CN102314969A - 具有光导纤维的低压电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明属线缆技术领域，具有光导纤维的低压电缆，其特征在于包含低压绝缘导线、保护管、中心加强件、第一保护层、光纤带、第二保护层及护套层；低压绝缘导线与保护管位于中心加强件之外；低压绝缘导线及保护管与中心加强件以一定的方式分布；保护管内含多根光导纤维；光纤带中含多根光纤且光纤带是紧贴第一保护层的；在所述电缆中，有1根光纤带时，光纤带首尾相连而未相接；当有多根光纤带时，下一根光纤带的首端与上一根光纤带的尾端相连或稍有间隙，最后一根光纤带的尾端与第一根光纤带的首端相连或稍有间隙。本发明减小了电缆外径及材料耗用，增加了光导纤维的通信容量，光纤受电缆发热的影响小，产品性能更稳定可靠。
Description
技术领域
本发明属于光纤光缆及电线电缆技术领域，尤其是涉及一种具有光导纤维的低压电缆。
背景技术
光纤复合低压电缆(OPLC)是国家电网公司继架空地线复合光缆(OPGW)、光纤复合架空相线(OPPC)之后推行的又一个光纤复合电缆产品。该产品集光纤、输电铜线、铜信号线对于一体，可以解决宽带接入、设备用电、应急信号传输等问题；通过无源光网络(PON)技术，可以实现数据、语音、视频业务的传送和电表数据的透明传输，实现基于物联网技术的电力远程抄表、通知及缴费。用户可以通过用户端拨打IP电话、上网、点播视频节目、观看高清电视，建立与电网互动的智能用电家庭。OPLC具有高可靠性数据传输、价格低、连接方便等特点，优点有外径小、重量轻、占用空间小；光缆和电力线于一体，避免二次布线，降低工程费用；且产品具有良好的弯曲和耐侧压性能；解决了电力网的通信问题。光纤复合电力电缆在未来家庭智能化、办公自动化、数字化变电站、工控网络化、智能电网、实时大流量监控等的数据传输中具有重要的地位。目前OPLC市场前景非常看好，国家电网公司现已在其范围内20多个省份的试点城市开始电力光纤入户试点建设；试点成功后，将大面积推广，今后新建小区的电力接入，都将采用电力光纤入户。南方电网也将采取类似的方式进行电力光纤到户。按照户均50Mbit/s使用量计算，由此推算，2010年试点需求量大约在1800km左右。到2011年年末，智能电网的电力光纤到户(PFTTH)试点结束之后，电网企业将逐步推广使用，除了新建住宅之外，加上部分原有小区的改造，预计到2015年，需求量将超过30万公里。另外，随着推进智能电网、电信网、广播电视网、互联网的发展，实现四网融合的发展，从未来来看，随着智能电网建设的深入推进，国家将在三网融合的基础上继续加大对四网融合的推动，届时，OPLC的使用量将呈现爆发式的增长，将会成为线缆领域的又一个重要的细分市场。国内外目前已有光纤复合低压电缆的应用，但遗憾的是，目前的产品普遍存在外径粗、且光缆单元与电缆单元混合在一起；由于光纤的正常运行环境为-40摄氏度至+70摄氏度，而电缆运行时的高温通常会超出上述范围，因此，绞合在一起的结构无法满足可靠运行的要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种具有光导纤维的低压电缆，它是采用以下技术方案来实现的：
具有光导纤维的低压电缆，其特征在于它包含至少两根低压绝缘导线、至少一根保护管4、一根中心加强件5、包覆在低压绝缘导线和保护管之外的第一保护层6、位于第一保护层之外的至少一根光纤带7、位于光纤带之外的第二保护层9及包覆在第二保护层之外的护套层10；低压绝缘导线由位于内部的导体1及位于导体之外的绝缘层2构成；低压绝缘导线与保护管位于中心加强件之外；低压绝缘导线及保护管与中心加强件平行分布或者是围绕中心加强件以左右间隔螺旋或仅单向螺旋分布；保护管内部包含多根可传导光信号的光导纤维3；所述光纤带中包含有多根相互平行分布的光纤8且所述光纤带是紧贴第一保护层的；在所述具有光导纤维的低压电缆中，当仅有一根光纤带时，光纤带首尾相连而并未相接；当有多根光纤带时，下一根光纤带的首端与上一根光纤带的尾端相连或稍有间隙，最后一根光纤带的尾端与第一根光纤带的首端相连或稍有间隙。
上述所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述低压绝缘导线有2根或3根或4根。
上述所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述导体为单根铜丝或单根铝丝或单根铜包铝丝或单根铜包镁丝或单根铜包镁铝合金丝。
上述所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述导体为多根铜丝或多根铝丝或多根铜包铝丝或多根铜包镁丝或多根铜包镁铝合金丝绞合而成的。
上述所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述第一保护层为阻水带或无纺布。
