1. Общие сведения

При изготовлении ОК помимо ОВ используются следующие основные материалы:

  • краски ("чернила") для окраски ОВ;
  • заполнители (гидрофобные компаунды, порошки, водоблокирующие нити и ленты) для защиты ОК от распространения влаги;
  • полибутилентерефталат, поликарбонат, полиамид для изготовления оптических модулей;
  • полиэтилентерефталатные ленты для скрепления элементов сердечника ОК;
  • полиэтиленовые композиции для изготовления корделей;
  • стеклопластиковые стержни, арамидные нити, стальная проволока для силовых элементов;
  • алюминиевая и стальная лента для изготовления комбинированных оболочек ОК;
  • полиэтиленовые композиции, поливинилхлоридные пластикаты, полиуретаны, полиамиды для изготовления наружных оболочек ОК.

Характеристики основных материалов, используемых при изготовлении ОК, приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристики материалов, используемых для изготовлении оптических кабелей.

Материал
Модуль Юнга, Н/мм2
Плотность, г/см3
Коэффициент термического расширения, 1/°К
Кварцевое стекло
72500
2,20
5,5·10-7
Полибутилентерефталат
1600
1,31
1,5·10-4
Полиамид
1700
1,06
7,8·10-5
Поликарбонат
2300
1,20
6,5·10-5
Арамидное волокно
100000
1,45
-2·10-6
Стеклопластик
5000... 6000
6,6·10-6
Сталь
200 000
7,8
1,3·10-5
ПЭНП
200... 300
0,92
(1...2,5)·10-4
ПЭСП
400... 700
0,93
(1...2,5) 10-4
ПЭВП
1000
0,95
(1...2,5)·10-4
ПВХ пластикат
60
1,3
1,5·10-4

В качестве материалов для изготовления оптических модулей используются в основном полибутилентерефталат, поликарбонат и полиамид, имеющие механические характеристики, обеспечивающие защиту ОВ, размещаемых внутри оптических модулей, от внешних воздействий.

Кордели (конструктивные элементы заполнения сердечника ОК повинной скрутки, используемые в качестве элементов заполнения сердечника) изготавливаются в виде сплошных стержней диаметром, аналогичным диаметру оптических модулей, из полиэтиленовых композиций. В ряде случаев взамен корделей используют оптические модули с гидрофобным заполнителем, не содержащие ОВ.

В настоящей главе приведены лишь основные сведения по материалам для изготовления ОК. В частности, не приводятся характеристики скрепляющих и кодирующих лавсановых нитей, "чернил" ультрафиолетового отверждения для окраски ОВ и т.д.

Приводимые технические характеристики являются усреднёнными и не содержат ссылок на методы их определения.

При изготовлении ОК могут быть использованы равноценные материалы и изделия различных производителей, что предусматривается техническими условиями на производство конкретного типа ОК.

2. Краски ("чернила") для оптических волокон

Используются, в основном, "чернила" ультрафиолетового отверждения, наносимые на ОВ для их цветового кодирования. "Чернила" обеспечивают стойкость цветовой окраски в течение всего срока службы ОК, не оказывают влияния на характеристики передачи ОВ, стойки к химическим материалам, применяемым в конструкциях ОК. "Чернила" прозрачны для оптического излучения, что обеспечивает возможность использования системы юстировки LID в автоматических аппаратах для сварки ОВ и возможность подключения к ОВ оптических телефонов для организации служебной связи по ОВ в процессе строительства и эксплуатации.

Учитывая, что в оптическом модуле размещается, как правило, до 12 ОВ, для их окраски используются "чернила" преимущественно следующих цветов: голубой, оранжевый, зеленый, коричневый, серый, белый, красный, черный, желтый, фиолетовый, розовый, бирюзовый.

При размещении в оптическом модуле ОК от 14 до 36 ОВ окраска ОВ производится, как правило, теми же цветами, однако с нанесением на ОВ с номерами от 13 до 24 дополнительной сплошной цветовой полоски, а на ОВ с номерами от 25 до 36 с нанесением дополнительной штриховой цветовой полоски.

