу талаптарын қанағаттандыру үшін белгілі бір механикалық беріктік;
3) тез ісіну, жақсы химиялық тұрақтылық және суды сіңіру және гель түзу үшін жоғары беріктік;
4) Жақсы химиялық тұрақтылық, коррозиялық компоненттер жоқ, бактериялар мен зеңдерге төзімді;
5) Жақсы термиялық тұрақтылық, ауа райына жақсы төзімділік, кейінгі өңдеу мен өндіріске және әртүрлі пайдалану орталарына бейімделу;
6) Талшықты-оптикалық кабельдің басқа материалдарымен жақсы үйлесімділік.
3 Оптикалық талшықты кабельді қолданудағы су өткізбейтін жіп
3.1 Оптикалық талшықты кабельдерде су өткізбейтін жіптерді пайдалану
Талшықты-оптикалық кабель өндірушілері пайдаланушылардың нақты жағдайына және пайдаланушылардың талаптарына сәйкес олардың қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін өндіріс процесінде әртүрлі кабельдік құрылымдарды қолдана алады:
1) Сыртқы қабықтың су өткізбейтін жіптермен бойлық су өткізбейтін бітелген күйде болуы
Мыжылған болат таспалы брондауда сыртқы қабық ылғал мен ылғалдың кабельге немесе қосқыш қорапқа енуіне жол бермеу үшін бойлық су өткізбейтін болуы керек. Сыртқы қабықтың бойлық су тосқауылына қол жеткізу үшін екі су тосқауыл жіптері қолданылады, олардың бірі ішкі қабық кабель өзегіне параллель орналастырылады, ал екіншісі кабель өзегіне белгілі бір қадаммен (8-ден 15 см-ге дейін) оралады, мыжылған болат таспамен және полиэтиленмен (полиэтилен) жабылады, осылайша су тосқауыл жібі кабель өзегі мен болат таспа арасындағы саңылауды шағын жабық бөлікке бөледі. Су тосқауыл жібі қысқа уақыт ішінде ісініп, гель түзеді, судың кабельге енуіне жол бермейді және суды ақаулық нүктесіне жақын бірнеше шағын бөліктермен шектейді, осылайша 1-суретте көрсетілгендей бойлық су тосқауылының мақсатына қол жеткізіледі.
1-сурет: Оптикалық кабельдегі су өткізбейтін жіптің типтік қолданылуы
2) Кабель өзегін су өткізбейтін жіптермен бойлық сумен бітеуСу өткізбейтін жіптің екі бөлігін кабель өзегінде қолдануға болады, біреуі кабель өзегінде күшейтілген болат сым болып табылады, екі су өткізбейтін жіп қолданылады, әдетте су өткізбейтін жіп және күшейтілген болат сым параллель орналастырылады, екіншісі су өткізбейтін жіп сымға оралған үлкен қадамға оралады, сонымен қатар екі су өткізбейтін жіп және күшейтілген болат сым параллель орналастырылады, суды бітеу үшін күшті кеңею қабілеті бар су өткізбейтін жіп қолданылады; екіншісі бос корпус бетінде, ішкі қабықты қыспас бұрын, су өткізбейтін жіпті жіп байлау ретінде пайдаланады, екі су өткізбейтін жіпті кіші қадамға (1 ~ 2 см) қарама-қарсы бағытта айналдыра отырып, тығыз және кішкентай блоктау жәшігін қалыптастырады, судың кіруіне жол бермейді, «құрғақ кабель өзегі» құрылымынан жасалған.
3.2 Су өткізбейтін жіптерді таңдау
Талшықты-оптикалық кабельді өндіру процесінде жақсы су өткізбеушілікке және қанағаттанарлық механикалық өңдеу өнімділігіне қол жеткізу үшін су өткізбеушілік жіпті таңдаған кезде келесі аспектілерді ескеру қажет:
1) Су өткізбейтін жіптің қалыңдығы
Су өткізбейтін жіптің кеңеюі кабельдің көлденең қимасындағы саңылауды толтыра алатынына көз жеткізу үшін су өткізбейтін жіптің қалыңдығын таңдау өте маңызды, әрине, бұл кабельдің құрылымдық өлшеміне және су өткізбейтін жіптің кеңею жылдамдығына байланысты. Кабель құрылымында саңылаулардың болуын азайту керек, мысалы, су өткізбейтін жіптің жоғары кеңею жылдамдығын пайдалану, содан кейін су өткізбейтін жіптің диаметрін ең кішіге дейін азайтуға болады, осылайша сіз сенімді су өткізбейтін өнімділікке қол жеткізе аласыз, сонымен қатар шығындарды үнемдей аласыз.
2) Су өткізбейтін жіптердің ісіну жылдамдығы және гельдік беріктігі
IEC794-1-F5B судың ену сынағы талшықты-оптикалық кабельдің толық көлденең қимасында жүргізіледі. 3 м талшықты-оптикалық кабель үлгісіне 1 м су бағанасы қосылады, ағып кетусіз 24 сағат жұмыс істеу жарамды деп саналады. Егер суды бөгейтін жіптің ісіну жылдамдығы судың ену жылдамдығына сәйкес келмесе, сынақ басталғаннан кейін бірнеше минут ішінде су үлгіден өтіп, суды бөгейтін жіп әлі толық ісінбеген болуы мүмкін, дегенмен біраз уақыттан кейін суды бөгейтін жіп толығымен ісініп, суды бөгейді, бірақ бұл да сәтсіздік. Егер кеңею жылдамдығы жылдамырақ болса және гельдің беріктігі жеткіліксіз болса, 1 м су бағанының қысымына төтеп беру жеткіліксіз, ал суды бөгеу де істен шығады.
