BR102020024541A2

BR102020024541A2 - Cabo optoelétrico

Info

Publication number: BR102020024541A2
Application number: BR102020024541-4A
Authority: BR
Inventors: Florin CHIRITA; Vili POPESCU; Cristian Gheorghe; Baris Sönmez
Original assignee: Prysmian S.P.A.
Priority date: 2019-12-04
Filing date: 2020-12-01
Publication date: 2021-06-15
Also published as: EP3832671B1; EP3832671A1; US11508496B2; PL3832671T3; IT201900022977A1; EP3832671C0; US20210174988A1; AU2020281045A1; ES2955699T3

Abstract

é descrito um cabo optoelétrico que compreende um ou mais condutores de eletricidade, em que cada condutor compreende um núcleo condutor de eletricidade e uma camada isolante elétrica em volta dele. o cabo também compreende uma unidade óptica embutida dentro de pelo menos um dos núcleos condutores de eletricidade. a unidade óptica compreende pelo menos duas fibras ópticas (em que cada fibra óptica compreende um núcleo, revestimento e cobertura) e um tampão isolado que rodeia em conjunto todas as fibras ópticas. como todas as fibras ópticas da unidade óptica são rodeadas (e protegidas) em conjunto por um único tampão, é obtida uma unidade óptica com tamanho reduzido. isso permite a redução do corte transversal do condutor de eletricidade no qual é disposta a unidade óptica. particularmente, são obtidos condutores de eletricidade com corte transversal de menos de 10 mm2.

Description

CABO OPTOELÉTRICO

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se ao campo de cabos para instalações de construção. Particularmente, a presente invenção refere-se a cabos optoelétricos apropriados para instalações de construção.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Como se sabe, comunicações ópticas utilizam luz para conduzir informações. Fibras ópticas são o tipo mais comum de canal para comunicações ópticas. Fibra óptica é uma guia de ondas dielétricas (ou não condutoras de eletricidade) que compreende um núcleo rodeado por um revestimento, em que tanto o núcleo quanto o revestimento são tipicamente feitos de materiais com base em sílica. O núcleo e o revestimento possuem diferentes índices de refração, de forma que ocorra reflexão total nos seus limites, que confina a luz e permite sua transmissão ao longo da fibra. Fibra óptica também compreende tipicamente uma cobertura de camada única ou dupla (por exemplo, cobertura de acrilato) que fornece proteção mecânica ao núcleo e ao revestimento. Fibras ópticas para comunicações ópticas possuem tipicamente um núcleo com diâmetro de cerca de 8-9 micra, revestimento com diâmetro externo de cerca de 125 micra e revestimento com diâmetro externo de cerca de 180-250 micra.

[003] Fibras ópticas podem ser utilizadas para comunicações de longo curso, bem como para fornecer conexões de alta velocidade ao longo de distâncias curtas. Fibras ópticas podem ser utilizadas, por exemplo, para desdobrar arquitetura de rede FTTX (Fibra para X) para a reta final de telecomunicações. Em redes FTTX, as fibras ópticas correm tipicamente do subsolo de um edifício ao longo dos diversos andares do edifício, de forma a fornecer conexão de dados em alta velocidade para todos os usuários do edifício. Fibras ópticas e cabos ópticos que compreendem fibras ópticas são conhecidos e suas características (tais como tamanho, peso e propriedades de dobra) são particularmente apropriadas para instalação em edifícios, tipicamente em dutos no interior das paredes do edifício.

[004] Esses dutos frequentemente também abrigam outros tipos de cabos, tais como cabos elétricos que distribuem energia de LV (baixa tensão) do quadro de distribuição localizado no subsolo do edifício para os usuários finais. Como se sabe, cabos elétricos compreendem um ou mais condutores elétricos. Um cabo elétrico monofásico que conecta o quadro de distribuição no subsolo do edifício ao painel de disjuntores fornecido nas instalações do usuário, por exemplo, compreende tipicamente três condutores elétricos, a saber, um condutor de fase, um condutor neutro e um condutor de terra. Cada condutor elétrico compreende um núcleo condutor de eletricidade (sólido ou feito de um feixe de fios metálicos, tipicamente em cobre ou alumínio) rodeado por uma camada isolante. Uma bainha rodeia em conjunto os três condutores elétricos isolados e os protege contra impactos mecânicos e, dependendo das aplicações do cabo, também contra água e fogo.

