（2020年度“华苏杯”获奖论文三等奖）光缆鼠咬现象的分析与防鼠措施的研究

吕永波 张 玲 林 天

中通维易科技服务有限公司

0 引言

通信光缆作为信息传输的“主动脉”，一般由内部缆芯和护层两大部分组成，其中护层又包括护套和可能有的外护层。其室外敷设方式一般为架空、直埋、管道和水下敷设，除水下敷设外，其他敷设方式在全国范围内均有不同程度的鼠类损害光缆的情况，严重影响通信系统安全稳定，同时鼠害带来的高故障率以及增加的维护成本也成为运营商比较关注的问题。

1 光缆鼠害介绍

1.1 鼠类简单介绍

鼠类是一种具有强繁殖能力和生命力的啮齿类动物，采用架空、管道、直埋方式进行光缆敷设时，鼠害已成为破坏光纤光缆线路的主要原因之一。这主要是因为鼠类天生有为了保持牙齿锋利而磨牙的习性，而且光缆护套所散发的独特气味也会吸引着鼠类。

1.2 不同敷设条件下鼠害对比情况

从局端到用户侧，光缆受鼠咬位置如图1所示。

图1 光缆受鼠咬位置示意图

（1）管道敷设

管道敷设一般采用塑料管材等埋入地下或布置于城市地下管路中的施工方式，可以有效减小敷设空间，更适用于城区。家鼠种群庞大，且有体型小、易生存等特点，通常活动于地下管道环境，因此敷设于地下管道内的光缆经常会由于家鼠的啃咬而导致线路故障。

目前除采用特殊防鼠光缆外，一般可采用减小管道直径或采用金属网进行管道封堵的方式避免家鼠的进入，从而达到防鼠效果。

（2）直埋敷设

直埋敷设是将光缆通过挖沟渠埋缆的方式直接敷设在地下，如果敷设的土质较松软或者沟渠深度不够，鼹鼠、地鼠等便有可能穿过土壤对光缆进行破坏。直埋敷设一般采用挖深沟渠等方式进行防鼠。

（3）架空敷设

架空敷设一般采用杆体、钢绞线、挂钩等方式进行敷设，由于敷设时需要占用相应空间，所以一般适用于城郊、农村、山林等区域。通信杆塔树立高度一般为6～12m左右，这与松鼠的筑巢高度有一定的重合，松鼠可以沿树木、吊线攀爬后接触到光缆并产生破坏。

相较于家鼠，松鼠的躯体更为细长，牙齿扁狭尖锐，咬合力更大，因此对光缆的破坏性要远远大于家鼠，图2是在宜兴某区域拍摄的实地照片。

图2 架空敷设光缆受损实拍照片

与管道和直埋方式相比，架空敷设的防鼠措施相对较少，外部一般可采用金属网对光缆包裹，光缆本身可选用双护层钢带铠装光缆，但这会大大增加采购和施工维护成本。因此本文采用普通架空光缆和新型特制防鼠光缆进行对比，着重针对架空敷设的防鼠效果进行试验探究。

2 不同防鼠措施对比分析

经分析，光缆的防鼠措施主要有两类：（1）内部层面，从光缆本身入手，如改变光缆结构，换用坚硬耐咬的材料，在机械物理层面对光缆结构进行加强，或者采用化学方式在护套内添加鼠类驱避剂等。（2）外部层面，从施工设计入手，如采用防鼠套管、防鼠挡板、金属防护网等措施进行防护。针对主要防鼠措施进行具体的对比分析如表1所示。

2.1 光缆本身

通过对光缆本身材料及结构设计的改变，使其具有防鼠的功能。目前主流使用的防鼠光缆是尼龙防鼠光缆以及双护层钢带铠装光缆。

尼龙防鼠光缆是利用尼龙材质的高强度和耐磨性替代PE护套，对缆芯起到良好的保护作用。但由于尼龙材质本身硬度较大，会导致光缆的弯曲半径的增大，给施工带来一定不便。双护层钢带铠装光缆则是利用钢带本身的硬度及厚度进行保护，但应注意钢带锈蚀及搭接处松散导致保护效果降低的情况。目前主要通过不锈钢带以及在钢带外绕包紧固绳予以保护，同时应考虑到双护层钢带铠装光缆的成本以及重量，大大增加了采购施工成本，而且被咬穿的部分裸露的金属带对线路防雷也有很大影响。

除以上两种防鼠光缆外，还有新型扁平防鼠光缆和FRP铠装圆形防鼠光缆。这几种新型防鼠光缆内部均通过FRP（非金属纤维材料）铠装，利用FRP材质对鼠类口腔的扎伤感来达到防鼠效果。由于光缆全部采用非金属材质，也能够适用于高雷暴日下架空敷设的使用场景。但由于内部特殊结构，扁平防鼠光缆的施工相对麻烦，施工时需注意弯曲半径和光缆扭绞问题。

2.2 外部防护

外部防护主要通过调整光缆的施工设计，增加防鼠设施，将鼠类与被保护的光缆进行有效隔离来达到防鼠效果。外部防护主要有两种方式：

（1）敷设线路规划。通过选择合理线路及敷设方式，避开鼠类活动频繁的区域。该方式可能会导致建设成本的大大增加。同时由于现场施工条件的限定，如市区复杂管路及鼠类的不确定分布，无法确定合理有效的敷设线路，因此这种方式只针对特定区域有效。

（2）施工配套防鼠设施。施工时采用配套的防鼠钢丝网、防鼠挡板以及防鼠套管等防鼠设施对光缆进行保护。目前已有不少运营商采用这种防鼠方式，但是这些措施同样增加了施工维护成本。

