光缆铺设：影响气吹长度的原因剖析[多图](3)

管束在气吹时受力均匀（见表4）。作为气吹机，其工作原理都是相同的，1个进气仓，引导来自空气压缩机的高压空气进入管道；1个具有不同驱动配置的推缆机构，将光缆，微管束，微缆和光纤单元推进管道；1个气吹速度和长度的测量装置，使操作者可以随时观察气吹长度和速度的变化。在实际的气吹施工中，气吹效果的好坏主要体现在： 管道的敷设质量，即使是1个施工队伍，由于地形，土质，责任心等原因，管道的敷设质量也有较大的不同。 设备的推力是否能满足气吹的要求，不同的缆有不同的推力要求，因此在气吹前，我们要求对缆做冲击测试，来设置气吹机的最佳推力，并防止出现推力不足或推力过大的现象。 空气压缩机输出的压力是否有较大的衰耗（公路离气吹点较远），管道或设备的进气仓是否存在漏气。 操作人员的培训是否到位，缆的径向压力和推力是否匹配，在气吹过程中是否了解气压的调节。 驱动机构是否出现打滑，因为橡胶轮或橡胶皮带在雨天施工或缆上有污渍或有水时就会造成皮带或驱动轮对缆的摩擦力下降，缆在气吹过程中就会出现打滑。 管道是否润滑，管道是否做过贯通测试等等因素都会影响到气吹距离。 因此我们在选择设备时，应该考虑到设备是否能满足当前或未来的施工需求，设备的实用性，便携性，设备的质量，厂家的服务能力以及配件的供应能力。对于多功能气吹机而言，由于配件较多，因此在采购时，为

了降低设备的初期投资，可以仅考虑购买能满足当前施工需求的配件，这样1台裸机加上少量的配件可以降低设备的初期投资成本。图21例举了目前在中国市场销售的各种气吹机。表4 气吹机驱动方式和驱动配置图21波立门特气吹机的应用范围 6. 线路情况 施工前对气吹路由的了解是非常重要的，诸如线路上有多少坡度，有多少转弯，线路离公路的距离。只有对线路充分的了解，才能对气吹点进行正确地选择。 6.1坡度对气吹长度的影响 当光缆在气吹时处于上坡状态，这使得在这段距离的敷缆过程相对于水平管道路由而言就困难了很多。如果从几何的关系上看，斜坡上的一米距离要比水平线路上的一米距离长，那究竟长多少呢？为了确定这一距离，必须使用高度计来测量这个坡的高度。在知道坡长的距离和高度之后，就可以计算出将坡长换算成水平线路的长度。坡度越陡，换算成的水平距离就越长（关于山地气吹的详细资料请见《如何计算光缆在山区的气吹长度》）。在计算有坡度的线路时，需要了解坡度的位置和坡度。上坡和下坡对光缆气吹长度的影响见，图22。图22 上坡和下坡对光缆气吹长度的影响 6.2线路转弯对气吹长度的影响 对于线路的弯曲，我们需要了解的是弯曲点的位置和弯曲半径，在波立门特的气吹长度模拟计算软件中，可以看出每个转弯点的具体位置，距气吹点的距离，在1个气吹段长内有多少个转弯点，转弯点的曲率半径，对

