CN107561663A - 一种适用于极寒条件下的opgw光缆及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于极寒条件下的OPGW光缆，包括光纤单元、内层铝包钢线和外层铝包钢线，所述光纤单元由适用于‑70°C低温的耐极寒G652D光纤、适用于‑70°C的耐低温纤膏以及不锈钢管组成，所述不锈钢管内安装有适用于‑70°C低温的耐极寒G652D光纤，并均匀填充适用于‑70°C的耐低温纤膏，所述光纤单元与内层铝包钢线绞合在一起形成OPGW光缆内层，光缆外层采用外层铝包钢线进行绞合，形成双层铠装的适用于极寒条件下的OPGW光缆。该OPGW光缆可长期在‑70°C的极寒环境下工作，光纤衰减与室温相比无明显变化，可满足长距离通信的要求。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体是一种适用于极寒条件下的OPGW光缆及其生产方法。
背景技术
全球能源互联网将由跨国跨洲骨干网架和涵盖各国各电压等级电网的国家泛在智能电网构成，连接“一极一道”(即北极和赤道)和各洲大型能源基地，适应各种分布式电源接入需要，能够将风能、太阳能、海洋能等清洁能源输送到各类用户，是“服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台。”
全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架，全球互联的坚强智能电网，势必需要建设大容量、长距离、高可靠性的电力信息通信系统，为全球能源互联网调度、运行、管理、运营等提供必要手段。随着输电线路在“一极一道”地区的延伸,光纤复合架空地线（OPGW）作为电力系统通信的主要通信载体,将遇到极寒、超长距离传输等诸多难题。资料显示，北极地区最冷月份（1-3月）平均气温约-40℃，最暖8月的平均气温-8℃，在西伯利亚测到的历史最低温度为-70℃，普通OPGW仅能保证-40℃以上稳定运行要求，中天日立光缆有限公司开发的“超低损耗、超低温度OPGW光缆”（专利号：201110195347.2）也仅能在最低温度为-60℃时稳定运行，无法满足-70℃极寒条件下稳定运行的需求。
“玻璃化转变温度”指的是高分子材料由高弹态向玻璃态转变的温度。在玻璃化温度之上，高分子材料的力学性能类似于橡胶态。普通商用光纤以及纤膏都是在其橡胶态下工作，良好的弹性变形可以对光纤起到保护作用，避免光纤因受外力作用而出现宏弯或微弯损耗，影响光信号的正常传输。目前商用光纤或纤膏的玻璃化转变温度均在-60°C左右，在-70°C的温度下，现有的光纤涂层及纤膏材料处于玻璃态，已经失去了对光纤的保护作用，其后果表现为光纤衰减急剧增加，远远超过了长距离通信对光纤衰减的要求。因此，必须采用性能更好的耐极寒光纤以及低温纤膏，才能满足OPGW在-70°C极寒温度下的使用要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种适用于极寒条件下的OPGW光缆及其生产方法，可长期在-70°C的极寒环境下工作，光纤衰减与室温相比无明显变化，可满足长距离通信的要求。
本发明采用的技术方案是：一种适用于极寒条件下的OPGW光缆，包括光纤单元、内层铝包钢线和外层铝包钢线，所述光纤单元由适用于-70°C低温的耐极寒G652D光纤、适用于-70°C的耐低温纤膏以及不锈钢管组成，所述不锈钢管内安装有适用于-70°C低温的耐极寒G652D光纤，并均匀填充适用于-70°C的耐低温纤膏，所述光纤单元与内层铝包钢线绞合在一起形成OPGW光缆内层，光缆外层采用外层铝包钢线进行绞合，形成双层铠装的适用于极寒条件下的OPGW光缆。
