1. Inleiding

Glasvezelkabels spelen een cruciale rol bij de overdracht en verwerking van informatie. Ze worden beschouwd als de snelwegen van telecommunicatie en telematica. Daarom is het van het grootste belang dat ze te allen tijde veilige verbindingen garanderen. Soms kan de levensduur van een glasvezelkabel echter worden bedreigd door knaagdieren, bijvoorbeeld wanneer glasvezelkabels zijn geïnstalleerd in buizen die gemakkelijk toegankelijk zijn voor ratten. In dergelijke omgevingen moeten de glasvezelkabels worden beschermd, omdat ratten van nature geneigd zijn om aan de kabels te knagen en ze aan te vallen wanneer hun uitgang in deze buizen wordt geblokkeerd.

Voor een optimaal kabelontwerp geven kabelproducenten de voorkeur aan een materiaal dat versterkende eigenschappen combineert met bescherming tegen knaagdieren. Ze willen ook dat de glasvezelkabels flexibel en licht zijn en een kleine diameter hebben. De materialen die worden gebruikt om diëlektrische glasvezelkabels te versterken, zijn voornamelijk aramide en in mindere mate E-glas. Het gebruik van aramide is zeer populair en neemt snel toe vanwege de ongeëvenaarde combinatie van mechanische en chemische eigenschappen en de goede verwerkbaarheid, wat resulteert in zeer kosteneffectieve glasvezelkabels met uitstekende prestaties en een lange levensduur. De vraag of E-glas en aramide voldoende bescherming bieden tegen knaagdieren is echter vaak gesteld. Het was moeilijk om een ​​duidelijk antwoord te krijgen van eindgebruikers van glasvezelkabels. De ervaringen van eindgebruikers in bijvoorbeeld Zwitserland lieten zien dat in sommige gevallen zowel met E-glas als met aramide versterkte kabels zo ernstig door ratten werden beschadigd dat ze niet meer goed functioneerden. Om de situatie rondom knaagdierbescherming te verduidelijken en fabrikanten van diëlektrische glasvezelversterkte kunststoffen (OFC's) te ondersteunen, hebben we in samenwerking met een van onze Zwitserse klanten besloten om een ​​onafhankelijk onderzoeksinstituut, TNO (een Nederlandse organisatie voor toegepast wetenschappelijk onderzoek), in te schakelen voor een praktijkstudie naar de knaagdierbestendigheid van verschillende soorten OFC's.

2. Experimenteel

Testopstelling

Om de weerstand van knaagdieren tegen OFC's te testen, gebruikte TNO Sprague Dawley-ratten in speciaal voor dit onderzoek ontworpen kooien. Deze kooien waren door middel van een tussenschot met een rond gat in twee compartimenten verdeeld (zie Fig. 1). Een van de compartimenten was verlicht en het andere was donker. Tijdens de proeven werd de ingang van het donkere compartiment, waar het voer van de ratten zich bevond, geblokkeerd door de geteste OFC's. Omdat knaagdieren de voorkeur geven aan een donkere omgeving, brengen ze het grootste deel van hun tijd door aan de donkere kant. Er waren dus twee prikkels voor de ratten om het donkere compartiment binnen te gaan. Gedurende de hele testperiode hadden de ratten onbeperkt toegang tot water. Nadat de ratten gewend waren aan de omstandigheden in de kooien, werden de eerste proeven gestart.

Afbeelding 1: Testkooi verdeeld in twee compartimenten.

Aan het begin van de experimenten werden drie ratten gedurende twee opeenvolgende dagen in de verlichte compartimenten van elke kooi geplaatst, terwijl het gat in de scheidingswand tijdens het experiment werd geblokkeerd door het OFC-ontwerp (zie Fig. 2). Na deze periode werden de ratten gedurende vier dagen naar andere kooien overgebracht en vervolgens gedurende nog twee dagen teruggeplaatst in de testkooien.

Afbeelding 2: Gat in de scheidingswand geblokkeerd door OFC's die op de proef worden gesteld.

OFC-ontwerpen geëvalueerd

Negen verschillende OFC-ontwerpen werden geëvalueerd op knaagdierresistentie. Deze ontwerpen behoren allemaal tot de groep ontwerpen die het grootste deel van de OFC-markt vertegenwoordigen. De OFC's kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën:

1. Standaard OFC-ontwerpen waarbij aramidegaren of E-glas (met of zonder impregnering) als versterkingsmateriaal onder de PE-buitenmantel wordt gebruikt (fig. 3a tot 3d).

2. Speciale OFC-ontwerpen om knaagdieraanvallen te weerstaan, bijvoorbeeld dubbellaagse constructies of constructies met PA12 of gegolfd staal (fig. 3e tot 3i).

