成都康宁光缆线路防鼠的措施和效果之二

   07/20/2006,

四、其他有关防鼠研究的试验
    从经济的角度来看，辣味素如果能达到驱鼠的效果，应当是防鼠的最佳解决方案，但辣味素要达到驱鼠的效果，必须解决辣味素与PE护套料的相容问题，即辣味素在长期环境中从护套料的迁移问题。
附：辣味素的化学组成和特性
组    成：    正－壬酸香草酰胺
英文名称：    Capsaicin 
分 子 式：    C17H27NO3 
分子量：    293.4；
熔点：    56-58℃；
分解温度：    340℃；
水溶性：    在25℃时27ppm 
    值得关注的是辣味素的可溶性和毒性， 27PPM的溶解度指标是可以认为难溶于水的，但经过试验后我们发现经过水浸一段时间后，含辣味素的样品的辣味显著减少，为此我们特意将供应商提供的纯净辣味素、含辣味素的光缆护套料、经过水浸泡的含辣味素的光缆护套三种样品，通过红外气相色谱进行定量分析，以下是三个样品的红外光谱图：

 
    在傅利叶红外光谱图上，我们可以发现，由于存在C-N键，辣味素在3200nm和1400nm附近处应存在一定的反射吸收峰，不过由于靠C-H键的吸收峰太近，整体的吸收峰会发生位移，只是在1600nm左右有一定的表现。其中黑色曲线（纯净辣味素）的峰面积远大于红色吸收峰（添加辣味素的光缆护套），说明辣味素在光缆护套中的含量是有限的，而兰色曲线的吸收峰（通过浸泡的含辣味素的光缆护套）比红色的吸收峰面积又有减少，证明经过加工和浸泡后辣味素的含量实际上存在衰减。目前我们认为衰减的主要因素是挥发所致，由于辣味素液体在聚烯烃材料中始终存在迁移并挥发，因此难以保证含辣味素光缆护套的防鼠效果和有效的时间。
    此外，在含辣味素的光缆护套加工过程中，会挥发出大量辛辣的气体和一些白烟，这说明辣味素的挥发能力很强。造成生产上的困难。
    因此我们认为现阶段采用辣味素进行驱鼠的方法还不可靠，能否改进还需更深入的研究。
通过鼠咬试验表明采用钢带防鼠的措施是有效的，但还不是尽善尽美的。因为光缆外护套还不能够得以保护，鼠咬后钢带的裸露所带来的腐蚀和阻水问题都需要高度重视。防鼠结构必须采用一种强度和耐腐蚀能力都优于常规镀铬钢带的复合钢带。通过将这种钢带同不锈钢带、镀铬钢带和其它复合钢带做腐蚀性试验比较，试验结果见下述实物图片：（试验方法按YD/T 723-94。试验条件是在1M的HCl溶液中浸泡20天后观察其腐蚀的情况）

未复膜的不锈钢带

　
特殊防鼠复合钢带

常规镀铬复合钢带

其它结构的钢带


    试验结果表明采用特殊防鼠复合钢带和不锈钢带的耐腐蚀效果最好，常规镀铬复合钢带的边缘出现0.5~0.8mm的腐蚀现象，以上都适合作为光缆原材料使用，但前两者的耐腐蚀性能更好；如果不是镀铬的钢带，如镀锡、镀锌或没有经过防腐处理的钢带，防蚀效果则十分差，存在大面积表面腐蚀，并出现被多处蚀穿的现象，这类钢带不适合作为光缆的原材料。
特殊防鼠复合钢带的抗张能力或抗冲击能力都比普通镀铬复合钢带和不锈钢带有较大提高，从强度上比较，特殊防鼠复合钢带的屈服强量提高了20%，这样将极大地提高光缆抗鼠咬冲击和啃咬能力。虽然常规镀铬复合钢带的抗腐蚀能力也较好，但在鼠类啃咬下，边沿的镀层很有可能被破坏，从而造成局部被腐蚀的现象，因此我们建议在经济许可的情况下，应选用耐腐蚀能力更好的钢带，本案中特殊防鼠复合钢带就是一个较好的实例。

特殊防鼠复合钢带的应力-应变曲线


常规镀铬复合钢带的应力-应变曲线
                   
五、防鼠光缆结构和应用实例
    根据以上的研究，浙江移动通信有限公司和成都康宁光缆有限公司认为目前最好的防鼠结构中，含钢带的光缆结构是比较可靠的设计，因此共同选定了的两种防鼠光缆结构，并进行了现场敷设。
    一种光缆结构是外护套内含特殊玻璃纤维（国外的商品名为GCO）、缆芯包含钢-聚乙烯复合内护套，这种结构采用了玻璃纤维和钢带双重保护的措施，在鼠咬试验中表现也最好，特别适合在鼠咬十分猖獗的地区，浙江移动通信有限公司将其敷设在以往鼠咬故障最严重的地区，通过一年多的试验和巡线报告，至今还没有出现鼠害侵袭的报告。

采用双层保护的防鼠光缆结构示意图

    另一种是单层钢-聚乙烯复合护套组成的架空光缆，与常规的GYTS的区别是采用了本文先前提及的特殊防鼠复合钢带。这种光缆较具经济性，同时也有良好的防鼠能力，因此被浙江移动通信有限公司广泛应用在各种鼠害发生区域。从部署后的效果来看，至今还没有收到一例鼠害造成故障的报告。浙江移动通信有限公司也拟将来把这种光缆作为山区架空光缆的主要结构。
    光缆在敷设和运行过程中将受外力作用，同时外部环境温度的变化也会造成光缆衰减的变化，由此光缆需要精确的光纤余长以保证在复杂条件中光缆的衰减变化。在制造上选择了PC/PP双层套管和套管无张力托盘式收线工艺，以避免光纤套管的结晶后回缩和盘具内外端余长的不稳定。光纤的余长是由SZ绞合产生的，其近似计算公式为：

对于光缆的强度，是根据其所应承受的短期应力，按照虎克定律设定：

光缆在温度变化中与所采用的材料的线膨脹系数相关，光缆的线膨脹系数越小，同种结构中光缆耐温度性能越好。其计算公式为：

以下是不同松套管材料的线膨脹系数和模量E数据，可见采用PC（聚碳酸脂）的套管的耐温性稍优于常规的PBT套管。

    以8芯的单层钢-聚乙烯复合护套组成的架空防鼠光缆为例，该防鼠光缆由两根2.0mm松套管、五绞件，特殊防鼠钢带-聚乙烯护套组成，在光缆设定的短期张力下光纤应变不超过0.10%，实际测试曲线如下：

 
    实验表明即使在设计短期张力（1500N）条件下，光缆的也没有明显的衰减变化（ 0.03dB），光纤应变大约是0.05%，远好于设计值0.10%，主要的因素在于光缆性能的冗度设计和材料估算采用了保守数据。
温度变化造成的光缆衰减可参考光缆的高低温温度循环试验，结果表明该防鼠光缆可以在-40℃~+70℃的环境下长期使用。
通过试验和厂验证明采用防鼠结构的光缆能够满足敷设和运行的性能要求，其各项试验数据都优于国家标准的要求，同时有良好的温度特性和防鼠性能，可以大范围推广使用。