عادةً ما تُمدد الكابلات الضوئية في بيئة رطبة ومظلمة. في حال تلف الكابل، تتسرب الرطوبة إليه من نقطة التلف وتؤثر عليه. يُمكن للماء أن يُغير السعة الكهربائية في الكابلات النحاسية، مما يُضعف قوة الإشارة. كما يُسبب ضغطًا زائدًا على المكونات الضوئية داخل الكابل، مما يُؤثر سلبًا على نقل الضوء. لذلك، يُغلف الكابل الضوئي بمواد عازلة للماء. تُعد خيوط وحبال العزل المائي من المواد الشائعة الاستخدام في هذا المجال. ستتناول هذه الورقة البحثية خصائص هذين النوعين من المواد، وتحلل أوجه التشابه والاختلاف في عمليات إنتاجهما، وتقدم مرجعًا لاختيار المواد العازلة للماء المناسبة.
1. مقارنة أداء خيوط منع تسرب الماء وحبال منع تسرب الماء
(1) خصائص خيوط منع تسرب الماء
بعد اختبار محتوى الماء وطريقة التجفيف، تبين أن معدل امتصاص الماء لخيوط منع التسرب يبلغ 48 غ/غ، وقوة الشد 110.5 نيوتن، والاستطالة عند الكسر 15.1%، ومحتوى الرطوبة 6%. يتوافق أداء خيوط منع التسرب مع متطلبات تصميم الكابل، كما أن عملية الغزل قابلة للتطبيق.
(2) أداء حبل منع تسرب الماء
حبل منع تسرب الماء هو مادة حشو مانعة لتسرب الماء، تُستخدم في الكابلات الخاصة. يُصنع هذا الحبل بشكل أساسي عن طريق غمر ألياف البوليستر وربطها وتجفيفها. بعد تمشيط الألياف بالكامل، يتميز الحبل بقوة طولية عالية، ووزن خفيف، وسماكة رقيقة، وقوة شد عالية، وأداء عزل جيد، ومرونة منخفضة، ومقاومة للتآكل.
(3) تقنية الحرف الرئيسية لكل عملية
بالنسبة لخيوط منع تسرب الماء، تُعدّ عملية التمشيط أهمّ مراحل الإنتاج، ويجب ألا تتجاوز الرطوبة النسبية فيها 50%. يجب خلط ألياف SAF والبوليستر بنسبة محددة وتمشيطهما في آنٍ واحد، لضمان توزيع ألياف SAF بالتساوي على شبكة ألياف البوليستر أثناء عملية التمشيط، وتشكيل بنية شبكية معها للحدّ من تساقطها. وبالمثل، فإنّ متطلبات حبل منع تسرب الماء في هذه المرحلة مماثلة لمتطلبات خيوط منع تسرب الماء، حيث يجب تقليل فقد المواد قدر الإمكان. وبعد ضبط النسب بدقة، يُرسي ذلك أساسًا متينًا لإنتاج حبل منع تسرب الماء في مرحلة التخفيف.
في عملية التمشيط، وهي المرحلة النهائية، يتم تشكيل خيوط منع التسرب المائي بشكل أساسي. يجب أن تتم هذه العملية بسرعة منخفضة، وسحب منخفض، ومسافة كبيرة، ولف منخفض. يتم التحكم بدقة في نسبة السحب والوزن الأساسي لكل مرحلة لضمان أن تكون كثافة خيوط منع التسرب المائي النهائية 220 تكس. أما بالنسبة لحبل منع التسرب المائي، فإن أهمية عملية التمشيط أقل من أهمية خيوط منع التسرب المائي نفسها. تكمن أهمية هذه العملية في المعالجة النهائية للحبل، ومعالجة الحلقات غير المكتملة في عملية الإنتاج لضمان جودة الحبل.
(4) مقارنة تساقط الألياف الماصة للماء في كل عملية
بالنسبة لخيوط منع تسرب الماء، يتناقص محتوى ألياف SAF تدريجيًا مع تقدم عملية التصنيع. ومع تقدم كل مرحلة، يكون نطاق التناقص واسعًا نسبيًا، ويختلف هذا النطاق باختلاف المراحل. وتُعدّ مرحلة التمشيط هي الأكثر تضررًا. بعد البحث التجريبي، تبيّن أنه حتى في حالة العملية المثلى، فإنّ ميل ألياف SAF إلى التلف أمر لا مفر منه ولا يمكن القضاء عليه. بالمقارنة مع خيوط منع تسرب الماء، فإنّ تساقط الألياف في حبال منع تسرب الماء أفضل، ويمكن تقليل الفاقد إلى أدنى حد في كل مرحلة من مراحل الإنتاج. ومع تعميق عملية التصنيع، تحسّن وضع تساقط الألياف.
2. استخدام خيوط وحبال مانعة لتسرب الماء في الكابلات والكابلات الضوئية
مع تطور التكنولوجيا في السنوات الأخيرة، أصبح استخدام خيوط وحبال منع تسرب الماء شائعًا كحشوات داخلية للكابلات الضوئية. عمومًا، تُملأ الكابلات بثلاثة خيوط أو حبال مانعة لتسرب الماء، يُوضع أحدها عادةً على الدعامة المركزية لضمان استقرار الكابل، بينما يُوضع خيطان آخران خارج قلب الكابل لتحقيق أفضل تأثير في منع تسرب الماء. يُحدث استخدام هذه الخيوط والحبال تغييرًا كبيرًا في أداء الكابلات الضوئية.
لتحسين أداء منع تسرب الماء، ينبغي تحسين خصائص خيوط منع التسرب، مما يُقلل المسافة بين قلب الكابل وغلافه بشكل كبير، وبالتالي يُحسّن من فعالية منع تسرب الماء للكابل.
من حيث الخصائص الميكانيكية، تتحسن خصائص الشد والضغط والانحناء للكابل الضوئي بشكل ملحوظ بعد إضافة خيوط وحبال مانعة لتسرب الماء. أما بالنسبة لأداء الكابل الضوئي في دورات درجات الحرارة، فلا يظهر أي انخفاض ملحوظ في الأداء بعد إضافة هذه الخيوط والحبال. وبالنسبة لغلاف الكابل الضوئي، تُستخدم هذه الخيوط والحبال أثناء عملية التشكيل، مما يضمن استمرارية عملية التصنيع دون أي تأثير سلبي، ويعزز سلامة الغلاف. يتضح مما سبق أن الكابل الضوئي المُعبأ بهذه الخيوط والحبال يتميز بسهولة التصنيع، وكفاءة إنتاجية عالية، وتلوث بيئي أقل، وفعالية أفضل في منع تسرب الماء، وسلامة أعلى.
3. ملخص
بعد إجراء بحث مقارن حول عملية إنتاج خيوط وحبال مقاومة الماء، أصبح لدينا فهم أعمق لأداء كل منهما، وفهم أفضل للاحتياطات اللازمة في عملية الإنتاج. وفي عملية التطبيق، يمكن اختيار الأنسب وفقًا لخصائص الكابل الضوئي وطريقة الإنتاج، وذلك لتحسين أداء مقاومة الماء، وضمان جودة الكابل الضوئي، وتعزيز سلامة استهلاك الطاقة.
تاريخ النشر: 16 يناير 2023