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规范光缆接续工艺以提高光缆运行质量

2012-06-20姚桂兴上海铁路局上海通信段

上海铁道增刊 2012年1期
关键词:护套端面光缆

姚桂兴 上海铁路局上海通信段

光缆接续是光缆施工、维护中技术要求复杂的一道重要工序,其质量好坏直接影响到光缆线路的传输质量和寿命,接续工艺、速度也对整个工作进度造成直接影响。所以光缆接续,不仅要求施工人员技术熟练,而且要求组织严密,严格按照规范的操作工艺和流程进行。

1 通信光缆概述

1.1 通信光缆组成

(1)光缆一般由缆芯和护套两部分组成,有时在护套外面加有铠装。缆芯通常包括被覆光纤和加强件两部分。被覆光纤是光缆的核心,决定着光缆的传输特性。加强件起着承受光缆拉力的作用,通常处在缆芯中心。

(2)光缆缆芯结构可分为四种基本型式:层绞式、骨架式、中心束管式、带状式。

(3)光缆护套起着对缆芯的机械保护和环境保护作用,要求具有良好的抗侧压力性能及密封防潮和耐腐蚀的能力。护套通常由聚乙烯或聚氯乙烯(PE或PVC)和铝带或钢带构成。不同使用环境和敷设方式对护套的材料和结构有不同的要求。

1.2 通信光缆的主要特性

( 1)几何特性:芯直径、外径、芯/包层同心度和不圆度。

(2)光学特性:折射率分布、最大理论数值孔径、模场直径、截止波长。

(3)传输特性:光纤的传输特性与前面的几何、光学特性有较大的区别。几何、光学特性影响光纤的连接质量,施工对它们不产生变化。而传输特性则相反,它不影响施工,但施工对传输特性产生直接影响。光信号经过一定距离的光纤传输后要产生衰减和畸变,因而使输入的光信号脉冲和输出的光信号脉冲不同,其表现为光脉冲的幅度要衰减和波形要展宽。产生该现象的原因是光纤中存在损耗和色散。损耗和色散是描述光纤传输特性的最主要参数,它们限制了系统的传输距离和传输容量。

(4)机械特性:影响光纤强度的主要因素有光纤制造材料、工艺。当然,光纤在成缆以及安装使用中存在过大的残余应力,也会影响光纤的强度。存在气泡、杂质的光纤,在一定张力下断裂,但多数是由于光纤表面有一定的损伤程度,当光纤受到一定的张力时,应力首先集中于有微裂纹的地方(最薄弱点),如果超过该部位容许应力时,则立即断裂。

(5)温度特性,是指在高、低温条件下对光纤损耗的影响,一般是损耗增大。这是由于光纤涂覆层、套塑层同石英的膨胀系数不同,因而在低温下光纤受到轴向压缩力而产生微弯,导致损耗增大。

2 光缆接续工艺标准(分七个步骤)

对于光缆传输线路,据国内外统计,故障发生概率最高的是在接头部位。这些故障一般表现为光纤接头劣化、断裂,铜导线绝缘不良,接头盒进水等。上述故障不仅取决于光缆连接的方式、接头盒质量,而且包括内部光纤接头增强保护方式、材料的质量。同时故障与光缆接续工艺、责任心等因素都有着密切的联系。下面将从整个接续过程中阐述规范工艺流程的重要性。

2.1 准备工作

(1)光缆接续,应创造较良好的工作环境,一般应在车辆或接头帐篷内作业,防止灰尘影响;在雨雪天施工应避免露天作业;当环境温度低于零度时,应采取升温措施。

(2)光缆接续前,应核对光缆的程式、端别无误,查看光缆外护套有无损伤,考虑光缆接续后余留是否充足,检查接头盒是否完好,配件是否齐全。《铁路有线通信维规》规定:光缆施工时须A、B端相连,敷设时须A、B端顺向布放,A端须朝向铁路上行方向,分歧缆在B端引出,光缆接续后余留2~3 m。

2.2 光缆开剥

(1)光缆开剥前用小钢锯锯掉光缆的端头(通常去除100mm),光缆外护层、金属层的开剥尺寸、光纤预留尺寸按不同结构的光缆接头盒所需长度在光缆上作好标记,然后用专用工具逐层开剥,注意不要损伤内护层和松套管。松套光纤一般暂不剥去松套管以防操作过程中损伤光纤通信。

