1 Einleitung
Um die Längsabdichtung von Glasfaserkabeln sicherzustellen und zu verhindern, dass Wasser und Feuchtigkeit in das Kabel oder die Anschlussdose eindringen und das Metall und die Faser korrodieren, was zu Wasserstoffschäden, Faserbrüchen und einem starken Abfall der elektrischen Isolationsleistung führt, sind die folgenden Methoden geeignet Wird häufig zur Vorbeugung von Wasser und Feuchtigkeit verwendet:
1) Füllen Sie die Innenseite des Kabels mit thixotropem Fett, einschließlich wasserabweisendem (hydrophobem), wasserquellendem und wärmeausdehnendem Fett usw. Bei dieser Art von Material handelt es sich um ölige Materialien, die eine große Füllmenge aufweisen, hohe Kosten verursachen, leicht die Umwelt verschmutzen, schwer zu reinigen sind (insbesondere beim Spleißen des Kabels mit dem zu reinigenden Lösungsmittel) und das Eigengewicht des Kabels zu hoch ist.
2) Im Innen- und Außenmantel wird ein Wassersperrring mit Schmelzklebstoff verwendet. Diese Methode ist ein ineffizienter und komplexer Prozess, den nur wenige Hersteller erreichen können. 3) Die Verwendung von Trockenexpansion wasserblockierender Materialien (wasserabsorbierendes Expansionspulver, wasserblockierendes Band usw.). Diese Methode erfordert hohe Technologie, Materialverbrauch, hohe Kosten und auch das Eigengewicht des Kabels ist zu hoch. In den letzten Jahren wurde die „Trockenkern“-Struktur in das optische Kabel eingeführt und im Ausland gut angewendet, insbesondere bei der Lösung des Problems des hohen Eigengewichts und des komplexen Spleißprozesses bei einer großen Anzahl von Kernen optischer Kabel, was unvergleichliche Vorteile bietet. Das wasserabweisende Material, das in diesem „Dry Core“-Kabel verwendet wird, ist wasserabweisendes Garn. Das wasserblockierende Garn kann schnell Wasser absorbieren und zu einem Gel aufquellen, wodurch der Raum des Wasserkanals des Kabels blockiert wird und so der Zweck der Wasserblockierung erreicht wird. Darüber hinaus enthält das wasserblockierende Garn keine öligen Substanzen und der Zeitaufwand für die Vorbereitung der Spleißstelle kann ohne den Einsatz von Tüchern, Lösungs- und Reinigungsmitteln erheblich verkürzt werden. Um einen einfachen Prozess, eine praktische Konstruktion, zuverlässige Leistung und kostengünstige wasserblockierende Materialien zu erhalten, haben wir einen neuen Typ von wasserblockierendem Garn für optische Kabel und wasserblockierendem Quellgarn entwickelt.
2 Wasserblockierungsprinzip und Eigenschaften des wasserblockierenden Garns
Die wasserblockierende Funktion von wasserblockierendem Garn besteht darin, den Hauptkörper der wasserblockierenden Garnfasern zu nutzen, um ein großes Gelvolumen zu bilden (die Wasseraufnahme kann das Zehnfache ihres eigenen Volumens erreichen, beispielsweise in der ersten Minute des Wassers). kann schnell von etwa 0,5 mm auf etwa 5,0 mm Durchmesser ausgedehnt werden) und die Wasserrückhaltekapazität des Gels ist ziemlich stark, kann das Wachstum des Wasserbaums wirksam verhindern und so verhindern, dass Wasser weiter eindringt und sich ausbreitet Den Zweck der Wasserbeständigkeit erreichen. Da Glasfaserkabel während der Herstellung, Prüfung, des Transports, der Lagerung und der Verwendung verschiedenen Umgebungsbedingungen standhalten müssen, muss wasserabweisendes Garn die folgenden Eigenschaften aufweisen, um in Glasfaserkabeln verwendet zu werden:
1) Ein sauberes Aussehen, gleichmäßige Dicke und eine weiche Textur;
2) Eine gewisse mechanische Festigkeit, um den Spannungsanforderungen beim Formen des Kabels gerecht zu werden;
3) schnelle Quellung, gute chemische Stabilität und hohe Festigkeit für Wasseraufnahme und Gelbildung;
4) Gute chemische Stabilität, keine korrosiven Bestandteile, resistent gegen Bakterien und Schimmel;
5) Gute thermische Stabilität, gute Wetterbeständigkeit, anpassbar an verschiedene nachfolgende Verarbeitungs- und Produktionsprozesse sowie verschiedene Einsatzumgebungen;
6) Gute Kompatibilität mit anderen Materialien von Glasfaserkabeln.
