通信电缆的充气维护.docx
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通信电缆的充气维护
通信电缆的充气维护
通信电缆线路现一般采用非填充式铝塑粘接型全塑电缆，电缆护套经常由于受到腐蚀、雷击和人为破坏或电缆接续套管封焊不严，在护套处产生漏洞、裂缝或穿孔，使潮气及水分侵入电缆内，造成缆心内心线间、心线与地（屏蔽层或护层）之间的绝缘电阻下降、耐压降低或串音衰减减小等障碍，影响通信设备的正常运行。
为了预防和及时发现上述情况，保证通信质量，电缆线路广泛采用气压维护的方法。
充气维护的概念及作用
电缆的适当位置设置气塞，并往电缆内充入干燥气体，保持适当的气压，就可以防止水分和潮气侵入电缆，并通过仪表监测电缆中的气压变化情况，能及时发现电缆的洞裂，这种方法称为气压维护或充气维护。
1.气压的度量及单位
气压度量有两种方法，以真空为零压强时所测得的气压叫绝对气压；以一个大气压为零压强时所测得的气压叫相对气压。
因此：
绝对气压=相对气压+大气压
在气压维护中，用气压表所测得的都是相对气压（地下电缆需保持气压40～50KPa即指相对气压），也称表压，其单位为KPa（千帕斯卡）。
P相对=P绝对—101.3KPa
其中后一项是标准大气压的数值，但测量气压时的大气压并不是标准值。
当大气压力比标准大气压高时，由于要抵消大气压力的增加，表压就相应减小。
所以要将非标准气压下的表压换算到标准大气压下的表压，必须加上大气压之差值。
1.充气维护的作用
充气维护是在电缆内部充入一定气压的干燥气体，如果电缆塑料护套有了裂缝或穿孔，干燥气体就要从裂缝或穿孔处溢出。
我们采取连续充气（浮充）的办法，源源不断地把干燥气体充入电缆内，使电缆内部气压始终高于外面大气压。
阻止外界潮气或水侵入电缆内部，不使心线受潮，较长时间保持电缆内部的干燥，防止电缆障碍的发生，保证电信的畅通。
此外，由于充入电缆内气体是经过干燥处理过的，使其心线间的绝缘电阻更进一步的提高。
再者，采用气压维护可以在不影响正常通信的情况下，及时发现并修复电缆护层的漏洞，从而预防了电缆障碍的发生，使维护工作由被动转为主动，并可以简化人工检修电缆的劳动量，提高检修的效率。
为了达到气压维护的作用，地下全塑电缆内经常保持气压（20℃）为40～50KPa，架空全塑电缆一般不充气。
全塑电缆应有良好的气闭性，要求在电缆内充入气体，待平衡后经24小时气压下降应符合表6-2的规定。
表1-2全塑电缆在24小时内允许下降的气压标准
小于0.3
0.3～1
1～3
3～5
5～10
地下电缆（不带分歧）
1.8
1.2
0.84
0.72
0.6
地下电缆（带分歧和气塞）
2.4
1.96
1.32
0.96
0.72
6.3.2充气维护系统的组成及工作原理
充气维护系统一般由供气部分（气源、降压与稳压、过滤、干燥、和配气等组成），充气段部分（气闭段、气门和气门连接连通装置），监测部分（气压传感器、告警信号器、信号监测台等设备）组成。
1.供气系统
供气部分是整个充气维护系统的气源。
气体从空气压缩机或储气罐送出，经过降压、过滤、干燥设备干燥后，通过配气装置输入到全塑电缆中。
用高压气瓶作为气源时，只需降压便可配送到全塑电缆中。
对充入电缆内的气体，必须符合如下要求：
●干燥、无毒、不会爆炸、不会燃烧。
●对电缆芯线、绝缘、护套等材料无化学腐蚀作用。
●不会降低电缆的绝缘电阻。
●不影响电缆的一、二次参数。
●充入电缆内的气体，绝对湿度（单位体积气体内的含水量）不超过2.5克/米3，但对陈旧和绝缘低的电缆不得超过1.5克/米3。
所以，充入电缆内的气体，一般选用干燥空气，也可使用氮气。
