حفاظت کابل های فیبر نوری در برابر جوندگان
کابلهـای نـوری ممکـن اسـت در محـل نصـب توسـط گونه‌هـای مختلفـی از جونـدگان مـورد هجـوم واقـع شـوند بـه عنـوان مثـال:
- موشهای صحرایی (راتوسها)
- موشهای آبی (در شمال اروپا)
- گوفرها (در شمال آمریکا)
را می‌تـوان نـام بـرد کـه می‌تواننـد صدمـات زیـادی بـه کابل‌هـا وارد نماینـد. حیوانـات دیگـر نیـز ممکـن اسـت کابل‌هـا را هـدف قـرار دهنـد بـه عنـوان مثـال:
- موریانه
- دارکوب (که به کابل‌های هوایی صدمه می‌رساند)
- روباه قطبی (در گرینلند)
نیـز ماننـد جونـدگان بـه کابل‌هـا صدمـه می‌زنند. در بیشـتر مـوارد ممکـن اسـت کابـل بـا یـک روکـش پلی‌اتیلـن (PE ) اسـتاندارد بـدون هر گونه آسـیب نصب شـود. در سـایر موارد بـا توجـه بـه شـرایط محلـی، کابـل محافظـت نشـده ممکن اسـت مـورد حملـه و آسـیب قـرار گیـرد. کابل‌های نـوری از کابلهـای مخابراتـی سـنتی هسـتند کـه بـا توجـه بـه قطر نسـبتا کوچـک خود، بیشـتر در معـرض حمله جونـدگان قرار می‌گیرنـد. در تمـام دنیـا بررسـی‌ها و روش‌هـای متعـددی بـا درجـات سـختی مختلـف، برای آزمـون حفاظت کابل نـوری در مقابل جونـدگان تعریـف می‌شـود که سـه نتیجـه اصلـی را می‌توان از ایـن بررسـی‌ها اسـتخراج نمود:
- اگـر آزمون‌هـای جونـدگان تحـت شـرایط شـدید انجـام گیـرد، فقط کابلهـای با زره فولاد، دارای حفاظت 100% خواهنـد بـود، زیـرا ایـن مواد نسـبت بـه دنـدان جوندگان بسـیار سـخت‌تر هسـتند.
- همچنین ثابت شـده اسـت که زره دی‌الکتریک متشـکل از عناصـر سـفت و سـخت با ویژگی‌های فیزیکـی و ابعادی خاص تحت شـرایط سـخت مؤثر اسـت.
- در شـرایط معمول سـایر موارد حفاظتـی در برابر جوندگان کافـی اسـت، مشـروط بـه اینکـه قطـر کابـل از مقـدار مشـخصی بیشـتر باشد.
روشهای حفاظت در برابر جوندگان مواد روکشی مناسب برای حفاظت
- روکش پلی آمید 12( 12 PA)
بیـش از 10 سـال اسـت کـه از روکـش 12 PA بـه صـورت یـک لایه نـازک بـا ضخامـت ۰/۵ میلیمتر جهـت حفاظت در مقابـل جونـدگان اسـتفاده می‌شـود. تقریبا 10 هـزار کیلومتـر از کابـل بـا ایـن نـوع حفاظـت، نصب شـده اسـت. تجربـه نشـان می‌دهـد کـه ایـن حفاظـت در شـرایط عـادی در شـمال اروپـا مؤثـر بوده اسـت. روکـش PA12 علاوه بر محافظـت در برابـر جونـدگان، محافـظ در برابـر موریانه بوده و دارای سـطح سـخت و هموار اسـت. این مواد در رنگ‌های نارنجـی، سـیاه، آبـی، قرمـز، سـبز و زرد عرضـه می‌شـوند و سـختی آن بالاتر از 70 D shore اسـت.
