一、定義と核心価値

24芯非金属光ファイバケーブルは金属材料を排除した光通信伝送媒体であり、24本の独立光ファイバの精密集積により、金属補強材がなく、シース層がない全媒体構造を構築した。このような光ケーブルは2種類のハイリスクシーンのために設計されている：1つは強い電磁干渉が存在する電力送電回廊であり、2つは火花による鉱山、石化などの燃えやすい爆発しやすい環境を根絶する必要がある。その技術の本質は合成材料を通じて伝統的な金属部材の機械的代替を実現し、同時に光ファイバ通信の大帯域幅、低損失特性を保持することである。

特高圧電力網のスマート化改造とスマート鉱山建設において、24コア配置は特に重要である--12コア光ケーブルの容量制限と48コアの複雑な運用維持に比べて、24コアは伝送容量と経済性の間でバランスを取り、配線層の幹線ルートの黄金基準となっている。

二、構造解析と材料革新

（一）階層構造設計

シースシステム：外層に黒色高密度ポリエチレン（HDPE）または低煙無ハロゲン難燃ポリオレフィン（LSZH）を採用する。HDPEシースの厚さは通常2.0 mm以上に達し、優れた防湿耐食性を提供する、LSZHシースは鉱井などの閉鎖空間において極めて重要であり、その酸素指数は32%以上に達することができ、燃焼時の煙の光透過率は60%を超え、通常のPVC材料よりはるかに優れている。シース表面は環状凸状の設計を採用し、抗げっ歯動物の食餌能力を増強した。

力学補強層：2層の複合材料からコア引張抵抗ユニットを構成する。中心補強材は直径2.5 mmのガラス繊維強化プラスチック（FRP）であり、その引張強度は600 MPaを超え、弾性率は50 GPaより高い、FRP外層に螺旋巻きされたアラミド繊維束は、アラミドが断面積の30%を占め、最大破断張力は20 kNに達する。この複合構造は絶縁の前提の下で、引張抵抗性能はケーブルに匹敵し、しかも質量が軽く（金属ケーブルより40%）、疲労抵抗の優位性がある。

コア集積システム：24本のG.652 D単型光ファイバを松套管方式で収容し、6管×4繊の層絞式配列を採用した。250μm被覆光ファイバ1本当たり、チクソトロピー性繊膏で満たされたポリブチレンテレフタレート（PBT）スリーブ内に懸濁した。PBT材料の熱膨張係数は光ファイバガラスと高度に整合し、−40℃~+70℃の温度サイクルにおいてマイクロ曲げ損失を効果的に抑制することができる。松スリーブはSZツイスト方式でFRP補強材の周りを取り囲んでおり、ツイストピッチは最適化されて計算され、曲げ時の光ファイバの歪みが0.15%を超えないことを確保している。

三、肝心な性能と信頼性の検証

1.光学性能：1550 nm動作波長で、標準型24コア非金属光ケーブルの減衰係数は0.22 dB/km以内に制御し、一部のモデルは0.19 dB/km以下に下げることができる、ゼロ分散波長区間は1300 ~ 1324 nmであり、分散スロープは0.092 ps/（nm²・km）を超えない。これらの指標は、通常の通信規格YD/T 901-2018を超える80キロの無中継伝送要件を満たしている。

2.機械的信頼性：3段階検証システムによる服務安定性の確保：

引張性能：長期許容張力は6 kN（1000メートル垂直スパンを懸架することに相当）に達し、短期限界張力は12 kNを突破する

押し潰し試験：300 kg/10 cm圧力を受けた後の光ファイバの追加損失増分≦0.03 dB

曲げサイクル：15倍直径曲げ半径で1000回繰り返し巻き取り、伝送性能劣化なし

温度適応性：-50℃（冷凍）から+85℃（熱サイクル）までの勾配試験を経て、減衰変動範囲は0.05 dB/km未満

3.特殊防護能力：全媒体構造はその2つの大きな利点を与える

電磁免疫特性：50 Hz 3000 A/m磁場環境において、光信号はいかなる位相摂動もない

雷防護能力：150 kA雷電流衝撃試験（雷直撃シミュレーション）により、光ケーブル構造は完全を維持する

防爆安全認証：シース表面抵抗>1×10¹°Ω、GB 3836.1-2020爆発性環境基準を満たす

四、工事実施核心技術

1.敷設制御三要素

牽引力制限：張力は常に定格引張強度の20%以内に制御され、電柱塔架設はねじれ防止引張ヘッド結合回転トルク解除器の採用を推薦する

曲げ半径管理：動的敷設時に≧20倍光ケーブル直径を保持し、固定状態≧15倍直径、路地角にガイドローラ群を設置する

摩耗保護措置：直埋段は溝底に50 mm石英砂下地層を敷設し、管貫通段は内径35 mm以上のシリコン芯管を選択する

2.接続と検査規程

溶着技術：帯状光ファイバ溶着技術を用いて、一度に4芯光ファイバアレイの接続を完成し、単点溶着損失≦0.03 dB。接続順序は厳格にTIA-598クロマトグラフィー規範に従う：青、オレンジ、緑、茶色の4組のカラーリング標識管理。

保護方案：ダブルシール構造ステンレス継手ボックスを使用し、内側にシリコンゲルを充填してIP 68級防水を実現し、外側にステンレスファスナーを設置して機械衝撃に抵抗する

検収試験：OTDRにより1550 nmと1625 nmの二波長試験を行い、コア間の減衰一致性の差が0.02 dB/km未満、故障点の位置決め誤差±1 m以内であることを要求した。