Afbeelding 3a: Doorsnede van een standaard OFC-ontwerp. Afbeelding 3b: Doorsnede van een standaard OFC-ontwerp.

Afbeelding 3c: Doorsnede van een standaard OFC-ontwerp.Afbeelding 3d: Doorsnede van een standaard OFC-ontwerp.

Afbeelding 3e: Doorsnede van een speciaal OFC-ontwerp.Afbeelding 3f: Doorsnede van een speciaal OFC-ontwerp.

Afbeelding 3g: Doorsnede van een speciaal OFC-ontwerp.Afbeelding 3h: Doorsnede van een speciaal OFC-ontwerp.

Afbeelding 3i: Doorsnede van een speciaal OFC-ontwerp.

3. Resultaten en discussie

Na de twee testperioden van elk twee dagen werd de schade als gevolg van knaagdieraanvallen onderzocht. In figuren 4a tot en met 4i ziet u twee afbeeldingen van elk van de geteste kabelontwerpen; de bovenste afbeelding toont de minst beschadigde en de onderste de meest beschadigde glasvezelkabel. De resultaten van het macroscopisch onderzoek van de kabels laten duidelijk verschillen in schade zien tussen de negen glasvezelkabelontwerpen. Maar, zoals u op de afbeeldingen kunt zien, zijn alle glasvezelkabels - met uitzondering van het ontwerp met gegolfd staal/aramide - zodanig beschadigd dat men zou verwachten dat de transmissie-eigenschappen op lange termijn worden beïnvloed. Dit geldt ook voor de glasvezelkabelontwerpen PE/geïmpregneerd E-glas/waterdichte tape (figuur 4d) en PE/geïmpregneerde E-glasvezels/PE/aramide (figuur 4h), hoewel deze ontwerpen minder ernstige schade vertonen. In de praktijk hebben we echter te maken met niet-huisdieren, wat kan leiden tot agressievere en hardnekkigere aanvallen als het knaagdier eenmaal gevangen is. Op basis van de TNO-testresultaten moet daarom de conclusie zijn dat van de geteste ontwerpen alleen het ontwerp met gegolfd staal en aramide volledig knaagdierbestendig is.

De knaagdierbestendigheid van een glasvezelkabel kan ook worden verbeterd door het gebruik van buitenmantels van amorf polyamide of polyamidecopolymeren met een zeer hoge Shore D-hardheid. Daarom adviseren wij kabelontwerpers om de knaagdierbestendigheid van glasvezelkabels te verbeteren door gebruik te maken van gegolfd staal (bijvoorbeeld Zetabon) of mantels van amorf polyamide of polyamidecopolymeren (bijvoorbeeld Grilamid). Het gebruik van gegolfd staal lijkt de optimale keuze te zijn.

De suggestie dat de kabeldiameter de knaagdierbestendigheid van een glasvezelkabel beïnvloedt – in die zin dat vanaf een bepaalde kabeldiameter een positieve invloed op de knaagdierbestendigheid zou kunnen optreden – is interessant en zou verder onderzoek waardevol kunnen zijn voor kabelontwerpers.

Afbeelding 4a: PE/aramide kabelontwerp na proefnemingen; diameter 13,5 mm.

Afbeelding 4b: PE/geïmpregneerd E-glas kabelontwerp na proefneming; diameter 11,8 mm.

Afbeelding 4c: PE/E-glas kabelontwerp na proefnemingen; diameter 9,5 mm.

Afbeelding 4d: PE/geïmpregneerd E-glas/waterdichte tape kabelontwerp na proefneming; diameter 15,5 mm.

Afbeelding 4e: Kabelontwerp van PE/geïmpregneerd E-glas/PE/aramide na proefnemingen; diameter 8,8 mm.

Afbeelding 4f: PE/aramide/PE/aramide kabelontwerp na proefneming; diameter 21 mm.

Afbeelding 4g: PE/PA12/aramide kabelontwerp na proefnemingen; diameter 8,5 mm.

Afbeelding 4h: PE/geïmpregneerde E-glasvezels/PE/aramide kabelontwerp na proefneming; diameter 15,7 mm

Afbeelding 4i: PE/gegolfd staal/PE/aramide kabelontwerp na proefneming; diameter 14,7 mm.

4. Conclusie

Op basis van de testresultaten heeft TNO geconcludeerd dat van de geteste OFC-ontwerpen alleen het ontwerp met gegolfd staal en aramide volledig knaagdierbestendig is. Alle andere ontwerpen (versterkt met E-glas met of zonder impregnering, of met aramide, of met een mantel van PA12) boden onvoldoende weerstand tegen knaagdieraanvallen. De studie toont duidelijk aan dat, indien knaagdierbestendigheid vereist is, er speciale aandacht moet worden besteed aan het kabelontwerp.