3 Wasserbeständiges Garn bei der Anwendung von Glasfaserkabeln
3.1 Die Verwendung wasserbeständiger Garne in Glasfaserkabeln
Hersteller von Glasfaserkabeln können im Produktionsprozess unterschiedliche Kabelstrukturen übernehmen, um den Bedürfnissen der Benutzer entsprechend ihrer tatsächlichen Situation und den Anforderungen der Benutzer gerecht zu werden:
1) Längswassersperre des Außenmantels mit wassersperrenden Garnen
Bei einer Faltenstahlbandarmierung muss der Außenmantel in Längsrichtung wasserdicht sein, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit und Nässe in das Kabel oder den Anschlusskasten eindringen. Um die Längswassersperre des Außenmantels zu erreichen, werden zwei Wassersperrgarne verwendet, von denen eines parallel zum Kabelkern des Innenmantels gelegt wird und das andere in einer bestimmten Steigung (8 bis 15) um den Kabelkern gewickelt wird cm), abgedeckt mit geknittertem Stahlband und PE (Polyethylen), so dass das Wassersperrgarn den Spalt zwischen der Kabelseele und dem Stahlband in ein kleines geschlossenes Fach unterteilt. Das Wassersperrgarn quillt auf und bildet innerhalb kurzer Zeit ein Gel, das verhindert, dass Wasser in das Kabel eindringt, und das Wasser auf einige kleine Kammern in der Nähe der Fehlerstelle beschränkt, wodurch der Zweck einer Längswassersperre erreicht wird, wie in Abbildung 1 dargestellt .
Abbildung 1: Typische Verwendung von wasserabweisendem Garn in optischen Kabeln
2) Wasserblockierung der Kabelseele in Längsrichtung mit wasserblockierenden GarnenKann im Kabelkern aus zwei Teilen des wasserblockierenden Garns verwendet werden, einer ist im Kabelkern des verstärkten Stahldrahts, wobei zwei wasserblockierende Garne verwendet werden, normalerweise ein wasserblockierendes Garn und ein verstärkter Stahldraht, die parallel angeordnet sind. ein weiteres wasserblockierendes Garn mit einer größeren Steigung, das um den Draht gewickelt ist; außerdem sind zwei wasserblockierende Garne und ein verstärkter Stahldraht parallel angeordnet, wobei ein wasserblockierendes Garn mit starker Ausdehnungskapazität zum Blockieren von Wasser verwendet wird; Zweitens wird in der losen Hüllenoberfläche vor dem Zusammendrücken der Innenhülle das wasserblockierende Garn als Bindegarn verwendet, zwei wasserblockierende Garne werden in einer kleineren Teilung (1 ~ 2 cm) in die entgegengesetzte Richtung umhergelegt, wodurch ein dichter und kleiner Faden entsteht Sperrbehälter, um das Eindringen von Wasser zu verhindern, hergestellt aus einer „trockenen Kabelkern“-Struktur.
3.2 Auswahl wasserbeständiger Garne
Um sowohl eine gute Wasserbeständigkeit als auch eine zufriedenstellende mechanische Verarbeitungsleistung im Herstellungsprozess von Glasfaserkabeln zu erreichen, sollten bei der Auswahl wasserbeständiger Garne die folgenden Aspekte beachtet werden:
1) Die Dicke des wasserabweisenden Garns
Um sicherzustellen, dass die Ausdehnung des wasserabweisenden Garns die Lücke im Querschnitt des Kabels füllen kann, ist die Wahl der Dicke des wasserabweisenden Garns entscheidend, diese hängt natürlich von der Strukturgröße ab des Kabels und der Ausdehnungsrate des wasserblockierenden Garns. In der Kabelstruktur sollte das Vorhandensein von Lücken minimiert werden, z. B. durch die Verwendung einer hohen Ausdehnungsrate des wasserblockierenden Garns. Dann kann der Durchmesser des wasserblockierenden Garns auf das kleinste Maß reduziert werden, so dass eine zuverlässige Wasser- Blockleistung, sondern auch um Kosten zu sparen.
2) Quellrate und Gelstärke wasserblockierender Garne
Der Wasserdurchdringungstest gemäß IEC794-1-F5B wird am gesamten Querschnitt des Glasfaserkabels durchgeführt. 1 m Wassersäule wird zu einer 3 m langen Glasfaserkabelprobe hinzugefügt, 24 Stunden ohne Leckage sind qualifiziert. Wenn die Quellgeschwindigkeit des wasserblockierenden Garns nicht mit der Geschwindigkeit der Wasserinfiltration Schritt hält, ist es möglich, dass das Wasser innerhalb weniger Minuten nach Beginn des Tests durch die Probe gelangt ist und das wasserblockierende Garn dies noch nicht vollständig getan hat aufgequollen, obwohl das wasserabweisende Garn nach einiger Zeit vollständig aufquillt und das Wasser blockiert, aber auch das ist ein Fehler. Wenn die Expansionsrate schneller ist und die Gelfestigkeit nicht ausreicht, reicht sie nicht aus, um dem durch die 1 m hohe Wassersäule erzeugten Druck standzuhalten, und die Wasserblockierung versagt ebenfalls.
3) Weichheit des wasserblockierenden Garns
Da die Weichheit des wasserblockierenden Garns die mechanischen Eigenschaften des Kabels, insbesondere den seitlichen Druck, die Schlagfestigkeit usw., stärker beeinflusst, sollte versucht werden, ein weicheres wasserblockierendes Garn zu verwenden.
