WCA March 2019

解决电缆定制过程中遇到的难 题，降低安装成本

作者： Welch McCollough 、 David A Seddon 和 Mike Gimblet, 来自美国北卡罗莱纳州 Hickory 的 Corning Optical Communications

2.2 环境载荷条件 最终用户提供的电缆运行所需的环境荷载条件为风速接近 100kph 。虽然可能存在一定的冰荷载，但冰荷载条件下的诱 导荷载小于风荷载；本文将只考虑风荷载。 2.3 最大断裂载荷要求 典型的外部设备引入电缆往往采用非金属强度构件。这些强 度构件由各种形式的玻璃增强塑料复合材料或芳纶纤维等材 料制成。这些材料的一个特点是具有较高的断裂应变，范围 通常在 2%-4% 之间。 这一特点给电缆设计人员造成了一个进退两难的局面：当电 缆遭受到环境载荷条件，例如侧向风压和/或积冰，如何从强 度构件的内在失效实现所需的断裂载荷，同时控制电缆的水 平，尤其是光纤应变。一种选择是在电杆上使用一种一旦达 到电缆最大载荷就会断裂的装置，但终端用户不允许这种选 择，必须找到电缆解决方案。 很明显，使用非金属强度构件材料是不可行的，因为断裂载 荷要求所指示的拉伸刚度水平很低。这种水平的抗拉刚度会 导致电缆设计在环境载荷条件下具有很高的伸长率。将这种 水平的电缆应变从建筑应变限量引入电缆是不可行的，因此 需要为强度构件寻找其他材料。 2.4 替代强度构件材料 由于使用非金属强度构件材料是不可行的，所以使用金属基 材料是下一个要考虑的选择。对高强度钢丝进行热处理可以 控制屈服点，并在一定程度上控制线缆的断裂应变。镀有黄 铜的小型钢丝已在金属引入电缆中使用多年，与非金属引入 电缆相比，这些钢丝的断裂应变相对较低。通过仔细选择线 数和量规，就有可以设计出一种抗拉刚度刚刚好同时又能满 足断裂载荷要求的电缆。这就是在这个新的电缆设计中选择 用于提供强度的材料。 2.5 性能建模 建立了一个模型，以试图预测在所需跨度和荷载条件下的电 缆性能。该建模摘要如图 2 所示。标准化的抗拉刚度是根据跨 度长度绘制的，且在电缆断裂载荷的性能空间限制内，同时 显示了经过测试的 100 kpsi 和 200 kpsi 光纤的预计光纤相对断 裂率。 使用拉伸测试验证电缆的抗拉刚度及其断裂强度，在跨度范 围内计算光纤最大应变，如图 2 所示。对于 100 kpsi 的纤维， ❍ ❍ 图 1 : 电缆设计

摘要

尽管共同的目标是光纤到户，但在无法总是使用目前可用 产品的地区，全球的网络所有者仍存在着一些特有的问 题。 Corning 解决了在定制电缆组件时存在的一个特有的技术 问题，从而降低了安装成本。客户指定的一个主要设计标准 是基于所需的最小光纤应变和电缆断裂载荷提供一个相当长 的跨度长度，这提出了在环境载荷条件下在运行期间基于最 小纤维应变实现一种独特的技术权衡，并允许电缆在所需最 小荷载时充分应变以致断裂。 当电杆移动时，这一要求可保护网络不受更大的损害，同时 形成大量凹陷，以便合理清除可能钩住电缆的移动车辆。客 户的另一个重要要求是开发一种组合耦合/夹具解决方案，因 为客户要求的特定空中电缆设计没有现成的设备来管理光纤 耦合。 Corning 的任务是开发一种多用途夹具，该夹具固定电 缆，并额外将空间跨度中由安装张力和冰/风荷载引起的的任 何光纤应变与插入电杆和用户端上的网络接入点且经过硬化 处理的外部设备连接器隔离开来。 除了满足主要电缆的设计和性能标准外，还一直希望减少现 场技工劳动和加工成本。围绕电缆安装、波瓣分离以及进入 双绞线和光核心，客户有时间和性能规范。还要求通过实现 手动分离电缆来消除成本高昂的波瓣分离工具。这些要求促 使通过共挤压和特定工具来实现易于实现的技术，这些工具 专门用于挤压，在光学波瓣上使用压力装置挤压和在双绞线 波瓣上使用管道装置挤压。由此产生的电缆和夹具设计满足 客户的要求，目前正安装在该提供商的网络中。 1 概述 电缆基础设施提供商需要专门针对其高架引入电缆的特定电 缆设计。该设计包括一个包含阻燃子单元和单模光纤的光学 波瓣，以及一个用于可选 DSL 服务的双绞线波瓣。该高架引入 电缆的标准运行方式是连接到电杆顶部的一个多端口，作为 电杆的附件穿过夹具，沿空中跨度连接到另一端，在场地穿 过夹具，顺着外墙向下连接到接入盒，在此处访问子单元并 通过外墙传送到光网络终端。本文将基于限制断裂强度的规 范以及专门的夹具设计和其他电缆准备技术，解决跨度长度 与光纤应变的难题，以节省安装成本和时间。图 1 显示了电缆 设计。

2 设计要求 2.1 跨度长度

客户要求的设计跨度长度为 55 米，特殊跨度长度为 68 米。在 架线时应优先考虑张力，以便所有跨度长度的安装张力保持 在 150 N 。 大多数跨度将连接到木杆上，其中许多木杆的最大侧向载荷 被评定为 4 kN 。这种限制对这种电缆设计提出了相应的最大 断裂载荷限制。

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Wire & Cable ASIA – March/April 2019