1. Вступ

У передачі та обробці інформації волоконно-оптичні кабелі (ВОК) відіграють вирішальну роль. Вони вважаються магістралями телекомунікацій та телематики. Тому вкрай важливо, щоб вони гарантували безпечне з'єднання в будь-який час. Однак іноді термін служби ВОК може бути під загрозою через гризунів, наприклад, коли ВОК встановлені в каналах, легкодоступних для щурів. У таких середовищах ВОК необхідно захищати, оскільки щури мають природну схильність гризти та атакувати ВОК, коли їх вихід у цих каналах перешкоджається.

Для оптимальної конструкції кабелю виробники кабелів надають перевагу використанню матеріалу, який поєднує армуючі властивості із захистом від гризунів. Вони також хочуть, щоб OFC були гнучкими та легкими, а також мали малий діаметр. Матеріалами для армування діелектричних OFC переважно є арамід та меншою мірою електричне скло (E-glass). Використання араміду дуже популярне та швидко зростає завдяки його неперевершеному поєднанню механічних та хімічних властивостей, а також хорошим технологічним властивостям, що призводить до дуже економічно ефективних OFC з відмінною продуктивністю та довгостроковою надійністю. Однак часто піднімалося питання, чи забезпечують E-glass та арамід достатній захист від гризунів. Було важко отримати чітку відповідь від кінцевих користувачів OFC. Наприклад, досвід кінцевих користувачів OFC у Швейцарії показав, що в деяких випадках як кабелі з E-glass, так і армовані арамідом кабелі були настільки сильно пошкоджені щурами, що вони більше не функціонували належним чином. Щоб прояснити ситуацію щодо захисту від гризунів та підтримати виробників діелектричних водотонкодонних іонних кришталевих рідин (OFC), ми вирішили у співпраці з одним із наших швейцарських клієнтів звернутися до незалежного дослідницького інституту TNO (нідерландської організації прикладних наукових досліджень) для проведення дослідження в практичних умовах для перевірки стійкості кількох типів OFC до гризунів.

2. Експериментальний

Тестова установка

Для перевірки стійкості ортопедичних функцій (OFC) до гризунів, TNO використовувала щурів Sprague Dawley, яких розміщували в клітках, спеціально розроблених для цього дослідження. Ці клітки були розділені на два відсіки за допомогою перегородки з круглим отвором для з'єднання двох відсіків (див. рис. 1). Один з відсіків був освітлений, а інший — затемнений. Під час випробувань вхід до затемненого відсіку, в якому знаходилася їжа щурів, був заблокований OFC, що тестувалися. Оскільки гризуни віддають перевагу темному середовищу, вони проводитимуть більшу частину свого часу в темряві. Отже, у щурів було два стимули, щоб потрапити в затемнений відсік. Протягом усього періоду випробувань щури мали вільний доступ до води. Після того, як щури звикли до умов у клітках, було розпочато перші випробування.

Рис. 1: Тестова клітка, розділена на два відсіки.

На початку випробувань трьох щурів розміщували в освітлених відсіках кожної клітки протягом двох наступних днів, при цьому отвір у перегородці був заблокований конструкцією OFC під час випробування (див. рис. 2). Після цього періоду щурів переводили в інші клітки на чотири дні, а потім повертали до тестових кліток ще на два дні.

Рис. 2: Отвір у перегородці, заблокований ОФЦ під час випробування.

Оцінка конструкцій OFC

Дев'ять різних конструкцій безкислородних пластиків (OFC) було оцінено на стійкість до гризунів. Усі ці конструкції входять до групи конструкцій, які складають найбільшу частину ринку безкислородних пластиків (OFC). Безкислородні пластики можна розділити на дві категорії:

1. Стандартні конструкції з безкінечної фольги (OFC) з використанням арамідної пряжі або електричного скла (з просоченням або без нього) як армуючого матеріалу під зовнішньою оболонкою з поліетилену (рис. 3a - 3d).

2. Спеціальні конструкції з безкислородної сталі (OFC) для захисту від атак гризунів, наприклад, двошарові конструкції або конструкції з PA12 або гофрованої сталі (рис. 3e - 3i).

Рис. 3а: Поперечний переріз стандартної конструкції безкінечної труби (OFC). Рис. 3б: Поперечний переріз стандартної конструкції безкінечної труби (OFC).

