การเลือกใช้วัสดุเสริมแรงโลหะและอโลหะสำหรับสายเคเบิลใยแก้วนำแสง และการเปรียบเทียบข้อดีข้อเสีย

1. ลวดเหล็ก
เพื่อให้แน่ใจว่าสายเคเบิลสามารถทนต่อแรงดึงตามแนวแกนได้เพียงพอขณะวางและใช้งาน สายเคเบิลต้องมีองค์ประกอบที่สามารถรับน้ำหนักได้ ทั้งโลหะและอโลหะ โดยใช้ลวดเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงเป็นส่วนเสริมความแข็งแรง เพื่อให้สายเคเบิลมีความต้านทานต่อแรงดันด้านข้างและแรงกระแทกได้ดีเยี่ยม นอกจากนี้ยังใช้ลวดเหล็กกล้าสำหรับเป็นเกราะป้องกันระหว่างปลอกหุ้มชั้นในและปลอกหุ้มชั้นนอกของสายเคเบิลด้วย โดยสามารถแบ่งลวดเหล็กกล้าคาร์บอนสูงเป็นลวดเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำตามปริมาณคาร์บอนได้
(1) ลวดเหล็กกล้าคาร์บอนสูง
ลวดเหล็กกล้าคาร์บอนสูงควรเป็นไปตามข้อกำหนดทางเทคนิคของเหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพสูง GB699 โดยมีปริมาณกำมะถันและฟอสฟอรัสประมาณ 0.03% และสามารถแบ่งออกเป็นลวดเหล็กชุบสังกะสีและลวดเหล็กเคลือบฟอสเฟตตามการเคลือบผิว ลวดเหล็กชุบสังกะสีต้องมีชั้นสังกะสีที่สม่ำเสมอ เรียบเนียน ยึดติดแน่น พื้นผิวของลวดเหล็กควรสะอาด ปราศจากน้ำมัน น้ำ และคราบสกปรก ส่วนลวดเหล็กเคลือบฟอสเฟตต้องมีชั้นเคลือบฟอสเฟตที่สม่ำเสมอและเงางาม พื้นผิวของลวดควรปราศจากน้ำมัน น้ำ คราบสนิม และรอยบุบ เนื่องจากปริมาณการเกิดก๊าซไฮโดรเจนมีน้อย การใช้งานลวดเหล็กเคลือบฟอสเฟตจึงแพร่หลายมากกว่าในปัจจุบัน
(2) ลวดเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ
โดยทั่วไปแล้วลวดเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำจะใช้สำหรับสายเคเบิลหุ้มเกราะ พื้นผิวของลวดเหล็กควรเคลือบด้วยสังกะสีอย่างสม่ำเสมอและต่อเนื่อง ชั้นสังกะสีต้องไม่มีรอยแตก รอยตำหนิ และหลังจากการทดสอบการพันลวดแล้ว ต้องไม่มีรอยแตก รอยแยก หรือการหลุดลอกที่สามารถใช้มือเปล่าสัมผัสได้

2. เส้นลวดเหล็ก
ด้วยการพัฒนาสายเคเบิลให้มีจำนวนแกนมากขึ้น น้ำหนักของสายเคเบิลก็จะเพิ่มขึ้น และแรงดึงที่เหล็กเสริมต้องรับก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เพื่อเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักและต้านทานแรงดึงตามแนวแกนที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการวางและการใช้งานสายเคเบิลใยแก้วนำแสง เหล็กเส้นจึงเหมาะสมที่สุดสำหรับการเสริมความแข็งแรงของสายเคเบิลใยแก้วนำแสง เนื่องจากมีความยืดหยุ่นในระดับหนึ่ง เหล็กเส้นทำจากลวดเหล็กหลายเส้นที่บิดเข้าด้วยกัน โดยทั่วไปสามารถแบ่งตามโครงสร้างหน้าตัดได้เป็น 1×3, 1×7 และ 1×19 สามชนิด การเสริมความแข็งแรงของสายเคเบิลมักใช้เหล็กเส้น 1×7 เหล็กเส้นแบ่งตามความแข็งแรงดึงที่กำหนดได้เป็น 5 เกรด ได้แก่ 175, 1270, 1370, 1470 และ 1570 MPa โดยค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของเหล็กเส้นควรมากกว่า 180 GPa เหล็กที่ใช้สำหรับลวดเหล็กเส้นควรเป็นไปตามข้อกำหนดของ GB699 “เงื่อนไขทางเทคนิคสำหรับโครงสร้างเหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพสูง” และพื้นผิวของลวดเหล็กชุบสังกะสีที่ใช้สำหรับลวดเหล็กเส้นควรเคลือบด้วยสังกะสีอย่างสม่ำเสมอและต่อเนื่อง โดยไม่มีจุด รอยแตก หรือบริเวณที่ไม่ได้ชุบสังกะสี เส้นผ่านศูนย์กลางและระยะห่างระหว่างเส้นลวดควรสม่ำเสมอ และไม่ควรหลวมหลังจากตัด และลวดเหล็กในลวดเหล็กเส้นควรเชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนา โดยไม่มีการไขว้กัน การแตกหัก หรือการงอ