3 扁平结构及FRP铠装防鼠光缆试验

关于光缆防鼠，国内外不少生产制造企业以及科研机构都做过相关的试验，但大都采用SD大鼠，或者采用仿真牙进行机械模拟鼠咬法，直接采用松鼠进行试验的比较少，也没有相应的试验标准。为了体现松鼠与大白鼠间的差异化，本文中的试验均采用松鼠直接进行测试。试验方法参考了《GB/T 29199-2012光缆防鼠性能测试方法》以及《JB/T 10696.10-2011电线电缆机械和理化性能试验方法第10部分》，但在试验鼠的种类、数量、样品状态以及试验评定等方面进行了调整。采用松鼠直接进行试验也是一次创新尝试，通过试验对普通架空光缆和新型特制防鼠光缆（扁平结构及FRP铠装）进行对照分析，验证在同种环境下不同光缆防鼠性能的差异。试验共分为两个部分：室内试验和野外试验。

3.1 室内试验

（1）试验情况介绍

试验基本情况如表2所示。

表2 室内试验基本情况

室内试验共为期12周，两个笼中分别放入4根500mm长度的不同种光缆，普通架空光缆作为对照样品。样品采用间隔捆绑，捆绑高度使得松鼠站立时可以轻松触碰，为避免捆绑位置对结果的影响，每周对光缆的位置进行更换，最终实现4种光缆在编号区域上的时间一致。

保证充足的食物与水，每周观察并记录光缆啃咬情况，记录要求参照《JB/T 10696.10-2011》，对试样表面咬痕进行三个等级的描述记录，规定：无齿痕或轻齿痕（指护层表面有啃咬的痕迹，但啃咬深度小于1mm），重齿痕（护层被啃咬深度不小于1mm，护层未被咬穿）、护层被咬穿。

（2）试验结果

最终试验结果如表3所示。

表3 室内试验对比结果

（3）试验小结

通过综合比较防鼠光缆与普通架空光缆的咬痕数量及严重程度，被破坏严重程度由强到弱排序：普通架空光缆＞圆形防鼠光缆＞扁平防鼠光缆＞尼龙外套防鼠光缆。

3.2 野外试验

为进一步验证扁平防鼠结构以及FRP铠装光缆的实际防松鼠性能，我们在野外敷设了2条光缆线路进行对比试验，具体试验情况如下：

选取宜兴两处鼠害严重地区，分别敷设800米和1000米长度的光缆架空线路，每条线路各布置4根光缆，光缆型号分别为：普通架空光缆、扁平防鼠光缆（防鼠型+FRP杆）、圆形防鼠光缆（圆形+FRP杆）、扁平防鼠光缆（防鼠型+扁平FRP），通过对3种特制防鼠光缆以及普通架空光缆进行试验，定期采用光时域反射仪对敷设光缆的所有芯数进行断点测试。

试验总计持续2年时间，共计8根光缆进行实际敷设试验，其中防鼠型的6根光缆线路均正常，未发现断裂现象。但2根普通架空光缆均出现断纤现象，经检查内部光纤已全部断裂。

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（3）试验小结

通过综合比较防鼠光缆与普通架空光缆的咬痕数量及严重程度，被破坏严重程度由强到弱排序：普通架空光缆＞圆形防鼠光缆＞扁平防鼠光缆＞尼龙外套防鼠光缆。

3.2 野外试验

为进一步验证扁平防鼠结构以及FRP铠装光缆的实际防松鼠性能，我们在野外敷设了2条光缆线路进行对比试验，具体试验情况如下：

选取宜兴两处鼠害严重地区，分别敷设800米和1000米长度的光缆架空线路，每条线路各布置4根光缆，光缆型号分别为：普通架空光缆、扁平防鼠光缆（防鼠型+FRP杆）、圆形防鼠光缆（圆形+FRP杆）、扁平防鼠光缆（防鼠型+扁平FRP），通过对3种特制防鼠光缆以及普通架空光缆进行试验，定期采用光时域反射仪对敷设光缆的所有芯数进行断点测试。

试验总计持续2年时间，共计8根光缆进行实际敷设试验，其中防鼠型的6根光缆线路均正常，未发现断裂现象。但2根普通架空光缆均出现断纤现象，经检查内部光纤已全部断裂。

通过野外实地试验，对比4种光缆的实际防鼠效果，进一步验证了扁平结构以及通过FRP材质铠装的防鼠光缆在防鼠性能上要明显优于普通架空光缆。当然，由于试验时间、线路选取以及鼠类习性等因素，无法全面代表所有山林架空敷设防鼠情况，后期会采取更多的试验线路以及更多品种的防鼠光缆进行试验。

4 结束语

本文对光缆各种防鼠措施做了对比分析，创新采用松鼠直接进行试验，对几种防鼠光缆与普通架空光缆做了对比试验，同时通过野外实际使用对比，进一步验证了光缆采用扁平结构及采用FRP铠装或尼龙外护层对防鼠有较大作用。但直接利用真实鼠类进行测试存在着饲养成本较高、试验周期长、野外试验选点困难、结果不确定性高等局限，针对不同防鼠措施，野外试验可以作为室内防鼠试验的有效补充，通过实际线路敷设后的比对进一步验证不同光缆的防鼠性能。同时，选择光缆防鼠措施时，在保证防鼠效果的同时应综合考虑施工和维护成本，以达到最优效果。最后，希望行业内积极探索，促进运营商、科研机构、生产企业开展多领域合作，在光缆防鼠措施上取得更大的突破。