第6章光纜線路接續(xù)與成端6.1光纜線路接續(xù)6.2光纜線路成端復習思考題

6.1光纜線路接續(xù)

6.1.1光纖接續(xù)

1.光纖接續(xù)方法光纖的接續(xù)方法可分為兩種:其一是一旦接續(xù)就不可拆裝的永久接續(xù)法,其二是可反復拆裝的連接器接續(xù)法。而永久接續(xù)法又可分為熔接接續(xù)和非熔接接續(xù)兩種。光纖的永久接續(xù),常稱作固定接續(xù),是光纜線路施工與維護時最常用的接續(xù)方法。

這種方法的特點是光纖一次性連接后不能再拆卸,主要用于光纜線路中光纖的永久性連接。根據(jù)光纖不同的軸心對準方法,非熔接法又分為V形槽法、套管法、三心固定法和松動管法等,表6－1列出了光纖的各種固定接續(xù)的方法。

1)熔接法

熔接法是光纖連接使用最廣泛的手段。它采用電弧熔接法,將光纖軸心對準后,利用金屬電極電弧放電產(chǎn)生高溫,加熱光纖的端面,使被連接的光纖熔化而接續(xù)為一體。

電極放電熔接法操作方便,熔接機具有體積小、熔接時間短、可控制溫度分布和熱量等優(yōu)點,得到了廣泛的應用。但由于光纖端面的不完整性和光纖端面壓力的不均勻性,一

次放電熔接光纖的接頭損耗比較大,于是人們又發(fā)明了預熱熔接法(即二次放電熔接法)。這種工藝的特點是在光纖正式熔接之前,先對光纖端面預熱放電,給端面整形,去除灰塵和雜物,同時通過預熱使光纖端面壓力均勻,這種工藝對提高光纖接續(xù)質(zhì)量非常有利。預熱熔接法的連接過程及光纖連接損耗隨時間變化的曲線如圖6－1所示。圖6－1預熱熔接法及光纖連接損耗隨時間變化曲線

2)非熔接法

非熔接法也稱為粘接法,它是利用簡單的夾具夾固光纖并使用粘接劑固定,從而實現(xiàn)光纖的低損耗連接,有V形槽法、套管法、三心固定法、松動管法等,具體方法見表6－1。

3)機械連接法

機械連接法也叫冷接法,因為它使用機械連接子,就可將經(jīng)過端面處理的光纖可靠的連接,不需要光纖熔接機,不產(chǎn)生高溫和強電,因此適合易燃易爆的環(huán)境,并在接入網(wǎng)工程、應急搶修系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應用。

2.光纖熔接工藝流程

光纖熔接過程及其工藝流程如圖6－2所示,它是確保光纖連接質(zhì)量的操作規(guī)程,對于現(xiàn)場正式熔接,應嚴格掌握各道工藝的操作要領(lǐng)。圖6－2光纖熔接工藝流程圖

1)光纖端面處理

光纖有緊套光纖和松套光纖兩種結(jié)構(gòu)。兩種光纖的結(jié)構(gòu)雖然有所不同,但光纖端面的處理程序和方法大致相同。

光纖的端面處理習慣上又稱為端面制備。這是光纖連接技術(shù)中的一道關(guān)鍵工序,對于熔接法連接光纖來說尤為重要,光纖端面處理包括去除套塑層、去除預涂覆層、切割制備端面以及清洗。

(1)去除套塑層:松套光纖去除套塑層,是將調(diào)整好(進刀深度)的松套切割鉗旋轉(zhuǎn)切割(環(huán)切),然后用手輕輕一折,套塑層便斷裂,再輕輕從光纖上退下。

緊套光纖去除套塑層,是用光纖套塑剝離鉗按要求除去4cm尼龍層。操作方法如圖6－3所示。圖6－3緊套光纖套塑層的剝除方法

(2)去除預涂覆層:預涂覆層主要指一次涂覆層,去除時應干凈,不留殘余物,否則放置于微調(diào)整架的V形槽后,影響光纖的準直性。這一步驟主要是針對松套光纖而言的。

①松套光纖。

松套光纖在剝除了松套管后的預涂覆層,一般有兩種不同材料的結(jié)構(gòu),多數(shù)為紫外光固化環(huán)氧層,另一種是硅樹脂涂層。它們?nèi)コ姆椒ㄏ嗤?目前主要采用兩種方法:

a.化學溶劑去除法:將光纖置于鉀基氯、氯化亞鉀等化學溶劑或?qū)Ｓ萌コ繉拥娜軇┲?浸泡幾秒鐘至幾十秒鐘,然后用紙輕擦,即可去除干凈。

b.剝離鉗去除法:使用專用剝離鉗去除預涂覆層方便快捷,具體方法如圖6－4所示。圖6－4用光纖涂層剝離鉗去除光纖預涂覆層

②緊套光纖。緊套光纖是在一次涂覆的光纖上再緊緊地套上一層尼龍或聚乙烯塑料,塑料緊貼在一次涂覆層上,光纖不能自由活動,緊套光纖的外徑一般為0.9mm。

兩種不同結(jié)構(gòu)的緊套光纖,第一種以硅樹脂為預涂覆層,這種光纖的預涂層、緩沖層(一次涂覆又分預涂層和緩沖層兩層)和尼龍?zhí)姿軐诱车幂^緊,一般在去除套塑層時一次性去除,僅有部分殘留物,用丙酮或酒精紙清除即可。

(3)切割、制備端面:在光纖連接技術(shù)中,制備端面是一項關(guān)鍵工序,尤其在熔接法中對于單模光纖來說至關(guān)重要,它是確保低損耗連接光纖的首要條件。為了完成一個合格的

接頭,要求端面為平整的鏡面。端面垂直于光纖軸,對于多模光纖要求誤差小于1°,對于單模光纖要求誤差小于0.5°。同時要求邊緣整齊,無缺損、毛刺。光纖切割法利用石英玻

璃的特性,通過“刻痕”方法來獲得成功的端面。如圖6－5所示,在光纖表面用金剛刀刻一傷痕,然后按一定的半徑施加張力,由于玻璃的脆性,在張力下獲得平滑的端面。第九章光伏發(fā)電系統(tǒng)9.1光伏發(fā)電系統(tǒng)組成要素9.2太陽能電池組件9.3光伏陣列9.4并網(wǎng)系統(tǒng)9.5獨立系統(tǒng)9.6混合系統(tǒng)9.7太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計9.1光伏發(fā)電系統(tǒng)組成要素太陽能電池陣列太陽能電池片：電壓：0.4-0.5V電流密度：20-25mA/cm2功率4W

9.1光伏發(fā)電系統(tǒng)組成要素太陽能電池陣列

控制器

逆變器

蓄電池組

負載

安裝固定結(jié)構(gòu)9.1光伏發(fā)電系統(tǒng)組成要素太陽能電池陣列太陽能電池片：電壓：0.4-0.5V電流密度：20-25mA/cm2功率4W

9.1光伏發(fā)電系統(tǒng)組成要素控制器比較常見的有邏輯控制和計算機控制兩種方式信號檢測蓄電池最優(yōu)充電控制蓄電池放電管理設(shè)備保護故障診斷定位運行狀態(tài)指示控制器9.1光伏發(fā)電系統(tǒng)組成要素自放電率低使用壽命長深放電能力強充電效率高少維護或免維護工作溫度范圍寬價格低廉蓄電池蓄電池主要是鉛酸蓄電池。配套200Ah以上蓄電池，一般選擇固定式或工業(yè)密封免維護鉛酸蓄電池；配套200Ah以下，一般選擇小型密封免維護鉛酸蓄電池。9.1光伏發(fā)電系統(tǒng)組成要素電壓、頻率穩(wěn)定輸出輸出電壓、頻率可調(diào)性諧波成分應盡量小過載能力啟動平穩(wěn)，啟動電流小，運行穩(wěn)定可靠，逆變效率高，動態(tài)響應快逆變器波形：方波逆變器和正弦波逆變器。方波逆變器，電路簡單，造價低，但諧波分量大，一般用于幾百瓦以下對諧波要求不高的發(fā)電系統(tǒng)。正弦波逆變器成本高，但可以適用于各種負載運行：逆變器可分為獨立發(fā)電系統(tǒng)逆變器和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)逆變器。9.2太陽能電池組件9.2太陽能電池組件組件封裝組件：