上述所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述第二保护层为芳纶纱或阻水纱或聚酯带或阻水带。
上述所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述绝缘层为中密度聚乙烯或高密度聚乙烯或聚氯乙烯或低烟无卤聚乙烯。
上述所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述外护层为聚氯乙烯或聚乙烯或低烟无卤聚乙烯。
上述所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述保护管为金属管或塑料管。
上述所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述多根光导纤维在保护管中以SZ绞合的方式或相互平行的方式分布，且在25℃时，光导纤维长度/保护管长度的范围为[1.0002，1.0008]。
上述所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述光导纤维为二氧化硅系列的G.652型或G.655型或G.657型或A1a型或A1b型或塑料光纤。
上述所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述光纤为G.652B型或G.652D型或G.655型或G.657型；所述光纤以15mm的弯曲半径相互之间无间隔地密绕10圈后，在1550nm处衰减增加值为0.03dB，在1625nm处衰减增加值为0.1dB；所述光纤以10mm 的弯曲半径相互之间无间隔地密绕1圈后，在1550nm处衰减增加值为0.1dB，在1625nm处衰减增加值小于0.2dB；以7.5mm的弯曲半径相互之间无间隔地密绕1圈后，在1550nm处衰减增加值为0.5dB，在1625nm处衰减增加值为1dB；所述光纤经过时间为30天、相对湿度为80％、温度为[-40℃，100℃]且每隔20摄氏度每个温度点3小时温度循环后，任意一段的断裂力＞40N；且在1550nm处任意连续的500米的衰减值与20℃时衰减值之差的绝对值≤0.03dB。
上述所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述每根光纤带中的光纤，当数量不大于13时，光纤外表的颜色依次取自蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、青绿；当数量大于12时，从光纤带的首端到尾端，以12根为一组依次排列，12根光纤的颜色依次为蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、青绿；若有小于12根的一组，则其光纤的颜色从蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红中依次选取。
上述所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述中心加强件为钢丝或玻璃纤维增强塑料杆。
本发明中，由于电缆中具有绝缘导线及保护管，且保护管内具有光导纤维，光导纤维具有良好的弯曲性能和温度变化性能，故即使在电缆长期高负荷运行时，光导纤维的性能仍然稳定、可靠；另外，由于在绝缘导线及保护管外具有光纤带，因此，大大增加了电缆中光纤的通信容量；减小了电缆的外径，减少了材料耗用，降低了成本，使电缆占用的空间更小；另外，由于将光纤放置在绝缘相线外部的光纤带中且与其隔离且与外护层靠近，因此，光纤受电缆发热的影响更小，产品性能更稳定可靠。
附图说明
图1是本发明实施实例1的横截面结构示意图；
图2是本发明实施实例2的横截面结构示意图；
图3是本发明实施实例3的横截面结构示意图；
图4是本发明实施实例4的横截面结构示意图；
图5是本发明实施实例5的横截面结构示意图；
图6是本发明实施实例6的横截面结构示意图；
图7是本发明实施实例7的横截面结构示意图；
图8是本发明实施实例8的横截面结构示意图；
图9是本发明实施实例9的横截面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
实施实例1
