1. Ievads

Informācijas pārraidē un apstrādē optisko šķiedru kabeļiem (ĀK) ir izšķiroša nozīme. Tie tiek uzskatīti par telekomunikāciju un telemātikas maģistrālēm. Tāpēc ir ārkārtīgi svarīgi, lai tie vienmēr garantētu drošus savienojumus. Tomēr dažkārt OK ekspluatācijas laiku var apdraudēt grauzēji, piemēram, ja OK tiek uzstādīti žurkām viegli pieejamās kabeļu kanālos. Šādā vidē OK ir jāaizsargā, jo žurkām ir dabiska tieksme grauzt un uzbrukt OK, ja to izeja šajos kanālos ir bloķēta.

Lai nodrošinātu optimālu kabeļu konstrukciju, kabeļu ražotāji dod priekšroku materiālam, kas apvieno pastiprinošas īpašības ar aizsardzību pret grauzējiem. Viņi arī vēlas, lai OFC būtu elastīgi un viegli, un tiem būtu mazs diametrs. Materiāli dielektrisko OFC pastiprināšanai galvenokārt ir aramīds un mazākā mērā E-stikls. Aramīda izmantošana ir ļoti populāra un strauji pieaug, pateicoties tā nepārspējamajai mehānisko un ķīmisko īpašību kombinācijai un labajām apstrādes īpašībām, kā rezultātā tiek iegūti ļoti rentabli OFC ar izcilu veiktspēju un ilgtermiņa uzticamību. Tomēr bieži tiek uzdots jautājums par to, vai E-stikls un aramīds nodrošina pietiekamu aizsardzību pret grauzējiem. Bija grūti iegūt skaidru atbildi no OFC gala lietotājiem. Piemēram, OFC gala lietotāju pieredze Šveicē parādīja, ka dažos gadījumos gan E-stikla, gan aramīda pastiprināti kabeļi tika tik nopietni bojāti žurku darbības rezultātā, ka tie vairs nedarbojās pareizi. Lai noskaidrotu situāciju grauzēju aizsardzības jomā un atbalstītu dielektrisko OFC ražotājus, mēs sadarbībā ar vienu no mūsu Šveices klientiem nolēmām piesaistīt neatkarīgu pētniecības institūtu TNO (Nīderlandes lietišķās zinātniskās pētniecības organizāciju), lai veiktu pētījumu praktiskos apstākļos, lai pārbaudītu vairāku OFC veidu izturību pret grauzējiem.

2. Eksperimentāls

Testa iekārtojums

Lai pārbaudītu grauzēju izturību pret organiskajiem kukurūzas graudiem (OFC), TNO izmantoja Sprague Dawley žurkas, kas tika ievietotas speciāli šim pētījumam paredzētos sprostos. Šie sprosti tika sadalīti divos nodalījumos ar starpsienu, kurā bija apaļš caurums, lai savienotu abus nodalījumus (sk. 1. att.). Viens no nodalījumiem bija apgaismots, bet otrs - aptumšots. Izmēģinājumu laikā ieeju aptumšotajā nodalījumā, kurā atradās žurku barība, bloķēja testa OFC. Tā kā grauzēji dod priekšroku tumšai videi, tie lielāko daļu laika pavadīs tumšajā pusē. Tātad žurkām bija divi stimuli, lai nokļūtu aptumšotajā nodalījumā. Visā testa periodā žurkām bija brīva piekļuve ūdenim. Pēc tam, kad žurkas bija pieradušas pie apstākļiem sprostos, tika uzsākti pirmie izmēģinājumi.

1. attēls: Testa būris sadalīts divos nodalījumos.

Izmēģinājumu sākumā trīs žurkas divas dienas pēc kārtas tika izmitinātas katra būra apgaismotajos nodalījumos, savukārt caurums starpsienā izmēģinājuma laikā tika aizsegts ar OFC konstrukciju (sk. 2. att.). Pēc šī perioda žurkas uz četrām dienām tika pārvietotas uz citiem būriem un pēc tam vēl uz divām dienām atgrieztas testa būros.

2. attēls: Caurums starpsienā, ko bloķē OFC izmēģinājuma laikā.

OFC dizaini novērtēti

Tika novērtēti deviņi dažādi OFC modeļi attiecībā uz izturību pret grauzējiem. Šie modeļi visi ietilpst dizainu grupā, kas veido lielāko OFC tirgus daļu. OFC var iedalīt divās kategorijās:

1. Standarta OFC konstrukcijas, kurās zem PE ārējā apvalka kā armatūras materiālu izmanto aramīda dziju vai E-stiklu (ar vai bez impregnēšanas) (3.a līdz 3.d att.).

2. Īpašas OFC konstrukcijas, lai izturētu pret grauzēju uzbrukumiem, piemēram, divslāņu konstrukcijas vai konstrukcijas ar PA12 vai gofrētu tēraudu (3.e līdz 3.i att.).