玻璃殼體式結(jié)構(gòu)組件、底盒式結(jié)構(gòu)組件、平板式結(jié)構(gòu)組件、無蓋板全膠密封組件及雙面鋼化玻璃結(jié)構(gòu)組件平板式結(jié)構(gòu)組件封裝過程：激光劃片

電池分選

焊接

層疊(玻璃-EVA-電池一EVA—TPT/TPE/玻璃)

中測

層壓

固化

裝邊框(雙玻組件沒有鋁框，則不需要此步驟)

接線盒

終測。9.2太陽能電池組件組件封裝—激光劃片太陽能電池片切成兩片后，其電壓不變，且太陽能電池的功率與面積成正比。這樣，根據(jù)組件所需的電壓與功率，即可計算出所需電池片的面積和片數(shù)。由于太陽能電池片尺寸規(guī)格只有確定的幾種，當面積不能滿足組件需要時，需要對太陽能電池片進行切片。9.2太陽能電池組件組件封裝—電池分選如果將工作電流不同的太陽能電池片串聯(lián)在一起，電池的總電流與所有串聯(lián)電池中最小的工作電流相同，顯然會造成很大的浪費。一般情況下，太陽能電池片在出廠時已經(jīng)由廠商進行了檢測標定和分級，此時可以省去復檢環(huán)節(jié)，但有時還需要進行分揀，比如，劃片后每小片功率多少會存在不同，此時就需要再次進行分揀來確定電池片實際功率。9.2太陽能電池組件組件封裝—焊接焊接這一工序就是用互聯(lián)條按需要將太陽能電池片串聯(lián)，然后由匯流帶進行并聯(lián)焊接，最后匯成的電極與接線盒有效的連接單焊串焊匯流目前，絕大部分企業(yè)實現(xiàn)自動焊接焊接（單焊、串焊）9.2太陽能電池組件組件封裝—焊接焊帶是光伏組件焊接過程中重要的原材料。焊帶的選擇根據(jù)電池片的厚度和短路電流來確定，焊帶的寬度要和電池的主柵線寬度一致，焊帶的軟硬程度一般取決于電池片的厚度和焊接工具焊帶為涂錫銅帶，由銅基材和外部涂錫層構(gòu)成，涂錫層分為有鉛和無鉛焊接后要進行檢查：裂片、缺角、焊錫渣或其他異物；電池片間距是否準確、一致；焊帶是否平整、光潔，無錫珠，無毛刺；虛焊、過焊、漏焊；焊帶偏離主柵9.2太陽能電池組件組件封裝—層疊、層壓、固化將玻璃一EVA一電池片—EVA—TPT層疊，然后放入層壓機層壓層壓過程中，溫度會上升并將EVA熔化成熔融狀態(tài)，在擠壓和真空工藝的作用下，熔融態(tài)的EVA充滿了上下蓋板之間的空間，并排除中間的氣泡9.2太陽能電池組件組件封裝—裝邊框、接線盒層壓后的太陽電池需要以下程序：修邊，將多余的EVA密封層去掉用硅膠封住模組邊緣，進入安裝外框9.2太陽能電池組件組件封裝—檢測主要包括基本性能檢測、電絕緣性能檢測、熱循環(huán)實驗、濕熱-濕冷實驗、機械載荷實驗、冰雹實驗、老化試驗等。性能檢測方法參考GB/T9535-1998《地面用晶體硅光伏組件設(shè)計鑒定與定型》9.2太陽能電池組件組件封裝—技術(shù)要求（1）使用壽命應大于20年，且效率不低于出廠效率的80%。（2）電池片表面顏色均勻一致，無機械損傷，焊點無氧化斑點。每片電池與互聯(lián)條排列整齊，組件框架整潔無腐蝕斑點。（3）組件的封裝層中不允許氣泡或脫層在某一片電池與組件邊緣形成一個通路，氣泡或脫層的幾何尺寸和個數(shù)應符合相應的產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定。（4）組件的面積比功率大于65W/m2，質(zhì)量比功率大于4.5W/kg，填充因子FF大于0.65（5）組件在正常條件下絕緣電阻不能低于200MΩ。（6）采用EVA，玻璃層壓封裝的組件，EVA的交聯(lián)度應大于65%，EVA與玻璃的剝離強度大于30N/cm，EVA與組件背板材料的剝離強度大于15N/cm。（7）每個組件要有以下標志：產(chǎn)品名稱和型號；主要參數(shù)（短路電流、開路電壓、最佳工作電流和工作電壓，最大輸出功率，以及I-V曲線圖）；制造廠名、日期及商標。9.2太陽能電池組件組件材料

將太陽能電池片的正面和背面各用一層透明、耐老化、黏結(jié)性好的熱熔型EVA膠膜包封；用透光率高且耐沖擊的低鐵鋼化玻璃做上蓋板，用耐濕抗酸的聚氟乙烯復合膜（TPT）或玻璃等其它材料做背板，通過相關(guān)工藝使EVA膠膜將太陽能電池片、上蓋板和背板黏合為一個整體，從而構(gòu)成光伏組件，俗稱太陽能電池板9.2太陽能電池組件組件材料—EVAEVA是乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物EVA與聚乙烯（PE）相比，提高了透明性、柔韌性、耐沖擊性，氣密封性EVA耐熱性差、易熱收縮使密封失效，EVA也會出現(xiàn)龜裂、變色在EVA添加有機過氧化物交聯(lián)劑提高EVA的耐熱性，并減少其熱收縮性EVA厚度為0.3～0.8mm，寬度由600mm、800mm、1100mm等多種規(guī)格透光率大于90%；交聯(lián)度在70±10%范圍內(nèi)，剝離強度：玻璃/EVA大于30N/cm，TPT/EVA大于15N/cm性能穩(wěn)定，抗老化，較高的耐紫外和熱穩(wěn)定性、電氣絕緣性。9.2太陽能電池組件組件材料—超白玻璃光透過率高、強度高、性能穩(wěn)定、顏色一致低鐵玻璃厚度約為3mm，在300-1100nm波長范圍透光率達91%以上，對于紅外線等長波（~1200nm）有較高的反射率，能耐太陽紫外線的輻射，這也是該玻璃廣泛應用到防紫外線場所的主要原因。圖6－5光纖切割方法示意圖

端面制備標準:通常情況下,光纖切割、制備后的裸纖長度為2cm(切割器上有定位標志)。不同熔接機和不同連接場合,對光纖的切割長度有不同要求。一般以光纖接頭保護管的長度來限制光纖切斷長度,有些熔接機對光纖切斷長度有要求,有些熔接機則對光纖切斷長度不作要求。光纖端面要平整無損傷,圖6－6是光纖端面的五種狀態(tài)。一般遇到前三種不良端面時,應重新制備。圖6－6光纖端面制備的五種狀態(tài)

(4)清洗:多模光纖一般在去除預涂覆層并清潔干凈后就可切割、制備端面了。對于單模光纖,在端面制備后,應置于超聲波清洗器皿(盛丙酮或酒精)內(nèi),清除光纖的塵土微粒,以避免光纖表面附著有灰塵或其它雜質(zhì)引起軸向錯位或?qū)χ卞e誤。

2)光纖的校準、熔接及質(zhì)量評價

對于自動熔接來說,關(guān)鍵是光纖放置于V形槽內(nèi)的狀態(tài),如位置、狀態(tài)調(diào)整得好,工作開始控制電路就自動進行校準,直至熔接和連接損耗估算結(jié)束。

(1)多模光纖的自動熔接:多模光纖自動熔接機的光纖熔接程序如圖6－7所示。圖6－7多模光纖自動熔接程序示意圖

(2)單模光纖芯軸直視方式的自動熔接:芯軸直視方式的單模熔接機操作方便,光纖端面制備清洗后放入V形槽內(nèi),啟動開關(guān),全部過程便自動進行,最后通過屏幕上光纖接頭部位的目測和現(xiàn)實的連接損耗值來評價其質(zhì)量,及確定是否需要重新熔接。

(3)光纖接頭抗拉強度的篩選:為了保證接續(xù)質(zhì)量,應對熔接的光纖接頭施加一定的張力,進行抗拉強度篩選。斷裂的光纖重新熔接,不斷裂的接頭應進行保護。