请参见图1，具有光导纤维的低压电缆，其特征在于它包含两根低压绝缘导线、三根保护管4、一根中心加强件5、包覆在低压绝缘导线和保护管之外的第一保护层6、位于第一保护层之外的一根光纤带7、位于光纤带之外的第二保护层9及包覆在第二保护层之外的护套层10；低压绝缘导线由位于内部的导体1及位于导体之外的绝缘层2构成；低压绝缘导线与保护管位于中心加强件之外；低压绝缘导线及保护管与中心加强件平行分布；保护管内部包含多根可传导光信号的光导纤维3；所述光纤带中包含有多根相互平行分布的光纤8且所述光纤带是紧贴第一保护层的；光纤带首尾相连而并未相接；所述导体为单根铜丝；所述第一保护层为阻水带；所述第二保护层为阻水带；所述绝缘层为高密度聚乙烯；所述外护层低烟无卤聚乙烯；所述保护管为金属管；所述多根光导纤维在保护管中以SZ绞合的方式分布，且在25℃时，光导纤维长度/保护管长度的范围为[1.0002，1.0008]；所述光导纤维为二氧化硅系列的G.652型；所述光纤为G.657型；所述光纤以15mm的弯曲半径相互之间无间隔地密绕10圈后，在1550nm处衰减增加值为0.03dB，在1625nm处衰减增加值为0.1dB；所述光纤以10mm的弯曲半径相互之间无间隔地密绕1圈后，在1550nm处衰减增加值为0.1dB，在1625nm处衰减增加值小于0.2dB；以7.5mm的弯曲半径相互之间无间隔地密绕1圈后，在1550nm处衰减增加值为0.5dB，在1625nm处衰减增加值为1dB；所述光纤经过时间为30天、相对湿度为80％、温度为[-40℃，100℃]且每隔20摄氏度每个温度点3小时温度循环后，任意一段的断裂力＞40N；且在1550nm处任意连续的500米的衰减值与20℃时衰减值之差的绝对值≤0.03dB；所述每根光纤带中的光纤，其数量大于12，从光纤带的首端到尾端，以12根为一组依次排列，12根光纤的颜色依次为蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、青绿；若有小于12根的一组，则其光纤的颜色从蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红中依次选取；上述所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述中心加强件为钢丝或玻璃纤维增强塑料杆；在任一横截面上，所述两根低压绝缘导线总是相邻的。
该实施例中的具有光导纤维的低压电缆，由于低压绝缘导线为两根，故可作为民用电线，如220伏特的使用。
实施实例2
请参见图2，并参考图1，基本同实施实例1，不同之处在于在任一横截面上，所述两根低压绝缘导线总不是相邻的；即低压绝缘导线被保护管所隔开，这样，即使绝缘层有缺陷，电缆照常可使用，故安全可靠性更高；该实施例中的具有光导纤维的低压电缆，由于低压绝缘导线为两根，故可作为民用电线，如220伏特的使用。
实施实例3
请参见图3，并参考图1及图2，基本同实施实例1，不同之处在于低压绝缘导线有三根，保护管有2根，且在任一横截面上，总有两根低压绝缘导线总是相邻的；且另外一根低压绝缘导线被保护管所隔开；一方面，该电缆可传输三相电力；另一方面，相邻的两根中的一根可以作备用线，故即使绝缘层有缺陷，电缆照常可使用，故安全可靠性更高；此外，由于低压绝缘导线的错开分布，使得电缆重量分布比较均匀，在布好线后，不会由于重量分布不均而自发发生转动。
实施实例4
请参见图4，并参考图3，基本同实施实例3，不同之处在于低压绝缘导线有四根，保护管有1根，该电缆可任为三相四线制电缆使用。
实施实例5
请参见图5，并参考图4，基本同实施实例4，不同之处在于保护管有1根，其中的光导纤维数量为6，这样，通信容量更大。
实施实例6
请参见图6，并参考图4，基本同实施实例4，不同之处在于低压绝缘导线、保护管与第一保护层之间还具有撕开电缆的元件11；元件11为锦纶或芳纶绳。
实施实例7
请参见图7，并参考图6，基本同实施实例6，不同之处在于保护管中的光导纤维数量为9，且以3根为一组组成光导纤维带，光导纤维带层叠放置在保护管中，这样，通信容量大大被扩大。
实施实例8
请参见图8，并参考图1，基本同实施实例1，不同之处在于光纤带7为两根，分别为第一光纤带71和第二光纤带72；第二光纤带的首端与第一光纤带的尾端稍有间隙，第二光纤带的尾端与第一光纤带的首端稍有间隙。
实施实例9
请参见图9，并参考图1及图8，基本同实施实例1，不同之处在于光纤带为四根，分别为第一光纤带71、第二光纤带72、第三光纤带74和第四光纤带73；下一根光纤带的首端与上一根光纤带的尾端稍有间隙，最后一根光纤带的尾端与第一根光纤带的首端稍有间隙。
这种结构使电缆更加紧凑，光纤的密高更高，电缆外径更细，成本更低。
当然，上述任一实施实例中所述的具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述第一保护 层可被纱线类的材料所包扎，所述第一保护层可以纵向有搭接的方式包覆或螺旋层压地方式包覆。
当然，上述任一实施实例中所述的具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述第二保护层可被纱线类的材料所包扎，所述第一保护层可以纵向有搭接的方式包覆或螺旋层压地方式包覆。
