Главная  Развитие оптической связи 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [ 24 ] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86]

При выборе материала вторичного защитного покрытия (ВЗП) стремятся обеспечить механическую прочность покрытия выше прочности ОВ. Однако при этом необходимо учитывать воздействие ВЗП на ОВ, возникающее из-за разности ТКЛР материала ВЗП и волокна, а также вклада релаксационных напряжений в материале покрытия. Влияние ВЗП на ОВ можно уменьшить применением тонкослойных покрытий и управления релаксационными и ориентационными процессами в полимерах. Тонкослойные покрытия наносят с использованием эпоксиакрилатов и уретанакрилатов.

Управление релаксационными и ориентационными процессами в полимерах может быть осуществлено введением в них малого количества легирующих добавок, в качестве которых используют несовместимые с основным полимером вещества различной химической природы. Введение легирующих добавок в полимер способствует повышению подвижности полимерной системы и созданию надмолекулярной структуры с более плотной упаковкой полимерных цепей. Легированные материалы характеризуются наличием малых внутренних напряжений благодаря ускорению протекания релаксационных процессов. Одновременно улучшается переработка материала, увеличивается производительность оборудования, экономятся материальные и энергетические ресурсы.

Важным свойством, характеризующим применение полимера в качестве материала ВЗП является скорость релаксации. Один из способов уменьшения остаточных напряжений заключается в отжиге оболочки в процессе ее наложения. Снятие релаксационных напряжений в полимере обеспечивает стабильность геометрических размеров и исключает возможность деформации ОВ, вызывающей увеличение коэффициента затухания.

Уровень остаточных напряжений, а следовательно, и толщина ВЗП, во многом определяются степенью ориекгга-ции макромолекул полимера и различием ТКЛР стекла и полимера.

Ниже приведены значения ТКЛР некоторых материалов, из которых следует, что для полимерных материалов он на один-два порядка больше ТКЛР кварца [19, 20]:

Наименование материала ТКЛР, "С"

Кварц ...................................................................................... 5,8 10-

Полиэтилен низкой плотности .......................................... (2,2 -5,5)-10

Полиэтилен высокой плотности ........................................ 4-10-*

Полипропилен ........................................................................ 1,1 10"

Поливинилхлорид .................................................................. 1,6-10"*

Полистирол ............................................................................ 810

Фторопласт-40 ....................................................................... (6-9)-10"

Полиакрилат .......................................................................... 7,7-10"

Поливинилацетат ................................................................... 8,6-10"



Поликарбонат ........................................................................ 6 10

Нейлон-12............................................................................... 1 Ю"

Халар ...................................................................................... 8 10-

Хайтрел .................................................................................. 8 10- =

Самозатухающий полиэтилен............................................. (2,1-5,5) 10 *

Полиуретан ............................................................................ (1-2) 10-*

Алюминий .............................................................................. (2,2-2,5)-10-

Сталь ...........................................................................;........... (1,1 - 1,8) 10

Температурный коэффициент линейного расширения полимера зависит от степени ориентирования его молекул, степени кристалличности и стабильности кристаллической структуры. Возможно получение ориентированных полимеров, например полипропилена, с отрицательным значением ТКЛР вдоль оси ОВ. Введение в полимер легирующих добавок приводит к уменьшению ТКЛР.

В качестве материала, удовлетворяющего требованиям по ТКЛР и усадке, можно применять термотропные жидко- кристаллические полимеры [21, 22].

3.4. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СИЛОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ОБОЛОЧЕК КАБЕЛЕЙ

Для силовых (армирующих) элементов используют сталь, медь, армированную вольфрамом, полимерные материалы на основе амидосодержащих групп, стеклопластиковые элементы, углеродное волокно.

Медь, армированная вольфрамом, обладает высокими механическими параметрами в широком интервале тем-" ператур: удельная проводимость составляет 40-45% проводимости меди; разрушающее напряжение при разрыве 1177-1275 МПа, относительное удлинение 3%; максимальная рабочая температура 150° С. Конструктивно армированная проволока состоит из упрочняющих волокон вольфрама (арматуры) и заполняющего материала - меди (матрицы). Армированная медная проволока имеет прочность в 1,5-3 раза большую, чем сталемедная при равной удельной проводимости.

Стеклопластиковые элементы по своей конструкции аналогичны медной, армированной вольфрамом проволоке. Арматурой в данном случае служит техническая стеклонить или любая другая нить из подходящего материала, а матрицей - эпоксидный компаунд, полиамид и пр. Физико-механические параметры стеклопластиковых элементов в сравнении со стальной проволокой приведены в табл. 3.1 [23, 24].

Оболочку кабеля выполняют из обычных материалов, широко применяемых в кабельной технике. К ним относятся полиэтилен низкого давления, поливинилхлорид, полиуретан, фторопласт [25 ].



Таблица 3.1

Параметр

Конструкционная стальная

проволока

Стеклопластик на основе

полиамидного связующего со стеклонитями

эпоксидного связующего

с синтетическими нитями

со стеклонитями

Плотность, г/см Разрушаюшее напряжение при растяжении, МПа Относительное удлинение,

Модуль упругости при растяжении, Па

Разрушающее напряжение при сжатии, МПа

Разрушающее напряжение при изгибе, МПа

Влагопоглощение, % ТКЛР, °С-10*

Минимальный радиус изгиба, мм *

7,8 500

210 ООО 450 340

1,27 1150

1,92

15 ООО

1,5 117 300

1,45 1460

48 500

1720

16 500

2,08 1400

51 400

6.40

1610

0,5 6,6 500

Возможно выполнение оболочки в виде комбинации стеклянных ИЛИ синтетических нитей, пропитанных эпоксидным компаундом. Этим добиваются не только высокой прочности и стойкости к кручению, но и хорошей стойкости к продавливанию и герметичности. Модуль упругости материала такой оболочки составляет 55 ГПа, плотность материала 2,2 г/см. Для специальных случаев оболочка кабелей выполняется из алюминия, стали или свинца. Врзможно применение брони. Выбор материала защитной оболочки или брони кабеля во многом определяют условия и регионы эксплуатации кабельного изделия.

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

КОНСТРУКЦИИ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

4.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

В соответствии с ГОСТ 26793-85 оптические волокна подразделяют по следующим признакам: на группы (по типу распространяющегося излучения), на подгруппы (по типу профиля показателя преломления), на виды (по материалу сердцевины и оболочки).



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [ 24 ] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86]

0.0015