1 前言 

　　隨著光通信業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)，以及電信運(yùn)營(yíng)商的合并重組完成和光纜價(jià)格的走低，光纜的應(yīng)用日趨廣泛，新建光纜線路越來(lái)越多，除了部分為省際和省內(nèi)的核心干線網(wǎng)外，其中大多為接入網(wǎng)線路。用戶選擇的接入網(wǎng)光纜一般為芯數(shù)小數(shù)量多的松套層絞光纜和芯數(shù)大距離短的光纖帶光纜，絕大多數(shù)沒(méi)有鎧裝護(hù)層，光纜的敷設(shè)也以管道和架空為主。 

　　但由于目前市場(chǎng)上有的接頭盒設(shè)計(jì)不當(dāng)，加之施工時(shí)護(hù)套與接頭盒固定不可靠，造成部分架空和管道線路經(jīng)過(guò)一兩年的運(yùn)行后，光纜護(hù)套在接頭盒處脫開(kāi)而產(chǎn)生回縮，從而引起通信中斷事故，給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)了較大的經(jīng)濟(jì)損失，為此我們從光纜的生產(chǎn)、接頭盒與護(hù)套的固定以及施工幾個(gè)方面對(duì)護(hù)套回縮所造成的影響進(jìn)行了分析研究，探尋解決護(hù)套回縮問(wèn)題的方法。 

　　2 光纜護(hù)套中的收縮應(yīng)力對(duì)護(hù)套回縮的影響 

　　接入網(wǎng)光纜在郊外或農(nóng)村以架空敷設(shè)為主，在城市則大部分為管道敷設(shè)，在管孔和桿塔資源較緊張的情況下，有的借用電力桿塔線路架空敷設(shè)無(wú)金屬光纜。接入網(wǎng)光纜一般采用無(wú)鎧裝的單護(hù)套結(jié)構(gòu),主要類型有A護(hù)套光纜(GYTA型)和S護(hù)套光纜(GYTS型),對(duì)于電力線路下架設(shè)的則為防強(qiáng)電的無(wú)金屬Y護(hù)套光纜(GYFTY型)。 

　　目前光纜護(hù)套所用的聚合物一般為黑色的聚乙烯，主要有中密度和高密度兩種，護(hù)套的加工就是將聚乙烯顆粒經(jīng)過(guò)擠塑設(shè)備和模具加熱熔融擠制到纜芯表面，再經(jīng)過(guò)水槽冷卻定型而成。聚乙烯是一種高結(jié)晶性的聚合物，剛聚合時(shí)其結(jié)晶度高達(dá)80—90%，如果將熔融的聚乙烯經(jīng)過(guò)冷卻而使其溫度降至玻璃化溫度以下時(shí)，則冷后的聚乙烯就成為了非晶態(tài)，如果再遇到擠制的護(hù)套厚度較厚時(shí)，其內(nèi)部的溫度一時(shí)仍然不能達(dá)到玻璃化溫度以下，護(hù)套中就有了聚乙烯晶體的存在，因此聚乙烯經(jīng)過(guò)熔化、冷卻而再結(jié)晶時(shí)，其結(jié)晶度一般只能達(dá)到50—60%，由于聚乙烯護(hù)套內(nèi)為晶態(tài)和非晶態(tài)的分子混合體，晶態(tài)的分子比較穩(wěn)定，而非晶態(tài)的分子性能則不太穩(wěn)定，特別是對(duì)護(hù)套機(jī)械性能的影響較大，所以護(hù)套內(nèi)就殘存了一定的應(yīng)力。 

　　聚乙烯護(hù)套在加工冷卻過(guò)程中都存在有一定的拉伸定向。由于拉伸定向一般發(fā)生在聚乙烯的熔點(diǎn)和玻璃化溫度之間，因此拉伸定向的程度與所選用的擠塑模具、擠塑溫度、生產(chǎn)線速度和冷卻水溫有關(guān)。 

　　在拉伸比（由模具和所生產(chǎn)的產(chǎn)品尺寸決定）和擠塑溫度一定的情況，生產(chǎn)速度越高則分子定向的程度越高；在加工溫度和生產(chǎn)速度一定的情況下，拉伸比越大則分子定向的程度越高；不管拉伸的情況如何，冷卻的速度越快則保持定向的程度就越高。如果分子定向的程度越高，而沒(méi)有結(jié)晶或結(jié)晶度不高的產(chǎn)品就具有了較大的收縮應(yīng)力。因此要消除護(hù)套的收縮應(yīng)力就應(yīng)適當(dāng)控制分子的定向程度，提高聚乙烯護(hù)套的結(jié)晶度，實(shí)踐證明消除護(hù)套的收縮應(yīng)力關(guān)鍵是控制冷卻的速率。 