- مواد پلی پروپیلن (PP)
در ســـال‌های اخیــر اســتفاده از لایه پلی پروپیلــن بــا ضخامــت ۰/۵ میلی‌متــر بــه عنــوان روکــش نهایــی مرســوم شــده اســت. ایــن روش بــرای حفاظــت در برابــر جونـدگان مؤثـر بـوه اسـت. اثربخشـی مـواد PP بـه دلیـل ســطح ســخت آنهاســت. ایــن مــواد بــه ســختی مــواد پلی‌آمیــد یــا نایلــون (12 PA ) اســت. ســختی آن برابــر ShoreD66 است.
- مواد روکشی دافع جوندگان
مـواد روکشـی دافـع جونـدگان نیـز اخیراً مـورد اسـتفاده قرار می‌گیرنـد تـا جونـدگان را از خود دور سـازند. روشهای مورد اسـتفاده جهـت دفع جونـدگان، اسـتفاده از مواد شـیمیایی در مـواد کامپونـد بـوده که باعث می‌شـود مزه ناپسـندی داشـته باشـد. البتـه باید توجه داشـت بعضی از انواع جونـدگان صرفا بـرای حفـظ سلامت دندان‌های خـود هر چیـزی را می‌جوند بـدون ایـن کـه از مواد روکشـی ارتـزاق کنند. بعضـی از مواد نیـز دارای مـواد بدبـو و مشـمئزکننده هسـتند کـه باعث دور کـردن حیوانـات از کابـل می‌شـود. اسـتفاده از ایـن مـواد به دلیـل آلودگـی محیـط و ملاحظات زیسـت محیطـی بسـیار کم اسـت.
زره های فولادی
زره‌هـای فولادی بـه صـورت نـوار و یـا سـیم هسـتند کـه علاوه بـر حفاظت در برابـر صدمات مکانیکی بـرای حفاظت در برابـر جونـدگان نیـز مـورد اسـتفاده قـرار می‌گیرند.
- نوار فولاد پوشش دار و محافظت خوردگی
نوارهـای اسـتیل با پوشـش پلیمری خـود در مقابل خوردگی محافظـت شـده‌اند. در طـول فرآینـد تولیـد کابل، ایـن نوار بـه صـورت دندانـه و یـا کروگیـت در می‌آیـد تـا کابـل بـه هنـگام خـم شـدن عملکـرد بهتـری داشـته باشـد. نوار کروگیـت شـده بـه دور هسـته کابل پیچیـده می‌شـود. این نـوار علاوه بـر حفاظت در برابـر ضربات مکانیکـی، در برابر جونـدگان نیـز از کابـل تـا 100 درصـد محافظـت می‌نماید. ضخامـت اسـتاندارد ایـن نوارهـا ۰/۱۵۵ میلیمتر اسـت که باعـث می‌شـود کابـل، نسـبتا وزن کـم و انعطاف‌پذیـری خوبـی داشـته باشـد. جهـت حفاظـت در برابـر خوردگـی، لایه‌هایی از کـروم و کـروم اکسـید بـر روی نـوار اسـتفاده می‌شـود. ایـن لایه باعــث می‌شـود مقاومـت بالایی در برابـر خوردگـی بـر روی سـطح نـوار ایجـاد شـود. در هر دو طـرف نـوار پوشـش پلیمـری بـا ضخامـت ۰/۰۵ میلیمتـر سـطح نـوار را می‌پوشـاند.
- سیم های فولادی
ایـن زره فلـزی، از سـیم‌های گالوانیـزه فولاد نـرم سـاخته شـده و بیـن روکـش داخلـی و غلاف خارجی قـرار می‌گیرد. در بیشـتر مـوارد، ایـن زره بـرای محل‌هـای سـخت و جهت حفاظت کابل در شـرایط سـنگین اسـتفاده می‌شـود در جایی کـه ممکـن اسـت ضربـات مکانیکـی سـنگینی در هنـگام نصـب بـه کابل وارد شـود. ایـن زره می‌تواند کابـل را در برابر جونـدگان تـا 100 درصـد نیـز محافظـت نماید.
