1. Bevezetés

Az információ továbbításában és feldolgozásában az optikai kábelek (OFC-k) kulcsszerepet játszanak. A telekommunikáció és a telematika autópályáinak tekintik őket. Ezért rendkívül fontos, hogy mindenkor garantálják a biztonságos kapcsolatot. Előfordulhat azonban, hogy az OFC-k üzemidejét rágcsálók veszélyeztetik, például ha az OFC-ket patkányok számára könnyen hozzáférhető csatornákba telepítik. Ilyen környezetekben az OFC-ket védeni kell, mivel a patkányoknak természetes hajlamuk van arra, hogy megrágják és megtámadják az OFC-ket, ha a kijutásuk akadályozva van ezekben a csatornákban.

Az optimális kábelkialakítás érdekében a kábelgyártók olyan anyagot részesítenek előnyben, amely az erősítő tulajdonságokat rágcsálóvédelemmel ötvözi. Azt is szeretnék, hogy az OFC-k rugalmasak és könnyűek legyenek, valamint kis átmérőjűek. A dielektromos OFC-k megerősítésére szolgáló anyagok túlnyomórészt aramid és kisebb mértékben E-üveg. Az aramid használata nagyon népszerű, és gyorsan terjed a mechanikai és kémiai tulajdonságok páratlan kombinációja, valamint a jó feldolgozási tulajdonságai miatt, ami nagyon költséghatékony, kiváló teljesítményű és hosszú távú megbízhatóságú OFC-ket eredményez. Azonban gyakran felmerült a kérdés, hogy az E-üveg és az aramid biztosítja-e a megfelelő rágcsálóvédelmet. Nehéz volt egyértelmű választ kapni az OFC végfelhasználóitól. A svájci OFC végfelhasználók tapasztalatai például azt mutatták, hogy egyes esetekben mind az E-üveg, mind az aramid erősítésű kábeleket annyira súlyosan károsították a patkányok, hogy azok már nem működtek megfelelően. A rágcsálóvédelemmel kapcsolatos helyzet tisztázása és a dielektromos OFC-k gyártóinak támogatása érdekében az egyik svájci ügyfelünkkel együttműködve úgy döntöttünk, hogy felkérünk egy független kutatóintézetet, a TNO-t (egy holland alkalmazott tudományos kutatással foglalkozó szervezetet), hogy gyakorlati körülmények között végezzenek tanulmányt többféle OFC rágcsálókkal szembeni ellenálló képességének tesztelésére.

2. Kísérleti

Tesztbeállítás

A rágcsálók OFC-kkel szembeni rezisztenciájának tesztelésére a TNO Sprague Dawley patkányokat használt, amelyeket kifejezetten ehhez a vizsgálathoz tervezett ketrecekben helyeztek el. Ezeket a ketreceket két rekeszre osztották egy kör alakú lyukkal ellátott válaszfal segítségével, amely összekötötte a két rekeszt (lásd 1. ábra). Az egyik rekeszt megvilágították, a másikat pedig elsötétítették. A kísérletek során a sötét rekeszbe való bejutást, amelyben a patkányok tápláléka volt, a vizsgált OFC-k eltakarták. Mivel a rágcsálók a sötét környezetet kedvelik, idejük nagy részét a sötét oldalon töltik. Így két inger volt a patkányoknak arra, hogy bejussanak a sötét rekeszbe. A teljes tesztidőszak alatt a patkányok szabadon hozzáférhettek a vízhez. Miután a patkányok hozzászoktak a ketrecekben uralkodó körülményekhez, megkezdődtek az első kísérletek.

1. ábra: A tesztketrec két rekeszre oszlik.

A kísérletek kezdetén három patkányt helyeztek el minden ketrec megvilágított rekeszeiben két egymást követő napon, miközben a válaszfalon lévő lyukat a kísérlet során az OFC kialakítás blokkolta (lásd 2. ábra). Ezt követően a patkányokat négy napra áthelyezték másik ketrecekbe, majd további két napra visszatették a tesztketrecekbe.

2. ábra: OFC-k által próbaként eltorlaszolt lyuk a válaszfalon.

OFC tervek értékelése

Kilenc különböző OFC-kialakítást értékeltek rágcsálókkal szembeni ellenállás szempontjából. Ezek a kialakítások mind azon kialakítások csoportjába tartoznak, amelyek az OFC-piac legnagyobb részét teszik ki. Az OFC-k két kategóriába sorolhatók:

1. Standard OFC kivitelek aramid fonalat vagy E-üveget (impregnálással vagy anélkül) használnak erősítőanyagként a PE külső köpeny alatt (3a-3d. ábra).

