楊紅偉 楊 楊
中通服咨詢設(shè)計研究院有限公司
我國“十四五”規(guī)劃中提出“加快數(shù)字化發(fā)展,建設(shè)數(shù)字中國”。推進網(wǎng)絡(luò)強國建設(shè),通信光纜是基礎(chǔ),是信號傳輸?shù)奈锢硗ǖ馈?/p>
隨著信息化建設(shè)不斷取得新進展,通信光纜的建設(shè)需求日益增加。根據(jù)工信部統(tǒng)計數(shù)據(jù),2020年,全國新建光纜線路長度428萬公里,全國光纜線路總長度已達5169萬公里。光纜線路的安全性、穩(wěn)定性對通信網(wǎng)絡(luò)的正常運行有著直接且重大的影響。通信光纜極易遭受各種外力的破壞而受損或中斷。生物侵襲無處不在,造成的故障在整體故障中粗略估計超過30%。維護好如此龐大的光纜網(wǎng)絡(luò),任務(wù)非常艱巨。2016-2020年中國光纜建設(shè)情況如圖1所示。
圖1 2016-2020年中國光纜建設(shè)情況
通信光纜的主要敷設(shè)方式有:直埋敷設(shè)、管道敷設(shè)、架空敷設(shè)以及墻壁敷設(shè)等。我國幅員遼闊,是世界上生物資源最為豐富的國家之一,每年通信光纜遭受的生物侵害不計其數(shù),因生物侵害造成通信中斷的事故也多有發(fā)生。光纜特定的敷設(shè)方式,決定了其受到不同類型的生物侵襲,主要的侵害類型包括:嚙齒類動物侵害、鳥類侵害、白蟻侵害以及昆蟲侵害等。
嚙齒類重要特征是上下頜各有兩顆持續(xù)生長的門牙,必須通過啃咬來不斷磨短這兩對門牙,方可正常生存。哺乳動物中有百分之四十屬于嚙齒目,據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,危害通信光纜的嚙齒類動物有近十余類。
褐家鼠、黃胸鼠、鼢鼠等習(xí)性在狹窄的通道中活動,當(dāng)管道光纜在人手井處的封堵缺失時,極易鉆入管道內(nèi)啃咬通信光纜、光纜接頭盒等設(shè)施;田鼠、倉鼠、沙鼠、竹鼠、絨鼠等善打地洞,當(dāng)打洞時打到光纜溝、接頭坑附近時,便會啃咬通信光纜和光纜接頭盒;此外松鼠、花鼠、社鼠等善攀爬,會對架空方式敷設(shè)的通信光纜造成危害。
白蟻的食物來源很廣,以植物性纖維素及其制品為主要食物,兼食真菌類和木質(zhì)素,偶爾也食淀粉、糖類和蛋白質(zhì)等。白蟻也會蛀食人造纖維、塑料、線纜甚至磚頭、石塊、金屬等,它們是以分泌蟻酸(甲酸)之類的化學(xué)物質(zhì)來腐蝕此類物件。
通信光纜雖然不是白蟻的食物,但出于白蟻的啃咬習(xí)性,往往使得光纜遭受破壞。特別是當(dāng)光纜路由從蟻巢附近通過或者擋住白蟻通道、阻塞蟻路時,白蟻便會啃咬破壞通信光纜突破前進。白蟻還可沿塑料子管進入管道,將蟻巢筑在管孔內(nèi),在啃咬蛀蝕的影響下,光纜金屬護套的對地絕緣性能降低,光纜的強度遭到破壞,縮短了光纜的使用壽命,進而造成通信質(zhì)量的下降乃至通信中斷。光纜接頭盒堅固的盒體是天然的屏障,能有效抵御外敵入侵,而且接頭盒具有防水、保濕等作用,更加適合白蟻的生存,是白蟻筑巢繁衍的理想場所。危害通信光纜的白蟻目前發(fā)現(xiàn)有18種,在我國主要有黑翅土白蟻、家白蟻、黑胸散白蟻、黃胸散白蟻、黃翅大白蟻等5種,其中黑翅土白蟻危害最大。我國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的白蟻蛀蝕直埋、管道光纜線路的地區(qū)主要有:浙江、安徽、江西、廣東、福建、四川、湖南、湖北、云南、廣西、海南等多個省份,有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,在我國南方地區(qū)遭受白蟻危害引起的光纜線路故障約占所有故障總數(shù)的70%左右。
人類活動范圍日益擴大,鳥類越來越難找到適合生存的地方,從而導(dǎo)致了一些鳥類在架空光纜線路上筑巢、活動。
鳥害往往具有一定的規(guī)律性:從時間上,鳥害最嚴(yán)重的時期主要集中在春秋兩季,因為這兩個季節(jié)正是鳥類繁殖和筑巢的時期。從地點上,鳥害多發(fā)生在水田、丘陵等一些既鄰近水源、樹木又稀少的地方,并且鳥類具有對原有領(lǐng)域或巢址依戀的習(xí)性,往往會多年在同一地點筑巢繁衍生息。拆除筑在電桿上的鳥巢之后,鳥類會很快在原桿原位筑巢,特別是正處于繁殖期間的鳥類,反復(fù)筑巢的特點更加明顯。
鳥類對通信光纜的危害主要有鳥啄對光纜護套造成損傷、鳥糞對光纜護套造成腐蝕以及人類打鳥造成的次生災(zāi)害,鳥槍、彈弓等在會在打鳥的過程中擊傷光纜護套,進而造成通信故障或中斷。
