9.5. Контрольные вопросы

6. Какие достоинства имеет технология микротрубок?

7. Назовите область применения и основные достоинства малово­локонных кабельных систем.

8. Чем обусловлена целесообразность применения навивки ОК на провод низковольтной ЛЭП?

10. Монтаж волп 10.1. Требования к неразъемным соединениям ов

Важнейшей технологической операцией при монтаже ОК является сращивание ОВ, которое должно удовлетворять требованиям экс­плуатации ВОЛП. Необходимо, чтобы эксплутационная надежность стыков ОВ была не ниже, чем самих ОВ. Соответственно, соединение ОВ должно обладать достаточной механической прочностью, возмож­ность возникновения дефектов в волокнах при подготовке концов ОВ к соединению и при их сращивании должна быть сведена к минимуму. Дефекты, практически не ухудшающие оптические характеристики ОВ на период монтажа линии, в дальнейшем из-за усталостного разрушения волокон в процессе эксплуатации ВОЛП могут развиться и при­вести к повреждению в месте стыка ОВ.

Качество соединения ОВ определяется вносимым затуханием (по­терями мощности оптического излучения). Известно, что величина по­терь в месте стыка ОВ зависит от параметров соединяемых волокон и уровня технологии, выбранной для сращивания ОВ. В частности, по­тери определяются геометрическими размерами ОВ (диаметром сердцевины), числовой апертурой и их отклонениями, а также профи­лем показателя преломления. Кроме того, потери обусловлены нали­чием зазора между торцами соединяемых волокон, осевым и угловым смещениями осей сращиваемых ОВ, деформацией сердцевины при сварке, загрязнением сердцевины, образованием пузырька газа, каче­ством подготовки торцов соединяемых ОВ.

Возможные дефекты, влияющие на величину вносимых потерь сты­ка ОВ, показаны на рис. 10.1.

Рис. 10.1. Дефекты на стыке ОВ: 1 - зазор; 2 -осевое смещение; 3 - угловое смещение; 4 - непарал­лельность торцов; 5 - шероховатость торцов; 6 - различие диаметров сердцевин; 7- различие числовых апертур (показателей преломле­ния); 8 - некругость; 9 - изменение диаметра сердцевины в месте сварки; 10- образование газового пузырька, загрязнение;

11 - образование микроизгиба.

10.2. Подготовка ов к сращиванию

Процесс подготовки ОВ к сращиванию включает в себя операции смятия первичного защитно-упрочняющего покрытия волокна и скалывания для получения хорошо обработанной торцевой поверхности во­локна, а также обтирку зачищенных концов мягким материалом, пропитанным спиртом. Никакая другая жидкость для обтирки применяться не должна.

В оптических кабелях, выпускаемых отечественными и зарубежны­ми фирмами, используются ОВ с эпоксиакриловым и акриловым за­щитным покрытием. Защитное покрытие снимается в основном меха­ническим способом при помощи специального инструмента, который получил название стриппер. На рис. 10.2 показана последователь­ность операций снятия защитного покрытия с ОВ при помощи стрип­пера американской фирмы "Ripley Company". Аналогичные по назна­чению стрипперы выпускаются рядом других фирм.

Перед снятием защитного покрытия стриппер и ОВ обязательно протираются спиртом. Жесткие защитные покрытия необходимо пред­варительно размягчить при помощи специальных размягчителей. Стрипперы настраиваются и регулируются на заводе-изготовителе и не требуют испытаний и проверок.

Чистота поверхности ОВ перед сваркой играет очень важное зна­чение. Нагретый до температуры свыше 480°С кварц активно вступает в реакцию с жирами и другими веществами, загрязняющими близле­жащую поверхность. Образующаяся стеклянная корка легко растрес­кивается, что может привести изделие в негодность. Посторонние примеси, частицы на поверхности свариваемого ОВ могут стать цен­тром развития процесса расстекловывания, что значительно снизит прочность места сварки. Плохая очистка (остатки материала защитно­го покрытия или просто посторонние частицы) служит причиной обра­зования пузырей воздуха в месте сварки, и других включений, что увеличивает вносимые потери на стыке. Поэтому зачищенные концы ОВ тщательно протирают чистым материалом, смоченным спиртом. На поверхности ОВ нельзя также допускать наличие трещин, которые могут возникать при снятии покрытия, так как они уменьшают проч­ность места сварки.

Для получения хорошо обработанной торцевой поверхности ОВ проводят операцию скалывания: на поверхность световода с удален­ным первичным покрытием наносят насечку с последующим приложе­нием к ней растягивающей, изгибающей или комбинации этих нагру­зок, вызывающих рост трещины и облом световода в данном месте. Торцевая поверхность должна быть плоской, гладкой и перпендику­лярной оси ОВ. При скалывании поверхность торца может быть зер­кальной (давление резца оптимально и диаметр ОВ близок к номи­нальному), с ребристой и волнистой зонами (не подобрано давление резца на ОВ либо диаметр ОВ отклоняется от номинального значе­ния), иметь небольшой выступ (отклонение диаметра ОВ от номи­нального). Зеркальная зона обеспечивает наилучшие условия для со­единения ОВ, ребристая зона характеризует область, где трещина начинает разветвляться, волнистая является промежуточной между двумя первыми (рис. 10.3).