供气、遥测电源设备的容量应按终局容量选定，终期容量大的局应配置两套供气、电源设备。
干燥和分路设备的容量按本期工程规模确定，根据设备的标称容量并考虑适当的富余度选定。
典型自动充气维护供气系统部分如图6-9所示分子筛自动充气设备。
1.充气机
供气设备中的充气机应选择风冷却全无油空气压缩机，空气压缩机的输气量一般按局容大小选用。
空气压缩机的负荷与电缆条数及电缆气密性有关，空气压缩机排气量不应大于0.4m3/min，额定排气压力不
应大于1Mpa（即10kg/cm2）。
空气压缩机输出气压400～600KPa，通过气压自动空气开关，磁力启动器（均在电源自动控制箱内）来启动或关闭空气压缩机。
气压自动空气开关的控制气压可人工调节。
（2）储气罐
空气压缩机大多本身附有储气罐，但储气量较小，为防止空气压缩机发生故障后延长调换空压机时间，有利于压缩空气冷却及水分分离等因素考虑，应另外单独配置储气罐。
储气罐的耐压不低于1MPa（即10kg/cm2），储气罐应装有安全阀、放水阀、气压压力表及减压阀。
高压储气罐工作气压分别调整在400～600KPa之间。
低压储气罐工作气压调在200～300KPa之间。
（3）滤气设备（干燥设备）
滤气的目的是把经压缩后的空气脱水，保证充入电缆内的气体达到干燥标准。
以确保电缆芯线绝缘不降低。
滤气设备采用分子筛干燥机，分子筛是用碱、铝、硅酸钠等化合物人工合成的泡沸石晶体，具有很强的吸附能力，可再生。
分子筛自动再生方式是采用压力转换循环办法，对水分进行吸附和脱附，即在加压的情况下，使分子筛对水分进行吸附，然后减压使分子筛所吸附的水分再释放出来，再通过少量干燥气体回洗，使之更加干燥，所以通过用加压、减压、回洗等过程，可使分子筛自动再生。
（4）气路工作原理
当高压储气罐气压到规定低值时（400KPa），空气压缩机开始工作。
气体由压缩机气罐通过散热器降温存入高压储气罐。
高压储气罐工作压力在400～600KPa，即气压到600KPa时压缩机停止工作。
当低压储气罐气压到规定低值时（200KPa），分子筛吸附器开始工作。
此时高压储气罐的气体经气水分离器可滤掉一部分水，通过分子筛吸附器，使气体达到干燥目的，经过露点监视器，（由硅胶瓶作湿度显示，直接观察判断吸附器工作的好坏），干燥气体在低压储气罐存储，当气压达到规定高值时，吸附器停止工作。
硅胶瓶输出的气体联接到充气分路柜向充气的电缆供气，分路柜上装有“压力表”、调压阀、玻璃转子告警仪表，采用分路并联浮充制充气方法。
能自动、直观显示各分路气压、流量和光/声告警信号。
压力表直观显示充气压力，掌握分路电缆气压稳定状况。
分路盘调压阀控制输入电缆的干燥空气压力，一般全塑电缆充气点气压不高于70KPa。
分路并联浮充充气制方法，在个别电缆发生故障泄漏时，能保持不断充气、补充，使电缆处于气体压力状态、阻挡潮气、水分浸入电缆，以组织力量抢修，使之不产生通信障碍。
分路柜有10路、12路、16路、20路等多种。
（5）分子筛自动充气设备应具备的性能
①自动（包括手动）控制空气压缩机的开启与停机。
②空气压缩机超时运行自动告警。
③气水分离器能及时自动排水
④电动机断相告警并停机。
⑤电动机过载时告警并停机。
⑥具有湿度显示及超湿时告警功能。
⑦具有高压不充告警功能。
⑧具有低压不充告警功能。
2．充气系统
为了便于维护，往往将每条出局电缆作为一个充气维护单元，即充气段。
在一个充气段的各电缆端头，均应加以堵塞。
并安装气门，连通供气系统。
充气段系统，原则上将每条出局电缆划为一个充气段，不足500米的并入附近电缆中而不单独设置充气段。
专用电缆、未用电缆应单独设置充气段。
