Категории

Оптический кабель применяется в Украине с различных сферах более 20 лет, за это время успел доказать свою эффективность и целесообразность выбора. Теоретически производители заявляют, что срок службы равен более 25 лет. Поэтому многие задаются вопросом, следует ли заменять изделия, проложенные в 90-х годах, и какие причины ускоряют старение.

Какой срок службы указывают изготовители для оптического кабеля

Большинство отечественных и зарубежных изготовителей заявляют в технических параметрах срок эксплуатации 25-30 лет. Технологический процесс производства развивается, создаются новейшие материалы для использования в технологическом процессе, а период службы остается неизменным.

Срок указывают в технических требованиях на оптический кабель определенных марок. Исходя из конфигурации и сфер использования, период использования варьируется от 2 до 45 лет. Не следует путать указанный изготовителем минимальный период эксплуатации с гарантийными обязательствами. Последний период преимущественно составляет 2 года с момента введения в эксплуатацию. Он рассчитывается с даты начала применения, но не позже полугода с момента продажи с завода.

Данный период со сроком хранения рассчитывается при условии выполнения требований по монтажу и применению. Помимо этого, требуется выполнение требований режимов изготовления кабеля, технологических условий монтажа, защиты волокон от погодных и внешних воздействий. На изделия оказывают влияние изменения тем­пературы, грибы, ро­са, дождь, иней, туманность, ультрафиолетовое излучение и прочие причины, которые могут сокращать срок эксплуатации.

Какие факторы влияют на срок службы

В эти 25 лет включен и срок сохранности в намотанном состоянии на барабане. В соответствии с техническими требованиями, минимальный период сохранности при хранении на объектах с достаточным отоплением – 25 лет, в условиях хранения снаружи под навесом – 10 лет.

Механические нагрузки воздействуют на кабель в целом и на волокна. Стекло характеризуется хрупкостью, оно не рассчитано на растяжение, изгиб и прочие внешниевоздействия. Но вследствие минимальных размеров волокна из стекла обладают эластичностью, устойчивостью к растяжению. Максимальная прочность стекловолокна на разрыв превышает аналогичное значение для стальной нити.

Ключевая причина, которая провоцирует хрупкость стекловолокна – микроскопические трещины на поверхностном материале обмотки и дефекты внутри волокон. Трещины на поверхности более значительны, они возрастают при увеличении нагрузки в процессе изготовления, монтажа, прокладки и использования.

В теории заявленная прочность на растяжение равна 20 ГПа (20 кН/мм2). На практике по причине дефектов прочность существенно ниже – примерно 5 ГПа (5 кН/мм2).

Механические нагрузки оказывают непосредственное влияние на прочность оптического кабеля. Но еще один важный нюанс – включение срока хранения в период эксплуатации. Если волокно не используется, оно также подвергается влиянию некоторых факторов. Кроме механических факторов, на период службы влияют следующие факторы:

  • изменения температурного режима;
  • химические факторы;
  • перепады влажности.

Данные типы воздействий оказывают влияние на состояние изделий, нередко провоцируют появление изъянов на поверхности.

То есть для определения периода эксплуатации следует детально рассмотреть особенности воздействия на стекловолокно массы факторов. Исследуем подробно данный вопрос с разных точек зрения. Начать следует с нюанса, как старость изделий влияет на максимальную стойкость на разрыв.

Старение оптических кабелей

Помимо повреждений внешней обмотки и изоляции, на старение оказывают влияние три фактора: растяжение, вода или уровень влажности, водород. Разберемся детально, как каждый из них влияет на старение и износ в ходе применения в различных условиях.

Растяжение волокон

На данный момент в ходе практических испытаний сделан вывод, что период использования кабелей рассчитывается преимущественно на основании величины натяжения волоконной сердцевины. Объясняется это тем, что под влиянием нагрузки волокно становятся менее прочным по причине возрастания количества поверхностных трещин. Данное явление, под которым подразумевается статическая усталость стекла, обусловлено комплексным воздействием напряжения и молекул (преимущественно воды), которые попадают в трещину и способствуют разрыву химических взаимосвязей на поверхности.

Уровень влажности

Длительное влияние водяных паров может спровоцировать попадание в изделия имеющихся в воде гидроксильных ионов (ОН-) и привести к снижению прочности, повышению затухания.

Диффузия водорода

В ходе экспериментов было выявлено, что если сердцевина на протяжении долгосрочного времени пребывает в атмосфере с повышенным включением водорода, молекулы водорода обладают способностью проникать в волокна и провоцировать повышение затухания на удлиненных волнах (1300 и в частности 1500 нм).

Если в воздухе снижено содержание водорода, он может формироваться внутри отдельных типов изделий вследствие разложения материалов из пластика.

Причины преждевременного старения оптоволокна

Случаи износа оптоволокна раньше заявленного срока на данный момент происходят по двум основным причинам:

  • Поверхностная оболочка изготовлена из пластика, выделяющего водород. В данном материале на протяжении 1-2 лет деградируют элементы, они утрачивают прозрачность изначально на волне 1550 нм, а впоследствии на 1310 нм. Такой тип кабеля производился непродолжительное время, пока недочет в технологическом процессе не был исправлен.
  • Излишнее растяжение кабеля и оптоволоконной сердцевины. Причина данного явления заключается в условиях эксплуатации, которые не соответствуют особенностям волокон. Данный фактор проявляется в обрывах и деградации волокна на участках со значительными механическими перегрузками.

Относительно второго пункта, причины преждевременного старения еще исследуется и список пополняется. Преимущественно данному фактору износа подвержены воздушные линии. Обусловлено это тем, что в кабельной канализации или в грунте кабель находится в статичном положении. И если на этапе монтажа и прокладки он подвергался растяжению или изгибу, то впоследствии он распрямляется. А волокна находятся в гелевом веществе и могут натягиваться с торцов. Среди прочих преимуществ подземной прокладки: незначительные изменения температурного режима на метровой глубине, отсутствие влияния солнечных лучей. Это обеспечивает оптимальные условия для длительной сохранности в первоначальном виде.

Подвесной монтаж обеспечивает длительный период эксплуатации, но необходимо учитывать более количество факторов. Но если не принимать во внимание нагрузки в пролетах, перетягивать кабель без учета провеса в теплый сезон и теплового расширения, тогда растяжение на оптический кабель может существенно ускорить процесс старения и износа.

При выборе изделий для разных способов прокладки и сфер применения стоит учитывать данные факторы, чтобы обеспечить максимально длительный период эксплуатации.