气吹长度都会产生影响。转弯点靠近气吹点，或转弯点远离气吹点对气吹长度也有影响，因此正确的气吹点选择是和对线路的了解分不开的。线路上的弯曲越多，气吹效果越差，曲率半径越小，气吹效果越差，见表5线路的弯曲数量和曲率半径对气吹长度的影响。因此，在实际的施工中，如果条件许可，应该尽可能的放大管道的曲率半径。在长途干线中，硅芯管的曲率半径可以放大到管道直径的40倍，来减少光缆或微缆通过转弯点的摩擦阻力。以1根40/33mm的硅芯管而言，管道直径的40倍，其曲率半径为1.6m，近似于波立门特不带保护管的IEC标准测试场地的最大曲率半径。表5 线路的弯曲数量和曲率半径对气吹长度的影响(%) 7. 温度和湿度对气吹效果的影响 7.1 温度 当环境温度高于250C时，我们建议采用冷却器，因为从空气压缩机内输出的温度要比环境温度高30-400C。当管道内的气流温度高于700C时，高温就会软化管道的内壁，增加管道和缆之间的摩擦系数，并且降低缆的硬度。当缆的硬度降低后，缆的推力也会随之下降，同时气吹距离也会随之变短。另外高温气流在使管道软化后，管道在高压的作用下会出现膨胀，然后破裂（见图23），造成气吹敷缆的失败。高温下破损的硅芯管 高温下破损的微管图23高温下破损的管道 表6 温度对微缆硬度和推力的影响 在波立门特IEC标准的微缆气吹性能测试场地，我们分别对96芯和144芯的微缆在2

月和5月做了同样的气吹性能测试。从测试的过程中，我们可以发现由于环境温度的上升，微缆的硬度出现了下降，同时通过冲击测试，推力也出现了明显地降低，见表6。 7.2 管道内有水 如果管道内有水，就会增加缆和管之间的摩擦阻力，因为水分子会增加摩擦系数。对于光纤单元来说，水分子还会产生静电电荷，形成光纤单元前进的阻力。经过摩擦系数的测试，我们发现如果微缆的表面有水渍，微缆和微管之间的摩擦系数可以增加0.05或更高。另外如果管道内的水分较多，这些水就会集中到管道的低洼之处，对流动的气流产生气阻。那么管道内的水是怎样产生的？ 高温气流进入管道后，和冷的地下管道接触，会产生水滴。 如果环境湿度较大，从空气压缩机内输出的气流也会携带大量的水分进入管道。因此我们建议在空气压缩机后和气吹机前加装水分离器，可以有效地将高压空气中的水分排出，另外经过冷却器的高压空气可以大大降低输出温度，使其输出的温度最大不大于环境温度的100C。 管道敷设后，管道的端头没有封堵或者封堵不好。 管道接头质量不好或管道没有接好。 如果管道在气吹前有水，可以通过重复气吹海绵球清洗管道并将管道内的水全部排出。但是如果是在气吹过程中产生的水，这种水的排出就比较麻烦。 7.3 软件的模拟计算 为了检验实际的气吹性能测试，我们用《JETPLANNER》气吹长度计算软件对144芯的气吹数据

进行了模拟气吹长度计算，计算结果和气吹效果相差不大。实际微缆气吹长度950米(见图24左图)，最终速度15m/min并保持了2分钟。《JETPLANNER》根据实际气吹的数据，对该次测试做了模拟气吹长度计算，其结果是气吹长度1079米(见图24右图）。如果我们预期的气吹长度是1500米，那么在现有的气吹参数下是不能达到的。但是通过改变一些参数是可以实现的。例如： 采用润滑器来降低摩擦系数（见图25），实现微缆在气吹过程中的润滑，专用微缆气吹润滑剂MJL240P的摩擦系数可以达到0.06。通过气吹长度的模拟计算软件可知，当实际的摩擦系数从0.098降低到0.07，气吹长度可以达到1539米。 减少线路的转弯数量，将原来的20个1800转弯减少到10个，气吹长度可以增加到1583米（见图26）。 增加气吹压力，从10.5bar增加到15bar，目前M17小型空气压缩机的压力是15bar。同时减低微管内壁的摩擦系数到0.07，气吹长度可以达到1712米的见表7。图24 实际气吹长度和软件模拟计算气吹长度的比较图25 摩擦系数0.07时的模拟气吹长度图26 减少转弯数量时的模拟气吹长度 表7通过改变气吹参数来改变气吹长度 8. 结束语 目前气吹微缆在中国还没有规模化的使用，我希望这篇文章能帮助我们提高产品的气吹性能，了解影响气吹性能的各种因素，使光缆的敷设能够成为一门真正的艺术。

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