Фирма DCM Desotech (Нидерланды) изготавливает "чернила" серии Cablelite 751 для окраски оптических волокон (табл. 2). "Чернила" выпускаются 16 расцветок. Таблица 2 - Основные характеристики "чернил"

Параметр
Единица измерения
Значение
Прочность на растяжение
мПа
25...30
Удлинение (эластичность)
%
2...4
Модуль упругости при 2,5% эластичности
мПа
1450...1650
Испаряемость
%
1
Температура вспышки
°С
>93
Вязкость при 25 °С
мПа-с
1700...2500

3. Гидрофобные заполнители

В качестве гидрофобных заполнителей преимущественно применяют гидрофобные гелеоб-разные компаунды. Заполнители на основе порошкообразных материалов, нити и ленты (выполняются, в основном, на основе распушенной целлюлозы, разбухающей при контакте с водой и образующей "пробку" для дальнейшего ее распространения) применяют значительно реже.

Гидрофобные компаунды, используемые в качестве заполнителей оптических модулей, помимо задачи защиты ОВ от воздействия влаги выполняют также функцию амортизатора для ОВ при механических воздействиях на ОК, а также функцию смазки, уменьшающей трение между ОВ и стенкой оптического модуля.

Гидрофобные заполнители отличаются диапазоном рабочих температур и назначением: внутримодульные заполнители, применяемые для заполнения модулей с ОВ, и межмодульные заполнители, применяемые для заполнения свободного пространства в сердечниках ОК и в бронепокровах, выполняемых из стальных проволок или стеклопластиковых стержней.

Внутримодульные заполнители характеризуются значительно более высокими предъявляемыми к ним требованиями и имеют меньшую вязкость по сравнению с межмодульными заполнителями.

Гидрофобные заполнители марки TFC фирмы MWO GmbH. Гидрофобные заполнители марки TFC - сверхчистые, тиксотропные продукты с низкой вязкостью и высокой прозрачностью. Они изготавливаются двух типов: ТFС 1529 и TFC 1129 (табл. 3).

Заполнители TFC совместимы с материалами, используемыми в ОК.

Заполнитель типа TFC 1529 - нестекающий компаунд, имеет стабильные характеристики до -40°С. Свободен от силиконовых масел.

Заполнитель типа TFC 1129 - нестекающий компаунд со стабильными характеристиками до -60°С. Свободен от силиконовых масел.

Таблица 3 - Основные технические характеристики заполнителей марок ТFС 1529 и ТFС 1129

Параметр
Единица измерения
TFC 1529
TFC 1129
Вязкость при 25 °С
мПа-с
7000... 8000
6200... 6800
Конусная пенетрация при:
+25°С
- 40°С

мм/ 10

300...400
200...260

300...400
250...320
Маслоотделение, 24 ч при 80 °С
%
Нет
Нет
Летучесть, 24 ч при 80 °С
%
<0,2
<0,2
Плотность, при 25 °С
г/см3
0,83
0,82
Температура вспышки
°С
>220
>230

Гидрофобные заполнители фирмы Henkel KGaA. Гидрофобные заполнители марок Macroplast CF 250, 300 и 320 используются для заполнения модулей с ОВ. Заполнители этих марок могут вводиться в ОК при нормальной температуре, каплепадение отсутствует при температуре до 100 °С. Заполнители не оказывают воздействия на ОВ, совместимы с полимерными материалами ОК, остаются вязкими при температуре до -80 °С, не содержат силикона и неорганических заполнителей.

Гидрофобный заполнитель марки Macroplast CF 290 (табл. 4) предназначен для заполнения межмодульного пространства и защищает элементы ОК от воздействия влаги. Изготавливается на основе углеводородов и синтетических полимеров. Цвет заполнителя янтарный.

Таблица 4 - Основные технические характеристики заполнителя Macroplast CF 290

Параметр
Единица измерения
Значение
Конусная пенетрация при:
+ 22°С
-10 °С
-20 °С
мм/ 10

240
215
175
Маслоотделение, 24 ч при 150 °С
%
5
Плотность при 20 °С
г/см3
- 0,88
Температура вспышки
°С
>230

Гидрофобные заполнители фирмы BPLC (Франция). Гидрофобные нетоксичные заполнители Naptel предназначены для внутримодульного (Naptel 308) и междумодульного (Naptel 851, 842, 827, 867) заполнения ОК. Производятся на основе полиизобутилена с добавлением воска (табл. 5, 6). Изготавливаются в виде гомогенного вязкого геля белого цвета.

