光缆铺设：影响气吹长度的原因剖析[多图]

光缆铺设：影响气吹长度的原因剖析【多图】

3、微缆对气吹性能的影响分析 对于气吹而言，我们要求缆在整个截面上保持一致，没有突出物。缆的表面应该光滑、干净，没有油渍和污垢。缆的外护套能够承受15bar的空气压力而不破裂。 3.1 缆的外径对气吹的影响 根据气吹理论，如果不考虑缆在管道内的弯曲和打扣，管道内径和缆的外径比值越大，气流流动的衰耗就越小，气流作用在光缆表面上的拖曳力就越大，光缆的敷设长度就越长。但是在实际施工中，缆管的空间比值越大，缆就越容易形成螺旋圈，容易打扣。另外，从经济角度考虑，管道的直径越大，经济性就越差。对于光缆，我们建议管道内径是光缆外径的2-2.3倍，对于微缆而言，我们建议微缆的外径在微管内的填充率不要大于80%。由于微缆在微管内的填充率较大，微管内部的空气流动空间较小，因此在微管已经敷设后的情况下，微缆的直径粗细就会直接影响到微缆的气吹效果。如果整条微缆的截面尺寸不一致，缆的外护套上有突出物，当缆进入微管后，就会产生较大的气流阻力，如果突出物较大，就会卡在气吹机的入口处或管道内部的某处，造成气吹敷缆的失败。表2所列的是EMTELLE公司生产的各种直径的微缆所适用的微管尺寸。最大的填充率是79%，小于80%。如果在现有的条件下，建设方选择的微缆外径在微管

内的填充率大于80%，那么在同等的气吹条件下，填充率大的气吹效果就比填充率小的气吹效果差。但是如果通过改变微管内壁的摩擦系数，例如，在气吹时使用润滑器或带齿的驱动轮使微缆在气吹时也能得到润滑或提高空气压缩机的压力，例如从12bar提高到15bar。都能提高气吹距离。如果采用水漂浮技术就不需要考虑缆和管的填充率。图6是2个气吹长度的模拟计算，微缆直径7mm，分别吹入1根12/10mm的微管和1根10/8mm的微管内，其它气吹条件不变。当把8mm的微管内径输入进软件时，软件就会出现提示，该管道的填充率已经大于80%。表2 EMTELLE缆管匹配表气吹1根7mm的微缆进入1根10/8mm的微管 气吹1根7mm的微缆进入1根12/10mm的微管图6 气吹1根7mm的微缆进入不同内径的微管 从图6可见，将7mm的微缆吹入10/8mm的微管（填充率是87.5%），在同等气吹条件下，其气吹长度比12/10mm的微管（填充率是70%）短约200米。图7所示的是将1根7mm的微缆吹入不同内径的微管的气吹长度模拟计算。从气吹结果可见，微缆在微管内的填充率越小，气吹效果越好。当微管的内径是微缆的2倍时，气吹长度增加了1.45倍。图7 微管内径和气吹长度的关系（摩擦系数0.098） 3.2缆的单位重量对气吹的影响 微缆和光缆不一样，同样芯数的全介质微缆的重量一般相差不大。一般而言，缆的单位重量越大，在地球引力

的作用下，产生的摩擦力也就越大。 3.3微缆的硬度 缆的硬度是影响气吹效果的一个重要指标，如果微缆的硬度高，在管道的弯曲点会产生较高的摩擦力。如果微缆的硬度较低，在气吹时就会弯曲，产生额外的摩擦力，同时气吹机的推力也不能够得到充分的发挥。因此选择硬度适中的微缆是非常重要的。图8所示的是当1根7mm的微缆在1根10mm内径的微管内气吹时，不同的硬度在摩擦系数为0.098时所得到的不同的气吹长度。当微缆的硬度降低到0.001时，如果不控制微缆的推力，微缆就有打扣的风险。另外从图8可见，微缆的硬度有1个区域范围，在这个区域范围内的气吹效果没有显著的区别。图8 微缆硬度和长度的关系（摩擦系数0.098） 从图9是2个光缆厂家提供的GYTA的光缆样本，当1根直径10mm的光缆气吹进入1根内径33mm的管道时，管道内径是光缆外径的3.3倍，从气吹过程可见，硬度为0.72Nm2的光缆（见图9左图）在气吹时速度十分不稳定。当光缆在低压条件下气吹时，速度呈下降趋势，200米后，空气压缩机的压力必须从低压转换到高压，这说明光缆在管道内已经形成了较多的螺旋圈，造成摩擦阻力上升，低压已经不能提升光缆的气吹速度。而硬度为1.03 Nm2的光缆，采用低压，气吹距离可以达到750米。因此样本1，硬度较软的缆在40/33mm的管道内仅敷设了920米，而样本2硬度较高的光缆可以达到管道敷设的