3) Су өткізбейтін жіптің жұмсақтығы
Су өткізбейтін жіптің жұмсақтығы кабельдің механикалық қасиеттеріне, әсіресе бүйірлік қысымға, соққыға төзімділікке және т.б. әсер ететіндіктен, соққы айқынырақ болады, сондықтан жұмсақ су өткізбейтін жіпті қолдануға тырысу керек.
4) Су өткізбейтін жіптің созылу беріктігі, ұзаруы және ұзындығы
Әрбір кабель науасының ұзындығын өндіруде су өткізбейтін жіп үздіксіз және үзіліссіз болуы керек, бұл су өткізбейтін жіптің белгілі бір созылу беріктігі мен созылуын талап етеді, су өткізбейтін жіптің өндіріс процесінде тартылмауын, кабельдің созылуы, майысуы, бұралуы жағдайында су өткізбейтін жіптің зақымдалмауын қамтамасыз ету үшін. Су өткізбейтін жіптің ұзындығы негізінен кабель науасының ұзындығына байланысты, үздіксіз өндірісте жіптің ауыстырылу санын азайту үшін су өткізбейтін жіптің ұзындығы неғұрлым ұзақ болса, соғұрлым жақсы.
5) Су өткізбейтін жіптің қышқылдығы мен сілтілігі бейтарап болуы керек, әйтпесе су өткізбейтін жіп кабель материалымен әрекеттесіп, сутегін тұндырады.
6) Су өткізбейтін жіптердің тұрақтылығы
2-кесте: Су өткізбейтін жіптердің су өткізбейтін құрылымын басқа су өткізбейтін материалдармен салыстыру
| Элементтерді салыстырыңыз | Желе толтырғыш | Ыстық балқытылған суды тығындайтын сақина | Су өткізбейтін таспа | Су өткізбейтін жіп |
| Суға төзімділік | Жақсы | Жақсы | Жақсы | Жақсы |
| Өңдеу мүмкіндігі | Қарапайым | Күрделі | Күрделірек | Қарапайым |
| Механикалық қасиеттер | Білікті | Білікті | Білікті | Білікті |
| Ұзақ мерзімді сенімділік | Жақсы | Жақсы | Жақсы | Жақсы |
| Қабықтың байланыс күші | Әділ | Жақсы | Әділ | Жақсы |
| Байланыс қаупі | Иә | No | No | No |
| Тотығу әсерлері | Иә | No | No | No |
| Еріткіш | Иә | No | No | No |
| Талшықты-оптикалық кабельдің бірлік ұзындығына шаққандағы массасы | Ауыр | Жарық | Ауырырақ | Жарық |
| Қажетсіз материалдық ағын | Мүмкін | No | No | No |
| Өндірістегі тазалық | Нашар | Кедейрек | Жақсы | Жақсы |
| Материалдарды өңдеу | Ауыр темір барабандар | Қарапайым | Қарапайым | Қарапайым |
| Жабдыққа инвестиция салу | Үлкен | Үлкен | Үлкенірек | Кішкентай |
| Материалдық шығындар | Жоғары | Төмен | Жоғары | Төменгі |
| Өндіріс шығындары | Жоғары | Жоғары | Жоғары | Төменгі |
Су өткізбейтін жіптердің тұрақтылығы негізінен қысқа мерзімді тұрақтылық пен ұзақ мерзімді тұрақтылықпен өлшенеді. Қысқа мерзімді тұрақтылық негізінен қысқа мерзімді температураның көтерілуімен (экструзиялық қабық процесінің температурасы 220 ~ 240 ° C дейін) су өткізбейтін жіптің су өткізбейтін қасиеттері мен механикалық қасиеттеріне әсер етуімен есептеледі; ұзақ мерзімді тұрақтылық, негізінен су өткізбейтін жіптің кеңею жылдамдығын, кеңею жылдамдығын, гель беріктігі мен тұрақтылығын, созылу беріктігі мен соққының ұзаруын ескере отырып, кабельдің бүкіл қызмет ету мерзімі ішінде (20 ~ 30 жыл) су өткізбейтін болуы керек. Су өткізбейтін май мен су өткізбейтін таспаға ұқсас, су өткізбейтін жіптің гель беріктігі мен тұрақтылығы маңызды сипаттама болып табылады. Жоғары гель беріктігі мен жақсы тұрақтылығы бар су өткізбейтін жіп ұзақ уақыт бойы жақсы су өткізбейтін қасиеттерді сақтай алады. Керісінше, тиісті Германияның ұлттық стандарттарына сәйкес, кейбір материалдар гидролиз жағдайында гель өте мобильді төмен молекулалық салмақтағы материалға ыдырайды және ұзақ мерзімді су өткізбейтін мақсатқа жетпейді.
3.3 Су өткізбейтін жіптерді қолдану
Су өткізбейтін жіп оптикалық кабельді су өткізбейтін тамаша материал ретінде, оптикалық кабель өндірісінде көп мөлшерде қолданылатын май пастасын, ыстық балқытылған желімді су өткізбейтін сақинаны және су өткізбейтін таспаны және т.б. алмастыра отырып, салыстыру үшін осы су өткізбейтін материалдардың кейбір сипаттамаларын 2-кестеде қараңыз.
4 Қорытынды
Қорытындылай келе, су өткізбейтін жіп оптикалық кабельге жарамды тамаша су өткізбейтін материал болып табылады, оның құрылымы қарапайым, сенімді, өнімділігі жоғары, пайдалану оңай; ал оптикалық кабельді толтыратын материалды пайдалану жеңіл, сенімді және арзан сияқты артықшылықтарға ие.
Жарияланған уақыты: 2022 жылғы 16 шілде