Таблица 5 - Основные технические характеристики гидрофобного заполнителя Naptel 308

Параметр
Единица измерения
Значение
Температура каплепадения
°С
>250
Вязкость при 20 °С:
2 об/мин
5 об/мин
10 об/мин
0,1 Па-с

150000
70000...90000
40000... 54000
Плотность при 20 °С
г/см3
0,89...0,90
Температура вспышки
°С
>200
Диэлектрические потери при 20 °С, 50 Гц, 5000 В/см
< 10-4
Электрическое сопротивление при 20 °С (от 50 Гц до 1 МГц)
Ом-см
>1016
Относительная диэлектрическая проницаемость при 20 °С
<3

Таблица 6 - Основные технические характеристики гидрофобных заполнителей Naptel851,842, 827, 867

Параметр
Единица измерения
851
842
827
867
Температура каплепадения
°С
90
80
70
90
Вязкость при 120 °С
сСт
75. ..90
175. ..225
75. ..100
100.. .150
Температура вспышки
°С
175
230
200
220
Диэлектрические потери при 23 °С
10-4
10-4
10-4
10-4
Электрическое сопротивление при 23 °С
Ом-см
1016
1016
1016
1016
Относительная диэлектрическая проницаемость при 23 °С
2,3
2,3
2,3
2,3

Водоблокирующие тиксотропные компаунды фирмы ВР GSP (Великобритания). Водо-блокирующие тиксотропные компаунды Optiflll 5300, 5270 предназначены для внутримодуль-ного, а компаунд Optiflll 5209 и компаунды Insojell - для межмодульного заполнения ОК. Рабочий диапазон температур от -60 до +150 °С. Компаунды Optiflll изготавливаются в виде геля из синтетических материалов и/или на основе минеральных масел с инертными'заполнителями (табл. 7).

Таблица 7 - Основные технические характеристики компаундов Optifill 5300, 5270, 5209

Параметр
Единица измерения
5300
5270
5209
Плотность при 20 °С
г/см3
0,85
0,85
0,90
Температура вспышки
°С
230
230
Вязкость при 20 °С
мПа-с
9000... 11 000
9000.. .11000
20000.. .24000
Критический предел текучести при 20 °С

35
25

Компаунды Insojell 4822 и 5724 применяются для межмодульного заполнения сердечников ОК и изготавливаются на основе минерального масла и воска (табл. 8).

Таблица 8 - Технические характеристики компаундов Insojell

Параметр
Единица измерения
4822
5724
Температура каплепадения
°С
более 73
100
Конусная пенетрация при 25 °С
0,10мм
70.. .90
160
Конусная пенетрация при 10 °С
0,10мм
>30
Кинематическая вязкость при 100 °С
сСт
13...20
Температура вспышки
°С
>230
>230
Удельное объёмное сопротивление при 100 °С
Ом-см
>1012
>1012
Удельное объёмное сопротивление при 23 °С
Ом-см
>1015
>1015
Относительная диэлектрическая проницаемость при 23 °С
<2,3
<2,3

Водоблокирующие ленты и нити компании Geca-Topes (Нидерланды). Используются для получения так называемого "сухого водозащищённого кабеля". Обычно для этого две водоблокирующие нити располагают вокруг центрального силового элемента; одну водо-блокирующую ленту вокруг сердечника; слой из водоблокирующей пряжи используют в качестве упрочняющего силового элемента.

Основные технические характеристики водоблокирующих нитей и лент компании Geca-Topes приведены в таблице 9, 10.