Рис. 10.2. Последовательность операций по снятию защитного

покрытия с ОВ при помощи стриппера: а - вставка ОВ в раскрытый стриппер; б - закрытие стриппера; в - протягивание ОВ через стриппер.

В практике находят применение механические и электронные уст­ройства для скола ОВ.

Рис. 10.3. Возможные поверхности скола ОВ: 1 - зеркальная поверхность; 2 - матовая (волнистая) зона;

3 - ребристая зона; 4 - выступ.

Механические устройства для скола ОВ. Образование ровного и перпендикулярного относительно оси скола обеспечивается за счет нанесения резцом на поверхности предварительно напряженного, растянутого и изогнутого ОВ, надреза. Резец с определенным углом заточки выполнен в виде стальной пластинки с алмазным напылением ими из специального твердого сплава. Инструмент такого типа показан ни рис. 10.4.

Рис. 10.4. Механический инструмент для скола ОВ: а - общий вид; б - процесс скола.

Инструмент состоит из основания 1, на котором жестко закреплены планка 2 и прикрепленная на ней пластина 3. На конце этой пластины закреплена подложка 4, которая имеет направляющую канавку для укладки ОВ. Прижим 5, прижимаемый пружиной 6, и крышка 9, на которой укреплен резец 7, соединены основанием 1 посредством оси 8. Крышка 9 прижимом 5 фиксирует волокна в положении зажима.

Оптическое волокно, освобожденное от защитного покрытия на требуемую длину, вставляют в направляющую канавку 10 на подложке 4. Затем нажимают крышку 9 до тех пор, пока она не зафиксирует по­ложение волокна прижимом 5. Продолжая нажимать крышку (с усили­ем не более 0,36...0,4 Н), на ОВ резцом 4 наносят надрез. Затем, сгибая и прижимая пальцем ОВ к подложке 4, производят его облом (скол). После этого крышку открывают и убирают остаток волокна.

Скол, выполненный таким инструментом полностью вручную, позволяет получить необходимое качество только при достаточно высо­кой квалификации специалиста. Известны также ручные полуавтома­тические инструменты для скола ОВ. В них обеспечивается фиксации волокна с удаленным покрытием. При нажатии рычага (кнопки) управ­ления инструмента, одновременно с натяжением волокна, резцом на­носится надрез (насечка) на его поверхности. Растягивающие усилия прикладываемые к ОВ, и сила удара резца относительно ОВ поел нанесения насечки, увеличивает рабочий участок режущей поверхности и срок службы инструмента. Инструмент позволяет стабильно получать хорошие сколы ОВ и не предъявляет жестких требований квалификации персонала.

Подобного типа прецизионный скалыватель модели СТ-07 японской фирмы "Fujikura", получивший широкое практическое применение, показан на рис. 10.5. В этой модели скалывателя предусмотрена две направляющие для ОВ. Одна для ОВ с диаметром по покрытию900 мкм, другая - для ОВ с диаметром по покрытию 250 мкм.

Рис. 10.5. Скалыватель OB фирмы "Fujikura": 1 - зажим OB; 2 - нож; 3 - кнопка; 4 - наковальня; 5 - направляющие желобки; 6- эластомерная подложка; 7- циркулярный нож;

8 - стопорный винт.

Операции по сколу ОВ сводится к следующему:

1. открыть зажим 1 на наковальне 4, продвинуть нож 2 в направле­нии противоположном указанной стрелке, разместить ОВ параллельно направляющим желобкам 5;

2. закрыть зажим и медленно продвинуть нож 2 в направлении стрелки, чтобы сделать на ОВ насечку;

3. нажата на кнопку 3, чтобы отломить (сколоть) ОВ; нажимать на кнопку до тех пор, пока зажим 1 автоматически не поднимется.

Если качество скола окажется низким, то следует освободить сто­порный винт Циркулярный нож 7 и эластомерную подложку чистить следует только хлопковой тканью, смоченной спиртом.

Электронные устройства скола ОВ. Стабильно высокое качество сколов ОВ иожно получить при использовании автоматических уст­ройств - электронных скалывателей. Волокно с удаленным покрытием фиксируете* в инструменте. Под действием электронно-управляемого двигателя резец вибрирует с низкой частотой и нарастающей амплитудой, приближаясь к волокну, которое натягивается синхронно с частотой вибрации резца. При нанесении резцом насечки на поверхности полокна под действием растягивающих усилий ОВ обламывается.

На рис. 10.6 показан общий вид отечественного электронного уст­ройства для скола ОВ типа УЭС-1. Это устройство позволяет осуществлять скалывание с помощью резца, оснащенного алмазным лезвием высокой прочности и вибрирующего с ультразвуковой частотой. Для возбуждения колебаний в устройстве применены пьезоэлектриче­ские элементы. Колебания вибратора вместе с встроенным в него резцом поддерживаются электронной схемой во время ска­пывания и автоматически прекращаются по окончании цикла, что позволяет рационально использовать электропитание. На лицевой

панели устройства расположен индикатор, который сигнализирует о колебаниях резца. Вибрирующее алмазное лезвие плавно подходит предварительно натянутому ОВ, и в момент касания происходит скалывание без сжимаемой нагрузки и без внедрения лезвия в волокно.