الیاف شیشه
الیـاف شیشـه به عنـوان عناصر مقـاوم کششـی در کابل‌های نـوری اسـتفاده می‌شـوند. در سـال‌های اخیـر اسـتفاده از آنهـا بـرای حفاظـت در برابـر جوندگان نیز بیشـتر مـورد توجه قرار گرفتـه و تولیـد کابلهـای فیبـر نـوری بـا ایـن الیـاف بـرای حفاظـت در برابـر جونـدگان افزایـش یافتـه اسـت. در آزمون انجـام شـده توسـط یـک آزمایشـگاه مسـتقل، ثابـت شـده اسـت کـه ایـن کابل‌هـا در برابر حملات جونـدگان کوچک، مقاومـت مؤثـری از خـود نشـان می‌دهنـد. عملکـرد الیـاف شیشـه بـا اصـول روش‌هـای حفاظتـی دیگر متفاوت اسـت. هرچنـد جونـدگان بـه راحتی به الیه الیاف شیشـه دسترسـی مـی‌یابند ولـی به هنـگام جویدن آن احسـاس ناخوشـایندی بـه آنهـا دسـت می‌دهد.
پلاستیک تقویت شده با الیاف شیشه (FRP / GRP)
ایـن مـواد دی‌الکتریـک متشـکل از عناصـر سـفت و سـخت (GRP/FRP) اسـت کـه ویژگی‌هـای فیزیکی و ابعـادی آنها بـا دقـت انتخاب شـده اسـت. این عناصـر معمولا بـه صورت گـرد بـوده و بـه عنوان عنصـر مقـاوم در کابل مورد اسـتفاده قـرار می‌گیـرد. در صورتـی کـه بـه عنـوان زره از ایـن مـواد اسـتفاده شـود بایـد آنهـا را به صـورت تخت تولیـد نمود. عناصــر FRP تخــت در اطـراف هســته کابــل اســترند می‌شـود. بـه طـور معمـول در سـاختار کابـل، دو روکـش در نظـر گرفتـه می‌شـود و ایـن زره دی‌الکتریـک بیـن آنهـا قرار می‌گیـرد. بـا ایـن روش، میـزان حفاظـت در برابـر جونـدگان مشـابه نـوار فلـزی 100 %خواهـد بـود و علاوه بـر آن کابل کاملا دی الکتریـک (غیـر فلـزی) خواهـد بـود و دارای ایـن مزیـت اسـت کـه در مقابـل رعــد و بـرق و اتصـال بـه ولتاژ بـرق، محفـوظ است.
بـه منظــور بررســـی کیفـی کابل از نظـر واجـد شـرایط بودن آنهـا در آزمـون حفاظـت در برابر جونـدگان، آزمایشـی انجـام گرفت که نشـان داد تنها 3 نمونه ز ایـن کابل‌هـا می‌تواننـد در برابـر جونـدگان مقاومـت نمایند و مؤثرتریـن روش بـرای حفاظـت کابـل اسـتفاده از زره های فولادی و یـا FRP تخـت است.