[005] A maior demanda por redes FTTX e a necessidade frequente de instalação de cabos ópticos e cabos elétricos dentro dos mesmos dutos trouxeram o conceito de cabos optoelétricos, que compreendem fibras ópticas e condutores elétricos dentro da mesma bainha. Esses cabos permitem o fornecimento de conexões de dados em alta velocidade e energia LV com uma única instalação, de forma a economizar custos de instalação e espaço no interior dos dutos do edifício.

[006] O cabo conhecido Afumex® Duo da Prysmian Cables and Systems é um cabo optoelétrico que compreende três condutores elétricos de cobre e duas fibras ópticas embutidas entre os fios condutores do condutor de terra. Cada fibra óptica (núcleo, revestimento e cobertura de acrilato) é uma fibra óptica de modo único G.657A padrão com diâmetro externo de 245 micra ± 5 micra e é individualmente protegida por um tampão correspondente. Cada tampão possui diâmetro externo de 900 micra ± 25 micra e é feito de nylon (poliamida).

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[007] No cabo Afumex® Duo, cada fibra óptica tamponada possui diâmetro externo de cerca de 900 micra e, portanto, o tamanho do conjunto óptico que compreende as duas fibras ópticas tamponadas dispostas lado a lado é de cerca de 1,8 mm.

[008] O Depositante realizou alguns testes e concluiu que, a fim de acomodar adequadamente em um condutor elétrico esse conjunto óptico sem o risco de rompê-lo, o corte transversal desse condutor elétrico (e, por simetria, também dos demais condutores elétricos do cabo) deverá ser de não menos de 10 mm2. Corte transversal menor (por exemplo, 6 mm2) acarreta questões no processo de fabricação, o que pode resultar em rompimento das fibras ópticas.

[009] O Depositante enfrentou em seguida o problema de fornecimento de cabos optoelétricos para instalações de edifícios em que um dos condutores elétricos compreende pelo menos duas fibras ópticas embutidas no seu núcleo e cada condutor elétrico (incluindo o que abriga as fibras ópticas) pode ser fabricado com seu núcleo condutor com corte transversal de menos de 10 mm2.

[0010] Segundo realizações da presente invenção, o problema acima é solucionado por um cabo optoelétrico que compreende um ou mais condutores elétricos, em que cada condutor compreende um núcleo condutor de eletricidade e uma camada isolante elétrica que rodeia o núcleo condutor de eletricidade. O cabo também compreende uma unidade óptica embutida dentro de pelo menos um dos núcleos condutores de eletricidade. A unidade óptica compreende pelo menos duas fibras ópticas (em que cada fibra óptica compreende um núcleo, revestimento e cobertura) e um tampão isolado que rodeia em conjunto todas as fibras ópticas.

[0011] Como todas as fibras ópticas da unidade óptica são rodeadas (e protegidas) em conjunto por um único tampão, é obtida uma unidade óptica com tamanho reduzido. Como será discutido em detalhes no presente, o Depositante concluiu que pode ser fornecida uma unidade óptica que compreende duas fibras ópticas rodeadas em conjunto por um único tampão, cujo diâmetro externo é de 900 micra, nomeadamente a metade do tamanho máximo de um conjunto óptico que compreende duas fibras ópticas tamponadas isoladamente e dispostas lado a lado.

[0012] Isso permite a redução do corte transversal do núcleo condutor do condutor elétrico no qual é disposta a unidade óptica. Podem ser obtidos condutores elétricos com corte transversal dos seus núcleos condutores de menos de 10 mm2. Isso permite o uso do cabo de acordo com realizações da presente invenção em aplicações nas quais, por exemplo, são necessários núcleos condutores da Classe 5 com corte transversal de 6 mm2 cada.

[0013] Segundo primeiro aspecto, portanto, a presente invenção fornece um cabo optoelétrico que compreende:

- um condutor elétrico que compreende um núcleo condutor de eletricidade e uma camada isolante elétrica em volta do núcleo condutor de eletricidade; e
- uma unidade óptica embutida dentro do núcleo condutor de eletricidade;

em que a unidade óptica compreende pelo menos duas fibras ópticas, cada qual compreendendo um núcleo, revestimento e cobertura, e a unidade óptica compreende adicionalmente um tampão que rodeia em conjunto as pelo menos duas fibras ópticas.