　　在實(shí)際的護(hù)套加工過(guò)程中我們嚴(yán)格控制了加工溫度和生產(chǎn)線速，盡量減少聚乙烯的拉伸，采用梯度冷卻的方法，特別是第一節(jié)水槽的水溫的控制，對(duì)于A護(hù)套和S護(hù)套的光纜，水溫控制在40--50℃左右；對(duì)于易拉伸定向的Y護(hù)套光纜，水溫則控制在高達(dá)50--60℃范圍內(nèi)，并采取薄護(hù)套厚度分次擠塑的工藝來(lái)提高聚乙烯護(hù)套的結(jié)晶度，有效地降低了護(hù)套內(nèi)的收縮應(yīng)力。 

　　對(duì)于護(hù)套內(nèi)收縮應(yīng)力的控制好壞主要表現(xiàn)在熱收縮率的大小上,按照YD/T901-2009《層絞式通信用室外光纜》的規(guī)定可檢測(cè)護(hù)套的熱收縮率是否滿足要求，取樣按YD/T837.3-1996規(guī)定的方法進(jìn)行。 

　　從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看由于Y護(hù)套沒(méi)有金屬帶的支撐其熱收縮率較A護(hù)套和S護(hù)套大,但是均遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)的要求?？傊o(hù)套內(nèi)收縮應(yīng)力對(duì)護(hù)套回縮有一定的影響，但一般都可控制在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)。 

　　3 接頭盒內(nèi)護(hù)套固定裝置對(duì)護(hù)套回縮的影響 

　　關(guān)于接頭盒內(nèi)護(hù)套的固定在YD/T814-1996《光纜接頭盒》中已有規(guī)定，要求接頭盒內(nèi)有用于光纜護(hù)套固定和光纜加強(qiáng)構(gòu)件固定的固定裝置，并且還有用于光纜接頭盒本身及光纜接頭盒與光纜護(hù)套之間的密封組件。 

　　部分接頭盒生產(chǎn)商在設(shè)計(jì)固定構(gòu)件時(shí)，主要考慮了加強(qiáng)件的固定，而忽視了護(hù)套的固定，特別是受溫度變化影響后護(hù)套固定的可靠性，這一點(diǎn)在接頭盒的型式試驗(yàn)時(shí)就體現(xiàn)了出來(lái)。 

　　按YD/T814-1996《光纜接頭盒》中的規(guī)定對(duì)接頭盒進(jìn)行拉力試驗(yàn)，將接頭盒與光纜連接密封好后，在接頭盒內(nèi)充入60KPa的氣壓，再在光纜軸向施加不小于1000N的拉伸力，維持1分鐘，試驗(yàn)后氣壓應(yīng)無(wú)變化才為合格。但是有的接頭盒難以通過(guò)此項(xiàng)檢測(cè)，主要反應(yīng)在護(hù)套固定裝置設(shè)計(jì)不合理，護(hù)套固定不可靠，在拉力的作用下產(chǎn)生滑移松動(dòng)而漏氣，以至試驗(yàn)失敗。 

　　2003年8月在南通召開(kāi)的YD/T814-200x《光纜接頭盒》標(biāo)準(zhǔn)的變更審查會(huì)上提出了將1000N的拉伸力修改為800N，修改的原因主要是考慮到目前國(guó)內(nèi)接頭盒的水平，如果按1000N的力進(jìn)行試驗(yàn)就有部分接頭盒不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，另外接頭盒兩端都有預(yù)留和伸縮彎一般不會(huì)受到大的拉力。當(dāng)時(shí)就有不少光纜廠就此項(xiàng)修改提出了異議：首先接頭盒所承受的最小拉力應(yīng)不小于光纜的長(zhǎng)期抗張力，其次如上述接頭盒拉力試驗(yàn)的失敗并不是加強(qiáng)件的固定和接頭盒的承力問(wèn)題，而是接頭盒中的護(hù)套固定裝置設(shè)計(jì)不可靠所造成的。常溫下尚且如此，如果經(jīng)過(guò)一定的高低溫循環(huán)的熱脹冷縮，可能會(huì)在更低的軸向拉力下護(hù)套就會(huì)發(fā)生滑動(dòng)。為此會(huì)上還對(duì)護(hù)套的固定問(wèn)題進(jìn)行了討論，由于對(duì)護(hù)套固定后所能承受的軸向拉力大小難以確定，只好籠統(tǒng)地描述為光纜護(hù)套的固定要牢固。 

　　為了確定護(hù)套固定后所能承受的軸向拉力，我們對(duì)A護(hù)套、S護(hù)套和Y護(hù)套進(jìn)行取樣測(cè)試。去除了纜芯的護(hù)套樣品其直徑大約均為11mm左右，然后夾在拉力機(jī)上進(jìn)行拉伸，三種護(hù)套都是從800N左右的拉力開(kāi)始發(fā)生縮頸變形。當(dāng)然對(duì)于不同直徑不同護(hù)套厚度的光纜，其最小變形力可能會(huì)有不同，如果護(hù)套固定后所能承受的軸向拉力大于其最小變形力，那么該護(hù)套固定裝置肯定是很可靠的。但是如果實(shí)際線路中接頭盒兩端有預(yù)留和伸縮彎，且受環(huán)境的影響也不大,在其護(hù)套固定后所能承受的軸向拉力即使小于其最小變形力，護(hù)套也會(huì)不發(fā)生回縮。因此要確定護(hù)套固定后承受多大的軸向拉力才能保證護(hù)套不回縮，應(yīng)該具體情況具體分析。 