水线电缆应以两岸为界单独划分为气闭段，并与陆上同一电缆气路连通组成一个充气段。
1.气塞
气塞是安装在电缆上用来隔断气路的气闭装置。
便于充气、补气、查漏、测量气压和自动监控等。
①对气塞的要求
1.保证在当地最高气温和最低气温时不漏气。
2.不降低电缆本身的耐压强度。
3.不影响全塑电缆的传输衰减及其他电气性能。
4.对全塑电缆芯线、绝缘和护层不产生腐蚀、不发生化学作用。
5.应具有一定的防震强度和机械强度。
②气塞安装的位置
1.局内电缆气塞位置：
如果进局电缆有成端接头，一般气塞与成端接头合并在一起。
如图所示6-10。
进局电缆直接上列时，气塞安装在距离电缆向上弯曲处不小于1000mm的水平位置上。
如图6-11所示。
1.管道电缆气塞位置：
管道电缆在人孔内的堵塞，应距管道口不小于600mm左右，如因位置限制，可将做气塞的电缆适当留长，将气塞做在人孔内的合适位置，如图6-12所示。
1.埋设电缆气塞位置：
埋设电缆气塞一般制作在两个维护段落的分界点位置上。
埋式电缆与引上电缆或管道电缆相接时，气塞应尽可能安装在和埋式电缆相接的引上电缆或管道电缆上；如需要安装在埋式电缆上，应选择在便于维修的地点。
2.引上电缆气塞位置：
应距引上钢管口500～600mm。
3.交接箱气塞位置：
架空式交接箱的气塞安装位置如图4-6所示。
落地式交接箱气塞安装位置距管口50mm。
室内交接箱（间）的气塞宜放在干燥的地槽中。
4.气门
电缆充气段上安装气门，这是为了充气、放气、串（通）气和测量。
气门安装应牢固、不漏气。
①电缆充气段中气门的作用
1.在初充气时，如果电缆较长，可用来作多点充气的进气点，以提高充气的效率。
2.当进行气压巡检时，可用以检测电缆中的气压值。
3.在发现电缆漏气，而不能及时修理时，可用以补充充气，阻止外界的潮气进入电缆中去。
4.在进行查找电缆护套的漏气点工作中，可利用已设的气门逐点测量，做出气压梯度曲线。
②气门安装的位置
1.引上电缆气门的位置应设置在气塞下端，距离气塞300mm以上。
2.管道电缆气门的位置应设置在两局维护分界气塞两端和充气段的末端。
气门位置应在人孔内，并应将同一路由上的各条电缆气门集中在同一个人孔内，并安装电缆号牌，以便于气压检查或串气补气，从而在工作中减少开启人孔次数、节省劳力。
3.电缆进线室气门的位置应设置在气塞头向局外250mm以上。
局内气门应集中装在一起，并排列整齐。
4.落地交接箱电缆气门的位置应设置在人孔内，在距管口300～400mm处将气门引至人孔口圈，并安装电缆号牌。
5.架空交接箱电缆气门的位置应设置在吊线下200mm处。
6.监测系统
监测系统是用来监测充气电缆中各段气压的变化情况。
当电缆漏气，气压下降至规定值时，安装在充气段内的传感器向局内监测设备发出告警信号，并判断出漏气的地点，以便进行查修。
监测方式主要有人工测试和自动遥测两种。
以前采用人工测试方式，这种方式是派人用气压表在电缆充气段的各气门点上直接测量电缆中气压变化情况。
虽然该种方式具有设备简单、成本低、灵活性强等优点。
但是其测量时间长，劳动强度大、容易出现各测试点气压读数误差和时间同步误差。
所以现在普遍采用的是自动监测、自动报警的智能化充气维护监测系统。
（1）对监测系统的要求
1.城市或地区应有全网规划和系统布点方案，如图6-13所示。
2.市话全网的特点是点多、面广，即系统容量要求大。
3.技术设备先进、可靠、质量优良。
4.安装维护方便，在缺线区能应用用户线进行检测。
5.采集数据灵活，能做到采集单个传感器。
6.传感器应有较好的防雷性能。
7.环境温度的适应范围为—50℃～＋50℃。
1.