[0014] Em uma realização, no cabo optoelétrico de acordo com a presente invenção, o tampão é um tubo que rodeia firmemente as fibras ópticas. Dependendo do número de fibras ópticas rodeadas, o tubo de tampão possui diâmetro interno em contato direto com pelo menos algumas das fibras ópticas nele contidas, em que outras fibras ópticas encontram-se em contato indireto com o diâmetro interno (elas entram em contato com o diâmetro interno por meio de contato de uma ou mais fibras ópticas em contato direto com o diâmetro interno do tubo tampão). As fibras ópticas são, portanto, dispostas de forma compacta no interior do tampão, substancialmente sem grau de liberdade.

[0015] Em uma realização, o tampão é feito de um material que possui Shore D de mais de 45.

[0016] Em uma realização, o tampão é feito de material selecionado a partir de tereftalato de polibutileno (PBT) ou composição de polímero de halogênio zero de baixa fumaça (LS0H).

[0017] Em uma realização, o núcleo condutor de eletricidade é feito de um feixe de fios metálicos e a unidade óptica é disposta entre os mencionados fios metálicos.

[0018] Em uma realização, os fios metálicos são trançados em volta do tampão.

[0019] Em uma realização, o tampão encontra-se em contato direto com os fios metálicos.

[0020] Em uma realização, a unidade óptica compreende 2 a 12 fibras ópticas, tal como 2 a 8 ou 2 a 4 fibras ópticas.

[0021] Em uma realização, as fibras ópticas são dispostas de forma substancialmente paralela a um eixo longitudinal da unidade óptica.

[0022] Em uma realização, a unidade óptica pode compreender um composto bloqueador de água que preenche lacunas entre as fibras ópticas e o tampão. O composto bloqueador de água poderá, por exemplo, ser um composto de geleia.

[0023] Em uma realização, a unidade óptica possui diâmetro externo de, no máximo, 1 mm.

[0024] Em uma realização, a camada isolante do condutor pode ser feita de uma composição de polímero LS0H, de cloreto de polivinila (PVC) ou de polietileno reticulado (XLPE).

[0025] Em uma realização, o cabo optoelétrico de acordo com a presente invenção compreende adicionalmente uma bainha externa que rodeia o condutor elétrico. A bainha externa é feita, por exemplo, de material de polímero LS0H ou PVC.

[0026] Em uma realização, o cabo optoelétrico de acordo com a presente invenção compreende pelo menos dois condutores elétricos, tais como três. A unidade óptica é disposta em pelo menos um dos mencionados condutores elétricos.

[0027] Em uma realização, uma camada de mica pode estar presente entre o núcleo condutor de eletricidade e a camada isolante. Caso contrário, o núcleo condutor de eletricidade e a camada isolante encontram-se em contato direto entre si.

[0028] Em uma realização, uma camada de mica pode estar presente em posição radialmente interna com relação e em contato direto com a bainha em volta do(s) condutor(es) elétrico(s).

[0029] Para os propósitos do presente relatório descritivo e das reivindicações anexas, exceto quando indicado em contrário, todos os números que expressam valores, quantidades, percentuais etc. devem ser compreendidos como modificados, em todos os casos, pela expressão "cerca de". Além disso, todas as faixas incluem qualquer combinação dos pontos máximo e mínimo descritos e incluem quaisquer de suas faixas intermediárias, que podem ou não ser especificamente indicadas no presente.

[0030] A presente invenção, em pelo menos um dos aspectos mencionados acima, pode ser implementada de acordo com uma ou mais das realizações a seguir, opcionalmente combinadas entre si.

[0031] Para os propósitos do presente relatório descritivo e das reivindicações anexas, as palavras "um" e "uma" deverão ser consideradas incluindo um(a) ou pelo menos um(a) e o singular também inclui o plural, a menos que seja óbvia a indicação em contrário. Isso é feito meramente por conveniência e para fornecer sentido geral da presente invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0032] A presente invenção ficará totalmente clara após a leitura da descrição detalhada a seguir, fornecida como forma de exemplo e não de limitação, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

- a Figura 1 exibe um cabo optoelétrico de acordo com uma realização da presente invenção; e
- a Figura 2 exibe com mais detalhes a unidade óptica compreendida no cabo da Figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0033] A Figura 1 exibe um cabo optoelétrico 10 de acordo com uma realização da presente invenção.

[0034] O cabo 10 compreende uma série de condutores elétricos isolados. Como forma de exemplo não limitador, o cabo 10 ilustrado na Figura 1 compreende três condutores de eletricidade isolados 1, 2 e 3. Do ponto de vista elétrico, por exemplo, o cabo 10 pode ser um cabo elétrico monofásico que compreende um condutor de fase 1, condutor neutro 2 e condutor de terra 3.