Таблица 9 - Основные технические характеристики водоблокирующих нитей марки GTB

Параметр
Единица измерения
GTB50
GTB 100
GTB 150
GTB10
GTB20
GTB35
Удельный вес
г/100 м
20
10
6,7
100
50
25
Прочность на разрыв
Н
20
9
7
56
36
28
Относительное удлинение
%
11
11
11
8
10
10
Скорость водопоглощения
мг/мин
15
15
15
32
40
28
Кратковременная термостойкость
°С
230
230
230
230.
230
230
Длительная рабочая температура
°С
150
150
150
150
150
150

Таблица 10 - Основные технические характеристики водоблокирующих лент GFS FreeSwell

Параметр
Единица измерения
1110
1120
ИЗО
1140
GTI TopSweU 1240
Масса на длину площади
г/м2
50
56
68
87
117
Толщина
мм
0,17
0,20
0,23
0,25
0,34
Прочность на разрыв
Н/см
25
25
25
25
35
Относительное удлинение
%
11
11
11
11
11
Скорость водопоглощения
мг/мин
2,5
4
7
10
10
Высота набухания
мг/3 мин
4
6
10
15
15
Кратковременная термостойкость
°С
200
200
200
200
230
Длительная рабочая температура
°С
90
90
90
90
90

Водоблокирующие ленты фирмы Lantor (Нидерланды). Лента типа ЗЕ5410 с максимальной температурой эксплуатации 90°С используется в ОК с "сухим" сердечником, ее размещают в зазорах между конструктивными элементами сердечника, а также в зазорах защитных покровов. Основные технические характеристики водоблокирующей ленты типа ЗЕ5410 приведены в таблице 11.

Таблица 11 - Водоблокирующая лента типа ЗЕ5410

Параметр
Единица измерения
Значение
Толщина
мм
0,25
Масса на единицу площади
г/м2
60
Прочность на разрыв
Н/см
40
Относительное удлинение
%
14
Скорость набухания
мм/мин
7
Высота набухания
мм
8

4. Материалы для скрепления элементов сердечника ОК

Основным материалом для скрепления элементов сердечника ОК повивной скрутки является полиэтилентерефталатная лента, обеспечивающая фиксацию элементов конструкции сердечника до наложения полимерной оболочки и предотвращающая вытекание из сердечника гидрофобного заполнителя.

Плёнка полиэтилентерефталатная марки ПЭТ-Э производится Владимирским химическим заводом, изготавливается в соответствии с ГОСТ 24234-80 и предназначается для скрепления конструктивных элементов ОК (табл. 12). Она может эксплуатироваться при температуре от -65 до +155°С.

Таблица 12 - Основные технические характеристики плёнки марки ПЭТ-Э

Параметр
Единица измерения
Значение для плёнки толщиной, мкм
12
20
25
35
50
70
100
125
175
190
250
Плотность
г/см3
1,390... 1,400
Предел прочности, не менее
МПа
172
172
172
177
177
177
177
177
177
157
157
Относительное удлинение при разрыве, не менее
%
70
70
70
70
80
80
100
100
100
100
100
Удельное объёмное электрическое сопротивление, не менее
Ом-м
1014
Электрическая прочность при 23°С, 50 Гц, не менее
кВ/м
220
220
220
170
170
140
140
120
90
90
80

5. Материалы для силовых элементов ОК

В качестве центрального силового элемента ОК повивной скрутки используют стеклопла-стиковый стержень, а также стальную проволоку или трос с полимерным покрытием. Для изготовления ОК, предназначенных для прокладки в грунт, в качестве центрального силового элемента преимущественно используется стеклопластиковый стержень, с целью повышения стойкости ОК к внешним электромагнитным воздействиям.

Стальная проволока используется в бронепокровах ОК, прокладываемых в грунт (в том числе в скальный грунт и грунт, подверженный мерзлотным явлениям). Применение ее обеспечивает более высокую стойкость ОК к растягивающим и раздавливающим усилиям при меньших габаритах и стоимости ОК по сравнению с ОК, выполненным на основе диэлектрических силовых элементов, а также упрощает трассопоисковые работы.

Стеклопластиковые стержни и арамидные нити (наиболее широко известные торговые марки арамидных нитей - "кевлар" и "тварон") применяют, в основном, в качестве силовых элементов диэлектрических ОК, предназначенных для подвески на опорах ЛЭП, опорах контактной сети и автоблокировки электрифицированных железных дорог, а также для ОК, предназначенных для прокладки в условиях сильных электромагнитных воздействий.