（2）监测系统的组成（以某产品为例）
电缆气压监测系统由传感器、采集器（又称远端模块）、监控主机、调制解调器、计算机、打印机组成。
其系统连接如图6-14所示。
①可选址气压传感器
传感器并联连接在充气电缆内选定的一对专用线上，传感器内有一个晶体控制振荡器的数字式合成音频信号，将电缆内气压转换成音频电信号，音频和气压测量值之间存在线性比例关系，其对应关系为20Hz＝100KPa，40Hz=0KPa。
随时接受采集器扫描采集。
安装的每一个气压传感器都应确定其编号和地址码两个参数，以便接受采集器的扫描。
②采集器（远端模块）
采集器安装在电话分局（端局）电缆充气室或测量室内，每只采集器有4个接口，每个接口可安装27＝128个传感器，4个接口可安装512个传感器。
如果一个电话局电缆条数少，邻近电话局可合用一只采集器，即将它局的电缆安装的传感器最多每128只并联用电话局间一对专线联接到采集器的接口上。
今后电话局交换设备容量增加，电缆条数多，采集器容量不够，可在它局再安装一只采集器，将本局安装传感器的电缆接到本局的采集器接口上。
采集器是简化了的监控系统，它由小型可选址控制板和调制解调器组成。
由于小型可选址控制板有自己的CPU（中央处理器），它既可以读取传感器数值，也可以处理及储存数据。
调制解调器既可以拨号也可以应答，用它实现采集器和监控系统或采集器与维护中心串行打印机，通过设定的电话号码借助于公共电话交换网相互之间联系的。
采集器可以作为监控系统的一个单元给监控系统编程。
采集器日夜24小时对其连接的传感器各点的气压进行采集，并储存在采集器内，监控系统每隔一段时间（假定1小时）向采集器询问，采集器会应答并向监控系统传送它储存的一系列数据，在采集完毕后，会将这些数据与所储存的门限值进行比较，如果有告警状态存在，它会向预定的维护中心传送告警报告。
采集器具有可编程的特性，因此它可以自动呼叫告警终端并传送告警报告以及可以直接被询问而给出各种例行报告。
直接传送的告警报告将包括系统名称、日期、时间、告警状况及读数等。
③监控系统
监控系统安装在大型汇接局的电缆充气室、测量室或交换机房里。
监控主机有24个接口，连接2580个传感器。
本局或邻局电缆、光缆的传感器每128个传感器可直接连接到一个接口上。
监控主机的组成如图6-15所示。
主要由二大部分组成：
一为系统控制及通信模块，另一部分为可选址测量模块。
系统控制及通信模块由执行控制板（EC）、随机／仅读记忆板（RAM／ROM）、调制解调器三块印刷线路板组成。
可选址测量模块由小型可选址控制板、24路多路复用器两块板组成。
监控系统特性和功能：
●监控系统是以微机为基础的系统，它可以监测接点状况，如气压和气流量的状况等。
当按用户所设出现告警时，它会提供告警报告。
6．3．3气塞的制作与气门的安装
气塞是电缆线路充气维护系统中的重要环节，气塞制作的成功与否直接影响该电缆维护气压，从而影响维护的质量。
1．全塑电缆气塞的型号及规格
全塑电缆气塞有多种产品，厂家不同型号标注的方法也有所不同，但气塞组件及制作方法则大同小异。
各产品一般都有以下一些组件：
1.热缩包管：
热缩包管可根据气塞制作要求选用表6-4、6-5、6-6、6-7产品和规格。
2.锁口夹及连接扣：
不锈钢制造，圆型热缩包管无锁口夹。
3.网套内衬：
起一定的支撑作用。
4.PVC粘胶带：
限制气塞剂的流出和粘连。
5.密封带：
限制气塞剂沿护套向外流出。
6.屏幕连接线：
使电缆屏幕层连为整体。
7.铝带：
包管热缩时保护护套。
8.束紧带：
扎紧堵塞。
9.气塞剂：
有甲、乙两组。
10.清洁纸
11.砂布
表6-4 RPBS
（1）型气塞热缩包管规格（单护套电缆用）
规格
电缆最大外径（mm）
电缆最小外径（mm）
开口长度（mm）
RPBS
（1）25/15—100
25
15
100
RPBS
（1）50/25—150
50
25
150
RPBS
（1）70/50—200
70
50
200
RPBS
（1）100/70—250
100
70
250
规格