3.a attēls: Standarta OFC dizaina šķērsgriezums. 3.b attēls: Standarta OFC dizaina šķērsgriezums.

3.c attēls: Standarta OFC dizaina šķērsgriezums.3.d attēls: Standarta OFC dizaina šķērsgriezums.

3.e attēls: Īpaša OFC dizaina šķērsgriezums.3.f attēls: Īpaša OFC dizaina šķērsgriezums.

3.g attēls: Īpaša OFC dizaina šķērsgriezums.3.h attēls: Īpaša OFC dizaina šķērsgriezums.

3.i attēls: Īpaša OFC dizaina šķērsgriezums.

3. Rezultāti un apspriešana

Pēc diviem divu dienu testa periodiem tika pārbaudīti grauzēju uzbrukumu radītie bojājumi. 4.a līdz 4.i attēlā ir redzami divi katra pārbaudītā kabeļu dizaina attēli; augšējā attēlā redzams vismazāk bojātais, bet apakšējā - visvairāk bojātais OFC. Kabeļu makroskopiskās pārbaudes rezultāti skaidri parāda atšķirības bojājumu ziņā starp deviņiem OFC dizainiem. Taču, kā redzams attēlos, visi OFC - izņemot gofrētā tērauda/aramīda dizainu - ir bojāti tā, ka varētu sagaidīt ilgtermiņa pārraides īpašību ietekmi. Tas attiecas arī uz OFC dizainiem PE/impregnēta E-stikla/ūdens bloķējoša lente (4.d attēls) un PE/impregnētas E-stikla dzīslas/PE/aramīds (4.h attēls), lai gan šiem dizainiem ir mazāk nopietni bojājumi. Tomēr praksē ir jātiek galā ar nemājdzīvniekiem, kuriem iesprūšanas gadījumā varētu būt agresīvāki un neatlaidīgāki uzbrukumi. Tāpēc, pamatojoties uz TNO testa rezultātiem, jāsecina, ka no pārbaudītajiem dizainparaugiem tikai gofrētā tērauda/aramīda dizains ir pilnībā izturīgs pret grauzējiem.

OFC izturību pret grauzējiem var uzlabot arī, izmantojot ārējos apvalkus, kas izgatavoti no amorfa poliamīda vai poliamīda kopolimēriem ar ļoti augstu Šora D cietību. Tāpēc mēs iesakām kabeļu projektētājiem uzlabot OFC izturību pret grauzējiem, izmantojot gofrētu tēraudu (piemēram, Zetabon) vai apvalkus, kas izgatavoti no amorfa poliamīda vai poliamīda kopolimēriem (piemēram, Grilamid). Gofrēta tērauda izmantošana šķiet optimāla izvēle.

Pieņēmums, ka kabeļa diametrs ietekmē OFC izturību pret grauzējiem — proti, sākot no noteikta kabeļa diametra, varētu rasties pozitīva ietekme uz izturību pret grauzējiem —, ir interesants, un turpmāki pētījumi varētu būt vērtīgi kabeļu projektētājiem.

4.a attēls: PE/aramīda kabeļa konstrukcija pēc izmēģinājuma; diametrs 13,5 mm.

4.b attēls: PE/impregnēta E-stikla kabeļa konstrukcija pēc izmēģinājuma; diametrs 11,8 mm.

4.c attēls: PE/E-stikla kabeļa konstrukcija pēc izmēģinājuma; diametrs 9,5 mm.

4.d attēls: PE/impregnēta E-stikla/ūdensnecaurlaidīgas lentes kabeļa konstrukcija pēc izmēģinājuma; diametrs 15,5 mm.

4.e attēls: PE/impregnēta E-stikla/PE/aramīda kabeļa konstrukcija pēc izmēģinājuma; diametrs 8,8 mm.

4.f attēls: PE/aramīda/PE/aramīda kabeļa konstrukcija pēc izmēģinājuma; diametrs 21 mm.

4.g attēls: PE/PA12/aramīda kabeļa konstrukcija pēc izmēģinājuma; diametrs 8,5 mm.

4.h attēls: PE/impregnēta E-stikla šķiedru/PE/aramīda kabeļa konstrukcija pēc izmēģinājuma; diametrs 15,7 mm

4.i attēls: PE/gofrētā tērauda/PE/aramīda kabeļa konstrukcija pēc izmēģinājuma; diametrs 14,7 mm.

4. Secinājums

Pamatojoties uz izmēģinājumu rezultātiem, TNO ir secinājis, ka no pārbaudītajām OFC konstrukcijām tikai gofrētā tērauda/aramīda konstrukcija ir pilnībā izturīga pret grauzējiem. Visas pārējās konstrukcijas (pastiprinātas ar E-stiklu ar vai bez impregnēšanas vai aramīda, vai ar PA12 apvalku) nebija pietiekami izturīgas pret grauzēju uzbrukumiem. Pētījums skaidri parāda, ka, ja nepieciešama aizsardzība pret grauzējiem, īpaša uzmanība jāpievērš kabeļu konstrukcijai.