Материалы Twaron изготавливаются фирмой Acordis Twaron Products (Нидерланды) (табл. 13). В практике производства ОК используются:

  • арамидные волокна Twaron 2200 и Twaron 1055;
  • во деблокирующие арамидные нити Twaron 1052 (покрытые суперабсорбирующими полимерами), применяют для размещения рядом с ОВ;
  • рипкорд Twaron 1005 и Twaron 1006, размещают под наружной полимерной оболочкой ОК для облегчения ее разделки;
  • композит арамидных нитей и эпоксидной смолы (стеклопластиковый стержень) размещают в центре ОК модульной конструкции;
  • арамидные ленты, используются для наружной обмотки подвесных ОК с целью защиты их от повреждения выстрелами из охотничьего оружия.

Таблица 13 - Основные технические характеристики арамидных волокон Twaron

Параметр
Единица измерения
2200
1055
Плотность
г/см3
1,45
1,45
Разрывное усилие
МПа
2900
2900
Удлинение при разрыве
%
2,7
2,5
Модуль упругости
ГПа
115
125

Полистал-композиты производства фирмы Poliystal Composites GmbH (ФРГ) обладают хорошими прочностными характеристиками и гибкостью, диэлектрическими свойствами, низкой плотностью и оптимальным коэффициентом теплового расширения. В качестве основы композиционных силовых элементов используются, в основном, стекловолокно или арамидные волокна, а в качестве связующих материалов смолы, термопластичные материалы и др. В зависимости от материала основы и связующего материала различают полистал-композиты трёх типов: Р, Е и А (табл. 14). Материалом основы для типов Р и Е служит стекловолокно, а для типа А - арамидные волокна.

Таблица 14 - Основные технические характеристики полистал-композитов

Параметр
Единица измерения
Р
Е
А
Плотность
г/см3
2,1
2,1
1,45
Содержание стекловолокна (армидного волокна)
%
80
83
70
Удлинение при разрыве
%
>2,8
>2,8
2,2
Модуль упругости
Н/мм2
> 50000
60000
> 75000
Предел прочности при растяжении
Н/мм2
>1500
1700
>2000
Коэффициент теплового расширения
1/°С
6,6·10-6
4,4·10-6
2,0·10-6

Полистал-композиты выпускаются в виде круглого прутка диаметром от 0,5 до 16 мм, разрывная прочность составляет соответственно от 300 до 285600 Н.

Стальная оцинкованная проволока круглого сечения используется для бронирования ОК и изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 1526-81. "Проволока стальная оцинкованная для бронирования электрических проводов и кабелей. Технические условия".

Проволока выпускается 20 типоразмеров: диаметром 0,30; 0,40; 0,50; 0,60; 0,80; 1,00; 1,20; 1,40; 1,60; 1,80; 2,00; 2,20; 2,40; 2,50; 2,60; 2,80; 3,00; 4.00; 5,00; 6,00мм.

Цинковое покрытие по проволоке должно быть сплошным, без пропусков, трещин. Оно не должно растрескиваться и отслаиваться при спиральной навивке проволоки на цилиндрический сердечник. При диаметре проволоки от 0,30 до 0,50 мм отношение диаметра сердечника к диаметру проволоки равно 4, а для проволоки диаметром от 0,50 до 6,00 мм отношение равно 6.

Проволока поставляется в мотках из одного отрезка или на катушках. Масса проволоки в мотках в зависимости от её диаметра составляет от 1,5 до 40 кг, а на катушках от 1,5 до 100 кг. Обычно проволока покрывается консервационным маслом, но по требованию потребителя она может быть поставлена без консервационного покрытия.

С целью защиты проволоки от повреждений при хранении и транспортировке она должна быть упакована в соответствии с требованиями ГОСТ 1526-81.

