Page 23 - 网络电信2022年3月刊

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2. 不锈钢光单元+PE护套结构 表2 试验结果汇总
在直径为3.7mm的24芯不锈钢光单元上挤一层高密度聚乙
缆芯结构 有效抗侧压值 备注
烯，直径为10mm。侧压力试验中，侧压力10kN/100mm时，缆
芯微变形，不锈钢光单元中光纤可以自由活动，光纤无附加衰 不锈钢光单元 7kN/100mm 光纤先失效
减。侧压力17.5kN/100mm时，缆芯变形严重，光纤开始受侧压 不锈钢光单元+PE护套 17kN/100mm 光纤先失效
力，光纤衰减增加，保护失效。压扁处略加力弯曲，光纤断裂。 不锈钢光单元+单内铠+铜管+PE护套 30kN/100mm 光纤先失效
试验后光缆截面见下图： 不锈钢光单元+不等径钢丝铠装+铜管 70kN/100mm 护套先失效
+PE护套

四、分析和探讨
1. 光纤本身的抗侧压能力
光纤是由石英玻璃制成的，质地较脆容易断裂。光纤在受
到侧压力时，光纤会变形及受到弯曲的影响，而弯曲是光纤产
生附加损耗的主要原因。在缆芯支撑力失效后，外部侧压力传
递至光纤上，光纤损耗立即增加。
2. 缆芯结构对抗侧压力的影响
缆芯结构对光纤的保护主要有提供足够的安全空间及分散
3. 不锈钢光单元+单内铠+铜管+PE护套结构 缓冲侧压力。对于海底光缆缆芯为中心管结构，而管状结构的
在直径为3.7mm的24芯不锈钢光单元上加2.25mm高强度磷 侧压力与形变量的关系式为：
化钢丝铠装，在钢丝铠装上纵包焊接铜管，在挤一层高密度聚
乙烯，直径为18mm。侧压力试验中，侧压力20kN/100mm时，缆 （1）
芯微变形，不锈钢光单元中光纤可以自由活动，光纤无附加衰
其中F为侧压力，L为受侧压力长度，Δd为形变，E为弹性
减。侧压力30.5kN/100mm时，缆芯变形严重，光纤开始受侧压 模量，I为惯性矩，d为管外径。其中惯性矩I为：
力，光纤衰减增加，保护失效。压扁处略加力弯曲，光纤断裂。
试验后光缆截面见下图： （2）

其中d为管外径,d1为管内径。根据公式（1）与公式（2）可得：

（3）

由式（3）可知，L为常量，当Δd一定时，F与E成正比、与
d1成反比。但是海缆芯受侧压力时并不是弯曲的弹性变形，需
要进一步的试验才成确定。
3. 材料及工艺缆芯抗侧压力的影响
4. 不锈钢光单元+不等径铠装+铜管+PE护套结构 缆芯时一个组合体，所用材料及生产工艺对缆的抗侧压性
在2.7mm的24芯不锈钢光单元上加两层高强度磷化钢丝铠 能有很大的影响。
（1）材料对缆芯抗侧压力的影响。不锈钢光单元中钢管所
装，在钢丝铠装上纵包焊接铜管，在挤一层高密度聚乙烯，
用不锈钢带的硬度及厚度、护套的厚度及弹性模量均会直接影
直径为18mm。侧压力试验中，我们直接将该缆芯侧压力加至
响抗侧压力。
50kN/100mm，光纤损耗无任何变化。试验后，护套有明显的变
（2）工艺对缆芯抗侧压力的影响。不锈钢光单元与铜管生
形，受压段截断后，铜管结构略有变形，不锈钢管仍基本保持 产过程中都有焊接过程，如果焊接质量不行，会大幅降低缆的
圆整，光纤能自由活动。压扁处经反复弯曲后，铜管内部结构 抗侧压性能。结构松散与结构紧致的缆芯抗侧压能力也不一样。
完好，光纤无附加衰减。侧压力加至70kN/100mm，护套有破损。
试验后光缆截面见下图： 五、结论
对四种缆芯（含不锈钢光单元）进行抗侧压力试验，可以
用于初步验证海光缆缆芯结构及护层的对缆芯抗侧压力的影响。
在相同条件下的试验结果表明选择不同的缆芯结构对抗侧
压力有不同。这个也符合我们维修工程的统计，当海底光缆受
到锚钩挂时，先损坏光纤还是先损坏缆的绝缘层。
不同的缆结构成本也相差较大，在考虑经济因素的同时考
虑缆芯结构的选型。
参考文献：
5.试验结果汇总 [1] GB/T7424.2-2008“光缆总规范第2部分:光缆基本试验方
试验结果汇总于表2。
法”,中华人民共和国国家标准:2008.11北京

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