1. Įvadas

Informacijos perdavime ir apdorojime optiniai skaiduliniai kabeliai (OSK) atlieka itin svarbų vaidmenį. Jie laikomi telekomunikacijų ir telematikos greitkeliais. Todėl nepaprastai svarbu, kad jie visada garantuotų saugų ryšį. Tačiau kartais OSK eksploatavimo laiką gali sutrikdyti graužikai, pavyzdžiui, kai OSK įrengiami žiurkėms lengvai prieinamuose kanaluose. Tokiose aplinkose OSK reikia apsaugoti, nes žiurkės turi natūralų polinkį graužti ir pulti OSK, kai joms užblokuojamas išėjimas iš šių kanalų.

Siekdami optimalaus kabelio dizaino, kabelių gamintojai renkasi naudoti medžiagą, kuri derina armavimo savybes su apsauga nuo graužikų. Jie taip pat nori, kad OFC būtų lankstūs, lengvi ir mažo skersmens. Dielektriniams OFC sutvirtinimui daugiausia naudojamos aramido ir mažesniu mastu E-stiklo medžiagos. Aramido naudojimas yra labai populiarus ir sparčiai auga dėl neprilygstamo mechaninių ir cheminių savybių derinio bei gerų apdorojimo savybių, todėl gaunami labai ekonomiški OFC, pasižymintys puikiomis eksploatacinėmis savybėmis ir ilgalaikiu patikimumu. Tačiau dažnai keliamas klausimas, ar E-stiklas ir aramidas užtikrina pakankamą apsaugą nuo graužikų. Buvo sunku gauti aiškų atsakymą iš OFC galutinių vartotojų. Pavyzdžiui, Šveicarijos OFC galutinių vartotojų patirtis parodė, kad kai kuriais atvejais tiek E-stiklo, tiek aramidu sutvirtinti kabeliai buvo taip smarkiai pažeisti žiurkių, kad jie nebeveikė tinkamai. Siekdami išsiaiškinti graužikų apsaugos situaciją ir paremti dielektrinių OFC gamintojus, bendradarbiaudami su vienu iš mūsų Šveicarijos klientų nusprendėme pasitelkti nepriklausomą tyrimų institutą TNO (Nyderlandų taikomųjų mokslinių tyrimų organizaciją) praktinėmis sąlygomis atlikti tyrimą, kurio metu būtų patikrintas kelių tipų OFC atsparumas graužikams.

2. Eksperimentinis

Bandymo sąranka

Norėdami ištirti graužikų atsparumą oraliniams junginiams (OFC), TNO naudojo Sprague Dawley žiurkes, laikomas specialiai šiam tyrimui sukurtuose narvuose. Šie narvai buvo padalinti į du skyrius pertvara su apvalia skyle, jungiančia abu skyrius (žr. 1 pav.). Vienas iš skyrių buvo apšviestas, o kitas – užtamsintas. Bandymų metu įėjimas į užtamsintą skyrių, kuriame buvo žiurkių maistas, buvo užblokuotas bandomųjų OFC. Kadangi graužikai mėgsta tamsią aplinką, didžiąją laiko dalį jie praleis tamsioje pusėje. Taigi, žiurkės turėjo du stimulus patekti į užtamsintą skyrių. Viso bandymo laikotarpiu žiurkės turėjo laisvą prieigą prie vandens. Kai žiurkės priprato prie sąlygų narvuose, buvo pradėti pirmieji bandymai.

1 pav.: Bandymo narvas, padalintas į du skyrius.

Bandymų pradžioje trys žiurkės dvi dienas iš eilės buvo laikomos apšviestuose kiekvieno narvo skyriuose, o bandymo metu pertvaros skylė buvo užblokuota OFC konstrukcija (žr. 2 pav.). Po šio laikotarpio žiurkės keturioms dienoms buvo perkeltos į kitus narvus, o vėliau dar dviem dienoms grąžintos į bandymų narvus.

2 pav.: Skylė pertvaroje, kurią užblokavo bandomieji OFC.

Įvertinti OFC dizainai

Devyni skirtingi OFC modeliai buvo įvertinti dėl atsparumo graužikams. Visi šie modeliai priklauso grupei modelių, kurie sudaro didžiausią OFC rinkos dalį. OFC galima suskirstyti į dvi kategorijas:

1. Standartiniai OFC modeliai, kuriuose po išoriniu PE apvalkalu kaip armavimo medžiaga naudojamas aramidinis siūlas arba E-stiklas (su impregnavimu arba be jo) (3a–3d pav.).

2. Specialios OFC konstrukcijos, skirtos apsaugoti nuo graužikų atakų, pvz., dvisluoksnės konstrukcijos arba konstrukcijos su PA12 arba gofruotu plienu (3e–3i pav.).