所述耐极寒G652D光纤在-70°C低温条件下的附加衰减≤0.03dB/km。
所述耐低温纤膏在-70°C低温条件下的锥入度是为230~232。
上述适用于极寒条件下的OPGW光缆的生产方法，包括以下步骤：
（1）将不锈钢带装到放带架上，再通过钢带牵引机将钢带牵引至钢管成型模具处，保证钢带稳定不抖动，放带张力控制在78~80N；
（2）在钢管成型台处将厚度为0.2mm，宽度为9.10mm的不锈钢带分切为9.04mm，然后导入Ø3.0mm的钢管成型模具中，纵包成有缝的不锈钢管，同时将耐极寒G652D光纤导入，耐低温纤膏通过气泵加压至0.2MPa，经过充油针填充进不锈钢钢管；再经过激光焊接机将不锈钢带纵包成型后的纵向缝口焊接完整，焊接好后的不锈钢光纤单元通过拉拔模具进行拉拔，拉拔口径尺为Ø2.6mm和Ø2.4mm；通过涡流探伤 对完整的光纤单元进行检测，确保不存在漏焊现象；再经过轮式牵引将拉拔后的不锈钢光纤单元送至收线架，轮式牵引的牵引力为112~115N，精确控制光纤单元余长在1.7~1.8‰ （在低温时，不锈钢管会出现收缩现象，即在低温时余长会变大，衰减不满足要求，所以需在生产时控制光纤余长）；
（3）将光纤单元与内层铝包钢线同步绞合，均匀涂抹缆膏，外层再用外层铝包钢线进行绞合，形成双层铠装的OPGW光缆。
所述双层铠装的OPGW光缆的铠装外层分别用铝包钢线进行一层铠装和二层铠装，所述铝包钢线单丝的放线张力控制在10~12kg，铝包钢线排列紧密，预应力定型，光缆截断后断面形状稳定，不发生铝包钢线松散。
本发明的有益效果是：（1）采用的耐极寒G652D光纤最低工作温度可达-70℃，最高温度+85℃；
（2）采用的耐低温纤膏锥入度可满足耐极寒G652D光纤在-70°C下工作时的光纤衰减要求；
（3）采用的耐极寒G652D光纤，对于1550nm测试波长，-70℃温度下光纤附加衰减≤0.03dB/km，可长期在-70°C的极寒环境下工作，光纤衰减与室温相比无明显变化，可满足长距离通信的要求；
（4）采用高强度铝包钢线进行内层铠装和外层铠装，且高强度铝包钢线排列紧密，预应力定型，光缆截断后断面形状稳定，不会发生铝包钢线松散。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，光缆规格型号为OPGW-2S1/24B1(G652D)(0/98-51.8)；
其中：1、光纤单元，11、耐极寒G652D光纤，12、耐低温纤膏，13、不锈钢管，2、内层铝包钢线，3、外层铝包钢线。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1所示，一种适用于极寒条件下的OPGW光缆，包括光纤单元1、内层高强度铝包钢线2和外层高强度铝包钢线3，光纤单元1由适用于-70°C低温的耐极寒G652D光纤11、适用于-70°C的耐低温纤膏12以及不锈钢管13组成，不锈钢管13内安装有适用于-70°C低温的耐极寒G652D光纤11，并均匀填充适用于-70°C的耐低温纤膏12，光纤单元1与内层高强度铝包钢线2绞合在一起形成OPGW光缆内层，光缆外层采用外层高强度铝包钢线3进行绞合，形成双层铠装的适用于极寒条件下的OPGW光缆。
耐极寒G652D光纤，对于1550nm测试波长，-70℃温度下光纤附加衰减≤0.03dB/km，可长期在-70°C的极寒环境下工作，光纤衰减与室温相比无明显变化，可满足长距离通信的要求；耐低温纤膏在-70°C低温条件下的锥入度是230~232（该纤膏在-50℃时，锥入度为260~270；在25℃时，锥入度为418），可满足耐极寒G652D光纤在-70°C下工作时的光纤衰减要求，要明显大于普通纤膏的纤膏锥入度。