当然，上述任一实施实例中所述的具有光导纤维的低压电缆，其特征在于它包含至少两根低压绝缘导线、至少一根保护管4、一根中心加强件5、包覆在低压绝缘导线和保护管之外的第一保护层6、位于第一保护层之外的至少一根光纤带7、位于光纤带之外的第二保护层9及包覆在第二保护层之外的护套层10；低压绝缘导线由位于内部的导体1及位于导体之外的绝缘层2构成；低压绝缘导线与保护管位于中心加强件之外；低压绝缘导线及保护管与中心加强件平行分布或者是围绕中心加强件以左右间隔螺旋或仅单向螺旋分布；保护管内部包含多根可传导光信号的光导纤维3；所述光纤带中包含有多根相互平行分布的光纤8且所述光纤带是紧贴第一保护层的；在所述具有光导纤维的低压电缆中，当仅有一根光纤带时，光纤带首尾相连而并未相接；当有多根光纤带时，下一根光纤带的首端与上一根光纤带的尾端相连或稍有间隙，最后一根光纤带的尾端与第一根光纤带的首端相连或稍有间隙。
上述任一实施实例中所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述低压绝缘导线有2根或3根或4根。
上述任一实施实例中所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述导体为单根铜丝或单根铝丝或单根铜包铝丝或单根铜包镁丝或单根铜包镁铝合金丝。
上述任一实施实例中所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述导体为多根铜丝或多根铝丝或多根铜包铝丝或多根铜包镁丝或多根铜包镁铝合金丝绞合而成的。
上述任一实施实例中所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述第一保护层为阻水带或无纺布。
上述任一实施实例中所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述第二保护层为芳纶纱或阻水纱或聚酯带或阻水带。
上述任一实施实例中所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述绝缘层为中密度聚乙烯或高密度聚乙烯或聚氯乙烯或低烟无卤聚乙烯。
上述任一实施实例中所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述外护层为聚氯乙烯或聚乙烯或低烟无卤聚乙烯。
上述任一实施实例中所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述保护管为金属管或塑料管。
上述任一实施实例中所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述多根光导纤维在保护管中以SZ绞合的方式或相互平行的方式分布，且在25℃时，光导纤维长度/保护管长度的范围为[1.0002，1.0008]。
上述任一实施实例中所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述光导纤维为二氧化硅系列的G.652型或G.655型或G.657型或A1a型或A1b型或塑料光纤。
上述任一实施实例中所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述光纤为G.652B型或G.652D型或G.655型或G.657型；所述光纤以15mm的弯曲半径相互之间无间隔地密绕10圈后，在1550nm处衰减增加值为0.03dB，在1625nm处衰减增加值为0.1dB；所述光纤以10mm的弯曲半径相互之间无间隔地密绕1圈后，在1550nm处衰减增加值为0.1dB，在1625nm处衰减增加值小于0.2dB；以7.5mm的弯曲半径相互之间无间隔地密绕1圈后，在1550nm处衰减增加值为0.5dB，在1625nm处衰减增加值为1dB；所述光纤经过时间为30天、相对湿度为80％、温度为[-40℃，100℃]且每隔20摄氏度每个温度点3小时温度循环后，任意一段的断裂力＞40N；且在1550nm处任意连续的500米的衰减值与20℃时衰减值之差的绝对值≤0.03dB。
上述任一实施实例中所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述每根光纤带中的光纤，当数量不大于13时，光纤外表的颜色依次取自蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、青绿；当数量大于12时，从光纤带的首端到尾端，以12根为一组依次排列，12根光纤的颜色依次为蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、青绿；若有小于12根的一组，则其光纤的颜色从蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红中依次选取。