(2)加强芯和外护层等接续处理,光缆的金属外护套和加强芯紧固在接头盒内。同一侧的金属外护套与金属加强芯在电气上应连通。两侧的金属外护套、金属加强芯应绝缘。

(3)光缆及加强芯固定可靠、无松动、位置正确、平直无弯曲。接头盒内的束管盘留自然可伸缩,束管与加强芯无缠绕(具体见图 1、图 2)。

图1 加强芯安装

图2 加强芯固定

2.3 光纤接续

光纤接续是最重要的环节包括端面制备、光纤熔接、接头加强保护三大部分。接续前必须进行预盘留,芯线按色谱排列顺序对应接续;光纤接续部位应进行热缩加强管保护,加强管收缩均匀、无气泡。接续后在加强保护管中间位置贴上光纤编号。

排除光纤本身的原因,引起接续损耗增大的原因有轴心错位;端面倾斜;融接变形;端面污染;端面制备不良。为了提高熔接质量,针对上述因素在整个接续过程中切割刀和熔接机盖在不用时,始终关闭,只有在使用时打开;在光纤熔接过程中,随时观察熔接中有无气泡、过细、过粗、虚熔、分离等不良现象,发现不良现象应进行重新熔接,并分析原因及处理;热缩套管应在剥覆前穿入,严禁在端面制备后穿入;裸纤的清洁、切割和熔接的时间应紧密衔接,不可间隔过长,特别是以制备的端面,切勿放在空气中;移动时要轻拿轻放,防止与其他物件擦碰;在接续中应根据环境,对切刀"V"形槽、压板、刀刃进行清洁,谨防端面污染。

2.4 光纤连接损耗的监测

加强OTDR测试仪表的监测,确保光纤的熔接质量、减小因盘纤带来的附加损耗和封盒可能对光纤造成的损害,具有十分重要的意义。在整个接续工作中,必须严格执行OTDR测试仪表的四道监测程序:①熔接过程中用OTDR对每一芯光纤进行实时跟踪监测,检查每一个熔接点的质量,接头损耗要≤0.06 dB;②每次盘纤后,对所盘光纤进行例检,以确定盘纤带来的附加损耗;③封接续盒前对所有光纤进行统一测定,以查明有无漏测和光纤预留空间对光纤及接头有无挤压;然后进行封盒操作;④封盒后,对所有光纤进行最后监测,以检查封盒是否对光纤有损害。

2.5 光纤余留长度的收容处理

(1)盘纤是一门技术,也是一门艺术。科学的盘纤方法,可使光纤布局合理、附加损耗小、经得住时间和恶劣环境的考验,可避免因挤压造成的断纤现象。

(2)接续盘纤要留最大的富余量,确保盒内光纤满足日后再次接续或引接的条件;光纤收容余长单端引出不小于0.8 m,两端引入引出不小于1.2 m。光纤收容的弯曲半径不小于40 mm(具体见图3)。

图3 光纤接续后收容

2.6 光缆接头盒的密封处理

接头盒有气密性和水密性,光纤本身也怕水。水、潮气的侵入能使纤芯涂覆层老化脱落,纤芯变脆,盘纤的残余应力在水和温度的作用下将增大,加速光纤的老化和断裂;加强保护管内钢丝锈蚀,压迫光纤接头位置,使接头衰耗增大甚至断裂。提高接头盒有气密性和水密性,只有严格按照接头盒封盒的流程操作。整个过程中保持清洁,密封胶安放位置正确,缠绕厚度略高于密封圈,严禁沾染油污、灰尘等影响密封性能,没有光缆的入孔处用包好胶带的密封塞密封,可在缠绕后外侧包一层保护纸防止污染(封盒时去除);在拧紧各部分螺栓时应交替对角均匀进行,不得集中在一个部位,使之均匀受力,保持接头盒的气密性和水密性,以减少光纤断裂因素,延长使用寿命( 具体见图 4、图 5)。

图4 光缆上缠绕密封胶带

图5 密封塞上缠绕密封胶带

2.7 光缆接头的安装固定

接头坑底平整、宽敞,光缆接头处的弯曲半径不小于护套外径的20倍。接头两端的光缆保持平直,先回填部分松土,接头盒位置上方覆盖一块水泥板保护接头,最后填满接头坑,禁止用大石块或其他硬物填入接头坑内。

3 结束语

光纤接续是一项细致的工作,特别在端面制备、熔接、盘纤等环节,要求操作者有严谨细致的工作作风。 这需要我们事先做好完备的准备工作,充分理解接续工艺流程,在平时的工作中积累经验,总结教训。希望作业人员能够不断提高光缆接续水平,提升通信网络运行质量,为铁路安全运行保驾护航。

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