上述适用于极寒条件下的OPGW光缆的生产方法，包括以下步骤：
（1）将不锈钢带装到放带架上，再通过钢带牵引机将钢带牵引至钢管成型模具处，保证钢带稳定不抖动，放带张力控制在78~80N；
（2）在钢管成型台处将厚度为0.2mm，宽度为9.10mm的不锈钢带分切为9.04mm，然后导入Ø3.0mm的钢管成型模具中，纵包成有缝的不锈钢管，同时将耐极寒G652D光纤导入，耐低温纤膏通过气泵加压至0.2MPa，经过充油针填充进不锈钢钢管；再经过激光焊接机将不锈钢带纵包成型后的纵向缝口焊接完整，焊接好后的不锈钢光纤单元通过拉拔模具进行拉拔，拉拔口径尺为Ø2.6mm和Ø2.4mm；通过涡流探伤对完整的光纤单元进行检测，确保不存在漏焊现象；再经过轮式牵引将拉拔后的不锈钢光纤单元送至收线架，轮式牵引的牵引力为112~115N，精确控制光纤单元余长在1.7~1.8‰；
（3）将光纤单元与内层铝包钢线同步绞合，均匀涂抹缆膏，外层再用外层铝包钢线进行绞合，形成双层铠装的OPGW光缆，该双层铠装的OPGW光缆的铠装外层分别用铝包钢线进行一层铠装和二层铠装，铝包钢线单丝的放线张力控制在10~12kg，铝包钢线排列紧密，预应力定型，光缆截断后断面形状稳定，不发生铝包钢线松散。
Claims (5)
1.一种适用于极寒条件下的OPGW光缆，其特征在于，包括光纤单元、内层铝包钢线和外层铝包钢线，所述光纤单元由适用于-70°C低温的耐极寒G652D光纤、适用于-70°C的耐低温纤膏以及不锈钢管组成，所述不锈钢管内安装有适用于-70°C低温的耐极寒G652D光纤，并均匀填充适用于-70°C的耐低温纤膏，所述光纤单元与内层铝包钢线绞合在一起形成OPGW光缆内层，光缆外层采用外层铝包钢线进行绞合，形成双层铠装的适用于极寒条件下的OPGW光缆。
2.根据权利要求1所述的一种适用于极寒条件下的OPGW光缆，其特征在于，所述耐极寒G652D光纤在-70°C低温条件下的附加衰减≤0.03dB/km。
3.根据权利要求1所述的一种适用于极寒条件下的OPGW光缆，其特征在于，所述耐低温纤膏在-70°C低温条件下的锥入度是为230~232。
4.一种如权利要求1所述的适用于极寒条件下的OPGW光缆的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将不锈钢带装到放带架上，再通过钢带牵引机将钢带牵引至钢管成型模具处，保证钢带稳定不抖动，放带张力控制在78~80N；
（2）在钢管成型台处将厚度为0.2mm，宽度为9.10mm的不锈钢带分切为9.04mm，然后导入Ø3.0mm的钢管成型模具中，纵包成有缝的不锈钢管，同时将耐极寒G652D光纤导入，耐低温纤膏通过气泵加压至0.2MPa，经过充油针填充进不锈钢钢管；再经过激光焊接机将不锈钢带纵包成型后的纵向缝口焊接完整，焊接好后的不锈钢光纤单元通过拉拔模具进行拉拔，拉拔口径尺为Ø2.6mm和Ø2.4mm；通过涡流探伤 对完整的光纤单元进行检测，确保不存在漏焊现象；再经过轮式牵引将拉拔后的不锈钢光纤单元送至收线架，轮式牵引的牵引力为112~115N，精确控制光纤单元余长在1.7~1.8‰ ；
（3）将光纤单元与内层铝包钢线同步绞合，均匀涂抹缆膏，外层再用外层铝包钢线进行绞合，形成双层铠装的OPGW光缆。
5.根据权利要求4所述的一种适用于极寒条件下的OPGW光缆的生产方法，其特征在于，所述双层铠装的OPGW光缆的铠装外层分别用铝包钢线进行一层铠装和二层铠装，所述铝包钢线单丝的放线张力控制在10~12kg，铝包钢线排列紧密，预应力定型，光缆截断后断面形状稳定，不发生铝包钢线松散。
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