上述任一实施实例中所述具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述中心加强件为钢丝或玻璃纤维增强塑料杆。
本发明中，由于电缆中具有绝缘导线及保护管，且保护管内具有光导纤维，光导纤维具有良好的弯曲性能和温度变化性能，故即使在电缆长期高负荷运行时，光导纤维的性能仍然稳定、可靠；另外，由于在绝缘导线及保护管外具有光纤带，因此，大大增加了电缆中光纤的通信容量；减小了电缆的外径，减少了材料耗用，降低了成本，使电缆占用的空间更小；另外，由于将光纤放置在绝缘相线外部的光纤带中且与其隔离且与外护层靠近，因此，光纤受电缆发热的影响更小，产品性能更稳定可靠。
本发明不局限于上述最佳实施方式，应当理解，本发明的构思可以按其他种种形式实施运用，它们同样落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.具有光导纤维的低压电缆，其特征在于它包含至少两根低压绝缘导线、至少一根保护管、一根中心加强件、包覆在低压绝缘导线和保护管之外的第一保护层、位于第一保护层之外的至少一根光纤带、位于光纤带之外的第二保护层及包覆在第二保护层之外的护套层；低压绝缘导线由位于内部的导体及位于导体之外的绝缘层构成；低压绝缘导线与保护管位于中心加强件之外；低压绝缘导线及保护管与中心加强件平行分布或者是围绕中心加强件以左右间隔螺旋或仅单向螺旋分布；保护管内部包含多根可传导光信号的光导纤维；所述光纤带中包含有多根相互平行分布的光纤且所述光纤带是紧贴第一保护层的；在所述具有光导纤维的低压电缆中，当仅有一根光纤带时，光纤带首尾相连而并未相接；当有多根光纤带时，下一根光纤带的首端与上一根光纤带的尾端相连或稍有间隙，最后一根光纤带的尾端与第一根光纤带的首端相连或稍有间隙；所述多根光导纤维在保护管中以SZ绞合的方式或相互平行的方式分布，且在25℃时，光导纤维长度/保护管长度的范围为[1.0002，1.0008]；所述光纤为G.652B型或G.652D型或G.655型或G.657型；所述光纤以15mm的弯曲半径相互之间无间隔地密绕10圈后，在1550nm处衰减增加值为0.03dB，在1625nm处衰减增加值为0.1dB；所述光纤以10mm的弯曲半径相互之间无间隔地密绕1圈后，在1550nm处衰减增加值为0.1dB，在1625nm处衰减增加值小于0.2dB；以7.5mm的弯曲半径相互之间无间隔地密绕1圈后，在1550nm处衰减增加值为0.5dB，在1625nm处衰减增加值为1dB；所述光纤经过时间为30天、相对湿度为80％、温度为[-40℃，100℃]且每隔20摄氏度每个温度点3小时温度循环后，任意一段的断裂力＞40N；且在1550nm处任意连续的500米的衰减值与20℃时衰减值之差的绝对值≤0.03dB。
2.根据权利要求1所述的具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述低压绝缘导线有2根或3根或4根。
3.根据权利要求1所述的具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述导体为单根铜丝或单根铝丝或单根铜包铝丝或单根铜包镁丝或单根铜包镁铝合金丝。
4.根据权利要求1所述的具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述导体为多根铜丝或多根铝丝或多根铜包铝丝或多根铜包镁丝或多根铜包镁铝合金丝绞合而成的。
5.根据权利要求1所述的具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述第一保护层为阻水带或无纺布。
6.根据权利要求1所述的具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述第二保护层为芳纶纱或阻水纱或聚酯带或阻水带。
7.根据权利要求1所述的具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述绝缘层为中密度聚乙烯或高密度聚乙烯或聚氯乙烯或低烟无卤聚乙烯。
8.根据权利要求1所述的具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述外护层为聚氯乙烯或聚乙烯或低烟无卤聚乙烯。
9.根据权利要求1所述的具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述保护管为金属管或塑料管；所述中心加强件为钢丝或玻璃纤维增强塑料杆。
10.根据权利要求1所述的具有光导纤维的低压电缆，其特征在于所述光导纤维为二氧化硅系列的G.652型或G.655型或G.657型或A1a型或A1b型或塑料光纤。
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