광섬유 케이블용 방수 팽창성 원사

기술 언론

광섬유 케이블용 방수 팽창성 원사

1 서론

광섬유 케이블의 종방향 밀봉을 보장하고 물과 습기가 케이블이나 접속함 내부로 침투하여 금속과 광섬유를 부식시켜 수소 손상, 광섬유 파손 및 전기 절연 성능의 급격한 저하를 방지하려면 일반적으로 다음과 같은 방법을 사용하여 물과 습기를 방지합니다.

1) 케이블 내부에 발수성(소수성) 그리스, 수팽윤성 그리스, 열팽창성 그리스 등을 포함한 틱소트로피성 그리스를 충진하는 방식입니다. 이러한 그리스는 유성 그리스로 충진량이 많고, 비용이 많이 들며, 환경 오염을 유발하고, 세척이 어렵고(특히 용제를 사용하는 케이블 접속 부위의 경우), 케이블 자체 무게가 매우 무겁습니다.

2) 내외피 사이에 핫멜트 접착제를 이용한 방수 링을 사용하는 이 방법은 비효율적이고 공정이 복잡하여 소수의 제조업체만 구현할 수 있습니다. 3) 건식 팽창 방수 재료(흡수 팽창 분말, 방수 테이프 등)를 사용합니다. 이 방법은 고도의 기술력, 재료 소모량, 높은 비용이 요구되며 케이블 자체 무게 또한 매우 무겁습니다. 최근 "건식 코어" 구조가 광케이블에 도입되어 해외에서 널리 사용되고 있으며, 특히 다심 광케이블의 무거운 자체 무게와 복잡한 접속 공정 문제를 해결하는 데 있어 탁월한 장점을 가지고 있습니다. 이 "건식 코어" 케이블에 사용되는 방수 재료는 방수사입니다. 방수사는 물을 빠르게 흡수하여 팽윤하여 겔을 형성하여 케이블의 수로 공간을 차단함으로써 방수 목적을 달성합니다. 또한, 방수사는 유성 물질을 포함하지 않아 물티슈, 용제, 세척제 없이도 접합 준비 시간을 크게 단축할 수 있습니다. 간단한 공정, 편리한 구조, 신뢰할 수 있는 성능, 그리고 저렴한 방수 소재를 얻기 위해, 저희는 새로운 유형의 광케이블 방수사(팽창성 방수사)를 개발했습니다.

2. 물 차단 원리 및 물 차단사의 특성

방수사의 방수 기능은 방수사 섬유 본체를 이용하여 대량의 겔을 형성하는 것입니다. (물 흡수율은 자체 부피의 수십 배에 달할 수 있으며, 예를 들어 물은 1분 만에 약 0.5mm에서 약 5.0mm 직경으로 빠르게 팽창합니다.) 겔의 보수력은 매우 강하여 물나무의 성장을 효과적으로 방지하여 물이 계속해서 침투하고 퍼지는 것을 방지하여 방수 기능을 달성합니다. 광섬유 케이블은 제조, 시험, 운송, 보관 및 사용 중 다양한 환경 조건을 견뎌야 하므로, 방수사는 광섬유 케이블에 사용하기 위해 다음과 같은 특성을 가져야 합니다.

1) 외관이 깔끔하고 두께가 균일하며 질감이 부드럽습니다.
2) 케이블 형성 시 인장 요구 사항을 충족할 수 있는 일정한 기계적 강도
3) 빠른 팽창, 좋은 화학적 안정성, 높은 강도로 물 흡수 및 겔 형성이 가능합니다.
4) 화학적 안정성이 우수하고 부식성 성분이 없으며 박테리아와 곰팡이에 강합니다.
5) 우수한 열 안정성, 우수한 내후성, 다양한 후속 가공 및 생산, 다양한 사용 환경에 적응 가능함;
6) 다른 광섬유 케이블 소재와의 호환성이 좋습니다.