3)接頭的增強保護

光纖接頭保護的方法較多,包括帶金屬鋼棒的熱縮套管法和V形槽保護法。常用的熱縮套管由3部分組成,具體如圖6－8所示。圖6－8光纖接頭熱縮套管法

(1)易熔管:它是一種低熔點膠管,當加熱收縮后,易熔管與裸纖熔為一體成為新的涂層。

(2)加強棒:加強棒的材料主要有不銹鋼針、尼龍棒(玻璃鋼)、凹型金屬片等幾種,起到抗張力和抗彎曲的作用。

(3)熱縮套管:熱縮套管收縮后使增強件成為一體,起保護作用。

3.機械連接法

1)機械連接原理

在實驗室臨時測試需要光纖連接時,經(jīng)常使用V形槽粘接法,將待接光纖進行端面處理后,通過V形槽對準,用粘接劑固定;而機械接續(xù)法是根據(jù)光纖的特性,通過V形槽使光纖的橫截面貼合的同時,從上部將其壓住固定成形(成為一根光纖)的機械固定方法。由于光纖機械接續(xù)法工具簡易且成本低廉(連電源都不需要),因而成為目前正在普及的FTTH為主的OAN光纜線路工程的最佳接續(xù)技術(shù)。機械連接器的構(gòu)成如圖6－9所示。圖6－9機械連接器的構(gòu)成

2)CamSplice機械式光纖接續(xù)子

下面以康寧公司的光纖接續(xù)子(CamSplice)為例講解光纖機械連接的特點和操作方法。CamSplice光纖接續(xù)子是一種簡單、易用的光纖接續(xù)工具,如圖6－10所示。圖6－10CamSplice機械式光纖接續(xù)子

(1)應用場合:

①尾纖接續(xù);

②不同類型的光纜轉(zhuǎn)接;

③室內(nèi)外永久或臨時接續(xù);

④光纜應急恢復。

(2)連接特點:

①無需粘接劑和環(huán)氧膠;

②通用性強,適合不同涂敷層種類的光纖;

③光纖無需研磨;

④光纖中心自對準;

⑤可選900mm光纖導引保護管;

⑥可重新匹配,可精細調(diào)整;

⑦對準區(qū)域光纖無應力。

(3)使用方法:剝纖并把光纖切割好,將需要接續(xù)的光纖分別插入接續(xù)子內(nèi),直到它們互相接觸,然后旋轉(zhuǎn)凸輪以鎖緊并保護光纖。這個過程中無需任何粘接劑或是其它專用工具。

4.光纖接續(xù)注意事項

光纖接續(xù)有以下注意事項:

(1)光纖接續(xù)必須在帳篷內(nèi)或工程車內(nèi)進行,嚴禁露天作業(yè);

(2)嚴禁用刀片剝除一次涂覆,嚴禁用火焰法制作光纖端面;

(3)光纖接續(xù)前,接續(xù)機具的V形導槽必須用酒精清洗,光纖切割后應用超聲波清洗器清洗光纖端面,以保證接續(xù)質(zhì)量;

(4)清洗光纖上的油膏應采用專用清洗劑,禁止使用汽油。

6.1.2光纖連接器接續(xù)

光纖連接器是實現(xiàn)光纖間活動連接的無源光器件,它還具有將光纖與其它設(shè)備以及儀表進行活動連接的功能。活動連接器現(xiàn)已成為光纖通信以及其它光纖應用領(lǐng)域中不可缺少

的、應用最廣的無源光器件之一。

1.連接器的主要指標

評價光纖連接器的主要指標有四個,即插入損耗、回波損耗、重復性和互換性。

1)插入損耗

插入損耗是指光纖中的光信號通過活動連接器之后,其輸入光功率相對輸出光功率比值的分貝數(shù),表達式為

式中,Ac

為連接器插入損耗(dB),P0為輸入光功率,P1為輸出光功率。

2)回波損耗

回波損耗又稱為后向反射損耗,它是指光纖連接處后向反射光相對輸入光比值的分貝數(shù),表達式為

式中,Ar

為回波損耗(dB),P0

為輸入光功率,Pr為后向反射光功率。

3)重復性與互換性

重復性是指光纖活動連接器多次插拔后插入損耗的變化,用dB表示。互換性是指連接器各部件互換時插入損耗的變化,也用dB表示。這兩項指標可以衡量連接器結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工工藝的合理性,也是表明連接器實用化的重要標志。

2.連接器的基本結(jié)構(gòu)

連接器一般分為跳線和轉(zhuǎn)換器兩部分。連接器基本上是采用某種機械和光學結(jié)構(gòu),使兩根光纖的纖芯對準,保證90%以上的光能夠通過,目前正在使用且具有代表性的結(jié)構(gòu)主要有以下幾種。

1)套管結(jié)構(gòu)

套管結(jié)構(gòu)由插針和套筒組成。插針為一精密套管,光纖固定在插針里面。套筒也是一個加工精密的套管(有開口和不開口兩種),兩個插針在套筒中對接并保證兩根光纖的對

準。其原理是:當插針的外同軸度、插針的外圓柱面和端面以及套筒的內(nèi)孔加工得非常精密時,兩根插針在套筒中對接,就實現(xiàn)了兩根光纖對準,如圖6－11所示。圖6－11套管結(jié)構(gòu)

2)雙錐結(jié)構(gòu)

雙錐結(jié)構(gòu)的特點是利用錐面定位。插針的外端面加工成圓錐面,基座的內(nèi)孔也加工成雙圓錐面。兩個插針插入基座的內(nèi)孔實現(xiàn)纖芯的對接,如圖6－12所示。圖6－12雙錐結(jié)構(gòu)

3)V形槽結(jié)構(gòu)

V形槽的對準原理是將兩個插針放入V形槽基座中,再用蓋板將插針壓緊,使纖芯對準。這種結(jié)構(gòu)可以達到較高的精度。其缺點是結(jié)構(gòu)復雜,零件數(shù)量多,除荷蘭Philips公司

之外,其它國家均未采用。V形槽結(jié)構(gòu)如圖6－13所示。圖6－13V形槽結(jié)構(gòu)

4)球面定芯結(jié)構(gòu)

球面定芯結(jié)構(gòu)由兩部分組成,一部分是裝有精密鋼球的基座,另一部分是裝有圓錐面的插針。鋼球開有一個通孔,通孔的內(nèi)徑比插針的外徑稍大。當兩根插針插入基座時,球面與錐面接合將纖芯對準,并保證纖芯之間的間距控制在要求的范圍內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙,但零件形狀復雜,加工調(diào)整難度大。目前只有法國采用這種結(jié)構(gòu),如圖6－14所示。圖6－14球面定芯結(jié)構(gòu)

5)透鏡耦合結(jié)構(gòu)

透鏡耦合又稱遠場耦合,它分為球透鏡耦合和自聚焦透鏡耦合兩種,其結(jié)構(gòu)如圖6－5和圖6－16所示。

以上五種連接器結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點。但從結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、批量加工的可行性及實用效果來看,精密套管結(jié)構(gòu)占有明顯的優(yōu)勢,目前采用得最為廣泛,我國多采用這種結(jié)構(gòu)的連接器。

3.常用的光纖活動連接器

光纖活動連接器的品種、型號很多,據(jù)不完全統(tǒng)計,國際上常用的有30多種。

1)FC(FerruleConnector)型連接器

FC型連接器外部加強方式為金屬套,緊固方式為螺絲扣,如圖6－17所示。它是我國電信網(wǎng)采用的主要類型,我國已制定了FC型連接器的國家標準。圖6－17FC型光纖連接器插頭

2)SC(SquareConnector)型連接器

SC型連接器采用矩形插拔銷閂(PushOnPullOff)緊固方式,是帶有2.5mm圓柱形套管的單芯連接器,如圖6－18所示。圖6－18SC型光纖連接器插頭

3)ST(SlottedbayonetType)型連接器

ST型連接器由AT&T公司開發(fā),它的主要特征是有一個卡口鎖緊機構(gòu)和一個直徑為2.5mm的圓柱形套筒對中機構(gòu),如圖6－19所示。圖6－19ST型光纖連接器插頭

4)雙錐(BiconicConnector)型連接器

這類光纖連接器中最有代表性的產(chǎn)品由美國貝爾實驗室研制開發(fā),它由兩個經(jīng)精密模壓成形的、端頭呈截頭圓錐形的圓筒插頭和一個內(nèi)部裝有雙錐形塑料套筒的耦合組件組成。