4) Die Zugfestigkeit, Dehnung und Länge des wasserblockierenden Garns
Bei der Herstellung jeder Kabelrinnenlänge sollte das wasserblockierende Garn kontinuierlich und ununterbrochen sein, was erfordert, dass das wasserblockierende Garn eine bestimmte Zugfestigkeit und Dehnung aufweist, um sicherzustellen, dass das wasserblockierende Garn während der Produktion nicht gezogen wird Bei diesem Verfahren wird das Kabel bei Dehnung, Biegung und Verdrehung des wasserabweisenden Garns nicht beschädigt. Die Länge des wasserabweisenden Garns hängt hauptsächlich von der Länge der Kabelrinne ab. Um die Anzahl der Garnwechsel bei kontinuierlicher Produktion zu reduzieren, gilt: Je länger die Länge des wasserabweisenden Garns, desto besser.
5) Der Säuregehalt und die Alkalität des wasserblockierenden Garns sollten neutral sein, da das wasserblockierende Garn sonst mit dem Kabelmaterial reagiert und Wasserstoff ausfällt.
6) Stabilität wasserblockierender Garne
Tabelle 2: Vergleich der wasserblockierenden Struktur wasserblockierender Garne mit anderen wasserblockierenden Materialien
| Artikel vergleichen | Geleefüllung | Stopperring für heißes Schmelzwasser | Wasserblockierendes Klebeband | Wasserblockierendes Garn |
| Wasserbeständigkeit | Gut | Gut | Gut | Gut |
| Verarbeitbarkeit | Einfach | Kompliziert | Komplexer | Einfach |
| Mechanische Eigenschaften | Qualifiziert | Qualifiziert | Qualifiziert | Qualifiziert |
| Langfristige Zuverlässigkeit | Gut | Gut | Gut | Gut |
| Mantelklebekraft | Gerecht | Gut | Gerecht | Gut |
| Verbindungsrisiko | Ja | No | No | No |
| Oxidationseffekte | Ja | No | No | No |
| Lösungsmittel | Ja | No | No | No |
| Masse pro Längeneinheit des Glasfaserkabels | Schwer | Licht | Schwerer | Licht |
| Unerwünschter Materialfluss | Möglich | No | No | No |
| Sauberkeit in der Produktion | Arm | Noch ärmer | Gut | Gut |
| Materialhandhabung | Schwere Eisentrommeln | Einfach | Einfach | Einfach |
| Investition in Ausrüstung | Groß | Groß | Größer | Klein |
| Materialkosten | Höher | Niedrig | Höher | Untere |
| Produktionskosten | Höher | Höher | Höher | Untere |
Die Stabilität wasserblockierender Garne wird hauptsächlich an der Kurzzeitstabilität und Langzeitstabilität gemessen. Kurzfristige Stabilität wird hauptsächlich als kurzfristiger Temperaturanstieg (Extrusionsmantelprozesstemperatur bis zu 220 ~ 240 ° C) auf die Wasserbarriereeigenschaften des Garns und die mechanischen Eigenschaften des Einflusses betrachtet; Langzeitstabilität, hauptsächlich unter Berücksichtigung der Alterung der Wassersperrgarn-Ausdehnungsrate, der Expansionsrate, der Gelfestigkeit und -stabilität, der Zugfestigkeit und der Stoßdehnung, muss das Wassersperrgarn während der gesamten Lebensdauer des Kabels (20 bis 30 Jahre) vorhanden sein. sind wasserbeständig. Ähnlich wie bei wasserabweisendem Fett und wasserabweisendem Klebeband ist die Gelstärke und Stabilität des wasserabweisenden Garns ein wichtiges Merkmal. Ein wasserblockierendes Garn mit hoher Gelfestigkeit und guter Stabilität kann über einen beträchtlichen Zeitraum gute wasserblockierende Eigenschaften beibehalten. Im Gegenteil, gemäß den einschlägigen deutschen nationalen Normen zerfällt das Gel bei einigen Materialien unter Hydrolysebedingungen in ein sehr mobiles Material mit niedrigem Molekulargewicht und erreicht nicht den Zweck einer langfristigen Wasserbeständigkeit.
3.3 Anwendung wasserblockierender Garne
Wasserblockierendes Garn ist ein hervorragendes wasserblockierendes Material für optische Kabel und ersetzt die Ölpaste, den wasserblockierenden Schmelzklebstoffring und das wasserblockierende Band usw., die in großen Mengen bei der Herstellung optischer Kabel verwendet werden, siehe Tabelle 2 der Eigenschaften dieser wasserblockierenden Materialien zum Vergleich.
4 Fazit
Zusammenfassend ist das wasserblockierende Garn ein ausgezeichnetes wasserblockierendes Material, das für optische Kabel geeignet ist. Es zeichnet sich durch einfache Konstruktion, zuverlässige Leistung, hohe Produktionseffizienz und einfache Verwendung aus. und die Verwendung des Materials, das das optische Kabel füllt, bietet die Vorteile eines geringen Gewichts, einer zuverlässigen Leistung und niedriger Kosten.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 16. Juli 2022