搜索
光缆接头盒高低温循环试验中的密封问题分析电信技术作者：信息产业部邮电工业产品质量监督检验中心廖运发戴真2007-12-1010:48光缆接头盒高低温密封问题随着我国光通信网络的快速发展，光纤光缆及其附件种类越来越多。根据光缆种类的不同，目前的光缆接头盒分为室外光缆接头盒、OPGW光缆接头盒、浅海光缆接头盒及微型光缆接头盒等。随着光缆种类的增加，还将出现更多与新型光缆相适应的接头盒，如微吹布放光缆接头盒、排水管道光缆接头盒、路槽光缆接头盒等。1循环试验的基本情况表1接头盒高低温循环试验条件表1是YD/T814.1-2004中规定的接头盒高低温循环试验条件。在室温下，将试样置入温控箱，以1℃/min的速率升温至高温，在高温下恒温2h，接着降温至室温，在室温下恒温2h，然后降至低温，在低温下恒温2h，再升温至室温，在室温下恒温2h，如此构成一个循环，共做10个循环。图1是高低温循环试验温度变化曲线。图1高低温循环试验温度变化曲线（1个循环）一般来说，接头盒内温度变化与温控箱温度变化相比有一些滞后，但这对分析接头盒内压力大小没有影响，可以不考虑。假设接头盒内空气为理想气体，当温度变化时，在不漏气的情况下，接头盒内气体体积的变化影响可以忽略不计。根据查理定律，即一定质量（M）的气体，在体积（V）保持不变的情况下，其压强（P）与温度（T）成正比，即P/T=常数。其中T为绝对温度。根据标准要求，初始状态室温为20℃、压强为160kPa（60kPa+100kPa），应用查理定律求得的高低温循环试验接头盒内压力变化曲线如图2所示。图2高低温循环试验接头盒内压力变化曲线（1个循环）从图2可以看出，接头盒内最高气压为183kPa，相对于大气压为83kPa，比常态60kPa增加了很多，因此对接头盒的气密性要求更高。2试验中盒内气压降低原因分析光缆接头盒的高低温循环试验是为了检验光缆接头盒的密封性能否适应露天环境的温度变化。光缆接头盒的密封性能失效既可能发生在高低温循环试验前，也可能发生在试验中，其中发生在极限高温或低温试验过程中的可能性最大。在试验前密封性能发生失效的可能性存在于光缆接头盒本身以及试验时安装的气门嘴或光缆上，但主要来自于光缆接头盒密封材料本身。2.1盒体本身盒体本身漏气现象并不少见，主要是安装不当导致的。室外光缆接头盒的种类较多，归纳起来主要有卧式(又称哈呋式)和帽式。卧式的特点是盒体由两部分组成。按照盒体的紧固方式，卧式又可分为卡箍式和纯螺钉式。卡箍式是将4块斜口插板插入，用4颗不锈钢螺钉拧紧。纯螺钉式是在盒体周围对称的若干位置使用螺钉将盒体紧固在一起。光缆接头盒的结构不同，密封安装复杂度和对安装人员的技术水平要求也不同，如卡箍式光缆接头盒对安装人员的技术水平要求较高，如果让经验不足的人员安装，则可能因安装不当而出现漏气现象。2.2密封材料密封材料不佳是导致光缆接头盒密封性能失效的主要因素。密封材料失效导致接头盒内气体泄漏主要发生在高低温循环试验过程中。在高温时，接头盒内的气压最大，而且密封材料容易出现软化现象，因此接头盒的薄弱处很容易破裂。而在-40℃时尽管盒内气压不大，但密封材料容易脆化而失去弹性，当温度升高时，盒内气压回升，密封材料无法复原从而导致盒体破裂。要保证光缆接头盒的气体密封可靠性，采用的密封材料应满足如下要求。（1）具有较好的热稳定性。热稳定性是指密封材料具有足够的耐热性能及耐寒性能，最基本的要求是能在规定的时间内耐温变(-40℃～65℃)，不因温度变化而失效。热稳定性是衡量光缆接头盒密封胶带性能最重要的指标。（2）具有合理的机械性能。机械性能主要指硬度、拉伸强度和断裂伸长率等。合适的硬度才能让密封橡胶填实光缆接头盒的密封槽，行业标准推荐的硬度为2.5≤HA≤5；较好的断裂伸长率可以防止安装时胶带断裂从而影响密封的整体性，行业标准推荐的断裂伸长率为σT≥250%；适当的拉伸强度可以防止盒体在气压作用下挤破密封胶带，行业标准推荐的断裂伸长率为σT≥150%。（3）具有较强的防老化性能。由于室外光缆接头盒常年放置在露天环境中，因此要求密封胶带必须具有防止或延缓热氧老化特性。目前,我国光缆接头盒采用的密封材料有非硫化自粘橡胶和硫化橡胶。此外，考虑重复开启因素，有些采用硅橡胶垫圈作为密封材料。2.3其他原因（1）气门嘴根据标准规定，光缆接头盒在高低温循环试验前必须安装气门嘴，以便使光缆接头盒充入一定压力的气体，并通过其在试验前后测量盒内气压。气门嘴存在质量问题或者安装不当都会出现漏气，主要表现为接头盒盒体及密封材料无明显变形和漏气，但充入气体把盒体完全置于水中，气泡从气门嘴处溢出。虽然这并非光缆接头盒盒体本身的问题，但会影响光缆接头盒的检验结果，因此必须给予重视。为了尽量避免这种情况的发生，应选用质量好的无内胎压紧式气门嘴，并可靠地安装在盒体曲率半径最大的地方。（2）光缆光缆接头盒进行高低温循环试验时需要接入一段光缆以模拟光缆在线路上的实际工作情况。接入的光缆要求能够保证光缆本身的密封性能非常可靠，否则无法保证光缆接头盒的密封性。此外，光缆与接头盒的密封处理非常重要。安装光缆时，应尽量把光缆加强芯固定住，并把光缆护套压实，防止光缆护套与加强芯之间产生滑移，然后使用热稳定性好的密封胶带把光缆与接头盒密封好。3结束语光缆接头盒的密封性能是一个系统工程，任何一个环节出现问题都可能导致漏气。因此，要保证光缆接头盒的密封可靠性，就必须保证盒体、密封材料及其他附件的结构及材料可靠性，并指定具有丰富经验的人员进行封装。封装好后建议充上100kPa气压的空气，并放置48h以上，如果气压无明显变化则可进行高低温循环试验。