总长1420米，光缆的出口速度还可以保持在25m/min。样本1：硬度0.72Nm2的光缆 样本2：硬度1.03 Nm2的光缆图9 不同光缆厂提供的GYTA24B1光缆样本的实际气吹性能测试 3.4缆的内在弯曲 气吹时，我们要求微缆在松卷时呈直线状态。但是我们在做微缆气吹性能测试时，发现有许多微缆在松卷时，微缆呈螺旋状态。这种螺旋状态的微缆在进入管道之后，也会一直保持这种状态，因此气吹的效果便不会很好。目前我们测试的，容易产生螺旋状的微缆多数是中心管束式微缆，光纤单元（FU）和金属微缆。层绞式微缆比较少。另外，盘装微缆在运输时应该严禁平躺放置，平躺放置的微缆如果库存较长的时间，微缆内的油膏可能溢出并且容易出现波浪形的挤压变形。微缆出现波浪形的扭曲 油膏溢出到微缆表面图10 不正确的运输方式和存放造成微缆变形和油膏溢出 3.5微缆外护套的耐压能力 随着微技术的日益普及，人们希望在单根微管内能有最大的容纤量，光缆厂家也在不断地将一些新型的光纤用于微缆的制造，其目的是减小微缆的尺寸。8年前，1根72芯进口的全介质微缆的直径是6mm，今天1根96芯国产的全介质微缆的直径仅有5.8mm。可以想象，当气流流动的空间增大时，气流作用在微缆表面的拖曳力也随之增加，是有利于微缆气吹的。但是当我们在减少微缆的外径尺寸时，我们同时也在减小微缆的外护套壁厚，我们是否考虑到，这种薄壁外护套

是否能够承受我们气吹时的高压，目前国内气吹微缆的空气压缩机的压力一般在12-13bar，但是国外气吹微缆的空气压缩机的压力已经达到了15bar。这种高压可以很容易的使微缆的外护套破裂，导致微缆内部的油膏流出，增加微缆气吹的摩擦力。同时破裂的外护套容易使潮气进入。图11 不能承受高压的微缆护套 4. 微管对气吹性能的影响分析： 4.1 微管的形状和尺寸 微管的内径对气吹效果的影响如同微缆的外径对气吹效果的影响，我们要求微管是圆的，微管的内径在整条微管上保持一致，内壁不能有针孔，缺陷或突出物。对于内径3.5mm以上微管内壁建议采用导气槽，对于内径在3.5mm以下的微管可以采用平滑内壁。带导气槽内壁的微管有利于微缆底部的空气流动，使气流流动产生的拖曳力可以更好地作用在微缆上（见图12气吹性能测试和图13不同微管内径的气吹长度模拟计算）。目前，微管的各种接头基本上都是插拔式的，接头通过内爪反向锁紧微管。这种接头具有体积小，能耐高压，安装方便等优点（见图14各种用途的微管接头）。但对微管的直径公差范围要求较严。因此微管外径的公差范围必须控制在±0.1，如果正公差太大，微管的接头将会很难装卸，如果负公差太小，微管接头的锁紧力将会大大降低，微管可能在气吹时脱开。微管内没有气流的流动 微管内有气流的流动图12 光滑内壁和带导气槽的内壁的微管在有气流流动和没有气流流动的气吹效果 微

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