[0035] Cada condutor elétrico isolado 1, 2, 3 compreende um núcleo condutor de eletricidade 11, 21, 31 e uma camada isolante 12, 22, 32 em volta do núcleo condutor de eletricidade 11, 21, 31 correspondente.

[0036] Cada núcleo condutor de eletricidade 11, 21, 31 pode ser sólido ou um feixe de fios metálicos, em que pelo menos um núcleo condutor 11, 21, 31 é feito de um feixe de fios metálicos. Os fios metálicos podem ser trançados em volta do eixo longitudinal do condutor. O núcleo condutor de eletricidade 31 (que, como será discutido em detalhes abaixo, abriga uma unidade óptica) pode ser feito, por exemplo, de um feixe de fios metálicos, enquanto os outros núcleos condutores de eletricidade 11 e 21 podem ser sólidos ou feitos de feixes de fios metálicos correspondentes. Os núcleos condutores de eletricidade 11, 21, 31 podem ser feitos de cobre, alumínio ou seus compostos.

[0037] Cada camada isolante elétrico 12, 22, 32 é feito de um material isolante elétrico. O material isolante elétrico pode ser, por exemplo, PVC (cloreto de polivinila), um material retardante de chama tal como composição de polímero LS0H ou XLPE (polietileno reticulado). O material isolante utilizado para as camadas isolantes pode ser colorido, a fim de permitir que o operador de campo instale o cabo 10 para distinguir facilmente cada condutor de eletricidade isolado 1, 2, 3. A camada isolante 12 do condutor de fase 1, por exemplo, pode ser marrom, a camada isolante 22 do condutor neutro 2 pode ser azul e a camada isolante 32 do condutor de terra 3 pode ser amarelo e verde.

[0038] O cabo 10 também compreende uma bainha 5 que rodeia todos os condutores de eletricidade isolados 1, 2, 3. A bainha 5 pode ser a camada mais externa do cabo 10. A bainha 5 pode ser feita de material isolante elétrico. O material isolante elétrico pode ser, por exemplo, PVC (cloreto de polivinila) ou um material retardante de chama, tal como polímero LS0H ou PE (polietileno). A bainha 5 pode ter espessura que varia, por exemplo, de 1,4 mm a 1,8 mm.

[0039] Opcionalmente, o cabo 10 pode também compreender uma base 6 que preenche o espaço livre (ou seja, o espaço não ocupado pelos condutores de eletricidade isolados 1, 2, 3) no interior da bainha 5. A base 6 pode ser feita de borracha. Quando qualquer camada de base estiver faltando, pode-se aplicar uma camada fina de pó de talco, contra a aderência de materiais de isolamento a material de bainha externo.

[0040] Pode ser fornecida uma fita de material polimérico para rodear os condutores elétricos isolados 1, 2, 3 no interior da bainha 5. Neste caso, a base 6 pode ser omitida.

[0041] Em uma realização, varas de enchimento podem ser fornecidas no espaço livre definido acima, no lugar da base 6.

[0042] O cabo 10 também compreende uma unidade óptica 7. A unidade óptica 7 pode ser embutida no interior do núcleo condutor de qualquer um dos condutores elétricos isolados 1, 2, 3. Em forma de exemplo não limitador, a unidade óptica 7 pode ser disposta entre os fios metálicos do núcleo condutor 31 do condutor de terra isolado 3. Segundo outras realizações não ilustradas nos desenhos, a unidade óptica 7 pode ser embutida no núcleo condutor de qualquer um dos outros condutores elétricos isolados 1 (fase) ou 2 (neutro).

[0043] A unidade óptica 7 compreende pelo menos duas fibras ópticas. Como forma de exemplo não limitador, a unidade óptica 7 exibida na Figura 2 compreende duas fibras ópticas 70a, 70b. A unidade óptica 7 poderá compreender 2-12 fibras ópticas, sem aumentar substancialmente as dimensões gerais do cabo (em que o aumento é, por exemplo, de não mais de 0,1 mm de diâmetro).