Рис. 3в: Поперечний переріз стандартної конструкції безкінечної труби (OFC).Рис. 3d: Поперечний переріз стандартної конструкції безкінечної труби (OFC).

Рис. 3e: Поперечний переріз спеціальної конструкції безкінечної кислоти (OFC).Рис. 3f: Поперечний переріз спеціальної конструкції безкінечної кислоти (OFC).

Рис. 3g: Поперечний переріз спеціальної конструкції безкінечної кислоти (OFC).Рис. 3h: Поперечний переріз спеціальної конструкції безкінечної кислоти (OFC).

Рис. 3i: Поперечний переріз спеціальної конструкції безкінечної кислоти (OFC).

3. Результати та обговорення

Після двох випробувальних періодів тривалістю по два дні кожен було досліджено пошкодження, спричинені нападами гризунів. На рис. 4a - 4i ви побачите два зображення кожної з протестованих конструкцій кабелів; верхнє зображення показує найменш пошкоджений, а нижнє - найбільш пошкоджений безкислородний кабель (OFC). Результати макроскопічного дослідження кабелів чітко показують відмінності в пошкодженнях між дев'ятьма конструкціями OFC. Але, як видно на зображеннях, всі OFC, за винятком конструкції з гофрованої сталі/араміди, пошкоджені таким чином, що можна очікувати впливу на довгострокові властивості передачі. Це також стосується конструкцій OFC: PE/просочене скловолокно/водонепроникна стрічка (рис. 4d) та PE/просочені пасма з скла E/PE/араміда (рис. 4h), хоча ці конструкції демонструють менш серйозні пошкодження. Однак на практиці доводиться мати справу з недомашніми гризунами, що може призвести до більш агресивних та наполегливих нападів у разі захоплення гризуна. Отже, на основі результатів випробувань TNO слід зробити висновок, що з усіх протестованих конструкцій лише конструкція з гофрованої сталі/арамідної сталі є повністю стійкою до гризунів.

Стійкість безконтактної кабелю (OFC) до гризунів також можна покращити, використовуючи зовнішні оболонки, виготовлені з аморфного поліаміду або поліамідних кополімерів з дуже високою твердістю за Шором D. Тому ми пропонуємо розробникам кабелів покращити стійкість OFC до гризунів, використовуючи гофровану сталь (наприклад, Zetabon) або оболонки, виготовлені з аморфного поліаміду або поліамідних кополімерів (наприклад, Grilamid). Використання гофрованої сталі видається оптимальним вибором.

Припущення, що діаметр кабелю впливає на стійкість безкінечної труби до гризунів – тобто, починаючи з певного діаметра кабелю, може спостерігатися позитивний вплив на стійкість до гризунів – є цікавим, і подальше дослідження може виявитися корисним для розробників кабелів.

Рис. 4а: Конструкція кабелю з поліетилену/араміду після випробування; діаметр 13,5 мм.

Рис. 4б: Конструкція кабелю з PE/просоченого E-скла після випробування; діаметр 11,8 мм.

Рис. 4c: Конструкція кабелю з PE/E-скла після випробування; діаметр 9,5 мм.

Рис. 4d: Конструкція кабелю з PE/просоченого E-скла/водонепроникної стрічки після випробування; діаметр 15,5 мм.

Рис. 4e: Конструкція кабелю з PE/просоченого E-скла/PE/арамідного скловолокна після випробування; діаметр 8,8 мм.

Рис. 4f: Конструкція кабелю PE/aramid/PE/aramid після випробування; діаметр 21 мм.

Рис. 4g: Конструкція кабелю з PE/PA12/арамідного матеріалу після випробування; діаметр 8,5 мм.

Рис. 4h: Конструкція кабелю з PE/просочених скловолокна E/PE/арамідного прокату після випробування; діаметр 15,7 мм

Рис. 4i: Конструкція кабелю з ПЕ/гофрованої сталі/ПЕ/арамідного сплаву після випробування; діаметр 14,7 мм.

4. Висновок

На основі результатів випробувань TNO дійшла висновку, що з протестованих конструкцій безкислородного волокна (OFC) лише конструкція з гофрованої сталі/арамідної сталі є повністю стійкою до гризунів. Всі інші конструкції (армовані ефірним склом з просоченням або арамідом або без нього, або з оболонкою з PA12) не забезпечили достатньої стійкості до нападів гризунів. Дослідження чітко демонструє, що якщо потрібен захист від гризунів, необхідно звернути особливу увагу на конструкцію кабелю.