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新一代非金属光缆TOP CABLE
2004-01-01
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  1.摘要 
  TOP CABLE 被使用于通讯传输网络中。它可以在架空， 直埋或者管沟中应用。光纤松套管被管状的玻璃纤维增强塑料（FRP）所包覆， 用于蒙受张力和压力并且�；ぶ行牡乃商坠�。FRP管外边是PE护套。TOP CABLE是一种凭据小直径，重量轻，并且全介质的宗旨而 制造的光缆。作为架空光缆它具备自承重量和抗枪击的功效。这种光缆可以被吹入管道中，并且易于作成阻燃型光缆。由于其特点多样， 同样一根光缆适用于上述所有用途， 因此关于光缆的敷设线路比较庞大的区域内尤其理想。 几千公里的TOP CABLE已经装置在世界上数个国家内。 
2.介绍 
  自从光缆问世以来， 已经开发出多种结构以满足技术， 情况， 生产和传输对光缆的种种极端的要求。 
  尽管这些光缆的结构形式针对特定的情况是优化的计划， 但总是有需要针对多变的条件而要求光缆有更广泛的适用性。 
  例如，在生长中的东南亚国家中， 一个网络建造商可能想建一条400公里的光缆， 在施工地区中因穿越相当崎岖的山区的原因而使用压架空电缆的支架，部分距离可能要穿越原始雨林而不得不使用木杆架设， 同时，间或碰到沼泽地带， 在这些区域内看上去将光缆直接浸在泥浆中似乎更宁静。 在需要接入网络的小乡村和乡镇内部和周边地区， 出于宁静的原因光缆应当直埋，并且无数的终端建筑里直埋光缆上面还要铺以阻燃质料。关于上述这些要求而言， 要划分找到与之相匹配的光缆结构设计不是问题，可是， 因为光缆的敷设和熔接是由经过短暂培训的外地劳工所进行， 因此仅仅一种结构光缆的使用就变得极有价值， 更不必说随后的维修或者更换了， 在这一阶段后勤也酿成了附加的问题。 
  关于类似的情况相对稳定的情况而言， 不难想象开户将强烈要求我们同时满足多重的要求。 从制造商的角度而言， 对这些苛刻庞大需求的一种通用的解决步伐可能在经济上提供强大的吸引力， 随之迩来的是产品竞争性的提高。 
3.我们的设计计划: TOP CABLE 

图 1: TOP CABLE – 基于中心束管看法的基本设计 
  图一说明了我们产品设计的基本想法。一个容纳多达24根标准单�；蛘叨嗄９庀说闹行氖鼙幻苁登揖约峁痰腇RP管所困绕。 这一层厚实的FRP是经专门设计的工艺所挤出以便确保光纤及其传输性能获得完善的�；�,不受任何机械,化学及其他情况应力的影响。外护套则起到�；RP外貌的功效。一般而言，PE已经足以抵达这一目的， 不过FRNC（阻焰非腐化性），或者LLDPE（线性低密度PE）化合物能够提供附加的性能特点（见5.4和5.5）。图二则适用于凌驾24根光纤或者拉力增强型的SZ层绞松套管结构。 

   Fig. 2: TOP CABLE –基于SZ层绞束管看法的基本设计 
4.标准设计 
关于一种新开发的产品而言， 尤其重要的是不要混淆差别的设计，尽管在原理上是同样的产品。 这一点关于设计而言越发适用，在理念上其偏重于综合性的应用。目今，对中心束管设计来说，我们努力将产品规模限制在4种基本设计（图一），主要性能参数拜见图三。关于层绞式设计尚无确定标准形式。 

图三: 中心束管形式的四种标准TOP CABLE设计 
5.基天性能 
5.1处理 
  成缆及准备较想象中更快更容易。就我们对这一新开发的产品的经验， 关于快速开剥FRP套管需要特制的但很简单的工具， 如图四所示。程序是使用标准开剥器去除护套； 因为没有粘结剂， 这将是十分简单的办法。随后，使用玻璃锯在FRP管的外边开一道环形的槽。然后， 把要去除的管子沿纵向剖开， 从光缆端部开始，向环形槽偏向开剖；可以使用任何种类的刀子。 
在开剥之后， FRP管可以象香蕉皮一样被剥去。一旦见到光纤松套管， 接下来的操作就和其他标准光缆无异。 


图四: FRP开剥工具 
 (1)光缆切割器 (2)玻璃锯  (3)开剥刀 
另外一个频繁泛起的问题是未经加固的光缆末端木盘中反弹。这是一个宁静问题，可是，解决步伐既简单又有效： 尽可能长地将末端牢固在木盘上 ，要么接纳常见的带子或者就象其他光缆多年以来做的那样， 接纳U形夹子将其牢固在木盘的法兰上. 虽然有些人比较担心，凭着简单地遵守这一被广泛接受的光缆处理划定， 自从TOP CABLE生产以来我们还没有碰到一桩事故。 
5.2FRP一般性能 
下表给出了我们生产FRP的现用质料的性能参数。自从我们开发事情开始以来，由于在玻璃纤维纱之间加入树脂的工艺，抗拉模量一直在连续显著增加。故此也增加了玻璃纤维纱的相对含量， 并且只要抗拉模量另有改善的空间， 我们就会进一步增加这一含量。 在其他许多方面，正 如我们所见， 对光缆设计者来嗣魅这一质料已经抵达最优。 

 

图五: TOP CABLE中使用的FRP的性能 
5.3管沟急直埋应用 
如下图六所示， TOP CABLE通过了所有基本应用的一般测试。然而，必须提及的是，整根光缆横截面上阻水性能仅在图一所示的中心束管设计结构中可以包管。 而干燥防水层绞结构的测试事情正在进行， 及格测试尚未完成。 