[0044] Cada fibra óptica 70a, 70b compreende um núcleo 71a, 71b rodeado por um revestimento 72a, 72b. O núcleo 71a, 71b e o revestimento 72a, 72b são geralmente feitos de materiais com base em sílica com diferentes índices de reflexão. Cada fibra óptica 70a, 70b também compreende uma cobertura 73a, 73b que fornece proteção mecânica ao núcleo e ao revestimento. As coberturas 73a, 73b podem ser coberturas de camada única ou dupla. As coberturas 73a, 73b podem ser feitas de material de acrilato.

[0045] As fibras ópticas 70a, 70b podem ser fibras de comunicação de modo isolado. Seus núcleos 71a, 71b podem possuir diâmetro de cerca de 8-9 micra, seus revestimentos 72a, 72b podem possuir diâmetro externo de cerca de 125 micra e suas coberturas 73a, 73b podem possuir diâmetro externo de 180 a 250 micra, tal como de 180, 200 ou 250 micra. As fibras ópticas 70a, 70b, por exemplo, podem ser de acordo com as especificações UIT-T G.657 A2 (11/2009) e/ou UIT-T G.657 B2/B3 (11/2009) que definem as características de fibras de modo isolado insensíveis a dobras para redes de acesso e instalações de clientes.

[0046] As fibras ópticas 70a, 70b podem ser dispostas longitudinalmente, substancialmente paralelas ao eixo longitudinal da unidade óptica 7.

[0047] A unidade óptica 7 também compreende um tampão 74. O tampão 74 rodeia em conjunto todas as fibras ópticas da unidade óptica 7, neste caso as fibras ópticas 70a, 70b. O tampão 74 pode ser tampão tubular, em que as fibras ópticas 70a, 70b são dispostas no seu interior. As duas fibras ópticas 70a, 70b são dispostas lado a lado em contato recíproco próximo e o diâmetro interno do tampão 74 é substancialmente igual à soma dos diâmetros externos das fibras 70a, 70b (especificamente, dos seus revestimentos 73a, 73b). As fibras ópticas 70a, 70b são, portanto, dispostas de forma compacta no interior do tampão 74, substancialmente sem grau de liberdade.

[0048] Opcionalmente, a unidade óptica 7 pode também compreender um composto de bloqueio de água 75 que preenche as lacunas entre as fibras ópticas 70a, 70b e a superfície interna do tampão 74. O composto de bloqueio de água 75 pode ser, por exemplo, um composto de geleia.

[0049] Em uma realização, o tampão 74 encontra- se externamente em contato direto com o material do núcleo condutor de eletricidade 31, por exemplo, com os fios metálicos do núcleo condutor de eletricidade 31. Os fios metálicos do núcleo condutor de eletricidade 31, por exemplo, podem ser trançados em volta do tampão 74, de forma que a unidade óptica 7 esteja substancialmente no centro do núcleo condutor 31.

[0050] O tampão 74 pode ser feito de material suficientemente duro para garantir proteção mecânica das fibras ópticas 70a, 70b contra tensões mecânicas exercidas pelos fios metálicos do núcleo condutor 31 que rodeiam o tampão 74, de forma a preservar o desempenho da fibra, por exemplo, em termos de perdas por microdobras. O tampão 74 é feito de material que possui Shore D de mais de 45, por exemplo mais de 50, por exemplo até 80.

[0051] O tampão 74 pode ser feito de uma composição de polímero LS0H. Exemplos de uma composição de polímero LS0H apropriada são compostos ECCOH® (comercializados pela PolyOne). Alternativamente, o tampão 74 pode ser feito de tereftalato de polibutileno (PBT).

[0052] O uso de material com Shore D de mais de 45 pode garantir proteção mecânica apropriada às fibras ópticas 70a, 70b mesmo com tampão 74 relativamente fino. O Depositante estimou que espessura de tampão de 200 micra a 500 micra pode garantir proteção mecânica apropriada das fibras 70a, 70b, embora mantendo o diâmetro externo geral da unidade óptica 7 em valor que permite a sua inclusão em condutor elétrico com núcleo condutor cujo corte transversal é de menos de 10 mm2. Considerando, por exemplo, que as duas fibras 7 0a, 7 0b são tamponadas e o diâmetro externo de cada fibra varia de 200 micra a 250 micra conforme descrito acima, o diâmetro externo resultante do tampão 74 pode ser de 600 micra a 1 mm.