آزمون بررسی کیفی کابل در مقابله با جوندگان
در ایـن آزمایـش عملـی کابل‌هایـی بـا سـاختارهای متفاوت در معـرض جونـدگان قـرار گرفتنـد. سـاختار ایـن کابل‌ها به ترتیـب معرفی شـده اسـت:
1 -کابـل کانالـی بـا الیاف شیشـه بـه مقـدار 226300 دتکس (گـرم در هـر 10000 متـر) و روکـش HDPE بـه ضخامت ۱/۵ میلیمتـر و قطـر نهایـی ۱۳/۴ میلیمتـر
2 -کابـل کانالــی بـا الیــاف آرامیـد (کولار) و بـه مقــدار 82100 دتکـــس و روکــش HDPE بـه ضخامــت ۱/۵ میلیمتر و قطر نهایی ۱۲/۷ میلیمتر
3 -کابـل خاکـی بـا الیاف شیشـه بـه مقـدار 226300 دتکس، روکـش داخـل PE ،روکـش نهایـی HDPE بـه ضخامـت 2 میلیمتر، قطر ۱۷/۵ میلیمتر
4 -کابـل خاکـی بـا الیـاف آرامیـد بـه مقـدار 38600 دتکـس، روکـش داخـل PA ،روکـش نهایـی HDPE بـه ضخامـت 2 میلیمتر، قطر ۱۴/۵ میلیمتر
5 -کابـل خاکـی بـا الیـاف شیشـه بـه مقـدار 86400 دتکس، روکـش داخـل PE ،روکـش نهایـی HDPE بـه ضخامـت 2 میلیمتر، قطر ۱۷/۵ میلیمتر
6 -کابـل خاکـی بـا الیـاف آرامیـد بـه مقـدار 28800 دتکـس، روکـش داخـل PE ،روکـش نهایـی HDPE نارنجـی بـه ضخامـت ۱/۸ میلیمتـر، قطـر ۱۷/۵ میلیمتـر
7 -کابل خاکی با الیاف شیشه به مقدار 12000 دتکس، روکش داخـل E ، روکـش نهایـی HDPE به ضخامـت 2 میلیمتر، قطر ۱۷/۵ میلیمتر
8 -کابـل خاکـی بـا نـوار اسـتیل و بـه ضخامـت ۰/۰۲۵ میلیمتـر، روکـش داخـل PE ،روکـش نهایـی HDPE بـه ضخامـت 2 میلیمتـر و لایه‌های از پلی آمیـد، قطـر ۱۸/۵ میلی متـر
9 -کابـل خاکـی بـا نوار اسـتیل و به ضخامـت ۰/۱۵ میلیمتر،روکـش داخـل PE ،روکـش نهایـی HDPE بـه ضخامـت 2 میلیمتر، قطر ۱۶/۵ میلیمتر
10 -کابـل خاکـی با FRP نـواری، روکش داخـل PE ،روکش نهایـی HDPE بـه ضخامـت 2 میلیمتـر، قطـر ۱۵/۵ میلیمتـر
بـرای آزمـون مقاومـت در برابـر جونـدگان، نمونه‌هایـی از کابلهـای مختلـف در معـرض هجـوم راتوس‌هـا (موش‌هـای وحشـی که در قفـس نگهداری می‌شـوند) قرار گرفتنـد. آزمون بـرای هـر گـروه کابل سـه هفته و هر هفته سـه بار انجام شـد. هـر گـروه کابل شـامل 3 نمونه بـود. کابل‌های به شـماره‌های 2 و 9 بـه ترتیـب بـه عنـوان مرجـع بـرای ضعیف‌تریـن و قوی‌تریـن کابل هـا در نظـر گرفتـه شـد. تصویـر زیـر بـه خوبـی نشـان دهنـده وضعیـت نهایـی نمونه هـای آزمایـش شـده و توانایـی آنهـا بـرای محافظـت از هسـته های کابـل نـوری در برابـر جونـدگان بـوده اسـت. کابل هـا بـا شـماره های 1 تـا 10 ،بـه ترتیـب از چـپ بـه راسـت نشـان داده شـده اند.
نتیجه گیری
ضخامـت هرچـه باشـد و حتـی روکش هـای نهایـی بـا لایه پلی آمیـد، در مقابـل جونـدگان از بیـن می‌رونـد. در صورتـی کـه امـکان اسـتفاده از نـوار اسـتیل در سـاختار کابـل باشـد، ایـن لایه در مقابـل جونـدگان مقاومـت عالی از خود نشـان می‌دهنـد. در صـورت ممنوعیـت اسـتفاده از فلـز در سـاختار کابـل، نوارهـای FRP فقط می‌توانند هسـته کابـل را در برابر جونـدگان محافظـت نمایند.
این مقاله توسط مهندس محمدعلی مساواتی نوشته شده و در مجله سیم و کابل منتشر شده است.
