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一、前言

     加强件,作为光缆的一个重要组成部分,目前通常采用的加强材料形状主要有两种:杆和纱。但杆的刚性好,可柔软性差;纱的柔软性好可是没有刚性。

     本文所介绍的玻璃纤维加强带这一专利产品就是要克服杆和纱这一缺陷。简述了用此生产的几种结构光缆。


二、加强件的种类

     目前光缆采用的加强件,从种类来分主要有:

     * 金属类:磷化钢丝、不锈钢丝等;

     * 非金属类:GFRP杆、KFRP杆、FFRP杆、玻璃纱、芳纶等;

     从形状来分主要有:

     * 杆类:磷化钢丝、不锈钢丝、GFRP杆、KFRP杆、FFRP杆等;

     * 纱类:玻璃纱、芳纶等;

     从效果来分:主要有:

     * 起抗张作用:磷化钢丝、不锈钢丝、GFRP杆、KFRP杆、FFRP杆、玻璃丝、芳纶等;

     * 既起抗张又起抗侧压、耐冲击作用:FRP管材、不锈钢管等;

     * 抗束管、护套收缩:磷化钢丝、不锈钢丝、GFRP杆、KFRP杆、FFRP杆、GFRP管材、不锈钢管等;

     * 不抗束管、护套收缩:玻璃纱、芳纶等。

     其中,GFRP管材的制造方法是在束管外直接拉挤。这道工序一般由GFRP专业厂家完成。产品质量、生产周期很难控制,所以在国际上无法普及;不锈钢管材,目前只有在特种光缆如OPGW、海底光缆等中采用,在室内光缆中也在尝试。用这两种材料生产的光缆很硬,不易弯曲,所以只有在特殊场合使用。


三、可纵包非金属加强带

     上海高人得光电线缆有限公司经过近10年的研究,终于研制成功一种新型多功能加强材料——可纵包的玻璃纤维加强带(或称FRP带)。它增加了加强件的一个形状种类:带状。

     这种加强带具有一定的硬度,又有一定的韧性,可以纵包。在紧套光纤或束管或缆芯外对接纵包,再直接挤护套,利用护套热量使该加强带粘接成一密合的圆管。

     它克服了杆、纱的刚性和韧性相互矛盾这一缺陷。同时又因在光缆中形成了管状,所以同时起了抗张、抗侧压、抗回缩、耐冲击、防潮等作用,还具有良好的防鼠效果,是一多功能材料。

     用其可以设计制造多种型号的光缆。这些光缆都基本具有以下特点:结构紧凑、尺寸小、重量轻、耐候性能好、高低温性能优异;在低温时,护套收缩小;防鼠、防蚊、防弹;柔软性好,便于敷设。


四、加强带的性能指标

     该加强带的主要性能、结构参数见下表:

技术指标 单位 参数
厚度 mm 标称厚度(±0.02)
宽度 mm 标称宽度(±0.20)
抗张强度 Mpa ≥1400
拉伸弹性模量 Gpa ≥55
弯曲强度 Mpa ≥100
断裂伸长率 % ≤4.0
热线性膨胀系数 1/℃ ≤8×10‐6
氧指数   ≥38

     其中厚度、宽度,按抗张要求以及束管或缆芯外径确定。

     另外,按其应用的光缆型号的不同,相应有A、B、C、D、F等型号。分别适用于直埋光缆、中心束管式光缆、层绞式光缆、圆形光缆及防鼠光缆中。


五、几种光缆结构

     正因为FRP带有5个不同的型号,所以,可以有针对性的设计生产出多种型号和结构的光缆。批量生产和使用的典型的光缆结构主要有以下几种:

     1、室外用全介质中心束管式光缆(GYFXTF)

     在束管外纵包FRP带,同时挤护套,即可生产出如图1所示的中心束管式光缆。这种光缆结构紧凑、生产工艺简单。目前国内光缆生产厂家利用现有设备即可生产。


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图1  GYFXTF

    以12芯为例,该型号光缆的典型结构参数:

名称 束管外径(mm) 束管厚度(mm) 加强带(管)厚度(mm) 护套厚度(mm) 光缆外径(mm) 光缆重量(kg)
参数 2.8 0.5 0.55 1.2 6.3 35

     * 所有性能指标均符合室外用中心束管式光缆的工信部标准《YD/T769-2010》。

     * 已分别列入2010、2011、2012年中国电信集团采购目录。

     2、小型中心束管式引入光缆(GJYFXTF)

图2  GJYFXTF

    以4芯为例,该型号光缆的典型结构参数:

名称 束管外径(mm) 束管厚度(mm) 加强带(管)厚度(mm) 护套厚度(mm) 光缆外径(mm) 光缆重量(kg)
参数 2.0 0.3 0.30 1.2 5.0 28

     * 该型号光缆自2010年起已在江苏电信规模化使用。

     * 已列入2012年中国电信集团采购目录。

     3、层绞式光缆(GYFTF)

     图3所示的是一典型的层绞式非金属光缆的结构。该结构的最大特点,是可以使用小直经的FRP。同时,该结构的光缆抗拉强度高、抗压性能好。

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图3  层绞式非金属光缆(GYFTF)

     4、防鼠、直埋光缆(GYFT73)

 

     图4所示的是一典型的非金属防鼠、直埋光缆的结构。


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图4  防鼠、直埋光缆(GYFTF)

     该结构的最大特点是抗拉强度高、抗压性能好。如果FRP带的厚度≥5mm,可以放鼠,还可以直埋。

     6年来,每年有近万公里该型号的光缆出口到多个国家和地区。

     5、圆形光缆(GJFJH)

     采用FRP带,可以生产出如图5所示的圆形光缆。因FRP带的氧指数≥38,故特殊适用于室内。

     图5所示分别是单芯紧套室内光缆。

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图5  圆形光缆(GJFJH)

     以1芯为例,室内用圆形光缆的典型结构参数:

名称 紧套外径(mm) 加强带(管)厚度(mm) 护套厚度(mm) 光缆外径(mm) 光缆重量(kg)
参数 0.9 0.30 0.5 2.5 6


     该结构光缆适用于室内布线。它克服了蝶形光缆弯曲性能差、抗拉强度低等缺陷,已在部分省市电信公司试用,效果良好。


六、结论

     综上所述,FRP带不只是增加了一种光缆加强件的形状种类,还因为它具有别的加强件所没有的诸多优点,所以通过使用FRP带,模糊了室外光缆和室内光缆的区别。通过采用不同型号的FRP带,还可设计生产出更多结构和用途的光缆。

 

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