[0053] Exemplos de dimensões de unidades de fibra óptica de acordo com a presente invenção que contêm duas fibras ópticas são fornecidos na Tabela I. O diâmetro de fibra indica uma única fibra óptica. O tamanho do tampão designa um tubo de tampão feito de composição de polímero LS0H.
TABELA I

[0054] A composição de polímero LS0H utilizada para o tampão 74, geralmente feita de material termoplástico, exibe tipicamente má adesão ao material de acrilato dos revestimentos de fibra 73a, 73b. A parede interna do tampão 74 pode estar em contato direto com as fibras 70a, 70b, sem necessidade de fornecer lubrificante, o que exigiria aumento do diâmetro interno do tubo de tampão 74 e, em seguida, da unidade óptica inteira 7.

[0055] Como todas as fibras ópticas da unidade óptica 7 são rodeadas em conjunto (e protegidas) por um único tampão 74, a unidade óptica 7 possui tamanho externo menor que o tamanho típico de um conjunto óptico que compreende fibras ópticas tamponadas isoladamente dispostas lado a lado. Isso permite reduzir o corte transversal do núcleo condutor 31 do condutor elétrico 3 no qual está disposta a unidade óptica 7 e, portanto (para preservar a simetria da construção de cabo), também dos núcleos condutores dos outros condutores elétricos isolados 1, 2 do cabo. Particularmente, cada condutor elétrico isolado 1, 2, 3 pode ser fabricado com corte transversal do seu núcleo condutor 11, 21, 31 de menos de 10 mm2, tal como 6 mm2. Isso permite o uso do cabo 10 em aplicações nas quais, por exemplo, são necessários núcleos condutores de classe 5 com corte transversal de 6 mm2.

[0056] O Depositante realizou alguns testes sobre um cabo optoelétrico com a estrutura ilustrada nas Figuras 1 e 2. As duas fibras ópticas foram fibras BendBright®-XS de 250 micra G.657.A2, fabricadas e vendidas pela Prysmian Group. Eles foram dispostos próximos em um tampão feito de LS0H, particularmente PolyOne ECCOH® 6150 com Shore D igual a 53 e espessura de 200 micra. A unidade óptica que inclui as duas fibras BendBright® XS e o tampão LS0H foi embutida no condutor de terra de um cabo elétrico monofásico que compreende um condutor de fase, um condutor neutro e um condutor de terra. Cada condutor elétrico consistia de um feixe de fios de cobre rodeado por uma camada isolante feita de PVC. O corte transversal do núcleo condutor de cada condutor elétrico possuía área de 6 mm2. O cabo também compreendia uma bainha externa feita de PVC. A espessura da bainha foi de 1,8 mm.

[0057] Os testes conduzidos no cabo e seus resultados encontram-se resumidos na Tabela II detalhada abaixo.
TABELA II

[0058] Com relação ao teste de compressão, o seu propósito típico é determinar a capacidade de um cabo que compreende fibras ópticas de suportar compressão. O teste de compressão foi conduzido de acordo com IEC 60794-1-21 E3A, aplicando cargas de 1000 N até 5000 N utilizando uma placa de compressão de 100 mm aplicada por 15 minutos. Cada carga foi aplicada em três posições longitudinais diferentes do cabo, que foram espaçadas a 500 mm entre si. As fibras ópticas do cabo foram conectadas a uma fonte de luz e um medidor de potência para medir variações de potência e, portanto, atenuação óptica. Os critérios de aprovação/reprovação para o teste foram:

i. aumento da atenuação óptica das fibras antes e depois da aplicação da carga de 1000 N ≤ 0,05 dB; e
ii. nenhum dano estrutural ao cabo e seus componentes (bainha) após aplicações de todas as cargas. A atenuação das fibras ópticas foi medida antes, durante e depois da aplicação de todas as cargas. Ela foi substancialmente inalterada. Inspeção visual do cabo após a aplicação de todas as cargas não revelou danos ao cabo e seus componentes. O teste de compressão foi então aprovado.

[0060] Com relação ao teste de impacto, o seu propósito típico é determinar a capacidade de um cabo que compreende fibras ópticas de suportar impactos. O teste de impacto foi conduzido de acordo com IEC 60794-1-21 E4, em três posições longitudinais diferentes do cabo, que foram espaçadas a 500 mm entre si. Seis valores diferentes de energia de impacto foram aplicados, a saber, 5 Nm, 10 Nm, 15 Nm, 20 Nm, 25 Nm e 30 Nm, à temperatura ambiente (20 °C). O raio do martelo foi de 300 mm. As fibras ópticas do cabo foram conectadas a uma fonte de luz e um medidor de potência para medir variações de potência e, portanto, atenuação óptica. Os critérios de aprovação/reprovação para o teste foram:

i. aumento da atenuação óptica das fibras antes e depois dos impactos ≤ 0,05 dB; e
ii. nenhum dano estrutural ao cabo e seus componentes (bainha) após os impactos.

