光纤熔接保护套管创新研究

黄超

摘 要：光纤熔接保护套管的作用是，在用光纤熔接机接续光纤时，对光纤接续点进行保护，就像那些伤筋动骨的外科手术后都要打上石膏和绷带一样，保护套管的作用至关重要。在电力光缆中，光纤芯数多，光纤熔接保护套管用量也大。目前，电力光缆熔接时使用的热缩保护套管有很多不便之处，有必要改善光纤熔接保护套管。

关键词：光纤熔接;保护套管;电力光缆

中图分类号：TN929.11文献标识码：A文章编号：1674-1064（2021）08-084-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.08.042

1 现有光纤熔接热缩套管性能分析

目前，笔者进行电力光缆熔接工作中，主要用到的光纤保护套管是热缩管。热缩保护套管由两层透明的塑料热熔管和不锈钢棒组成，为聚乙烯材料管，内壁涂有热熔胶。光纤经过电热熔接后，将接头部分放入热缩保护套管中，对套管进行加热，套管软化收缩，将光纤接头和小钢棒包覆在一起，对光纤连接处起到强度保护作用，主要结构如图1所示。

现在使用的热缩保护套管技术已使用了20多年，优点是制作工艺已相对成熟、制作成本低，但其在使用时也存在一些缺点。在日常的光缆熔接工作中，笔者发现了一些热缩套管使用的不便之处：

在光纤熔接前必须将其中一端提前穿入套管，熔接后无法放入套管。现在光缆所用纤芯数普遍较多（24芯、48芯），熔接过程中如果某一芯忘记提前穿入热缩套管，这一芯熔接好后便需要重新切开，穿入套管，重新剥涂层，重新将两端光纤熔接面切割齐进行熔接。

热缩套管使用时必须加热，所以现在所用的光纤熔接机都必须带有热缩管加热功能，这一功能耗电较多，会增大熔接机体积、重量，减少熔接机蓄电池的使用时间，需要携带备用蓄电池或频繁充电。光缆熔接机大部分时间是在外携带使用，体积小、重量轻，充满电后续航时间长，方便使用。

熔接机的加热功能是定时自动关闭，将熔接好的光纤放入热缩管，放进熔接机的加热器，自动加热1分钟，加热自动关闭。加热的程度难以控制，冬天低温，室外工作环境-10℃，自动加热冷却后，从加热器取出套管发现套管仍然松动，未固定在光纤熔接处，需要再放入加热器加热;夏季高温40℃的工作环境，加热会过量，会使套管的塑料管软化严重，弯曲变形，可能导致管内纤芯受热软化弯曲，造成光纤衰耗增加[1]。

热缩套管为一次性消耗品，固定好后无法打开查看，遇到光缆某一芯中断，在接头盒内光缆熔接处排查断点时比较困难，无法确定热缩套管中的纤芯是接通还是断开。对于疑似中断的光纤，只能从热缩管两端切断，重新熔接。

2 光纤熔接套管的改进创新

针对以上光缆熔接过程中遇到的热缩套管使用不方便的问题，笔者从三个方面着手，对光纤熔接保护套管进行改进研究。

取消光纤保护套管需要加热这一环节，在熔接纤芯数量较多的光缆时，会大幅减少光缆熔接时间。还可以减掉熔接机的加热功能，减小熔接机的体积与重量，方便携带，减少熔接机耗电量，增加蓄电池工作时间。

改善现有热缩套管，一经使用就无法查看里面光纤接头处是否断开这一特点，使光缆故障排查时能方便查看光缆接头盒内光纤熔接点的通断情况。

将光纤熔接保护套管从一次性消耗品变为可回收重复使用。由于光纤保护套管使用数量庞大，在临时的光缆线路中，原热缩保护套管在线路撤掉后无法回收，为了减少材料浪费，笔者将其改良为可多次重复使用。

3 可拆式光纤保护套管结构设计

目前，常用的光纤热缩保护套管为圆柱状，直径4mm，长度60mm，为单光纤使用，一个热缩套管一次穿入一根光纤进行熔接。也有进行违规操作的，为节省材料，一个热缩套管穿入4～6根光纤进行熔接，这样熔接也可正常使用，但是其中一芯中断，检查修复时整个热缩套管中的所有纤芯都要切断，重新熔接。

根据这一现状和平时工作中的经验，为方便使用，笔者设计的可拆式光纤熔接保护套管为长度60mm，截面边长8mm的方形柱体，当然也可根据需要制作成圆柱体。外壳为硬质塑料，起到加固作用，中间填入固体软硅胶材质，起到增加摩擦和保护作用。外壳为上下开合式，一侧为软连接，另一侧带有卡扣，方便光纤熔接好后放入和后期检查时的打开查看。该保护套管可用于单根光纤熔接使用，也可在硅胶填充物上做上对应数量的压槽，同时放入4～6根光纖，但每根光纤需要平行放置，不能交叠。使用时将熔接好的光纤放入可拆式保护套管中，盖上、扣好即可，设计图如图2所示。

这种可拆换式光纤熔接保护套管也能直接当小型接头盒使用。需要在光纤数量较少的情况下，而且保护套管要固定住，不能移动，两端光纤不能承受拉力。这种独立用法在电力光缆中使用较少，只能用于尾纤熔接，可使用在移动通信领域。在电力光缆熔接时，只需要将扣好的保护套管放入接头盒排列固定即可。

4 可拆式光纤熔接保护套管样品测试

针对上述研究方案，笔者利用3D打印技术制作了可拆式光纤熔接保护套管的样品。由于3D打印材质的特性，无法制作卡扣和一侧的软连接，只能制作成上下两半，使用时用电工胶带缠裹压紧，如图3所示。

经过对样品的使用测试，可拆换式光纤熔接保护套管可以在光纤熔接过程中使用，能对熔接好的光纤起到加固保护作用，同时也不影响光纤信号的正常传输[2]。在使用时，可拆式光纤熔接套管可减少一半光纤熔接时间，对于纤芯数目较多的电力光缆，可在很大程度上减少光缆熔接时间，提高光缆熔接工作效率。在光缆通信中断检修试验时，找到光缆中断位置附近的接头盒，打开接头盒可直接打开光纤保护套管，查看其中熔接点的通断情况，查看后直接盖好即可。原用热缩保护套管无法打开查看，只能从套管两边切断测试，测试后重新换新套管、重新熔接。可拆式套管可减少检修时间，提高检修效率。在临时使用的通信光缆回收时，可拆换式保护套管可随光缆、接头盒一起回收利用，减少资源浪费。

参考文献

[1] 朱淑云，谢芳娟，陈艳.电力光纤损耗及测试方法研究[J].电网与清洁能源，2016，32（12）：34-38，46.

[2] 何圣伟，王毅，周喆旻，等.电力光纤熔接损耗研究[J].数字通信，2014，41（6）：22-24.