3 광섬유 케이블에 적용하는 방수사

3.1 광섬유 케이블에 방수사 사용

광섬유 케이블 제조업체는 실제 상황과 사용자 요구 사항에 따라 사용자의 요구를 충족하기 위해 생산 과정에서 다양한 케이블 구조를 채택할 수 있습니다.

1) 방수사를 이용한 외피의 종방향 방수
주름진 강철 테이프 외장의 경우, 케이블이나 커넥터 박스에 습기와 수분이 유입되는 것을 방지하기 위해 외피는 종방향 방수 기능을 갖춰야 합니다. 외피의 종방향 방수 기능을 구현하기 위해 두 개의 방수 원사를 사용합니다. 하나는 내피 케이블 코어에 평행하게 배치하고, 다른 하나는 케이블 코어를 일정 간격(8~15cm)으로 감싸 주름진 강철 테이프와 PE(폴리에틸렌)로 감싸서 방수 원사가 케이블 코어와 강철 테이프 사이의 틈새를 작은 밀폐 공간으로 나눕니다. 방수 원사는 짧은 시간 내에 팽창하여 겔을 형성하여 케이블 내부로 물이 유입되는 것을 방지하고, 단층 지점 근처의 작은 공간 몇 개로 물을 제한하여 그림 1과 같이 종방향 방수 기능을 구현합니다.

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그림 1: 광케이블에서의 방수사의 일반적인 사용

2) 방수사를 이용한 케이블 코어의 종방향 방수방수사 두 부분을 케이블 코어에 사용할 수 있는데, 하나는 강화 강철 와이어의 케이블 코어에 두 개의 방수사를 사용하는데, 보통 방수사와 강화 강철 와이어를 평행하게 놓고, 다른 하나는 더 큰 피치로 와이어 주위에 방수사를 감는데, 두 개의 방수사와 강화 강철 와이어를 평행하게 놓고 팽창 용량이 강한 방수사를 사용하여 물을 차단합니다. 두 번째는 느슨한 케이싱 표면에 내부 덮개를 압착하기 전에 방수사를 묶는 실로 사용하고, 두 개의 방수사를 더 작은 피치(1~2cm)로 반대 방향으로 돌려서 조밀하고 작은 차단 통을 형성하여 물이 유입되는 것을 방지하는 "건식 케이블 코어" 구조로 만듭니다.

3.2 방수사 선택

광섬유 케이블 제조 공정에서 양호한 방수성과 만족스러운 기계적 가공 성능을 모두 얻기 위해서는 방수사 선택 시 다음과 같은 측면에 유의해야 합니다.

1) 방수사의 굵기
방수사의 팽창이 케이블 단면의 틈새를 메우도록 하려면 방수사의 두께 선택이 매우 중요합니다. 이는 케이블의 구조적 크기와 방수사의 팽창률과 관련이 있습니다. 케이블 구조에서는 틈새 발생을 최소화해야 합니다. 예를 들어, 방수사의 팽창률이 높은 제품을 사용하면 방수사의 직경을 최소화하여 안정적인 방수 성능을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 비용도 절감할 수 있습니다.

2) 방수사의 팽창률 및 겔강도
IEC794-1-F5B 방수 시험은 광섬유 케이블의 전체 단면에서 수행됩니다. 3m 광섬유 케이블 샘플에 1m의 수주를 추가하고 24시간 동안 누출이 없으면 합격입니다. 방수 실의 팽창 속도가 물 침투 속도를 따라가지 못하면 시험을 시작한 후 몇 분 이내에 물이 샘플을 통과했고 방수 실이 아직 완전히 팽창하지 않았을 수 있습니다. 일정 시간이 지나면 방수 실이 완전히 팽창하여 물을 차단하지만 이 역시 실패입니다. 팽창 속도가 더 빠르고 겔 강도가 충분하지 않으면 1m 수주에서 발생하는 압력을 견딜 수 없으므로 방수도 실패합니다.

