光纜基礎知識之光纜基本要求

對光纜的基本要求是保護光纖的機械強度和傳輸特性,防止施工過程和使用期間光纖斷裂,保持傳輸特性穩(wěn)定。為此,必須根據(jù)使用環(huán)境設計各種結構的光纜,以保證光纖不受應力的作用和有害物質的侵蝕。

保護光纖固有機械強度的方法,通常是采用塑料被覆和應力篩選。光纖從高溫拉制出來后,要立即用軟塑料(例如紫外固化的丙烯酸樹脂)進行一次被覆和應力篩選,除去斷裂光纖,并對成品光纖用硬塑料(例如高強度聚酰胺塑料)進行二次被覆。

應力篩選條件直接影響光纖的使用壽命。設對光纖進行拉伸應力篩選時,施加的應力為σ P ,作用時間為 t P ( 設為 ls) ;長期使用時,容許施加的應力為σ r ,作用時間為 t r ,斷裂概率為 10 6 km 一個斷裂點。理論推算得到的容許作用時間(光纖使用壽命) t r 和應力比σ r / σ P 的關系示于圖 11 。圖中 n 為疲勞因子,其數(shù)值隨環(huán)境條件而變化,例如充氣光纜 n=20 ,不充氣光纜 n=13 ~ 20 。由圖可見,為保證 20 年的光纖使用壽命,應力比被限制為 0.20 ~ 0.35 。經驗確定,陸上光纜敷設后,長期使用應力(用應變表示)σ r =0.17 %,因此要求篩選應力σ P =0.5 %~ 0.9 %,海底光纜要求更高,σ P > 2 %。

圖 11 光纖使用壽命和應力比的關系

即使進行應力篩選,軟塑料一次被覆光纖的機械強度,對于成纜的要求還是不夠的。因此要用硬塑料進行二次被覆。二次被覆光纖有緊套、松套、大套管和帶狀線光纖四種,見圖 12 。

圖 12 二次被覆光纖(芯線)簡圖

? 緊套; (b) 松套; (c) 大套管; (d) 帶狀線

把一次被覆光纖裝入硬塑料套管內,使光纖與外力隔離是保護光纖的有效方法。在工程應用中,光纜不可避免要遭受一定的拉力而伸長,或者遭遇低溫而收縮。因此,松套管內的光纖要留有一定的余長,使光纖受拉力或壓力的作用。圖 13 表示松套管光纖無應力“窗口”。

圖 13 松套管光纖的無應力“窗口”

 

   來源:慧錦網(wǎng)
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