直埋光纜保護(hù)鋼管凍害障礙的預(yù)防.doc

直埋光纜保護(hù)鋼管凍害障礙的預(yù)防陳彥佳1，王巖松2，吳 銳3（1黑龍江省佳木斯通信傳輸局 佳木斯 154003；2. 黑龍江省佳木斯通信分公司 佳木斯 154001；3. 中國(guó)電信集團(tuán)北方電信有限公司哈爾濱分公司 哈爾濱 150010）摘要 直埋光纜的保護(hù)鋼管浸水受凍造成光纜障礙，是冬季光纜線路最常見(jiàn)的凍害障礙之一。本文通過(guò)對(duì)泡沫橡膠性能的分析，利用泡沫橡膠可壓縮固有特性吸收水結(jié)冰膨脹增加的體積，可有效預(yù)防光纜凍害障礙的發(fā)生。關(guān)鍵詞光纜；保護(hù)鋼管；冰膨脹；泡沫橡膠1概述直埋光纜在穿越鐵路、公路或與其他建筑、管線交越特殊情況時(shí)應(yīng)采取鋼管保護(hù)。在鋼管保護(hù)時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采取頂管方式和埋管保護(hù)。保護(hù)鋼管敷設(shè)后管口應(yīng)用油麻堵塞。保護(hù)鋼管一般選用內(nèi)徑80 mm鍍鋅鋼管，內(nèi)穿兩根塑料子管保護(hù)，塑料子管內(nèi)敷設(shè)光纜。保護(hù)鋼管雖然采用油麻堵塞，但由于鋼管、塑料子管、光纜材質(zhì)的溫度膨脹系數(shù)不同，堵塞很難達(dá)到密封防水效果。尤其是采用頂管方式的保護(hù)鋼管，每節(jié)鋼管采用管箍進(jìn)行連接，無(wú)法進(jìn)行堵塞密封。地表水一旦浸入管內(nèi)，在天氣變冷后，管內(nèi)的積水就會(huì)結(jié)冰膨脹。由于塑料子管在受凍后彈性較差，無(wú)法吸收冰膨脹增加的體積。因此，冰膨脹力就會(huì)作用在光纜上，使光纖斷裂，造成凍害障礙的發(fā)生。此類障礙一旦發(fā)生，搶修難度大，恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，給用戶造成的經(jīng)濟(jì)損失和影響是不可估量的。為了遏制冬季直埋光纜保護(hù)鋼管凍害障礙的發(fā)生，筆者認(rèn)為，將保護(hù)鋼管內(nèi)的塑料子管更換為順丁橡膠材質(zhì)制成的微孔泡沫橡膠子管，利用泡沫橡膠可壓縮的固有特性吸收水結(jié)冰膨脹增加的體積，就可以有效地避免保護(hù)鋼管內(nèi)光纜凍害障礙的發(fā)生。采用泡沫橡膠（取壓縮率50%）子管應(yīng)具備以下的條件。 光纜允許壓力泡沫橡膠壓縮50%時(shí)的應(yīng)力。 泡沫橡膠壓縮50%時(shí)的變形量冰膨脹體積增加量。 泡沫橡膠壓縮率50%冰膨脹對(duì)泡沫橡膠壓縮率。2順丁橡膠的性能分析順丁橡膠全名為順式-1,4-聚丁二烯橡膠（cis-1, 4-polybutadiene rubber, 簡(jiǎn)稱BR）。順丁橡膠是由丁二烯聚合制得的結(jié)構(gòu)規(guī)整的合成橡膠。由于順丁橡膠的分子結(jié)構(gòu)主要是順式-1，4-結(jié)構(gòu)，分子排列規(guī)整，所以順丁橡膠彈性是通用橡膠中最好的一種。耐熱老化性能優(yōu)于天然橡膠。順丁橡膠的耐磨性優(yōu)異，滯后損失小，生熱低，這對(duì)制品在多次變形下的生熱和永久變形的降低都十分有利。為了保證順丁橡膠發(fā)泡制成的微孔泡沫橡膠子管具有良好的防水性能，表面需進(jìn)行防水處理。