[0061] A atenuação das fibras ópticas foi medida antes, durante e depois dos impactos. Ela foi substancialmente inalterada. Inspeção visual do cabo após os impactos não revelou danos ao cabo e seus componentes. O teste de impacto foi então aprovado.

[0062] Com relação ao teste de dobra de cabos, o propósito típico deste teste é determinar a capacidade de um cabo que compreende fibras ópticas de suportar dobras em volta de um mandril de teste. O teste de dobra de cabos foi conduzido de acordo com IEC 60794-1-21 E11A, utilizando dois mandris diferentes com diâmetros de 50 mm e 100 mm. As fibras ópticas do cabo foram conectadas a uma fonte de luz e um medidor de potência para medir variações de potência e, portanto, atenuação óptica. O teste para cada diâmetro de mandril foi realizado por três vezes (três ciclos de teste). O critério de aprovação/reprovação para o teste foi:

i. aumento da atenuação óptica das fibras antes e depois dos impactos ≤ 0,05 dB.

[0063] A atenuação das fibras ópticas foi medida antes, durante e depois da dobra. Ela foi substancialmente inalterada. Inspeção visual do cabo após a dobra não revelou danos ao cabo e seus componentes. O teste de dobra do cabo foi então aprovado.

[0064] Com relação ao teste de alta tensão, o seu propósito típico é verificar que o cabo testado está de acordo com o padrão internacional mencionado acima. O teste de alta tensão foi conduzido de acordo com IEC 60502-1 por meio de conexão do cabo a uma fonte de tensão de 4 kV e quilovoltímetro de 6 kV. Aplicou-se tensão de 3,5 kV AC por cinco minutos. Não ocorreu rompimento do isolamento.

[0065] Com relação ao teste de resistência elétrica de condutores, o propósito típico desse teste é verificar que o cabo testado esteja de acordo com o padrão internacional mencionado acima. Este teste foi conduzido de acordo com IEC 60228, conectando-se o cabo a um micro-ohmímetro para medir a resistência elétrica de cada condutor elétrico do cabo. O critério de aprovação/reprovação para o teste foi:

i. resistência elétrica de cada condutor ≤ 3,08 ohm/km.

[0066] As resistências de medição foram: 3,058 ohm/km para o condutor de fase, 3,057 ohm/km para o condutor neutro e 3,080 ohm/km para o condutor de terra. O teste de resistência elétrica dos condutores foi então aprovado.

[0067] O cabo testado exibiu, portanto, bom desempenho do ponto de vista óptico e do ponto de vista elétrico.

[0068] O cabo de acordo com a presente invenção pode ser fabricado conforme abaixo.

[0069] Material tampão (por exemplo, material polimérico LS0H) é extrudado longitudinalmente em volta de 24 fibras ópticas dispostas longitudinalmente, na forma de tubo. Após a cabeça do extrusor, a unidade óptica obtida é passada através de uma calha de resfriamento cheia de água, para resfriá-la e evitar deformações do tampão durante o enrolamento sobre o tambor de recebimento.

[0070] Fios de cobre são depositados para obter o diâmetro desejado de fios individuais (0,3 mm, por exemplo) e paralelamente reunidos (por exemplo, 20x0,3 mm). Grupos de fios (por exemplo, quatro grupos) são trançados para formar o núcleo condutor de eletricidade que possui, neste exemplo, corte transversal de 6 mm2.

[0071] Em um dos núcleos condutores de eletricidade (por exemplo, o condutor de terra), a unidade óptica fabricada acima é colocada aproximadamente no meio de grupos de fios (4, no presente exemplo), para garantir a aplicação de tensão de torção menor a fibras ópticas e, consequentemente, a integridade das fibras.

[0072] Cada núcleo condutor de eletricidade que contém opcionalmente a unidade óptica é isolado em seguida por meio de extrusão de material isolante elétrico (por exemplo, PVC) longitudinalmente. O material isolante pode compreender uma cor padronizada para fins de identificação. Após a cabeça do extrusor, o condutor isolado é passado através de uma calha de resfriamento cheia de água, para resfriá-lo e evitar deformações do isolamento durante o enrolamento sobre o tambor de recebimento.