3) 방수사의 부드러움
방수사의 부드러움은 케이블의 기계적 성질, 특히 측면 압력, 충격 저항성 등에 미치는 영향이 더욱 뚜렷하므로, 보다 부드러운 방수사를 사용하는 것이 좋다.

4) 방수사의 인장강도, 신율 및 길이
각 케이블 트레이 길이 생산 시, 방수사는 연속적이고 끊김 없이 연결되어 있어야 합니다. 이를 위해서는 방수사가 일정한 인장 강도와 신율을 가져야 합니다. 생산 과정에서 방수사가 당겨지지 않도록 해야 하며, 케이블이 늘어나거나 구부러지거나 꼬이는 경우에도 방수사가 손상되지 않도록 해야 합니다. 방수사의 길이는 주로 케이블 트레이 길이에 따라 결정됩니다. 연속 생산 시 방수사 교체 횟수를 줄이려면 방수사의 길이가 길수록 좋습니다.

5) 방수사의 산성과 알칼리성은 중성이어야 합니다. 그렇지 않으면 방수사가 케이블 소재와 반응하여 수소를 침전시킵니다.

6) 방수사의 안정성

표 2: 방수사 및 기타 방수소재의 방수구조 비교

항목 비교 젤리 필링 핫멜트 물막이 링 물 차단 테이프 물 차단 원사
방수성 좋은 좋은 좋은 좋은
가공성 단순한 복잡한 더 복잡하다 단순한
기계적 성질 자격 있는 자격 있는 자격 있는 자격 있는
장기적 신뢰성 좋은 좋은 좋은 좋은
시스 접합력 공정한 좋은 공정한 좋은
연결 위험 No No No
산화 효과 No No No
용제 No No No
광섬유 케이블 단위 길이당 질량 무거운 더 무거운
원치 않는 물질 흐름 가능한 No No No
생산의 청결성 가난한 더 가난한 좋은 좋은
자재 취급 무거운 철제 드럼 단순한 단순한 단순한
장비 투자 크기가 큰 크기가 큰 더 큰 작은
재료비 더 높은 낮은 더 높은 낮추다
생산 비용 더 높은 더 높은 더 높은 낮추다

방수사의 안정성은 주로 단기 안정성과 장기 안정성으로 측정됩니다. 단기 안정성은 주로 단기 온도 상승(압출 피복 공정 온도 최대 220~240°C)으로 인해 방수사의 방수 특성 및 충격에 대한 기계적 특성이 고려됩니다. 장기 안정성은 주로 방수사의 노화, 팽창률, 겔 강도 및 안정성, 인장 강도 및 충격에 대한 신장을 고려합니다. 방수사는 케이블의 전체 수명(20~30년) 동안 방수성을 유지해야 합니다. 방수 그리스 및 방수 테이프와 마찬가지로 방수사의 겔 강도와 안정성은 중요한 특성입니다. 높은 겔 강도와 우수한 안정성을 가진 방수사는 상당 기간 동안 우수한 방수 특성을 유지할 수 있습니다. 반면, 관련 독일 국가 표준에 따르면 일부 재료는 가수분해 조건에서 겔이 매우 유동적인 저분자량 물질로 분해되어 장기 방수라는 목적을 달성하지 못합니다.

3.3 방수사 적용
방수사는 우수한 광케이블 방수재로서, 광케이블 생산에 대량으로 사용되는 오일페이스트, 핫멜트 접착제 방수링, 방수테이프 등을 대체하고 있다. 비교를 위해 이들 방수재의 특성 중 일부를 표 2에 나타내었다.

4 결론

요약하면, 방수사는 광케이블에 적합한 우수한 방수재로, 구조가 간단하고, 성능이 신뢰할 수 있으며, 생산 효율이 높고, 사용하기 쉬운 특징이 있습니다. 광케이블을 채우는 재료로 사용하면 무게가 가볍고, 성능이 신뢰할 수 있으며, 비용이 저렴하다는 장점이 있습니다.


게시 시간: 2022년 7월 16일