5)DIN47256型光纖連接器

DIN47256型光纖連接器是一種由德國開發(fā)的連接器。這種連接器采用的插針和耦合套筒的結(jié)構(gòu)尺寸與FC型相同,端面處理采用PC研磨方式。與FC型連接器相比,其結(jié)構(gòu)

要復雜一些,內(nèi)部金屬結(jié)構(gòu)中有控制壓力的彈簧,可以避免因插接壓力過大而損傷端面。另外,這種連接器的機械精度較高,因而插入損耗值較小。

6)MTRJ型連接器

MTRJ起步于NTT開發(fā)的MT連接器,帶有與RJ45型LAN電連接器相同的閂鎖機構(gòu),通過安裝于小型套管兩側(cè)的導向銷對準光纖,為便于與光收發(fā)信機相連,連接器端面光纖為雙芯(間隔0.75mm)排列設(shè)計,是主要用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)南乱淮呙芏裙饫w連接器。

7)LC型連接器

LC型連接器是著名貝爾實驗室研究開發(fā)出來的,采用操作方便的模塊化插孔(RJ)閂鎖機構(gòu)制成,如圖6－20所示。其所采用的插針和套筒的尺寸是普通SC、FC等所用尺寸

的一半,為1.25mm。這樣可以提高光纖配線架中光纖連接器的密度。目前,在單模SFF(SmallFormFactor,小封裝技術(shù))方面,LC類型的連接器實際已經(jīng)占據(jù)了主導地位,在多模方面的應用也增長迅速。圖6－20LC型光纖連接器插頭

8)MU(MiniatureUnit)型連接器

MU連接器是以目前使用最多的SC型連接器為基礎(chǔ),由NTT研制開發(fā)出來的世界上最小的單芯光纖連接器。該連接器采用1.25mm直徑的套管和自保持機構(gòu),其優(yōu)勢在于能實現(xiàn)高密度安裝。隨著光纖網(wǎng)絡向更大帶寬更大容量方向的迅速發(fā)展和DWDM技術(shù)的廣泛應用,對MU型連接器的需求也將迅速增長。

9)不同型號連接器的轉(zhuǎn)換器

上述各種型號的連接器,只能對同型號的插頭進行連接,對不同型號插頭的連接,常用的轉(zhuǎn)換器有以下三種:

(1)FC/SC型轉(zhuǎn)換器:用于FC與SC型插頭互連。

(2)FC/ST型轉(zhuǎn)換器:用于FC與ST型插頭互連。

(3)SC/ST型轉(zhuǎn)換器:用于SC與ST型插頭互連。

除此之外,FC與雙錐、FC與D4等都可以做成轉(zhuǎn)換器,這些類型的轉(zhuǎn)換器在我國使用較少。

10)連接器標注方法

在表示光纖活動連接器的標注中,常見“

FC/PC”、“SC/PC”等,其含義如下:“/”前面部分表示光纖活動連接器的型號,如上文所述;“/”后面表示光纖插針端面接觸方式,即研磨方式,常見的有PC、UPC和APC三種。

(1)PC(PhysicContact)原意為物理接觸,即插針體端面為物理端面,采用微球面研磨拋光,如圖6－21所示。在電信運營商的設(shè)備中應用最為廣泛,其接頭截面是平的。圖6－21PC型光纖連接器接頭示意圖

(2)UPC(UltraPhysicContact),插針體端面為超級物理端面,其損耗要比“PC”小,一般用于有特殊需求的設(shè)備,一些國外廠家ODF架內(nèi)部跳纖用的就是FC/UPC,主要為提高ODF設(shè)備自身的指標。

(3)APC(AngledPhysicContact),插針端面為角度物理接觸,采用呈8°角的微球面研磨拋光,如圖6－22所示。在廣電和早期的CATV中應用較多的是APC接頭,主要原因是電視信號是模擬光調(diào)制,當接頭耦合面垂直的時候,反射光沿原路徑返回,而APC可使反射光不沿原路徑返回。圖6－22APC型光纖連接器接頭示意圖

4.光纖適配器

光纖適配器(又名法蘭盤)是光纖活動連接器的對中連接機件,廣泛應用于光配線架、光纖通信設(shè)備與儀器儀表等。系列產(chǎn)品包括FC、SC、ST、LC和MTRJ等。

1)基本結(jié)構(gòu)

光纖適配器的結(jié)構(gòu)很簡單,常見適配器如圖6－23所示。圖6－23常見光纖適配器示意圖

2)主要特性

光纖之間是由適配器通過其內(nèi)部的開口套管連接起來的,以保證光纖跳線之間的最高連接性能。變換型適配器可以連接不同類型的光纖跳線接口,并提供了APC端面之間的連接。雙連或多連可提高安裝密度。

5.野戰(zhàn)光纜通信系統(tǒng)中的活動連接器

現(xiàn)代軍事通信系統(tǒng)要求機動性強、可靠性好、線路組建快、抗干擾性好、獨立性強,要求在各種惡劣條件下能正常運行。野戰(zhàn)光纜通信系統(tǒng)的獨特優(yōu)點能彌補傳統(tǒng)軍事通信如微波、同軸電纜和對絞電纜等的缺陷,滿足現(xiàn)代軍事通信的要求。

野戰(zhàn)光纜通信系統(tǒng)由光纜、活動連接器、光端機和中繼器四部分組成。其中,活動連接器的主要功能是將系統(tǒng)的各部分連接起來,組成完整的系統(tǒng)。

1)野戰(zhàn)光纜連接器種類

(1)野戰(zhàn)光纜連接器。野戰(zhàn)光纜連接器為中性結(jié)構(gòu),任一連接器都是相同的,沒有陰陽之分,可以互換使用。每一個連接器都配有中性結(jié)構(gòu)的保護帽,不但可以使連接器的端面得到良好保護,還可以在光纜處于工作狀態(tài)時,保護帽與保護帽自身對接,保證保護帽內(nèi)部的清潔,如圖6－24所示。圖6－24野戰(zhàn)光纜連接器

①組件:由1~2km的光纜、兩個活動連接器組成完整的光纜組件。

②特點:中性結(jié)構(gòu)、插入損耗小、重復性和互換性好、抗拉強度高、密封性好、工作溫度范圍寬以及重量輕等。

③功能:完成光纜與光纜之間、光纜與光端機、光纜與中繼器、光纜與車載光端機之間的活動連接等。

(2)光端機、中繼器連接器。在野戰(zhàn)光纜通信系統(tǒng)中,用野戰(zhàn)光纜連接器可以將光纜組件連接起來。但是要使光纜組件與光端機和中繼器相連,則必須在光端機和中繼器的信

號輸入、輸出端上裝上相應的連接器。這種連接器被稱為光端機、中繼器連接器。

①特點:該連接器的光學特性與野戰(zhàn)光纜連接器是完全相同的。同時也具備中性結(jié)構(gòu)、密封性好、環(huán)境溫度范圍寬等特點。最突出特點是:該連接器在設(shè)計上大部分零件與野戰(zhàn)光纜連接器相同。

②功能:該連接器為兩根有保護套管的光纖,分別與光端機和中繼器內(nèi)的LED和PIN管直接耦合。每一個連接器上都配有中性結(jié)構(gòu)的保護帽,可以起到與野戰(zhàn)光纜連接器保護帽相同的作用。

(3)車載連接器。為了使野戰(zhàn)光纜通信系統(tǒng)具備靈活機動的線路敷設(shè)和快速組網(wǎng)的能力,系統(tǒng)的終端設(shè)備一般都安裝在雷達車或?qū)Ｓ玫臋C動車輛上。因此,在光纜系統(tǒng)中,從光

端機到車壁之間的引接線、安裝在車壁上與外部光纜組件相連的車載連接器是不可缺少的。

①特點:車廂內(nèi)外的條件不同,車外環(huán)境條件一般更為苛刻。

②功能:在野戰(zhàn)光纜上,一端裝野戰(zhàn)光纜連接器,可與光端機上的連接器相連;另一端裝車載連接器,可通過車壁上的專用孔牢固地固定在車壁上,其輸出端暴露在車廂外邊,用中性保護帽保護,連接時操作人員無須進入車廂內(nèi),只要旋開保護帽就可迅速地將光纜組件與其連接。

