一、 问题提出
随着局域网、城域网的不断建设以及3G、FTTH的逐步临近，近年来，我国光缆的敷设量一直在不断增长，光缆工程建设队伍也在不端发展，他们为我国信息化建设作出了突出贡献，不过在快速发展的过程中，随着光缆竞争的日益激烈和生产工艺的日益成熟，光缆工艺结构也发生了很大的变化，因此对施工质量也提出了更高的要求，本文主要介绍论文普通架空光缆在施工中可能出现的一些断纤事故，通过事故现场取证、试验实验证以及理论推理等方法分析原因，同时针对性提出一些施工建议，希望能更进一步提高光通信线路建设质量。
二、 故障现象
普通架空光缆在敷设使用中，常见的一种断纤故障现象为:在光缆布放后，发现某段光缆多出断纤，断点位于不同管号、不同纤号，护套表面没有明显损伤痕迹，但有不同成都的椭圆现象，收回的光缆在不受力的状态下，自然弯曲。并剥光光缆护套后，有下述现象：
（1） 缆芯单侧有收挤压变形的痕迹；
（2） 压痕深浅程度不一，严重的地方钢带轧纹痕迹已经印在套管上；
（3） 断纤处的套管挤压变形特别严重；
（4） 此类事故多发生与线路转角附近；
三、 原因分析
1、 问题点：
（1） 光缆外表面已经明显发扁。
（2） 光缆的钢丝移位。
（3） 束管和填充绳已经严重变形，有明显的受力痕迹。
（4） 使用工具将变扁的光缆进行修复，光纤的台阶偶尔会消失。
2、 分析：
初步分析，故障光缆是受过大的侧压力，导致光缆变形，从而是光纤受力沉声台阶。钢丝向外观变扁的部分移位。由于此盘光缆是架空用的，所以应该是在转向处使用了半径非常小的滑轮，或者是光缆脱轮，使得光缆严重受力。
★ 拉伸
负载要求：长期拉力600N,短期拉力1500N
验收要求：在受长期允许张力下光纤应无明显附加衰减和应变，在短期拉力下光纤的附加衰减不超过0.1dB和应变不超过0.1%，在此拉力去除后，光纤应无明显附加衰减和应变，光缆也应无明显的残余应变，护套应无目力可间开裂。
长期拉力对应光缆敷设完成后所承受最大力。
短期拉力对应光缆施工时所承受的最大拉力。
★ 压扁
试验要求：标准中的压扁力是光缆在100mm长度方向可以承受的额定压力，长期压扁力300N/100mm，短期压扁力1000N/100mm。持续时间为1分钟。
验收要求：在长期允许压扁力下光纤无明显附件衰减，在短暂压扁力下光纤附件衰减应小于0.1dB，在此压力去除后光纤无明显残余附加衰减，护套无目力可见开裂。
光缆的机械性能试验，是综合模拟光缆在安装和使用过程中受力状态下的性能。如果光缆的各项机械性能的试验都合格，就能保证正常安装过程中光缆不受到损伤，并且，光缆在设计时有大量的余量，按照光缆安装敷设的有关规范规定，光缆在施工过程中的弯曲半径应不小于20倍光缆外径。布线时的张力应小于80%最大张力。
造成束管出现如此严重的挤伤，光缆在布线过程中受到的外力应大大超过了标准要求。
在施工条件比较复杂的时候，很可能在光缆布放的拐角处发证施工事故，对于架空布放的光缆弯曲可能发生在上下杆塔或转向处，联系到故障点距离线路的转角点不远，估计导轮的弯曲直径太小或光缆从导向滑轮脱落，从而使光缆受到很大的侧压力。导致光缆变形。
对于光缆在小角度下受张力弯曲的情况，我们可以做一下受力分析。我们研究光缆在滑轮上的受力情况，假设光缆在滑轮上无弹性伸长，并忽略摩擦力，该滑轮半径为r，取一力，a为光缆沿滑轮的包角，由于光缆是在滑轮上滑动，所以微段光缆一端的拉力为F，另一端的拉力为F+d F,摩擦力为f.dN,f.为摩擦系数，则：
dN=F.sin(da/2)+(F+dF).sin(da/2) (1)
因为da 很小，所以sin(da/2)≈da/2,且略去二阶微量
dF. sin(da/2)，得
dN=F.da (2)
又，该微段光缆dL与包角a及滑轮半径的关系为
dL=2.r. sin(da/2) (3)
