关于光缆渗水问题的探讨

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1、第三届中围通信光电线缆，扣业高峰论坛暨中国光纤光缆30年大会关于光缆渗水问题的探讨张波烽火飞虹通信器材有限责任公司摘要：在光缆生产中，对保证光缆产品质量起到举足轻重的两大关键：一是光缆中光纤的余长控制。二是解决光缆的渗水问题。本文介绍了通信光缆的渗水的问题，主要分析、阐述了光缆的渗水的主要原因与如何解决光缆的渗水。一，引言光缆渗水试验在光缆行业标准中作为出厂检验项目，要求检验率为100％，但是几乎没有一个光缆厂能够做到100％的不渗水，光缆的渗水试验与其说是一个产品使用要求，不如说是一个企业光缆制作水平的反映。众所周知，光缆最忌讳水，究其原因是水即会引起光纤的水峰衰减，

2、又可通过渗透腐蚀作用导致光纤断裂。在潮湿的条件下，水还会通过光缆护层扩散进入内部形成自由水的凝聚。如果不加控制，水还会沿着光缆缆芯纵向迁移流到接头盒给通信系统带来潜在的危险甚至造成业务中断，所以如何解决光缆生产中的渗水是光缆厂家面临的重要问题之一。二、光缆的渗水分类与原因光缆的渗水主要分为两部分：一是径向渗水。针对目前光纤通信工程的发展趋势，呈现出以管道、直埋光缆为主，以室外架空光缆为辅的格局，对光缆的径向渗水要求更加严格，在潮湿的环境中，光缆外部的潮气或水分会向光缆内渗透和迁移而影响光缆的机械性能、光学性能的稳定性。为了防止光缆的径向渗水，通常采用纵包铝带或钢带结构；

3、铝带主要是用来防止径向渗水，钢带因有一定的机械强度，所以除了用以防止径向渗水外，还可以提高光缆的机械强度，特别是提高光缆的抗压强度，有时还可以作为光缆防鼠咬的机械屏障；二是纵向渗水。纵向渗水是指光缆在敷设使用中，由于光缆的保护层的局部：破损或光缆连接处的意外渗水等原因使水分侵入光缆并沿着光缆纵向渗透。纵向渗水可细分为以下几部分：①加强芯处渗水，是由于加强芯上填充的阻水膏或阻水纱(干式光缆)缠绕的少而引起加强芯处渗水；②缆芯外侧渗水，是由于阻水膏充填的不饱满或阻水带的阻水粉太少的原因或者是缆芯与金属复合带之间的间隙过大而引起的渗水；③金属复合带搭接处渗水，是由于金属复合带

4、搭接之间有空隙或复合带的膜之间粘接不好而引起的渗水。三．光缆用阻水材料的分类及阻水机理1．阻水材料的分类随着光纤光缆技术的发展，光缆的阻水材料也得到了长足的发展，常用的阻水材料有四种：阻水带、一216一第三届中国通信光电线缆产业高峰论坛暨中国光纤光缆30年大会阻水缆膏、阻水纱、阻水涂层。其中阻水带、阻水缆膏、阻水纱是常用的材料。阻水带、阻水纱通常有三部分组成，吸水树脂，基材和粘合剂。阻水膏由基础油、气相二氧化硅、阻水粉、抗氧剂、改性剂等组成。阻水涂层是指将吸水树脂粉，通过各类粘合剂加在金属或非金属材料上，或)JDN各种构成光缆部件的型材表面形成阻水层。这些阻水材料都有相

5、同的性能，当遇到潮气时其组分中的吸水树脂的亲水基团与水分子结合，聚合物迅速张开形成网状，使阻水材料体积急剧膨胀形成水凝胶，从而填满光缆内部空隙，达到阻水的目的。2，阻水材料的阻水机理从缆芯的截面来看，主要的渗水通道有两类：一是光缆加强芯与松套间的通通道(标称有效水力学半径约为0．25mm)，一是光纤松套管和外包层之间渗水通道(标称有效水力学半径约为0．5mm)。参见图一(1)短时阻水：按行业标准要求，无水渗出。参见图二。图二光缆的渗水试验当光缆样品进行渗水试验时，一米水柱的水头加在光缆端部，水从渗水通道中流入，与此同时，光缆中的阻水材料的体积膨胀按指数规律进行：％。=‰

6、乓一P_f／‘．](1)式中，‰为最大膨胀体积，商用阻水材料的膨胀率在几十到几百之间。t。为阻水材料的膨胀时间常数，此系数应由阻水材料生产商给出。当渗水通道中的阻水材料遇水膨胀时，渗水通道的有效力学半径将逐步缩小，直到阻水材料膨胀形成的水凝胶将通道全部阻塞时，有效力一217—第三届中国通信光电线缆产业高峰论坛暨中国光纤光缆30年大会学半径乞变为零，于是通道阻塞，渗水停止，这一过程可以下式描述：⋯十穹爿；(2)式中，‘脚为渗水前的有效水力学半径。K。，为渗水前的单元长度渗水通道体积：杉脚=形象(3)式(2)系数2是考虑到阻水材料遇水膨胀的沿着光缆长度方向的滞后效应。当t=

7、t1时，2‰(1一P一‘7‘)一彤三时渗水阻断。由此可见，阻水材料的阻水能力，在一定渗水通道的情况下，取决于其最大膨胀p，m。萍及膨胀速率f。因而在光缆材料的行业标准中，对阻水油膏，阻水纱和阻水带等阻水材料遇水膨胀时，最大膨胀率和膨胀速率都作出了相应的规定：缆膏要求：15克放在200ml烧杯中)JNlOml水吸水时间要小于lOmin。阻水纱要求：与其线密度有关，例如当线密度为500m／kg时，膨胀速率大于等于40ml／g／min，膨胀率大于等于50ml／g；阻水带要求：与其标称厚度有关，例如当其标称厚度为0．25ram，单重为90_99／