[0073] Os condutores elétricos obtidos são trançados entre si em sentido SZ, S ou Z.

[0074] Uma ou mais varas de carga com corte transversal substancialmente redondo podem ser fornecidas trançadas com os condutores de eletricidade ou no meio do cordão dos condutores de eletricidade, dependendo do número de condutores no cabo e/ou da necessidade de aplicação.

[0075] No lugar de vara(s) de carga, pode ser fornecida uma camada de base por meio de extrusão em volta dos condutores de eletricidade isolados.

[0076] Na ausência de base, uma fita pode ser enrolada helicoidalmente em volta dos condutores de eletricidade isolados e, opcionalmente, em volta da(s) vara(s) de carga.

[0077] O cordão de condutores de eletricidade (e, opcionalmente, de vara(s) de carga) é coberto em seguida por meio da extrusão de um material de bainha (por exemplo, PVC) longitudinalmente.

[0078] Caso o projeto de cabo não compreenda base nem fita enrolada, a bainha é aplicada por meio de extrusão sob pressão, permitindo a penetração do material de bainha nos espaços entre condutores de eletricidade isolados e, se houver, vara(s) de carga. Neste caso, existe aplicação de pó de talco entre o isolamento e a bainha, o que evita a união de material de bainha ao material de isolamento.

[0079] Após a cabeça do extrusor, o cabo optoelétrico é passado através de uma calha de resfriamento cheia de água, para resfriá-lo e evitar deformações da bainha durante o enrolamento sobre o tambor de recebimento.

[0080] Em conjunto com aplicação de bainha, pode ser também conduzido um processo de marcação de bainha de cabos por meio de jato de tinta, gravação, denteação ou folha de impressão a quente. O método de marcação deverá coincidir com o tipo de material de bainha.

Claims

CABO OPTOELÉTRICO (10), caracterizado por compreender:
- - um condutor elétrico (3) que compreende um núcleo condutor de eletricidade (31) e uma camada isolante elétrica (32) em volta do núcleo condutor de eletricidade (31); e
- - uma unidade óptica (7) embutida dentro do núcleo condutor de eletricidade (31);
em que a unidade óptica (7) compreende pelo menos duas fibras ópticas (70a, 70b), cada fibra óptica (70a, 70b) compreende um núcleo (71a, 71b), revestimento (72a, 72b) e cobertura (73a, 73b), e a unidade óptica (7) compreende adicionalmente um tampão (74) que rodeia em conjunto as pelo menos duas fibras ópticas (70a, 70b).
CABO OPTOELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo tampão (74) ser um tubo que rodeia firmemente a fibra óptica (70a, 70b).
CABO OPTOELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo tampão (74) ser feito de material que possui Shore D de mais de 45.
CABO OPTOELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo tampão (74) ser feito de material selecionado a partir de tereftalato de polibutileno ou composição de polímero de halogênio zero de baixa fumaça.
CABO OPTOELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo núcleo condutor de eletricidade (31) ser feito de um feixe de fios metálicos e a unidade óptica (7) ser disposta entre os mencionados fios metálicos.
CABO OPTOELÉTRICO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelos fios metálicos serem trançados em volta do tampão (74).
CABO OPTOELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo tampão (74) encontrar-se em contato direto com os fios metálicos.
CABO OPTOELÉTRICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela unidade óptica (7) compreender 2 a 12 fibras ópticas.
CABO OPTOELÉTRICO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela unidade óptica (7) compreender 2 a 8 fibras ópticas.
CABO OPTOELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas fibras ópticas (70a, 70b) serem dispostas paralelamente a um eixo longitudinal da unidade óptica (7).
CABO OPTOELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela unidade óptica (7) compreender um composto de bloqueio de água (75) que preenche lacunas entre as fibras ópticas (70a, 70b) e o tampão (74).
CABO OPTOELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela unidade óptica (7) possuir diâmetro externo de, no máximo, 1 mm.
CABO OPTOELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela camada isolante (32) ser feita de composição polimérica de halogênio zero com baixa fumaça, cloreto de polivinila ou polietileno reticulado.
CABO OPTOELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente uma bainha externa (5) em volta do condutor de eletricidade (3).
CABO OPTOELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender pelo menos dois condutores de eletricidade (1, 2, 3), em que a unidade óptica (7) é disposta em pelo menos um dos mencionados pelo menos dois condutores elétricos (1, 2, 3).