光纖線纜端頭壓接工藝研究與探索

孟 丹，朱云鵬，寇 娜

（中車永濟電機有限公司，陜西 西安 710016）

隨著電力電子技術的不斷發展，光纖在光電傳輸系統的應用更為廣泛。光纖是傳輸光信號的一種特殊電纜，光纖通信具有損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優點，其可靠連接是保證信號傳輸的前提。端頭壓接和芯線的處理是關鍵，它決定了光經過光纖傳輸后剩下的光能（光功率值）的大小，光的衰減特性決定了電路能否正確地接收光纖傳輸的數據信息。

1 光纖端頭壓接工藝簡要介紹

以變流器中常使用的塑料光纖HFBR-EUS100Z示例，其壓接的端頭為HFBR-4503Z、HFBR4513Z。光纖壓接分為以下五個步驟：光纖剪切→剝線→放置壓接環，穿入端頭→壓接→研磨。具體過程如下。

按照要求切割一定長度光纖；剝線鉗用16鉗口剝去外層約4mm；放置壓接環，確保壓接環放置在連接器尾部的中間部位，并使壓接環與后面圓盤保持一小段距離,將光纖穿入連接器端頭后，原剝除絕緣層的光纖需露出1.5mm的長度；在中間的壓接環處進行壓接，直至壓線鉗自鎖彈簧完全打開；將已壓接完成的端頭的前端置入研磨板的固定孔中，用手捏緊光纖帶動研磨底座先在粗砂紙上進行“8”字形的研磨，主要是將露出的光纖線芯研磨與光纖插頭初步平齊，用去污紙巾擦凈連接器和研磨底座，再在3um厚度的細砂紙上進行同樣模式的研磨，直至光纖及連接器表面整齊平滑。

2 光纖端頭壓接檢測

2.1 人工簡易測量

連接器端頭平面、光纖芯平面，清潔、光滑、平整。將壓接后的光纖端頭對準光源進行檢查，或用紅光筆進行檢查，光纖線芯通亮為正常狀態，若線芯中有黑點或裂縫杜絕使用。這種方法雖然簡便，但它不能定量測量光纖的衰減和光纖的斷點。

2.2 精密儀器測量

以光功率計Photom205A為例進行檢測，光功率計包括光源與功率計兩個部分，光源為發光部分，設有4個波長（660nm、780nm、820nm、850nm），功率計為接收部分同樣設有4個波長，檢測時要設定相同的光波長以對應，光纖HFBR-EUS100Z的波長為650nm，所以測試時選擇660nm。

3 影響光纖端頭壓接質量因素分析

用紅光筆或經光功率計檢測不合格時，要從以下幾方面進行分析：a、芯線有無破損裂縫；b、光纖端頭端面是否打磨平整；c、光纖端頭端面是否有回縮現象。因此光纖剪切、剝線、研磨、壓接工具也就成為保證端頭壓接質量的重要環節。

3.1 光纖剪切、剝線

剪切光纖的斜口鉗切面要保證鋒利，保證光纖芯層不會產生裂縫，有裂縫的光纖不允許使用。剝線鉗刀口要鋒利，一次完成剝皮，檢查沒有護套毛刺，不能傷到光芯。

3.2 光纖研磨

研磨應選用專用的研磨板、粗砂紙、細砂紙，按正規的操作流程進行。當研磨底座背面四個凸點中的一點消失后，應更換底座。

3.3 光纖壓接工具

（1）壓線鉗檔位驗證。從壓接的外觀狀態、端頭抗拉載荷試驗及光纖衰減率3個方面進行了驗證。

①壓接的外觀狀態。分別選擇壓線鉗的1～6檔位進行光纖端子壓接，壓接完后把光纖線和端子拽拉開，發現檔位越高，光纖的壓痕越深。從4檔位開始光纖的變形量增大。所以不建議使用4～6檔位。

②端頭抗拉載荷試驗。分別選擇壓線鉗的1、2、3檔位各制作3個樣件，線芯脫出的平均拉拔力分別為37、47、67N,由此可看出檔位越高，纖芯脫出的拉拔力越大。拉拔力越大，端子所承受的外力也就越大，性能更可靠，不會由于受力出現端面光纖回縮。由于1檔比2、3檔的壓痕較為淺顯，為了保證光纖壓接質量，所用壓線鉗建議使用3檔。

③光纖衰減率檢測驗證。對已批量生產的電力機車變流器用不同檔位（2～3檔）的光纖線束進行衰減率測試。可得出結論：壓線鉗使用2檔位和3檔位對光的衰減率并無太大影響，且都符合要求。由此可判定使用3檔位所承受的外力更大，更適合。因此在每次操作前需對壓線鉗檔位進行核實。

（2）壓線鉗檢測。外觀檢測：在每次壓接光纖之前必須檢查壓線鉗外觀完好無損，鉗口無損傷。拉拔力測試：定期對光纖端頭壓接在接插件拉力測試儀上進行抗拉載荷試驗，滿足抗拉載荷試驗標準方可使用。

4 端頭壓接故障案例分析

4.1 案例一

變流器生產在第三次例行試驗過程中發現有個別光纖線與其壓接端頭有回縮現象。

故障分析：光纖壓接的人員、工具以及環境均未發生變化，光纖線束壓接完后已通過檢測沒有回縮現象，在前2次例行試驗中均沒有報故障，在第3次例行試驗才發現。因輔助變流器控制單元處線束較多，光纖接頭拔插空間有限，光纖回縮的原因是光纖接頭在反復來回拔插過程中操作不當受到過大的拉力造成的。

4.2 案例二

變流器生產過程中光纖線束組裝完成后在拆除光纖接頭包裝時發現有光纖接頭回縮。

故障分析：經排查，發現此臺線束壓線鉗的檔位選擇了1檔，比正常的3檔為所承受的外力小，線束在變流器柜體上布線若不注意可能掛住端頭造成光纖端面回縮。

若出現以上兩種現象，必須將端頭齊根減掉，重新按照工藝壓接。

5 結 語

目前，光纖電纜已經進入了各個領域。如何實現光纖的有效連接，確保信號的正常傳輸是光纖線束加工工藝要考慮的主要問題。加工過程中需注意：光纖接頭壓接完后一定要包裝防護。在運轉過程中一定要注意不能使光纖接頭受到拉力。變流器光纖接頭比較密集，如果要拔光纖，控制單元處連接器有阻擋，可將其周邊有影響的器件拆掉，使空間增大，再按住光纖接頭的卡子處拆掉光纖，保證光纖的信號傳輸質量。