光纤线缆端头压接工艺研究与探索

孟 丹，朱云鹏，寇 娜

（中车永济电机有限公司，陕西 西安 710016）

随着电力电子技术的不断发展，光纤在光电传输系统的应用更为广泛。光纤是传输光信号的一种特殊电缆，光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，其可靠连接是保证信号传输的前提。端头压接和芯线的处理是关键，它决定了光经过光纤传输后剩下的光能（光功率值）的大小，光的衰减特性决定了电路能否正确地接收光纤传输的数据信息。

1 光纤端头压接工艺简要介绍

以变流器中常使用的塑料光纤HFBR-EUS100Z示例，其压接的端头为HFBR-4503Z、HFBR4513Z。光纤压接分为以下五个步骤：光纤剪切→剥线→放置压接环，穿入端头→压接→研磨。具体过程如下。

按照要求切割一定长度光纤；剥线钳用16钳口剥去外层约4mm；放置压接环，确保压接环放置在连接器尾部的中间部位，并使压接环与后面圆盘保持一小段距离,将光纤穿入连接器端头后，原剥除绝缘层的光纤需露出1.5mm的长度；在中间的压接环处进行压接，直至压线钳自锁弹簧完全打开；将已压接完成的端头的前端置入研磨板的固定孔中，用手捏紧光纤带动研磨底座先在粗砂纸上进行“8”字形的研磨，主要是将露出的光纤线芯研磨与光纤插头初步平齐，用去污纸巾擦净连接器和研磨底座，再在3um厚度的细砂纸上进行同样模式的研磨，直至光纤及连接器表面整齐平滑。

2 光纤端头压接检测

2.1 人工简易测量

连接器端头平面、光纤芯平面，清洁、光滑、平整。将压接后的光纤端头对准光源进行检查，或用红光笔进行检查，光纤线芯通亮为正常状态，若线芯中有黑点或裂缝杜绝使用。这种方法虽然简便，但它不能定量测量光纤的衰减和光纤的断点。

2.2 精密仪器测量

以光功率计Photom205A为例进行检测，光功率计包括光源与功率计两个部分，光源为发光部分，设有4个波长（660nm、780nm、820nm、850nm），功率计为接收部分同样设有4个波长，检测时要设定相同的光波长以对应，光纤HFBR-EUS100Z的波长为650nm，所以测试时选择660nm。

3 影响光纤端头压接质量因素分析

用红光笔或经光功率计检测不合格时，要从以下几方面进行分析：a、芯线有无破损裂缝；b、光纤端头端面是否打磨平整；c、光纤端头端面是否有回缩现象。因此光纤剪切、剥线、研磨、压接工具也就成为保证端头压接质量的重要环节。

3.1 光纤剪切、剥线

剪切光纤的斜口钳切面要保证锋利，保证光纤芯层不会产生裂缝，有裂缝的光纤不允许使用。剥线钳刀口要锋利，一次完成剥皮，检查没有护套毛刺，不能伤到光芯。

3.2 光纤研磨

研磨应选用专用的研磨板、粗砂纸、细砂纸，按正规的操作流程进行。当研磨底座背面四个凸点中的一点消失后，应更换底座。

3.3 光纤压接工具

（1）压线钳档位验证。从压接的外观状态、端头抗拉载荷试验及光纤衰减率3个方面进行了验证。

①压接的外观状态。分别选择压线钳的1～6档位进行光纤端子压接，压接完后把光纤线和端子拽拉开，发现档位越高，光纤的压痕越深。从4档位开始光纤的变形量增大。所以不建议使用4～6档位。

②端头抗拉载荷试验。分别选择压线钳的1、2、3档位各制作3个样件，线芯脱出的平均拉拔力分别为37、47、67N,由此可看出档位越高，纤芯脱出的拉拔力越大。拉拔力越大，端子所承受的外力也就越大，性能更可靠，不会由于受力出现端面光纤回缩。由于1档比2、3档的压痕较为浅显，为了保证光纤压接质量，所用压线钳建议使用3档。

③光纤衰减率检测验证。对已批量生产的电力机车变流器用不同档位（2～3档）的光纤线束进行衰减率测试。可得出结论：压线钳使用2档位和3档位对光的衰减率并无太大影响，且都符合要求。由此可判定使用3档位所承受的外力更大，更适合。因此在每次操作前需对压线钳档位进行核实。

（2）压线钳检测。外观检测：在每次压接光纤之前必须检查压线钳外观完好无损，钳口无损伤。拉拔力测试：定期对光纤端头压接在接插件拉力测试仪上进行抗拉载荷试验，满足抗拉载荷试验标准方可使用。

4 端头压接故障案例分析

4.1 案例一

变流器生产在第三次例行试验过程中发现有个别光纤线与其压接端头有回缩现象。

故障分析：光纤压接的人员、工具以及环境均未发生变化，光纤线束压接完后已通过检测没有回缩现象，在前2次例行试验中均没有报故障，在第3次例行试验才发现。因辅助变流器控制单元处线束较多，光纤接头拔插空间有限，光纤回缩的原因是光纤接头在反复来回拔插过程中操作不当受到过大的拉力造成的。

4.2 案例二

变流器生产过程中光纤线束组装完成后在拆除光纤接头包装时发现有光纤接头回缩。

故障分析：经排查，发现此台线束压线钳的档位选择了1档，比正常的3档为所承受的外力小，线束在变流器柜体上布线若不注意可能挂住端头造成光纤端面回缩。

若出现以上两种现象，必须将端头齐根减掉，重新按照工艺压接。

5 结 语

目前，光纤电缆已经进入了各个领域。如何实现光纤的有效连接，确保信号的正常传输是光纤线束加工工艺要考虑的主要问题。加工过程中需注意：光纤接头压接完后一定要包装防护。在运转过程中一定要注意不能使光纤接头受到拉力。变流器光纤接头比较密集，如果要拔光纤，控制单元处连接器有阻挡，可将其周边有影响的器件拆掉，使空间增大，再按住光纤接头的卡子处拆掉光纤，保证光纤的信号传输质量。