3.เอฟอาร์พี
FRP เป็นคำย่อของอักษรตัวแรกของคำว่า fiber reinforced plastic ในภาษาอังกฤษ ซึ่งเป็นวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ มีพื้นผิวเรียบและเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกสม่ำเสมอ ได้จากการเคลือบผิวของเส้นใยแก้วหลายเส้นด้วยเรซินที่แข็งตัวด้วยแสง และมีบทบาทในการเสริมความแข็งแรงให้กับสายเคเบิลใยแก้วนำแสง เนื่องจาก FRP เป็นวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ จึงมีข้อดีดังต่อไปนี้เมื่อเทียบกับการเสริมแรงด้วยโลหะ: (1) วัสดุที่ไม่ใช่โลหะไม่ไวต่อไฟฟ้าช็อต และสายเคเบิลใยแก้วนำแสงจึงเหมาะสำหรับพื้นที่ที่มีฟ้าผ่า (2) FRP ไม่เกิดปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้ากับความชื้น ไม่ก่อให้เกิดก๊าซที่เป็นอันตรายและธาตุอื่นๆ และเหมาะสำหรับพื้นที่ที่มีสภาพอากาศฝนตก ร้อน และชื้น (3) ไม่ก่อให้เกิดกระแสเหนี่ยวนำ สามารถติดตั้งบนสายไฟฟ้าแรงสูงได้ (4) FRP มีคุณสมบัติน้ำหนักเบา ซึ่งสามารถลดน้ำหนักของสายเคเบิลได้อย่างมาก พื้นผิวของ FRP ควรเรียบ ความไม่กลมควรมีน้อย เส้นผ่านศูนย์กลางควรสม่ำเสมอ และไม่ควรมีรอยต่อในความยาวแผ่นมาตรฐาน

4. อะรามิด
อะรามิด (เส้นใยโพลีเบนโซอิลอะไมด์) เป็นเส้นใยชนิดพิเศษที่มีความแข็งแรงและโมดูลัสสูง ผลิตจากกรดพี-อะมิโนเบนโซอิกเป็นโมโนเมอร์ โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาในระบบ NMP-LiCl ผ่านกระบวนการพอลิเมอไรเซชันแบบควบแน่นในสารละลาย จากนั้นจึงผ่านกระบวนการปั่นเปียกและการอบชุบด้วยความร้อนสูง ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์ที่ใช้ส่วนใหญ่คือ รุ่น KEVLAR49 ที่ผลิตโดย DuPont ในสหรัฐอเมริกา และรุ่น Twaron ที่ผลิตโดย Akzonobel ในเนเธอร์แลนด์ เนื่องจากมีคุณสมบัติทนต่ออุณหภูมิสูงและทนต่อการออกซิเดชันจากความร้อนได้ดีเยี่ยม จึงใช้ในการผลิตวัสดุเสริมแรงสำหรับสายเคเบิลใยแก้วนำแสงแบบรองรับตัวเองได้ในทุกสื่อ (ADSS)

5. เส้นใยแก้ว
เส้นใยแก้วเป็นวัสดุอโลหะที่นิยมใช้ในการเสริมแรงสายเคเบิลใยแก้วนำแสง ซึ่งทำจากเส้นใยแก้วหลายเส้น มีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม ทนต่อการกัดกร่อน มีความแข็งแรงดึงสูงและมีความยืดหยุ่นต่ำ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเสริมแรงที่ไม่ใช่โลหะในสายเคเบิลใยแก้วนำแสง เมื่อเทียบกับวัสดุโลหะ เส้นใยแก้วมีน้ำหนักเบากว่าและไม่ก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสายส่งไฟฟ้าแรงสูงและการใช้งานสายเคเบิลใยแก้วนำแสงในสภาพแวดล้อมที่เปียกชื้น นอกจากนี้ เส้นใยแก้วยังแสดงให้เห็นถึงความทนทานต่อการสึกหรอและความทนทานต่อสภาพอากาศที่ดีในการใช้งาน ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรในระยะยาวของสายเคเบิลในสภาพแวดล้อมต่างๆ