不同類別的生物侵襲,可通過合理的規(guī)劃及工藝設(shè)計、規(guī)范的施工、到位的維護三位一體,建立相應(yīng)完善的防護體系;從原材料、施工工藝、維護手段等多方面采取防護措施。
(1)清理環(huán)境,清除嚙齒類動物筑窩的條件及食物來源,防止嚙齒類動物進入建筑物內(nèi);
(2)在設(shè)計光纜路由時,盡量避開嚙齒類動物活動猖獗的地段;
(3)無法避開嚙齒類動物的地段,在敷設(shè)光纜時采用塑料管、鋼管等硬管進行保護;
(4)直埋方式敷設(shè)光纜時,埋深不小于1.2米,采用細土回填,不得含有石塊,分層進行夯實;
(5)在光纜護套材料中摻滅鼠劑、辣味素、嗅覺驅(qū)避劑等,使得嚙齒類動物遠離光纜。采用此種方法時,需要注意對藥劑等材料環(huán)境造成的影響,藥劑隨時間的推移,出現(xiàn)失效的因素,以及藥劑需要與護套材料有良好的相容性能,如圖2所示;
圖2 藥劑防護措施
(6)適當(dāng)增大光纜外徑尺寸,外護套加硬質(zhì)塑料,摻雜玻璃纖維以及金屬鎧裝護套的使用,以增加嚙齒類動物的啃咬難度和啃咬的異物感,來降低對光纜線路的破壞。如圖3所示。
圖3 金屬鎧裝
(1)在設(shè)計階段,光纜路由盡量避開白蟻危害嚴(yán)重的區(qū)域,無法避開時,選擇適當(dāng)?shù)慕ㄔO(shè)方式,并將防蟻措施作為設(shè)計內(nèi)容的一部分;
(2)在施工階段,可采用回填土處理干凈,不得摻雜有石塊、草皮、樹根、腐殖質(zhì)等,并采用包封措施;
(3)維護階段,在遭遇蟻害侵襲時及時滅蟻,沿光纜溝布灑滅蟻劑并采取封堵、清潔、密封處理等措施;
(4)提高光纜護套的硬度和光滑度,如在光纜外護層增擠一層聚十二內(nèi)酰胺被覆物等;
(5)光纜接頭盒的密封膠做藥物處理,密封式壓縮至1毫米以下,避免被白蟻啃咬。帽式接頭盒使用成型的密封圈且保證不外露。
(1)架空光纜通常采用掛鉤法敷設(shè),光纜與吊線的間距在3~5厘米,鳥類可舒適地低頭叼啄光纜,可采用將小掛鉤換大掛鉤的方式增大光纜與吊線的間距;或者光纜松吊,即將光纜與吊線的間距增至10厘米;部分地區(qū)如若鳥類體型較大,可采用雙吊線敷設(shè)的方式,進一步拉大間距,如圖4所示;
圖4 掛鉤法敷設(shè)
(2)采用纏繞法敷設(shè)架空光纜,使光纜與吊線成一體,如圖5所示;
圖5 纏繞法敷設(shè)
(3)選用鎧裝式光纜,通過改善光纜結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)防鳥的功能。此類光纜在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加尼龍護套、玻璃纖維粘結(jié)護套、鎧裝鋼絲、內(nèi)護套和鋁塑復(fù)合帶等防護層,具有良好的防鳥效果。但此類光纜存在外徑較大且十分笨重僵硬、運輸不便、施工難度增加、電桿需承載的重量大等缺點;
(4)選用紅色外護套防鳥光纜,通過相關(guān)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),作為鳥類的敏感色,紅色能夠有效趨避鳥類,降低鳥類的停留幾率?;诖搜芯堪l(fā)現(xiàn),設(shè)計出紅色外護套防鳥光纜,即采用紅色聚乙烯材料來代替黑色外護套,降低了架空光纜遭受鳥啄的幾率;
(5)鳥類喜愛叼啄結(jié)構(gòu)松散的光纜,原因是此類光纜與中空的樹木較為近似。因此,可以選用一些結(jié)構(gòu)緊湊的光纜,如中心束管式光纜作為替代;
(6)選用添加劑型防鳥光纜,通過在光纜護套當(dāng)中添加辣味素等化學(xué)添加劑等來驅(qū)使鳥類遠離光纜。此類光纜由于添加劑味道的散發(fā)必須借助小分子材料實現(xiàn)、添加劑在高分子材料當(dāng)中的相容性差,趨避功能會隨時間推移而慢慢減弱直至完全喪失,且光纜外護套的添加劑不利于人體健康,因而此類光纜尚有待進一步的研究與完善。
在信息高速發(fā)展的時代,通信光纜在通信網(wǎng)絡(luò)中的地位尤為重要。生物侵襲對通信光纜造成的危害,是通信光纜建設(shè)維護工作中需要面對的重要挑戰(zhàn)之一,需要在日常建設(shè)維護過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題、分析原因、解決問題,打造一個健康、穩(wěn)定、安全的光纜網(wǎng)絡(luò)。