(4)測試軟線用連接器。無論是野戰(zhàn)光纜連接器,光端機、中繼器連接器,還是車載連接器都需要一個測試用軟線連接器。

①特點:一端為野戰(zhàn)光纜連接器,另一端為兩個FC型連接器。

②功能:野戰(zhàn)光纜連接器可與系統(tǒng)中任意一個連接器相連,FC連接器可直接插入光功率計進行測量。

2)野戰(zhàn)光纜連接器使用方法

(1)連接準備事項:

①打開保護帽;

②檢查連接器。

a.外觀檢查:在連接器實施連接前首先應檢查連接器保護玻璃是否破損、是否清潔。

b.通光檢查:室內(nèi)可用60W或100W的臺燈,野外可用手電筒從光纜連接器組件一端的插頭處照入,另一端應有光可見。

(2)連接方法:

①將兩連接器平行相對,按位置將導向柱對準對方的導向孔相互插入;

②對插到位后,雙手分別推動外螺帽旋轉(zhuǎn)前進,當兩螺帽順利旋入后,稍緊即可;

③如發(fā)現(xiàn)損耗太大,則應旋出檢查原因,找出問題;

④兩保護帽相互連接,方法同上。

(3)連接操作注意事項:

①連接操作時,應注意導向柱必須對準對方的導向孔,不要撞擊對方的保護玻璃,以免損壞。

②清洗玻璃用的棉布或紙不應混有尖硬雜物,以防擦傷玻璃。

③連接器在不連接時應隨時蓋好保護帽。

④連接器連接后,保護帽應互相連好或安裝在車上的螺栓上,以免遺失。

⑤使用連接器(或組件)時,應盡量輕放,不應使連接器跌落過猛,以延長使用壽命。

6.1.3光纖連接損耗的現(xiàn)場監(jiān)測

1.光纖連接損耗的原因

光纖連接損耗產(chǎn)生的原因有兩種:

一種是由于兩根待接續(xù)光纖特性的差異或光纖自身原因所造成、并且不可能通過改善接續(xù)工藝和熔接設(shè)備來減小的連接損耗,這種損耗稱為接頭的固有損耗。單模光纖的模場直徑偏差、模場與包層的同心度偏差、不圓度等都是引

起接頭固有損耗增大的原因。

另一種原因是由外部因素造成的光纖連接損耗增大,如接續(xù)時的軸向錯位、光纖間的間隙過大、端面傾斜等,這些均由操作工藝不良、操作中的缺陷以及熔接設(shè)備精度不高等原因所致,稱為接續(xù)損耗。

下面詳細分析連接損耗產(chǎn)生的各種原因。

(1)光纖模場直徑不同引起的連接損耗。

(2)光纖軸向錯位引起的連接損耗。

(3)光纖間隙引起的損耗。

(4)折角引起的損耗。

(5)光纖端面不完整引起的損耗。光纖端面不完整包括切割斷面的傾角和光纖端面粗糙。圖625顯示了色散位移單模光纖和標準單模光纖的連接損耗與光纖端面切割角度的

關(guān)系。光纖端面的平整度不良時也會產(chǎn)生損耗,甚至氣泡,是光纖連接損耗增大的外部原因。圖6－25接續(xù)損耗值與光纖端面切割角度的關(guān)系

(6)相對折射率差引起的連接損耗。生產(chǎn)制作中,每根光纖的參數(shù)不盡相同,接續(xù)時就會使連接損耗增大。

2.光纖連接損耗的現(xiàn)場監(jiān)測

在整個接續(xù)工作中,按以下步驟嚴格執(zhí)行OTDR監(jiān)測程序:

(1)熔接過程中對每一芯光纖進行實時跟蹤監(jiān)測,檢查每一個熔接點的質(zhì)量;

(2)每次盤纖后,對所盤光纖進行例檢,以確定盤纖帶來的附加損耗;

(3)密封接續(xù)盒前,對所有光纖統(tǒng)測,查明有無漏測和光纖預留盤纖對光纖及接頭有無擠壓;密封接續(xù)盒后,對所有光纖進行最后檢測,檢查封盒是否損害光纖。

1)遠端監(jiān)測

遠端監(jiān)測法如圖6－26所示,即OTDR位置不動,在接續(xù)方向后側(cè)測試。

6－26遠端監(jiān)測方法示意圖

(1)優(yōu)點:OTDR固定不動,省去了儀表在野外轉(zhuǎn)移所需的車輛、人力和物力,有利于保護儀表和延長其使用壽命;測試點選在有市電的地方,不需配備油機;測試點環(huán)境穩(wěn)定,不必開剝光纜。

(2)缺點:測試人員和接續(xù)人員聯(lián)絡不方便。一般對講機或小型電臺因受距離和地形限制,有時無法保證聯(lián)絡暢通。

2)近端監(jiān)測

近端監(jiān)測法如圖6－27所示,OTDR始終在連接點的前邊,一般離熔接機2km左右,途干線施工多數(shù)采用這種方式。圖6－27近端監(jiān)測方法示意圖

(1)優(yōu)點:OTDR離接續(xù)點距離近,現(xiàn)場監(jiān)測對儀表動態(tài)范圍、耦合方式及效果要求不像遠端監(jiān)測那樣苛刻。測量組人員可為接續(xù)組做一些連接前的光纜開剝等準備工作,以

(2)缺點:OTDR要到每個測試點測試,搬動儀表既費工又費時,且不利于儀表的保護,如測試點無可靠電源,還要自帶發(fā)電機,線路遠離公路且地形復雜時更麻煩。

3)遠端環(huán)回雙向監(jiān)測

在遠端環(huán)回雙向監(jiān)測中,OTDR的位置同近端監(jiān)測方式一樣,儀表在連接點前進行監(jiān)測,但不同的是在始端將纜內(nèi)光纖作環(huán)接,即1#同2#連接、3#同4#連接……,測量時分別

由1#、2#測出接頭的兩個方向損耗,算出其連接損耗。遠端環(huán)回雙向監(jiān)測如圖6－28所示。圖6－28遠端環(huán)回雙向監(jiān)測示意圖

(1)優(yōu)點:該方法能準確評估接頭的好壞。由于測試原理和光纖結(jié)構(gòu)上的原因,用OTDR單向監(jiān)測會出現(xiàn)虛假增益,也會出現(xiàn)虛假損耗。

(2)缺點:需要不停搬動測試儀表,費時費力;同時雙向測試增加了工作量,減慢了測試速度和工程進度。

6.1.4光纜接續(xù)

1.光纜接續(xù)的一般要求

1)光纜接續(xù)的內(nèi)容

光纜接續(xù)一般是指機房以外的光纜連接,包括纜內(nèi)光纖、銅導線等的連接以及光纜外護套的連接。對于采用阻燃型局內(nèi)光纜的線路,光纜接續(xù)包括進線室內(nèi)局外光纜與局內(nèi)光纜的連接以及局外全部光纜之間的連接工作。

每一個光纜接頭包括下列內(nèi)容:

(1)光纜接續(xù)準備,護套內(nèi)部組件安裝;

(2)加強件連接或引出;

(3)鋁箔層、鎧裝層連接或引出;

(4)遠供或業(yè)務通信用銅導線的接續(xù)(目前新建光纜已無此項);

(5)光纖連接及連接損耗監(jiān)測、評價和余留光纖的收容;

(6)充氣導管、氣壓告警裝置的安裝(非充油光纜);

(7)受潮等監(jiān)測線的安裝;

(8)接頭護套內(nèi)的密封防水處理;

(9)接頭護套的封裝,包括封裝前各項性能的檢查;

(10)接頭處余留光纜的妥善盤留;

(11)接頭護套安裝及保護;

(12)各種監(jiān)測線的引上安裝;

(13)埋式光纜接頭坑的挖掘及埋設(shè);

(14)接頭標石的埋設(shè)安裝。

2)接續(xù)材料的質(zhì)量要求

(1)光纜接續(xù)護套必須是經(jīng)過鑒定的產(chǎn)品;埋式光纜的接頭護套應具有良好的防水、防潮性能。

(2)光纜接頭護套的規(guī)格程式及性能應符合設(shè)計規(guī)定。

(3)對于重要工程,應對光纜接頭護套進行試連接并熟悉其工藝過程,必要時可改進具體操作工藝,確認護套是否存在質(zhì)量問題。

(4)光纖接頭的增強保護方式應采用成熟方法,使用膠劑保護時,其材料應在有效期內(nèi);采用光纖熱縮套管增強時,其熱縮套管的材料應符合工藝要求,對不同產(chǎn)地的材料應通過試用。