6. Материалы для комбинированных оболочек
(алюминиевая и стальная ленты с полимерным покрытием)

Используются для изготовления алюмополиэтиленовых (АЛПЭТ) и сталеполиэтиленовых (СТАЛПЭТ) оболочек ОК, обеспечивающих защиту кабеля от поперечной диффузии влаги через полимерные оболочки. Применяются при изготовлении ОК, предназначенных для эксплуатации в воде (прокладываемые в затапливаемой водой кабельной канализации, болотах, через водные преграды и т.п.). Наличие у ОК комбинированной оболочки упрощает также проведение трассопоисковых работ, а применение оболочки "сталь-полиэтилен" обеспечивает повышение стойкости ОК к воздействию грызунов.

Стальные ленты с двухсторонним полимерным покрытием фирмы Dow Chemical. Предназначены для изготовления сталепоэлителеновых оболочек ОК, обеспечивающих защиту от механических воздействий, грызунов, а также поперечной диффузии влаги. Поставляются ленты трех типов: Zetabon S 252, S 262 и S 2102 (табл. 15).

Таблица 15 - Общие технические характеристики стальных лент Zetabon

Параметр
Единица измерения
S252
S262
S2102
Толщина ленты
мм
0,115±0,012
0,155±0,015
0,251 ±0,023
Толщина полимерного покрытия
мм
0,058+0,013
0,058+0,013
0,058+0,013
Площадь поверхности на 1 кг веса
м2/кг
0,989
0,754
0,479

Стальная лента изготавливается из низкоуглеродистой стали и имеет хромовое покрытие, которое наносится электролитическим путём. На ленту с обеих сторон наносится полимерное покрытие. Лента Zetabon накладывается на сердечник ОК продольно с перекрытием непосредственно перед нанесением (экструзией) наружной полимерной оболочки. В процессе нанесения наружной оболочки полимерное покрытие стальной ленты расплавляется, образуя надёжное сцепление между стальной лентой и наружной полимерной оболочкой, а также герметизирует продольный шов в области перекрытия ленты Zetabon.

Алюминиевая лента. Такая лента (табл. 16). используется в конструкциях ОК с полиэтиленовыми оболочками для защиты от поперечной диффузии влаги.

Таблица 16 - Основные технические характеристики ленты Dozakl

Параметр
Единица измерения
Значение
Толщина алюминиевой ленты
мм
0,10...0,15
Толщина полиэтиленового покрытия
мм
0,045... 0,050
Разрывное усилие
МПа
50
Относительное удлинение
%
<22

Клеи-расплавы. Используются в конструкции ОК для склеивания арамидных нитей с внешней полиэтиленовой оболочкой, для склеивания алюминиевой или стальной ленты с полимерным покрытием. Для склеивания или герметизации арамидных волокон или алюминиевой ленты с полиэтиленом используются клеи-расплавы Macromelt 6735 или Macro-melt ТРХ 20-315. Лента из гофрированной стали с полиэтиленом высокой плотности склеивается клеем-расплавом Macromelt Q 3265 (табл. 17).

Таблица 17 - Основные технические характеристики клеев-расплавов марки Macromelt

Параметр
Единица измерения
Q3265
6735
ТРХ 20-315
Состав

Термо-пластические сополимеры
Полиамид
Полиамид
Цвет

Желтоватый
Янтарный
Янтарный
Температура размягчения
°С
105+7
100+5
105+5
Вязкость при температуре: 160 °С
мПа-с
500011200
48000+12000
170°С
3500+500
1950014500
180 °С
3000+550
1350013000
2200015000
190 °С
21001450
9500+2000
200 °С
17001400
6500+1500
11000+3000
210 °С
4500+1000
Прочность на отслаивание при склеивании:
Al/Al
А1/А1 (покрытый сополимером)
ПЭ/ПЭ 22 °С
ПЭ/ПЭ 60 °С
Н/см

22
58








200
100
Сопротивление ползучести
°С
65+5
80+5
85+5
Гибкость при низкой температуре
°С
-30+5
-30+5





Всего комментариев: 0



Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]


Новости сайта ukrelektrik.com


Последние статьи ukrelektrik.com


Последние ответы на форуме ukrelektrik.com

Электрическое отопление

Электроотопление
A_l_ik Multiki / 45