3a pav.: Standartinio OFC projekto skerspjūvis. 3b pav.: Standartinio OFC projekto skerspjūvis.

3c pav.: Standartinio OFC projekto skerspjūvis.3d pav.: Standartinio OFC projekto skerspjūvis.

3e pav.: Specialaus OFC dizaino skerspjūvis.3f pav.: Specialaus OFC dizaino skerspjūvis.

3g pav.: Specialaus OFC dizaino skerspjūvis.3h pav.: Specialaus OFC dizaino skerspjūvis.

3i pav.: Specialaus OFC dizaino skerspjūvis.

3. Rezultatai ir aptarimas

Po dviejų bandymų laikotarpių, kurių kiekvienas truko dvi dienas, buvo ištirti graužikų padaryti pažeidimai. 4a–4i paveiksluose matysite dvi kiekvieno išbandyto kabelio konstrukcijos nuotraukas; viršutinėje nuotraukoje parodytas mažiausiai pažeistas kabelis, o apatinėje – labiausiai pažeistas OFC. Kabelių makroskopinio tyrimo rezultatai aiškiai rodo devynių OFC konstrukcijų pažeidimų skirtumus. Tačiau, kaip matyti nuotraukose, visi OFC, išskyrus gofruoto plieno / aramido konstrukciją, yra pažeisti taip, kad galima tikėtis ilgalaikių perdavimo savybių pokyčių. Tai taip pat pasakytina apie OFC konstrukcijas: PE / impregnuotą E-stiklo pluoštą / vandenį blokuojančią juostą (4d pav.) ir PE / impregnuotas E-stiklo gijas / PE / aramidą (4h pav.), nors šios konstrukcijos pažeistos ne taip smarkiai. Tačiau praktiškai susiduriama su ne naminiais graužikais, kurie, įstrigę, gali pulti agresyviau ir atkakliau. Todėl, remiantis TNO bandymų rezultatais, galima daryti išvadą, kad iš išbandytų konstrukcijų tik gofruoto plieno / aramido konstrukcija yra visiškai atspari graužikams.

OFC atsparumą graužikams taip pat galima pagerinti naudojant išorinius apvalkalus, pagamintus iš amorfinio poliamido arba poliamido kopolimerų, kurių kietumas pagal Šorą yra labai didelis. Todėl kabelių projektuotojams siūlome pagerinti OFC atsparumą graužikams naudojant gofruotą plieną (pvz., „Zetabon“) arba apvalkalus, pagamintus iš amorfinio poliamido arba poliamido kopolimerų (pvz., „Grilamid“). Gofruoto plieno naudojimas atrodo optimalus pasirinkimas.

Teiginys, kad kabelio skersmuo turi įtakos OFC atsparumui graužikams – nuo ​​tam tikro kabelio skersmens gali būti daroma teigiama įtaka atsparumui graužikams – yra įdomus ir tolesnis tyrimas galėtų būti vertingas kabelių projektuotojams.

4a pav.: PE/aramidinio kabelio konstrukcija po bandymo; skersmuo 13,5 mm.

4b pav.: PE/impregnuoto E-stiklo kabelio konstrukcija po bandymo; skersmuo 11,8 mm.

4c pav.: PE/E-stiklo kabelio konstrukcija po bandymo; skersmuo 9,5 mm.

4d pav.: PE / impregnuoto E-stiklo / vandeniui atsparios juostos kabelio konstrukcija po bandymo; skersmuo 15,5 mm.

4e pav.: PE/impregnuoto E-stiklo/PE/aramidinio kabelio konstrukcija po bandymo; skersmuo 8,8 mm.

4f pav.: PE/aramidinis/PE/aramidinis kabelio dizainas po bandymo; skersmuo 21 mm.

4g pav.: PE/PA12/aramidinio kabelio konstrukcija po bandymo; skersmuo 8,5 mm.

4h pav.: PE/impregnuoto E-stiklo pluošto/PE/aramidinio kabelio konstrukcija po bandymo; skersmuo 15,7 mm

4i pav.: PE/gofruoto plieno/PE/aramidinio kabelio konstrukcija po bandymo; skersmuo 14,7 mm.

4. Išvada

Remdamasi bandymų rezultatais, TNO padarė išvadą, kad iš išbandytų OFC konstrukcijų tik gofruoto plieno / aramido konstrukcija yra visiškai atspari graužikams. Visos kitos konstrukcijos (sutvirtintos E-stiklu su impregnavimu arba be jo, ar aramidu arba su PA12 apvalkalu) nebuvo pakankamai atsparios graužikų atakoms. Tyrimas aiškiai rodo, kad jei reikalingas atsparumas graužikams, reikia atkreipti ypatingą dėmesį į kabelio konstrukciją.