(5)光纜接頭護套、監(jiān)測引線的絕緣應符合規(guī)定,一般要求大于10GΩ。

(6)銅導線連接材料不宜采用絕緣紙?zhí)坠堋?/p>

(7)加強件、金屬層等連接應符合設(shè)計規(guī)定方式,連接應牢固,符合操作工藝的要求。

3)光纜接續(xù)要求

(1)光纜接續(xù)前應核實光纜的程式、端別等,確保準確無誤;光纜應保持良好狀態(tài):光纖傳輸特性良好、銅導線直流參數(shù)符合規(guī)定值、護層對地絕緣合格(若不合格時應找出原因和進行必要的處理)。

(2)接頭護套內(nèi)光纖及銅導線的序號應作出永久性標記;當兩個方向的光纜從接頭護套同一側(cè)進入時,應對光纜端別作出統(tǒng)一的永久標記。

(3)光纜接續(xù)的方法和工序標準,應符合施工規(guī)程和不同接續(xù)護套的工藝要求。

(4)光纜接續(xù)應具備良好的工作環(huán)境,一般應在車輛或接頭帳蓬內(nèi)作業(yè),以防止灰塵影響;在雨雪天施工應避免露天作業(yè);當環(huán)境溫度低于零度時,應采取升溫措施,以確保光纖的柔軟性和熔接設(shè)備的正常工作,以及施工人員的正常操作。

(5)光纜接頭余留和接頭護套內(nèi)光纖的余留應充足,光纜余留一般不少于4m;接頭護套內(nèi)最終余長應不少于60cm。

(6)光纜接續(xù)注意連續(xù)作業(yè),對于當日無條件結(jié)束連接的光纜接頭,應采取措施,防止受潮和確保安全。

(7)光纖接頭的連接損耗應低于內(nèi)控指標,每條光纖通道的平均連接損耗,應達到設(shè)計文件的規(guī)定值。

4)光纜接續(xù)的特點

光纜接續(xù)和電纜接續(xù)有不少相似的方面。但由于光纜內(nèi)光纖與金屬導線有較大的區(qū)別,因此,在連接方式、施工技術(shù)等方面都有一定的區(qū)別,光纜接續(xù)具有以下特點:

(1)全程接頭數(shù)量少。由于光纜平均盤長約2km,長距離中繼段盤長3~4km。因此,全程總的接頭數(shù)量減少了,不僅節(jié)省了工程費用,而且提高了系統(tǒng)的可靠性。

(2)接續(xù)技術(shù)要求高。由于光纖的特性,要求連接部位必須具有長期保護光纜中光纖及接頭的性能,避免受到振動、張力、壓縮力、彎曲等機械外力和水潮氣、有害氣體等的影響。因此,要求光纜接頭結(jié)構(gòu)優(yōu)良,操作嚴謹。光纖遠比銅線細,尤其纖芯部分對連接機具精度和連接工藝的要求非常高。

(3)接頭護套內(nèi)必須有余留長度。光纖由于接續(xù)、維護的需要在接頭護套內(nèi)必須有80cm左右的余留。

(4)機械可拆卸與再連接方式。為了施工中或維護中便于處理故障,要求接續(xù)部位具備可拆卸及再連接的性能。

5)光纜接頭的安裝

(1)埋式光纜的接頭坑,應位于路由(AB)前進方向的右側(cè),個別因地形限制位于路由左側(cè)時,應在路由竣工圖上標明。接頭坑如圖6－29所示。6－29直埋光纜接頭坑示意圖(單位/m)

(2)埋式光纜接頭的埋深應等同該位置埋式光纜的埋深標準;坑底應鋪10cm厚的細土,接頭護套上方,應加蓋水泥蓋保護,如圖6－30所示,水泥蓋板上邊為回填土。圖6－30直埋光纜接頭安裝示意圖

(3)架空光纜的接頭一般安裝在桿旁,并作伸縮彎,如圖6－31所示。接頭的余留長度應妥善地盤放在相鄰桿上,可以采取塑料帶繞包或用盛纜盒(箱)安裝,圖6－32是架空余留光纜安裝示意圖。圖6－33是適合于南方、接頭位置不作伸縮彎的一種安裝方式,對于氣候變化不劇烈的中負荷區(qū),這種安裝方式應在鄰桿作伸縮彎。圖6－31架空光纜接頭安裝示意圖(單位/cm)圖6－32架空余留光纜箱安裝示意圖圖6－33架空光纜接頭及余留光纜安裝示意圖(單位/cm)

(4)管道人孔內(nèi)光纜接頭及余留光纜應根據(jù)光纜接頭護套的不同和人孔內(nèi)光(電)纜占用情況進行安裝。

①盡量安裝在人孔內(nèi)較高位置,避雨季時人孔內(nèi)積水浸泡;

②安裝時應注意盡量不影響其它線路接頭的放置和光(電)纜的走向;

③光纜應有明顯標志,對于兩根光纜走向不明顯時應作方向標記;

④按設(shè)計要求方式對人孔內(nèi)光纜進行保護。

(5)采用接頭護套為一頭進纜時,可按圖6－34所示方式安裝;兩頭進纜時可按圖6－29(a)相類似方法,把余纜盤成圈后,固定于接頭的兩側(cè)。圖6－

34管道人孔內(nèi)接頭護套安裝圖

(6)采用接頭箱(盒)時,一般固定于人孔內(nèi)壁上,余留光纜可按圖6－35所示的兩種方式進行安裝和固定。圖6－35管道人孔接頭箱(盒)安裝圖

6)光纜接頭的防水處理

光纜接頭的防水處理方法有熱縮套管加混合膠(AB膠)密封法和充油法兩種。

(1)熱縮套管加混合膠(AB膠)密封法。采用熱縮套管加混合膠(AB膠)密封時,為了保證光纜接頭的密封性能,光纜接頭外護套與光纜護套的結(jié)合部位應加入熱縮套管與混合

膠構(gòu)成的防水層,如圖6－36所示。圖中所示的IV線是光纜接頭系統(tǒng)接地的引出線。對于采用系統(tǒng)接地的直埋式光纜來說,采用這種防水處理是比較理想的。圖6－36光纜接頭熱縮管加混合膠密封法防水處理示意圖(單位/mm)

(2)充油法。為了防止水汽浸入到光纜內(nèi),也可采用在機械式光纜接頭的內(nèi)、外護套之間的空隙填充油膏的方法,如圖6－37所示。這種油膏成糊狀,通過外護套的充油嘴壓入內(nèi)外護套的空隙間。另外,還可采用防水密封圈的防水措施,這是目前應用較廣泛的一種防水處理方法。圖6－37光纜接頭充油法防水處理示意圖

2.光纜接頭護套的性能要求

光纜接頭護套的功能是防止光纖和光纖接頭受振動、張力、沖壓力、彎曲等機械外力影響,避免水、潮氣、有害氣體的侵害。

1)適應性

光纜有直埋、架空、管道、水線等各種敷設(shè)方式,因此,光纜接頭護套對自然環(huán)境要有較強的適應性。施工或維護中,應根據(jù)不同的光纜程式,選擇與之相適合的接頭護套。

2)氣閉性與防水性

尤其對于埋式光纜的接頭、水位較低的管道人孔用接頭,必須具有良好的密封性能。由于光纖的傳輸損耗與濕度有密切關(guān)系,因此,光纜接頭護套要有良好的氣閉性與防水性。要求光纜接頭護套具備保持20年的密封性能,對地絕緣電阻也應符合設(shè)計要求。

3)機械強度

光纜接頭是將各單盤長度的光纜連接成符合中繼段傳輸要求的關(guān)鍵部位,因此要求光纜接頭護套具有一定的抗張強度,一般為光纜抗張強度的70%以上;由于接頭護套起保護

光纖等連接部位的作用,要求具備足夠的機械側(cè)壓強度。

4)耐腐蝕、耐老化

目前大部分光纜接頭護套外護層都采用塑料制品。通常光纜壽命按20年計算,因此設(shè)計中必須對光纜接頭護套的耐腐蝕、耐老化以及絕緣性能等提出嚴格要求。

5)護套直徑應能滿足光纖對余留長度的收容和彎曲半徑的要求光纖在接頭部位一般有0.6~1m的余留長度,按一定的半徑盤繞后收容在接頭護套內(nèi)。由于光纖彎曲半徑過小將產(chǎn)生附加損耗,因此,對于不同結(jié)構(gòu)和不同芯數(shù)光纖的光纜

