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电缆新闻

详说光缆的使用寿命

所属分类：电缆新闻宣布时间：2018-07-12 09:37:33

在远程光缆通讯系统中，，，，，光纤传输特征应是恒久稳固的,尤其是远程干线直埋光缆和海底光缆系统，，，，，对光缆的长寿命提出了更高的要求。。。。。一样平常对陆地光缆的使用寿命，，，，，希望有20年以上的清静使用期，，，，，而对海底光缆，，，，，则要求其使用寿命提高到25年以上，，，，，其故障距离时间平均要求为10年。。。。。因此，，，，，怎样延伸光缆的使用寿命，，，，，怎样准确的使用光缆，，，，，都是人们体贴的主要手艺课题,下面从光缆的结构方面谈谈怎样延伸光缆的使用寿命。。。。。
　　影响光缆中光纤寿命的三大因素
　　光纤是光缆中很主要的组成质料之一，，，，，要提高光缆的使用寿命，，，，，很基础的是要提高光纤的使用寿命。。。。。影响光纤使用寿命的缘故原由主要有：①光纤外貌的微裂纹的保存和扩大；；；；；②大气情形中的水和水蒸气分子对光纤外貌的浸蚀；；；；；③不对理敷设光缆时残留下来的应力恒久作用等。。。。。由于上述缘故原由，，，，，使得以石英玻璃为基础的光纤机械强度逐渐降低，，，，，衰耗逐步增大，，，，，很后使光纤断裂，，，，，终止了光缆的使用寿命。。。。。
　　由于在纤维外貌上总是会保存着微裂纹，，，，，在大气情形中爆发慢裂纹生长，，，，，使裂纹一直地扩大，，，，，使光纤的机械强度逐渐退化。。。。。例如，，，，，一根125μm直径的石英光纤，，，，，经由3年的慢转变以后，，，，，使光纤的抗拉强度从180kpsi（相当于1530g抗拉强度），，，，，降到了60kpsi（相当于510g抗拉强度）。。。。。光纤这种慢转变而引起机械强度降低的原理是：当光纤外貌有微裂纹（或缺陷）时，，，，，在受到外来应力的作用时，，，，，并不会连忙断裂，，，，，只有施加应力抵达裂纹的临界值时，，，，，纤维才会断裂。。。。。而石英纤维遭受到一个小于临界值的恒定应力时，，，，，外貌裂纹会爆发缓慢的扩大，，，，，使裂纹的深度抵达断裂的临界值，，，，，这就是纤维机械强度退化的历程。。。。。石英光纤机械强度的退化是由于遭受到的应力与大气情形中的水和水蒸气分子浸蚀的联相助用造成的。。。。。
　　延伸光纤使用寿命的要领
　　当纤维在真空情形中,由于没有水分子保存,以是不会爆发应力浸蚀,其疲劳参数n为很大值，，，，，光纤也具有很高的强度，，，，，这时的强度就是纤维的惰性强度，，，，，称之为Si。。。。。
　　光纤在使用情形中所具有的使用寿命ts与它所遭受的应力σ和纤维的惰性强度Si之间有如下关系：
　　lgts=－nlgσ＋lgB＋(n－2)lgSi
　　上式中后面两项皆为常数，，，，，以是当遭受到的应力σ恒准时，，，，，纤维的使用寿命ts只与纤维的疲劳参数n值有关。。。。。n值愈大，，，，，光纤的寿命ts也愈长。。。。。因此，，，，，提高光纤的使用寿命有两种要领：
　　，，，，，当疲劳参数n一准时，，，，，纤维的寿命ts只与所遭受到的应力σ有关，，，，，因此，，，，，减小纤维遭受到的应力是提高光纤使用寿命的一种要领。。。。。当人们制造光纤时，，，，，在光纤外貌上形成一种压缩应力以对抗所遭受到的张应力，，，，，使张应力减到尽可能小的水平，，，，，由此就爆发了压应力包层手艺来制造光纤。。。。。
　　若设光纤遭受到的应力为σa，，，，，寿命为t1，，，，，当光纤具有压应力σR包层时，，，，，光纤的寿命为t2：
　　t2= t1[(σa-σR)/σa]-n
　　其中，，，，，(σa-σR)为光纤真正遭受到的净应力。。。。。由此批注：具有压应力包层的光纤比一样平常光纤的寿命长得多。。。。。近年来就有人用掺GeO2石英做光纤外貌的压缩层，，，，，也有人用掺TiO2石英做光纤的外包层使光纤自己的抗拉强度从50kpsi提高到130kpsi（相当抗拉强度从430g提高到1100g），，，，，也使光纤的静态疲劳参数从n=20～25提高到n=130。。。。。
　　第二，，，，，提高光纤的静态疲劳参数n来提高光纤的使用寿命。。。。。因此，，，，，人们在制造光纤时，，，，，想法把石英纤维自己与大气情形阻遏开来，，，，，使之不受大气情形的影响，，，，，尽可能地把n值由情形质料参数转变为光纤质料自己的参数，，，，，就可以使n值变得很大，，，，，由此爆发了在光纤外貌的“密封被覆手艺”。。。。。
　　近十年来，，，，，使用“密封被覆手艺”来制造光纤取得了重大希望。。。。。被覆质料由金属类扩展到金属氧化物、无机碳化物、无机氮化物、碳化物、氮氧化物和CVD沉积无定型碳。。。。。被覆层结构由简单的金属被覆层生长到密封被覆层与有机被覆层相连系的复合被覆层结构，，，，，使光纤更具有现实应用的价值，，，，，纤维的光学性能、机械性能和抗疲劳性能都有提高。。。。。例如：
　　① 金属被覆光纤：铝被覆光纤可遭受1Gpa(150kpsi)的应力，，，，，浸没在水中实验，，，，，在350℃温度下使用，，，，，寿命在10年以上。。。。。
　　② 金属氧化物和其它无机物被覆的光纤：用C4H10与SiH4在纤维外貌沉积成Si0.21O0.22C0.77的密封被覆层，，，，，并涂上有机层，，，，，纤维的n值可抵达256。。。。。
　　③ 用氮化硼做密封被覆层的光纤：可遭受200kpsi的拉力，，，，，n值可提高到100以上。。。。。又如用TIC密封被覆的光纤具有400～500kpsi的强度，，，，，可耐100℃的水。。。。。
　　④ 无定形碳密封被覆光纤：在无机被覆质料中，，，，，无定形碳被覆层不但对光纤的光学性能和机械强度很少有损害作用，，，，，并且体现出优异的抗水性能及抗氢性能。。。。。此项手艺已经走向工业化生产。。。。。这种纤维的典范抗拉强度已抵达500～600kpsi，，，，，动态n值为350～1000。。。。。在室温下25年后，，，，，碳密封被覆光纤中渗入的氢只有通俗光纤的1/10000；；；；；在光缆中，，，，，此类纤维可允许的氢压力比一样平常光纤高100倍。。。。。用此光纤可适外地降低成缆条件或在更高温度条件下使用。。。。。

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