順丁橡膠的玻璃化溫度Tg=105，故它的低溫物理性能很好，耐寒溫度低于55。耐熱性與天然橡膠相同，都為120。3理論數(shù)據(jù)的計(jì)算3.1光纜允許壓力確定泡沫橡膠壓縮50%時(shí)的應(yīng)力廠家提供光纜型號(hào)GYSTA53。光纜外徑15.722.3 mm；允許側(cè)壓力，長(zhǎng)期 1 000 N/100 mm， 短期 3 000 N/100 mm；適用溫度-4060。取光纜外徑18 mm，允許側(cè)壓力1 000 N/100 mm。由此可知：光纜允許壓力0.177 N/mm2，為了保證水結(jié)冰膨脹作用在光纜上的力小于光纜允許壓力，在制作加工微孔泡沫橡膠子管體積壓縮50%時(shí)，應(yīng)力0.15 N/mm2。3.2保護(hù)鋼管內(nèi)相關(guān)體積的計(jì)算光纜保護(hù)鋼管采用外徑/內(nèi)徑為90 mm/80 mm鍍鋅鋼管，內(nèi)穿兩根外徑/內(nèi)徑為36 mm/26 mm泡沫橡膠子管，其中一根泡沫橡膠子管內(nèi)穿一條18 mm光纜，另一根為備用管。取長(zhǎng)度1 m，分別計(jì)算出它們的體積及保護(hù)鋼管內(nèi)所剩余空間的體積。（1）80 mm保護(hù)鋼管的(內(nèi)腔)體積計(jì)算（2）兩根36 mm/26 mm泡沫橡膠子管的體積計(jì)算（3）18 mm光纜的體積計(jì)算（4）保護(hù)鋼管內(nèi)所?？臻g全部為水的體積V水V鋼- V橡- V光5.02410-3-0.973410-3-0.254310-33.796310-3 m33.3水結(jié)冰膨脹體積增加量與泡沫橡膠變形量的計(jì)算0水的比容為1.0002 cm3g，0冰的比容為1.0901 cm3g，體積膨脹率約為10，若繼續(xù)降溫，冰的比容隨之減小。冰體積膨脹率取10，計(jì)算水結(jié)冰體積增加量：V增V水（1+10%）- V水3.796310-3（1+10%）-3.796310-30.3796310-3 m3泡沫橡膠壓縮率取50%時(shí)，計(jì)算泡沫橡膠的變形量：V變V橡50%0.973410-350%0.486710-3 m3水結(jié)冰增加體積對(duì)泡沫橡膠壓縮率(k)的計(jì)算：3.4理論計(jì)算結(jié)果采用泡沫橡膠子管理論計(jì)算結(jié)果如下。 光纜允許壓力0.177 N/mm2泡沫橡膠壓縮50%時(shí)應(yīng)力0.15 N/mm2。 泡沫橡膠壓縮50%時(shí)的變形量0.486710-3 m3冰膨脹體積增加量0.3796310-3 m3。 泡沫橡膠壓縮率50%冰膨脹對(duì)泡沫橡膠壓縮率39%。4保護(hù)鋼管內(nèi)敷設(shè)兩根泡沫橡膠子管質(zhì)量及費(fèi)用的計(jì)算兩根泡沫橡膠子管，取長(zhǎng)度1 m，泡沫橡膠的比重:0.6 t/m3。泡沫橡膠的價(jià)格:17 000元/噸，加工費(fèi)及其他費(fèi):15 000元/噸。計(jì)算兩根泡沫橡膠子管每米質(zhì)量及價(jià)格。兩根泡沫橡膠子管每米的質(zhì)量：m= V橡0.973410-30.60.58410-3 t兩根泡沫橡膠子管每米的價(jià)格：材料費(fèi)：0.58410-317 0009.93 元/米加工費(fèi)及其他費(fèi)：0.58410-315 0008