接頭護套應具有相適應的直徑和長度,使光纖在盒內(nèi)具有足夠的彎曲半徑,一般彎曲半徑大于40mm;同時光纖在其中不受壓、不受力,以避免長期應力疲勞。

6)操作的優(yōu)越性

在接續(xù)操作及器材優(yōu)化方面,對光纜接頭護套也有一定的要求,具體如下:

(1)操作簡便,要求接頭護套盡量簡化,容易拆裝,以便盡可能縮短安裝與操作時間。

(2)通用性,要求光纜接頭護套盡可能規(guī)格化、標準化,以適應不同光纜種類、不同安裝方式的接續(xù)要求。

(3)可拆卸性,要求接頭護套容易拆卸,能夠長期重復使用,并且盡可能減少裝拆工序。

3.光纜接頭護套的組成

光纜接頭由光纜接頭護套將兩根被連接的光纜連為一體,并滿足傳輸特性和機械性能的要求。圖6－38為光纜接頭護套實物,圖6－39是光纜接頭護套的組成示意圖。圖6－38光纜接頭護套(光纜接頭盒)實物圖6－39光纜接頭護套的組成

從圖639中可以看出:這是一種由金屬構(gòu)件、熱縮套管及防水帶、粘附聚乙烯帶構(gòu)成的連接護套式光纜接頭,主要分為3個部分。

1)外護套和密封部分

(1)輔助熱縮管:作用是將套肩與光纜連為一體,并使光纜入口連接部位初具密封條件。

(2)主熱縮管:是光纜接頭最外邊的一層,起完整、密封、保護等作用。

(3)自粘膠帶:光纜入口處起密封主導作用。

(4)防水帶、粘附聚乙烯帶:氣密性、防水性的主要關(guān)口。

2)護套支撐部分

光纜接頭護套需要有一定的“空間”,與光纜連接于固定部位,這就需要有支撐部分,也可理解為骨架部分,主要包括:

(1)余纖收容板:用于收容60~100cm余留長度的光纖。

(2)套管:接頭套管有金屬和增強塑料兩種,圖639中為金屬套管。套管部分起外部支撐和抗壓保護作用。

(3)支架:支架是內(nèi)部骨架的組成部分,不同結(jié)構(gòu)的支架件的形狀、數(shù)量不一。

(4)光纜固定夾:被連接的兩端光纜在護套內(nèi)由光纜固定夾夾持并固定。

(5)護肩:光纜較細,套管又較粗,護肩起過渡作用。

3)纜內(nèi)連接部分

在光纜接續(xù)中,光纜加強件及金屬護層的接續(xù)是兩個重要工序。金屬加強件和金屬護層采用兩種接續(xù)方式。第一種是金屬加強件和金屬護層在光纜接頭處電氣上分別相連通,

第二種是接頭兩端的金屬加強件和金屬護套電氣上互不連通。

(1)金屬加強件連接:金屬加強件的連接方法較多,按設(shè)計要求分為電氣連通接續(xù)和接頭部位斷開固定兩種。金屬加強件連接、固定的兩種方法如圖6－40所示。圖6－40金屬加強件連接固定方式

①金屬套管冷壓接法。金屬套管如紫銅管、不銹鋼管等,套管內(nèi)徑與加強件直徑為緊配合,通過壓接鉗對被連接部位作若干個壓接點,它是光纜接續(xù)的主要抗張構(gòu)件。

②金屬壓板連接法。金屬壓板連接法由金屬壓接構(gòu)件,將加強件通過緊固螺絲進行連接、固定,如圖6－40(b)所示。

金屬加強件的連通性連接種類很多,可用接頭里的金屬條實現(xiàn)電氣連通,也可用金屬連接器實現(xiàn)電氣連通。下面只介紹使用金屬連接器實現(xiàn)金屬加強件電氣連通的方法,該方

法的示意圖如圖6－41所示。圖6－41金屬連接器實現(xiàn)金屬加強件電氣連接示意圖

(2)金屬護層的連接:金屬護層包括擋潮層,即LAP層和鋼帶或鋼絲鎧裝護層。金屬護層根據(jù)工程設(shè)計分為電氣連通和斷開引出監(jiān)測兩種方式。光纜金屬護層一般采用過橋線

實現(xiàn)電氣連通,結(jié)構(gòu)不同的光纜金屬護層,采用的連接方式也不一樣。

①LAP層(鋁聚乙烯粘接護層)的連接。幾乎所有的光纜都有LAP層,連接方法多數(shù)采取過橋線連接,即用一根金屬導線將兩側(cè)光纜的金屬護層連通。

②金屬鎧裝層的連接。埋式光纜多數(shù)為皺紋鋼帶(搭接或焊接)鎧裝層,部分埋式、爬坡、小水線為細鋼絲鎧裝層。

在需要連通或同時需要引出時,一般采用銅芯線焊接,如圖6－42所示,此種方法已較少采用。不需要連通時可不作連接;當需要引出作光纜外護層絕緣監(jiān)測時,按護套工藝要求由護套內(nèi)引出或在護套外作外護層切口通過熱縮套管保護方法引至監(jiān)測標石或接地。圖6－42金屬鎧裝層的電氣連接示意圖

③PAP(聚乙烯鋁聚乙烯)護套的連接。PAP護套一般采用鋁接頭壓接方式。具體操作方法為:先在緊靠光纜護套處切割2.5cm切口,用螺絲刀將切口撥開,然后把鋁接頭插

入切口處的鋁塑護套,用老虎鉗壓接后,鋁接頭的鋸齒就與鋁塑護套緊密相連,然后用PVC帶在連接處纏繞兩圈,使接頭更加牢固。PAP護套的電氣連接方法示意圖如圖6－43所示。圖6－43PAP護套的電氣連通方法示意圖

(3)金屬加強芯及金屬護層電氣不連通的處理方法:金屬加強芯及金屬護層電氣不連通,是指光纜接頭兩端的金屬加強芯和金屬護套均作絕緣處理,目前大部分光纜線路的接

頭采用這種方法。電氣不連通的操作方法簡單,只需把金屬加強芯用絕緣材料固定在兩邊即可,金屬護套在接頭兩邊也不用金屬線連通。金屬加強芯及金屬護套電氣不連通安裝圖

如圖6－44所示。圖6－44金屬加強芯及金屬護套電氣不連通安裝圖

4.光纖余留長度的收容方式

為了保證光纖的接續(xù)質(zhì)量和便于接頭維修,接頭兩邊要余留一定長度的余纖,一般完成光纖接續(xù)后的余留長度(光纜開剝處到接頭間的長度)為60~100cm。

1)光纖余長的作用

光纖由接頭護套內(nèi)引出到熔接機或機械連接工作臺,需要一定的長度,一般最短長度為40cm。

(1)再連接的需要:在施工中可能發(fā)生光纖接頭需要重新連接。

(2)傳輸性能的需要:光纖在接頭護套內(nèi)盤留,對彎曲半徑、放置位置都有嚴格的要求,過小的曲率半徑和擠壓光纖都將產(chǎn)生附加損耗。

2)光纖余留長度的收容方式

無論何種方式的光纜接續(xù)護套、接頭箱(盒),一個共同的特點是具有余纖的收容位置,如盤纖盒、余纖板、收容袋等。根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的護套設(shè)計不同的盤纖方式。雖然光纖收容方法較多,但一般可歸納為如圖6－45所示的四種光纖余長的收容方式。圖6－45光纖余長的收容方式

(1)近似直接法:近似直接法是在接頭護套內(nèi)不作盤留的一種光纖余留長度的收容方式,如圖6－45(a)所示,顯然這種方式不適合室外光纜間的余留放置要求。

采用這種方式的場合較少,一般是在無振動、無溫度變化的位置;應用在室內(nèi)不再進行重新連接的場所。目前,一般不采用這種方法,但在下列情況可能出現(xiàn):

①維護中光纖重新連接最后已無太多余留長度情況下;

②室內(nèi)或無人站內(nèi)接頭,由于接頭護套內(nèi)位置緊張或光纖至其它機架長度緊張時,在做好接頭后將光纖余長抽出放于其它位置,維護檢修時拆開護套再拉回余纖進行重新連接。