电缆最大外径（mm）
电缆最小外径（mm）
最外层外护套开口长度（mm）
最内层外护套开口长度（mm）
RPBS
（2）25/15—400/100
25
15
400
100
RPBS
（2）50/25—450/150
50
25
450
150
RPBS
（2）70/50—500/200
70
50
500
200
RPBS
（2）100/70—550/250
100
70
550
250
表6-5 RPBS
（2）型气塞热缩包管规格（双护套电缆用）
表6-6 RSD气塞热缩包管规格
规格
护套开口长度（mm）
全长（mm）
适用电缆对数（0.4-0.5mm线径）
RSD100
85
300
20-100
RSD200
100
400
100-200
RSD300
150
400
300
RSD500
200
500
500
RSD800
200
500
500-800
RSD1200
200
500
800-1200
RSD2000
250
500
1400-2400
表6-7 QSD-86气塞热缩包管规格
型号
规格
电缆最大外径（mm）
电缆最小外径（mm）
开口长度（mm）
QSD-86
25/15—100
25
15
100
QSD-86
50/25—150
50
25
150
QSD-86
70/50—200
70
50
200
QSD-86
90/60—250
100
70
250
1.气塞塞制作方法和步骤
针对需在水平敷设电缆和垂直敷设电缆上制作安装气塞，气塞的制作也相应的有横式气塞和竖式气塞制作方法。
由于各品种气塞制作方法和步骤基本相同，所以以QSD-86为例。
（1）横式气塞制作步骤
①剥除外护层如图6-19所示。
②剥除电缆塑料包带，剪掉电缆心线所有单位扎带，并将心线拉松成灯笼型状，如图6-20所示。
③用屏蔽层连接线连接电缆两端，并将屏蔽层连接线绝缘层剥除10～20mm，以防通过屏蔽连接线绝缘层形成气路而漏气。
如图6-21所示。
④在电缆开口两端，离切口处15mm处，包扎两圈密封带，如图6-22所示。
⑤包上网状塑料内皮，用PVC胶带固定在密封带1/2处，PVC胶带包扎3～5圈，如图6-23所示。
⑥用专用塑料薄膜，在塑料内衬外面做一只盛料袋，在塑料薄膜两端同一方向把塑料薄膜根部卷紧收口，紧紧地压在密封带上，并用PVC胶带包扎4～6圈，如图6-24所示。
⑦将两部分气塞剂（乙组份倒入甲组份）混合一起，进行搅伴（约5min左右）后，把气塞剂料倒入盛料袋内，直至高出塑料内村20mm左右，如图6-25所示。
⑧用双手将倒入袋内堵塞剂料进行挤压，使堵塞剂料充满电缆心线四周，如图6-26所示。
⑨用双手将袋内空气排除，把袋口向下卷紧，与塑料内衬平行，再用PVC胶带把卷口二端进行固定，防止卷口松脱，如图6-27所示。
⑩用尼龙扎带，把气塞两端收紧，然后把多余胶带头剪掉，再用PVC胶带在尼龙带上包扎3～5圈，如图6-28所示。
用电缆心线刺破塑料袋，将袋内没有排除掉的空气，从刺破的小眼儿挤出，再用薄膜带对整个气塞头松包三层，使气塞头外形圆整，如图6-29所示。
用自粘胶带，从气塞头中间向二端紧包3～4层，用力要均匀，如图6-30所示。
上热缩套管（按封焊热缩套管操作步骤）进行热缩成型。
8小时以后充气检验气塞是否漏气。
在充入气压70KPa时气塞气压24小时允许下降值标准为，气塞电缆长度小于15m时，24小时允许下降2KPa；气塞电缆长度大于15m时，24小时允许下降1KPa。
（2）竖式气塞制作步骤
①竖式气塞制作前五个步骤与横式气塞制作步骤相同。
②做盛料袋，如图6-31所示。
③将乙组堵塞剂料倒入甲组堵塞剂料内，搅拌（约5min左右）均匀，然后将搅拌好的剂料倒入漏斗型袋内，如图6-32所示。
④用手将倒入袋内剂料进行挤压，使其充满电缆芯线四周。
⑤用手把袋口卷紧与电缆平行，然后用PVC胶带固定卷口，使袋口紧紧地粘在密封带上，如图6-33所示。
⑥用尼龙扎带将气塞两端收紧扎牢，再把多余部分剪掉，然后用PVC胶带在尼龙扎带上绕3～5圈，如图6-34所示。
?