同样，因为da 很小，所以sin(da/2)≈da/2，得
dL=r.da (4)
压强P=N/S,而S=L.K,K为宽度，又由式（2）、（4），
得
P=N（r.k） (5)
由上面的受力分析，我们可以看出，拉力一定的情况下半径越小；或是半径一定时拉力越大，则光缆受到滑轮的压强就越大，过大的拉力结合小的半径，就会对光缆构成危害。
假设拖放时的张力为1200N，我们曾经观察到有些饿地方用的滑轮直径不到5cm,这时折算成光缆侧压力1200N/25mm=4800N/100mm（光缆与滑轮接触的宽度不计），已接近额定侧压力的5倍。那么在光缆内部，缆芯中的钢丝在受压一侧对光纤松套管及塑料填充绳的压力就非常大了。再加上光缆在被沿滑轮拖动，在某个拐角处，沿该处一定长度上的光缆中松套管及填充绳就可能被压扁，严重的时候光纤就会断裂。
假设拖放时的张力为1200N，有的甚至没有滑轮直接将光缆放在钢绞线的挂钩上进行拖拉。这是折算光缆的侧压力比上面使用直径不到5cm的滑轮，所造成的侧压力要大的很多，直接导致光缆中间的钢丝压迫束管和填充绳，导致束管和填充绳变形，从而影响光纤的传输性能，甚至可能会发生断纤的现象。
在实际的施工现场，我们经常可以看到4-6各工人在同一处用力拖光缆或者是使用四轮拖拉机进行拉缆的现象，1000N的拉力约等于100KG，差不多是两个成年男子的力量。五、六个人一起用力或者是拖拉机的拉力应该远远大于光缆所能承受的最大拉力。从上面的计算可以证明，光缆在不正规的施工中受到的张力是非常大的。在出故障的光缆上，发现钢丝位置发生变化，说明光缆在布放时产生了一定的变形。
3、 为了更好的验证是施工不当造成的光缆损伤，我们在公司试验室进行了实际的模拟试验
将光缆通过直径为5CM的滑轮，张角分别为120°和90°。拉力分为1500N，2000 N,3000N等。实验完毕后发现所有1500N的拉力下，光缆的表面没有明显的磨痕，2000N和3000N的光缆外观有磨损，并且不同程度的有发扁的现象。将光缆受力的部分解剖开，发现所有的光缆样品里面的束管、填充绳在受压一侧（靠近滑轮）已经变扁，钢丝也有弯曲的现象。
同时将滑轮的直径加大，使得符合标准的要求，在1000N,1500N,2000N的拉力下光缆表面没有任何变化。束管和填充绳的现象。
将滑轮去掉，直接将光缆和倒角为45度的设备直接接触，发现在1000N的拉力下光缆已经变形，在1500N的拉力下光缆护套已经破开。
通过上述实验证明，光缆的外光变扁，束管和填充绳受挤压变形，钢丝移位，原因是施工时的滑轮直径太小或者是根本没有使用滑轮造成的。通过实验我们还发现如果滑轮足够大，既是拉力大一些，光缆也不容易受伤。对直径较小滑轮，如果拉力大一些，光缆也不容易受伤。对直径较小滑轮，如果光缆通过时滑轮转动灵活，使拉力保持在较低的水平，光缆也不容易受到损伤。
四、 关于光缆施工的建议
1、 光缆施工要严格按照施工的规范进行。
2、 光缆转弯时，其转弯半径要大于光缆自身直径的20倍，如架空光缆在上下杆塔时，应当尽量减小弯曲的角度，同时给光缆盘实加助力，减少光缆的防线张力。
3、 光缆布放前，应对施工及相关人员就施工应注意的事项进行适当培训，如放线方法要领和安全等内容，并确保施工人员服从指挥。
4、 应安排相关人员分布在光缆盘放线处、穿越障碍地形拐角处等持，以便既是发现问题，排除故障，控制防线中的速度，并减少放线盘的张力。
5、 光缆布放过程如遇到障碍、应停止拖放，既是排除。不能用大力拖过，否则会造成光缆损伤。
6、 光缆防线时，张力要稳定，不能超过光缆标准的要求拉力。
五、 结论
光缆在受到大张力时以小角度通过弯曲半径很小的滑轮或有棱角的坚硬表面，会使光缆局部受到远大于额定值的侧压力，式光缆内部结构破坏，严重是造成断纤。
光缆的施工单位应不断总结经验，努力提高施工质量，预防类似施工事故发生。
来源：