(2)平板式盤繞法:平板式盤繞法是在收容平面上以最大的彎曲半徑,采用單一圓圈或“∞”形雙圈盤繞的方式,如圖6－45(b)所示。

平板式盤繞法對松套、緊套光纖均適合,目前在工程中使用較為普遍。圖6－46是光纖收容盒的一個實例,上邊還有蓋子保護,一般一個盤纖盒可收容六根光纖。圖6－46光纖收容盒實例

(3)繞筒式收容法:繞筒式收容法是一種將光纖余留長度沿繞纖骨架(籠)放置的光纖收容方法,如圖6－45(c)所示。將光纖分組盤繞,接頭安排在繞纖骨架的四周;銅導線接頭等可放于骨架中。光纖盤繞分與光纜軸線平行盤繞和垂直盤繞兩種方式,這決定于護套結(jié)構(gòu)、繞纖骨架的位置及空間。這種方式比較適合緊套光纖。圖6－47光纖存儲袋筒形卷繞收容實例

(4)存儲袋筒形卷繞法:存儲袋筒形卷繞法是采用一只塑料薄膜存儲袋,將光纖盛入袋后沿繞纖筒垂直方向盤繞并用透明膠紙固定,然后按同樣方法盤留其它光纖的收容方式,如圖6－45(d)所示。這種方式彼此不交叉、不混纖,查找處理十分方便。存儲袋收容方式比較適合緊套光纖,圖6－47為該收容方式的實例。

5.光纜接續(xù)的一般步驟

目前,由于光纜接頭護套結(jié)構(gòu)和光纜程式均較多,不同結(jié)構(gòu)的護套所需連接材料、工具以及接續(xù)方法、步驟是不完全相同的。但其主要步驟及操作的基本要求是一致的,通常

光纜接續(xù)應按以下九個步驟進行,如圖6－48所示。圖6－48光纜的接續(xù)程序圖

1)準備

(1)技術(shù)準備:在光纜接續(xù)工作開始前,必須熟悉工程所用光纜護套的性能、操作方法和質(zhì)量要點。

(2)器具準備:器具主要指光纜連接護套的配套部件。

不同的護套結(jié)構(gòu),所需機具也不完全相同,主要機具可歸納為以下三大件:

①機具選配應視光纖連接方法而定,采用熔接法時,必須配備光纖切割鉗(高精度)、熔接機以及光纖接頭保護用工具,如釆用熱縮套管保護時,要配加熱器;采用硅膠保護時需配膠劑和相應的小工具。

②帳篷:長途光纜線路工程施工,為防止風沙、雨雪等惡劣天氣影響,在帳篷中完成接續(xù)工作非常必要。長途光纜1個作業(yè)小組需配備2頂帳篷(接續(xù)、監(jiān)測),對于采用流水

作業(yè)方法時,還應增加1頂帳篷。

③車輛:尤其對于長途光纜線路工程必不可少,一般1個作業(yè)小組配備1輛汽車。

(3)光纜準備。

光纜接續(xù)應具備的條件:

①光纜必須依據(jù)設(shè)計文件規(guī)定的程式、規(guī)格、路由和端別敷設(shè)安裝完畢(指被連接段);

②光纜內(nèi)光纖的傳輸特性良好;

③光纜內(nèi)銅導線的電氣特性良好;

④光纜金屬層的對地絕緣應達到規(guī)定要求值。

2)確定接續(xù)位置

光纜接續(xù)位置選擇的一般原則為:

(1)架空光纜線路的接頭應落在桿旁2m以內(nèi);

(2)埋式光纜線路的接頭應避開水源、障礙物及堅石地段;

(3)管道光纜線路的接頭應避開交通要道,尤其是交通繁忙的丁字、十字路口。

雖然上述原則在光纜的配盤和光纜敷設(shè)時已基本確定,但在光纜接續(xù)前還要作必要的調(diào)整以確定具體的接續(xù)位置:

(1)確定光纜接頭預留長度及其重疊位置;

(2)埋式光纜應按已挖好的接頭坑盤放好余留長度,在光纜上作好連接部位的交叉點、重疊長度等標記,并將光纜移至接續(xù)臺(操作工作臺);

(3)管道光纜應在人孔內(nèi)按規(guī)定的余留安裝方式盤好,在光纜上作好標記,然后由人孔拉至操作臺。

3)光纜護層的開剝處理

具體開剝方法為:

(1)外纜外護層的開剝:將光纜固定于光纜接續(xù)工作臺的光纜固定架上,在開剝點將開纜刀橫向劃進光纜外護層,繞光纜轉(zhuǎn)一周,切斷光纜的PE外護層,并將這段PE外護層除去。

(2)鎧裝的開剝:用剖刀在開剝點繞鋼帶鎧裝轉(zhuǎn)一周,在鋼帶上剖出明顯的劃痕,再沿劃痕劃出一個小口,直至鋼帶完全斷裂,剝除鋼帶鎧裝。當光纜鎧裝層是直徑1mm鋼絲時,在開剝點用鋼鋸鋸成0.5mm的深溝,將鋼絲沿鋸口折斷,全部切除。

(3)光纜護層開剝后,纜內(nèi)的油膏可用煤油或?qū)Ｓ们逑磩┎潦酶蓛?一般正式接頭不宜用汽油清潔以避免對護層、光纖被覆層產(chǎn)生老化影響。

(4)切割松套管,剝離光纖,并清潔光纖。

(5)捆扎光纖,采用套管保護時,可預先套上熱縮套管。

(6)檢查光纖芯數(shù),進行光纖對號,核對光纖色標。

4)加強件、金屬護層等接續(xù)處理

加強件、金屬護層的連接一般應按選用接頭護套的規(guī)定方式進行。應根據(jù)設(shè)計要求,實施金屬護層在接頭護層內(nèi)的接續(xù)連通、斷開或引出。

5)光纖的接續(xù)

光纖接續(xù)采用何種連接方式,采用何種增強保護方法,應按工程訂貨的材料、設(shè)備以及施工隊的設(shè)備等具體條件而定。

6)光纖連接損耗的監(jiān)測、評價

對于一般光纖連接損耗的監(jiān)測方法。

7)光纖余留長度的收容處理

施工中所用的光纖余留長度收容處理方法是由光纜接續(xù)護套的設(shè)計所決定,具體方法和要求詳見本章節(jié)前述內(nèi)容。

8)光纜接頭護套的密封處理

密封處理是接頭護套封裝的關(guān)鍵步驟,不同結(jié)構(gòu)的連接護套,其密封方式也不同。具體操作中,應按接頭護套規(guī)定的方法,嚴格遵照操作步驟和要領(lǐng)進行。對于光纜密封部位均應作清潔和打磨,以提高光纜與防水密封膠帶間的密封性能。注意打磨砂紙不宜太粗,應沿光纜垂直方向旋轉(zhuǎn)打磨,不宜與光纜平行方向打磨。

9)光纜接頭的安裝固定

光纜接續(xù)完成后應進行安裝固定。接頭的安裝固定是接續(xù)的最后一道工序,一般在設(shè)計中有具體的安裝示意圖。接頭安裝必須做到規(guī)范化,架空及人孔內(nèi)的接頭應注意整齊、美觀且附有標志。

6.接頭護套接續(xù)的種類及方法

1)熱縮套管法

熱縮套管法是采用各種熱縮材料來接續(xù)光纜護套的,按接續(xù)要求可將熱縮材料制作成管狀或片狀。片狀熱縮材料的邊緣有可以裝金屬夾的導槽,以便縱包接續(xù)。各種熱縮材料

的表面都涂有熱膠,可保證加熱時套管與光纜表面粘結(jié)良好。

2)冷接法

冷接法的種類比較多,應用比較廣泛的是機械式護套接續(xù)法。機械式護套接續(xù)法是采用壓緊橡膠圈來達到密封的護套接續(xù)方法,也可采用粘接劑在機械半殼接口處實現(xiàn)密封的

護套接續(xù)。

7.光纜接頭監(jiān)測與監(jiān)測標石的連接

為了及時掌握和處理光纜金屬護套損傷或接頭護套的進水故障,必須定期或不定期地測試光纜金屬護層及接頭護套的對地絕緣。

如圖6－49所示。如果需要監(jiān)測的項目較多,則應在光纜接頭處引出監(jiān)測纜,如圖6－50所示,在光纜接頭兩端,把

金屬加強件和PSP(聚乙烯鋼聚乙烯)雙面涂塑皺紋鋼帶