　　4 施工對(duì)護(hù)套回縮的影響 

　　光纜敷設(shè)時(shí)如果不是牽引加強(qiáng)芯而是直接牽引護(hù)套，就會(huì)致使光纜護(hù)套受張力而被拉伸，有的光纜在敷設(shè)完成后甚至發(fā)生纜芯縮進(jìn)護(hù)套內(nèi)的現(xiàn)象，這樣一來(lái)在光纜護(hù)套內(nèi)就殘留了較大的收縮應(yīng)力。此時(shí)如果立即安裝接頭盒，就很容易造成在安裝完成后一定時(shí)間內(nèi)，護(hù)套在收縮應(yīng)力的作用下脫開(kāi)接頭固定裝置而回縮。對(duì)于這種情況應(yīng)不要急于安裝接頭盒，應(yīng)剪掉端頭拉伸較嚴(yán)重的幾米，放置三天以上待應(yīng)力消除后，再安裝接頭盒。 

　　對(duì)于架空和管道敷設(shè)的光纜，特別是架設(shè)在電力線下的無(wú)金屬Y護(hù)套光纜（GYFTY），受溫度、風(fēng)等自然環(huán)境影響很大，光纜要受到一定的拉伸、搖擺等機(jī)械應(yīng)力和熱脹冷縮的收縮應(yīng)力，因此在光纜敷設(shè)連接時(shí)要有盤繞預(yù)留或做伸縮彎，以消除這些應(yīng)力特別是收縮應(yīng)力的影響，前面所述接頭盒標(biāo)準(zhǔn)要將拉伸力從1000N改為800N就是考慮了這一因素。 

　　而實(shí)際線路工程中，有的施工人員在接頭盒兩端沒(méi)有考慮盤繞預(yù)留或做伸縮彎，在機(jī)械應(yīng)力和熱脹冷縮的收縮應(yīng)力作用下造成護(hù)套從接頭盒中脫出，而使護(hù)套在沒(méi)有固定的情況下發(fā)生自由收縮。 

　　從目前接頭盒處護(hù)套回縮的樣品來(lái)看，接頭盒處護(hù)套的固定不牢固是護(hù)套回縮的主要原因，這里有接頭盒護(hù)套固定裝置設(shè)計(jì)不合理的原因，也有施工過(guò)程中接頭盒護(hù)套固定夾具尺寸與光纜直徑不匹配的因素。當(dāng)夾具尺寸較光纜直徑大時(shí)，就在護(hù)套上纏繞普通的絕緣膠帶來(lái)固定，由于膠帶較軟，受溫度變化影響易發(fā)生老化，夾具根本對(duì)護(hù)套起不到較好的固定作用；當(dāng)夾具尺寸較光纜直徑小時(shí)，由于夾緊了會(huì)使套管壓扁，光纖衰減超標(biāo)，所以只好夾松一些，但夾松了同樣對(duì)護(hù)套固定不了，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后護(hù)套脫開(kāi)接頭盒而發(fā)生回縮。 

　　另外接頭盒的選擇和固定也很重要，我們發(fā)現(xiàn)發(fā)生護(hù)套脫出的接頭盒基本上是臥式的接頭盒，而且這些接頭盒都是直接通過(guò)掛鉤掛在鋼絞線上，受風(fēng)擺等外力的影響較大，如果沒(méi)有盤繞預(yù)留或做伸縮彎，護(hù)套回縮的可能性就比較大。因此對(duì)于風(fēng)力和溫差較大的地方，接頭盒最好固定到線桿上，如果使用立式的接頭盒，對(duì)防止護(hù)套的回縮可能會(huì)更好一些，不過(guò)要注意立式接頭盒內(nèi)盤留光纖的固定，防止光纖松散零亂而造成接頭損耗的增加。 

　　5 結(jié)束語(yǔ) 

　　光纜護(hù)套在接頭盒處發(fā)生回縮的原因較多，有的可能是幾種因素綜合到一起而產(chǎn)生的。但是我們認(rèn)為接頭盒處護(hù)套的固定是關(guān)鍵，這里涉及到接頭盒的合理設(shè)計(jì)，接頭盒安裝的方便性和可靠性。當(dāng)然對(duì)于光纜的生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)應(yīng)努力減小護(hù)套內(nèi)的收縮應(yīng)力，對(duì)于施工方也應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范施工光纜和安裝接頭盒。 

　　作為運(yùn)營(yíng)商對(duì)這一問(wèn)題應(yīng)該引起重視，因?yàn)檫@一問(wèn)題不是馬上就能發(fā)現(xiàn)，而往往是在一兩年后才出現(xiàn)。所以在線路的建設(shè)初期就應(yīng)做好接頭盒的選擇，施工的監(jiān)理等，切實(shí)有效地防止光纜護(hù)套在接頭盒處發(fā)生回縮。