?
?
⑦用塑料薄膜带从气塞下部开始向上绕包4层，然后再从中间开始绕包4～5层，使气塞造型匀称均匀，如图6-35所示。
⑧用自粘橡胶带，从气塞中间开始向下用力均匀统包，然后再向上进行绕包，如图6-36所示。
⑨安放热缩包管，夹条面向操作人员，从中间开始，向两端圆周方向加温，使热缩管收缩成型，如图6-37所示。
（3）QSD-86型气塞剂使用注意事项
①QSD-86型堵塞剂必须保存在干燥的环境里，常温贮存期为一年。
②甲乙两种堵塞剂混合后必须在30min内使用完毕，超过30min严禁使用。
③施工场地气温要在0℃以上，如在0℃以下，则在施工前，必须先把甲组堵塞剂料用热水或热气加热到20℃以上方可使用。
④使用热水加温时，要绝对避免水分混入到堵塞剂内，容器外面的水分要用布擦干方可将堵塞、倒入盛料袋内。
⑤甲组堵塞剂料底部出现沉淀物是正常现象。
在使用前先用竹片把甲组堵塞剂料搅拌均匀后再加入乙组堵塞剂料，并将二种堵塞剂料搅拌均匀。
⑥操作过程中尽量避免把堵塞剂沾在皮肤上，若不小心沾上，可以用丙酮或热水、肥皂洗净，也可以马上用汽油擦洗。
⑦气塞制作完成后，应在不振动的状态下让堵塞剂自然固化，不可移动，4小时以后方可再固定位置。
⑧气塞制作完成后，不能马上安装热缩气门，因堵塞剂还没有固化，电缆开洞后，空气一流动，堵塞剂就会经气门流出。
在4小时后方可安装气门。
（4）制作全塑电缆气塞的要求
①应有足够的气塞剂充满着电缆每根心线周围，特别是横式气塞，气塞剂一定要加满，否则固化后，上部有空隙，气塞容易漏气。
?
②气塞内不应有空气存在，如有空气应排除。
③用透明塑料薄膜做成的盛料袋不应有气塞剂外流的现象。
④用PVC胶带包扎头子，要求用力均匀，应先把头子造型固定，然后用自粘胶带包扎，也要用力均匀。
屏蔽连接线应把绝缘层剥除20mm左右。
但杯型气塞屏蔽连接线绝缘层剥去10mm左右。
3．气门的安装
电缆始末端、或需监测气压、串通气路的地方，电缆上需安装气门。
接头处如需安装气门，则因用于充气型全塑电缆的接头套管，大多在套管上装有气门或可以安装气门，一般情况下不需另安装气门。
（1）热缩管气门
①热缩管气门型号及规格
热缩管气门同样也有多种标注方法，各种产品组件也基本相同：
●热缩管气门：
是专门在全塑电缆上安装气门用的长度较短的热可缩包管，它的选用应根据电缆外径的粗细来确定，如表6.8和表6.9。
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