浅谈光缆寿命的影响因素[2]

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1、浅谈影响光缆寿命的因素刘培阎浩祁林（光纤光缆制备技术国家重点实验室，湖北武汉，430073）（长飞光纤光缆有限公司，湖北武汉，430073）摘要：光缆寿命的长短由很多方面所决定，是各种因素综合作用的结果。本文重点分析了光缆的材料与结构、光缆铺设的自然环境、施工维护方式等方而对光缆寿命的影响。关键词：光缆寿命、材料、结构、自然环境、施工维护0前言光纤通信由于具有损耗低、带宽大、保密性能好等优点，已经成为当前通信的主体形式z—。光缆作为光纤通信的主要传输媒质，在保证光纤通信方面起到十分重要的作用。目前距我国第一批铺设的光缆已有近25年的时间，接近或基本达到光缆维护规范屮的使用寿命，因而研究

2、光缆使用寿命的影响因素，设法延长光缆的寿命具有重大现实意义。YD/T769-2003中规定：光缆的寿命应不小于25年。影响光缆长期使用的因素可以分为内部因素和外部因素。光缆自身的结构、光缆材料的长期质量特性是影响光缆老化的主要内部因素，这些主要通过光缆机械特性和温度特性的改变体现出来。光缆的外部因素是指光缆使用的自然环境和维护状况，外部环境对光缆质量的影响是长期且动态变化的积累过程，最终以光缆使用状态的改变体现出来，如衰耗增大、断纤等。它主要体现在自然环境和施工维护两方面：自然因素可大致分成敷设方式（直埋、架空、管道）、防潮防水、温差变化、环境（土壤、水）腐蚀性、虫蚁鼠害、雷击灾害等；

3、从维护角度看，影响光缆质量的主要因素为外力损伤、接头质量等。此外，□常维护组织、线路巡查、外力施工盯防等工作也是保证光缆质量的重要措施。1.光缆材料对光缆寿命的影响1.1光纤质量对光缆寿命的影响光纤是光缆的核心材料，其寿命长短将直接决定光缆的寿命。保证优质稳定的光纤是确保光缆寿命的必要条件。光纤寿命主要是由光纤在其服务期间所受到的应力（应变）决定的。光缆中光纤寿命可由下式计算：n-2!In(l-F)m-1>X(bp[LgJ5丿式中，（“为光纤服务的寿命；。为光纤复绕筛选吋所施力吋间（秒）；匕为光纤服务期间所受应力；J为光纤复绕筛选应力；Np为光纤复绕筛选时每公里断裂次数；L为计算寿命

4、时光纤的总长度；F为光纤断裂概率;n为光纤静态疲劳参数；m为光纤韦伯尔分布曲线斜率。长飞公司用PCVD法生产世界公认的一流光纤，传输特性好，几何精度高，并有足够的抗拉强度。经过100%张力筛选后的光纤中有95%光纤实际拉断强度超过36N,90%的光纤实际拉断强度超过457。长飞光纤寿命预期实验参数如下表：6为光纤服务期间所受应力0.2076为光纤复绕筛选应力0.69Np为光纤复绕筛选时每公里断裂次数5/1000KML为计算寿命吋光纤的总长度1000F为光纤断裂概率0.0001n为光纤静态疲劳参数25m为光纤韦伯尔分布曲线斜率3.8tp为光纤复绕筛选吋所施力时间（秒）1因此，通过以上公式

5、模拟计算，长飞光纤的理论使用寿命为45年。1.2光缆制造材料的质量对寿命的影响对于制造光缆的每一种原材料，本身必须有30年以上的寿命，必须有稳定的物理性能和化学性能。有些材料是光缆专用的，女口：PBTP、纤膏、缆膏、钢带、铝带等。首先，从机械性能上来讲，加强芯的使用要能够满足光缆设计的要求，避免光缆在施工和长期的使用过程中，光纤受到应力作用而导致衰耗的增加；另外加强芯一定不能使用镀锌钢丝，镀锌钢丝电化学反应会析出氢气，会造成光纤的氢损，因此现在光缆除铠装钢丝外，加强芯均用磷化钢丝，不锈钢丝或FRP。其次，光缆油膏、纤膏、PBT、PE除了要满足本身的阻水或机械性能外，还要特别关注其热氧老

6、化析氢的问题。PE料在光缆外层，产生的氢容易扩散到空气中，不容易入侵光纤，所以要特别注意纤膏，缆膏以及PBT料的析氢量，我们需将材料析氢量控制在＜0.luL/g的水平，对于有LAP和PSP的光缆，由于有金属屏蔽层，氢压更容易保持，所以更要注意氢的影响。光缆材料的老化，也是影响光缆寿命的很大因素。光缆各部分中最易发生老化的部分为护套料，护套料直接暴露于各种自然环境屮，各种老化（如：热老化、光老化和辐射老化等）会造成光缆机械性能发牛巨大变化。光缆护套老化的主要表现在光缆脆化、开裂、护套料断裂伸长率降低等。在评价光缆护套料老化状态时，一般采用氧化诱导期、碳黑吸收系数、环境应力开裂等评价指标。

7、（I）氧化诱导期光缆材料中通常加入一些抗氧化剂，以保护它们不会因为氧化而劣化。随着光缆的老化，光缆材料中所添加的抗氧化剂会逐渐挥发直到丧失，材料的抗氧化性会降低。抗氧化剂越少，则在相同的温度条件下，材料开始发生快速氧化的时间也就越早，即氧化诱导期更短。氧化诱导期可以用差示扫描量热仪(DSC)来测试。然而，氧化诱导期只适用于含抗氧化剂的材料，微量样品从光缆护套表面截取，测量结果不能代表整段光缆的老化状态，这就需要与断裂伸长率或与反映光缆老化状态的