图六: TOP CABLE多种性能测试 
5.4室内应用 
  由其设计的基本特点来看， TOP CABLE明显不是室内布线光缆. 可是，作为引导至楼层配线盒的竖井光缆，它是绝对适合的。这是我们心目中推荐的室内应用。 
  关于室内应用的要求通常与管沟或者直埋的要求相近， 主要的附加特点是阻燃。 这一点已经凭据IEC332-3（C）NORME3652/VDE0472T.804(C)进行了测试， 并且带FRNC护套的TOP CABLE通过了测试。由于PE护套的光缆和FRNC护套的光缆直径相同， 在处理上绝对没有差别， 而两者可以简单地通过判断护套颜色而区分： 玄色PE，绿色FRNC。 

图七: 老鼠啃噬测试设置及结果 
  在室内应用和室外应用中， 光缆的抗鼠和抗白蚁侵害的能力对其广泛使用起到了决定性的作用。TOP CABLE因此蒙受了大宗的鼠害测试并且结果优异，见图七。 通常，护套在几个小时之内就被咬光； 一如我们所期待的那样， FRP管维持原状。 看来其平滑坚硬的外貌对动物的吸引力太小。 同样的结果来自白蚁测试。 

5.5架空应用 
从其大受接待的承载负荷对非承压截面比， 另有每截面单位弹性模量和重量关系来看，TOP CABLE可能是架空应用的最佳侯选产品。 我们的测试结果完全证明了这一假设。由我们最初的设计开始， 唯一的革新是我们发明在护套和FRP之间不使用任何黏结剂是须要的- 因为在较高温度下黏结剂趋向于起到润滑的作用而非将两者紧密连接。 
TOP CABLE 可以用在中压(￡ 30 kV)架空电力线路的架空应用上; 图三给出了典典范子的参数。振动测试已经通过， 见图六。一项针对此类光缆将来不得不面对的干式电弧效果（例如用在380千伏系统上）的视察正在进行，我们期望在年底就此应用给出多种解决步伐。 
TOP CABLE作为架空光缆的装置与其它ADSS光缆形式相比而言并不需要特别的注意。对终端来讲，推荐使用常用的150米跨距无需增强的螺旋预绞金具。在终端之间除通常的悬吊夹子之外，可以使用特殊开发的滑轮(Mosdorfer)， 在敷设历程中这种滑轮象简单的滚筒一样事情。通过推拉利用杆，正常操作中滑轮可以卡住。当滑轮上保存预定的不均匀超荷载（凭据500...700 N的顺序）时, 刹车机制可以提供光缆应力释放的要领。随后， 当不均匀超荷载除去时，光缆就靠自身的力量再次重新建立荷载平衡，滑轮可能重新卡住。在普通电杆上装置这些装置是可行的。 
TOP CABLE具备防枪击的功效，关于所有非金属光缆而言这是一个特殊的特点， 并且十分重要， 例如在奥地利和澳大利亚这样的国家。在弹径抵达2.9毫米， 距离为15米，使用Baikal Mod. IJ-25的实验中，子弹射入或者甚至擦破护套， 但从未伤及FRP管， 因此可以完全�；す庀�。 
5.6水下应用 
TOP SEA 是我们成熟的TOP CABLE的进一步开发结果。这种产品由一层铝带宁静地�；ぷ�， 以防由于析氢而引起的问题。 
这一新技术不须要使用铜护套。故此TOP SEA更轻， 并因此同其他类似产品相比，敷设更好更经济。目今， 实验正在由奥地利 Seibersdorf 研究所实施。 
为了易于理解， 图示TOP SEA的结构。最突出的特点是铝膜包在HDPE护层下面。 

           图八: TOP SEA Cable 
5.7接地应用 
  TOP GW是新一代的接地光缆�；贏DSS TOP CABLE, 通过研究，测试而开发出的新型的TOP GW。 是古板OPGW的理想替代品。 
  缆芯由单根中心束管或者围绕中心增强件层绞的中心束管制组成。束管中的光纤可以是单�；蛘叨嗄�。冷填充的触变型油膏既阻水又避免机械损伤。缆芯由于有一个挤出的FRP管的�；ざ皇芑邓鹕�。FRP护套提供完美的�；す饫虏皇茉谧爸煤托Ю屠讨锌赡茉斐缮撕Φ睦脱沽Φ挠跋�。同时也避免老鼠，白蚁和子弹的侵害。 
  连同挤出的铝外套， 这种光缆较焊接铝管在围绕缆芯组件方面越发具备一致性，同轴性和紧密性。这种光缆可以对抗严酷的情况条件。标准光缆铝护套的厚度凭据差别的特殊用途的差别而有所变革。 

图九: TOP GW 光缆 
6.结论 
  数千公里的TOP CABLE在已往数年里已经装置在东南亚， 在欧洲和中东有数百公里正在使用， 每一个单独的项目都是乐成的规范。这使我们得出结论即TOP CABLE实际上填充了一个低本钱，耐用并且要求极端多变的光缆设计 的这样一个市场空间。我们期待将这一产品的潜在应用领域延伸至其他领域； 其中一些在本文已有叙述（干式轴向防水层绞式：高压电力线；海底光缆）， 可是另有其他。 同客户的不绝联络将为我们和TOP CABLE 指明偏向。 
  目前, 我们已经将这一产品国产化, 同外洋建立合资公司的项目深圳艾比特通讯有限公司, 已有国产产品在大陆市场问世. 我们期望将这一产品在大陆积极推广应用。
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