2. Speciális OFC-kialakítások rágcsálók támadásainak ellenállására, pl. kétrétegű szerkezetek vagy PA12-ből vagy hullámosított acélból készült szerkezetek (3e-3i. ábrák).

3a. ábra: Egy szabványos OFC terv keresztmetszete. 3b. ábra: Egy szabványos OFC terv keresztmetszete.

3c. ábra: Egy szabványos OFC terv keresztmetszete.3d. ábra: Egy szabványos OFC terv keresztmetszete.

3e. ábra: Egy speciális OFC kialakítás keresztmetszete.3f. ábra: Egy speciális OFC kialakítás keresztmetszete.

3g. ábra: Egy speciális OFC kialakítás keresztmetszete.3h. ábra: Egy speciális OFC kialakítás keresztmetszete.

3i. ábra: Egy speciális OFC kialakítás keresztmetszete.

3. Eredmények és megbeszélés

A két, egyenként kétnapos tesztidőszak után megvizsgálták a rágcsálók támadásai okozta károkat. A 4a-4i ábrákon a tesztelt kábelkialakítások két képe látható; a felső kép a legkevésbé sérült, az alsó pedig a leginkább sérült OFC-t mutatja. A kábelek makroszkopikus vizsgálatának eredményei egyértelműen mutatják a sérülések közötti különbségeket a kilenc OFC-kialakítás között. De, ahogy a képeken is látható, az összes OFC – a hullámosított acél/aramid kialakítás kivételével – olyan módon sérült, hogy várhatóan a hosszú távú átviteli tulajdonságok is károsodnak. Ez vonatkozik a PE/impregnált E-üveg/vízzáró szalag (4d. ábra) és a PE/impregnált E-üvegszálak/PE/aramid (4h. ábra) OFC-kialakításokra is, bár ezek a kialakítások kevésbé súlyos sérüléseket mutatnak. A gyakorlatban azonban nem háziasított rágcsálókkal van dolgunk, amelyek agresszívebb és kitartóbb támadásokat válthatnak ki, ha a rágcsáló beszorul. Ezért a TNO teszteredményei alapján arra a következtetésre kell jutni, hogy a tesztelt kivitelek közül csak a hullámosított acél/aramid kivitel teljesen rágcsálóbiztos.

Az OFC rágcsálókkal szembeni ellenálló képessége amorf poliamidból vagy nagyon nagy Shore D keménységű poliamid kopolimerekből készült külső burkolatok használatával is javítható. Ezért azt javasoljuk a kábeltervezőknek, hogy az OFC-k rágcsálókkal szembeni ellenálló képességét hullámosított acél (pl. Zetabon) vagy amorf poliamidból vagy poliamid kopolimerekből (pl. Grilamid) készült burkolatok használatával javítsák. A hullámosított acél használata tűnik az optimális választásnak.

Az a felvetés, miszerint a kábelátmérő befolyásolja az OFC rágcsálókkal szembeni ellenálló képességét – azaz egy bizonyos kábelátmérőtől felfelé pozitív hatással lehet a rágcsálókkal szembeni ellenálló képességre – érdekes, és további vizsgálatok hasznosak lehetnek a kábeltervezők számára.

4a. ábra: PE/aramid kábel kialakítása próba után; átmérő 13,5 mm.

4b. ábra: PE/impregnált E-üveg kábelkialakítás próba után; átmérő 11,8 mm.

4c. ábra: PE/E-üveg kábel kialakítása próba után; átmérő 9,5 mm.

4d. ábra: PE/impregnált E-üveg/vízzáró szalag kábelkialakítás próba után; átmérő 15,5 mm.

4e. ábra: PE/impregnált E-üveg/PE/aramid kábelkialakítás próba után; átmérő 8,8 mm.

4f. ábra: PE/aramid/PE/aramid kábel kialakítása próba után; átmérő 21 mm.

4g. ábra: PE/PA12/aramid kábel kialakítása próba után; átmérő 8,5 mm.

4h. ábra: PE/impregnált E-üvegszálak/PE/aramid kábelkialakítás próba után; átmérő 15,7 mm

4i. ábra: PE/bordázott acél/PE/aramid kábel kialakítás próba után; átmérő 14,7 mm.

4. Következtetés

A kísérletek eredményei alapján a TNO arra a következtetésre jutott, hogy a tesztelt OFC-kialakítások közül csak a hullámosított acél/aramid kialakítás teljesen rágcsálóálló. Az összes többi kialakítás (E-üveggel erősített, impregnált vagy aramid nélküli, illetve PA12-vel bevont) nem állt ellen kellőképpen a rágcsálók támadásainak. A tanulmány egyértelműen bizonyítja, hogy ha rágcsálóállóságra van szükség, akkor különös figyelmet kell fordítani a kábel kialakítására.