CN107976758A - 一种耐辐射耐弯加强型光缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐辐射耐弯加强型光缆，包括缆芯、铠装层和外护套，所述缆芯外设置有铠装层，所述铠装层和缆芯封装在外护套中，所述缆芯包括松套管、光纤和纤膏，所述光纤设于松套管内，所述纤膏填充在光纤与松套管之间的空隙中，所述松套管的外壁上沿长度方向等间距设有环形凹槽，所述凹槽截面形状为半圆形，相邻凹槽的间距为4mm，凹槽深度为松套管厚度的一半。本光缆具有耐辐射、阻燃、耐高温的特点，而且耐弯曲性能优异，自身轻便且为自承式，降低运输和敷设成本；适宜敷设在核电站等辐射严重且对光缆弯曲性能要求高的场所，或者一些对阻燃和耐高温要求高的场所。

Description

一种耐辐射耐弯加强型光缆

技术领域

本发明涉及通信光缆技术领域，具体是一种耐辐射耐弯加强型光缆。

背景技术

光缆架设线路中经常会经过有鼠害地区、树林鸟类密集地区等，通常该类地区的光缆在敷设结束后一段时间，会受鼠咬、鸟啄之灾，导致光缆损坏。目前，就防啮齿类啃咬的光缆而言，主要采用以下方法：1)化学方法，通常采用在光缆外护套材料中加入一定比例的防鼠功能料来达到防鼠咬功能，例如添加辣味剂，但是化学方法污染环境且时效性较短，随着时间的推移，老鼠对添加剂味道的逐步适用，畏惧性会逐步降低，也会啃咬光缆致损； 2）物理方法，添加钢带或护套采用独特的颜色，但是老鼠通过坚持不懈的啃咬，将外护层破坏后，有的钢带厚度不够，也很快被老鼠咬坏，又或者钢带直接裸露在空气中，钢带氧化后会锈蚀，从而光缆内层结构也会被破坏。加之钢带铠装结构的光缆自身重以及含有金属成分，不利于电力线路的架空敷设，而且物理方法使得光缆外径变大、僵硬、笨重、且成本增加,给运输和敷设均带来不便, 同时也增加了支撑杆的承载重量，从生产、运输、敷设到运行,总的投资额明显增大； 3）生物方法，需要绕包较厚的玻纤纱，造成成本升高，同时其时效性也有待考证。

此外，目前国内接入网中普遍使用的室外光缆为GYTA，其产品延用了中继层光缆标准，产品用材成本高，产品中金属加强件不防雷电，需要接地处理，而国外同等情况下使用的室外接入层光缆90%以上为非金属加强件光缆。

对于辐射严重且对光缆弯曲性能要求高的场所同样也需要光缆具有防鼠咬或防雷电功能。例如，随着光纤通信在三代核电堆型中应用越来越多，在核电站使用的通信光缆提需要具有以下功能：1）要求使用寿命达到60年以上；2）阻燃性能需通过单根和成束试验；3）一定的耐高温性能；4）耐辐射防雷电；5）某些场合敷设需要耐弯曲性能优异。现有的光缆难以满足上述要求。此外，在核电站的某些区域更需要辐射体积小、自重轻、自承式且耐弯曲性能优异的光缆。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种耐辐射耐弯加强型光缆，具有耐辐射、阻燃、耐高温、自承式且弯曲性能优异的特点。

本发明采用的技术方案是：一种耐辐射耐弯加强型光缆，包括缆芯、铠装层和外护套，所述缆芯外设置有铠装层，所述铠装层和缆芯封装在外护套中，所述缆芯包括松套管、光纤和纤膏，所述光纤设于松套管内，所述纤膏填充在光纤与松套管之间的空隙中，所述松套管的外壁上沿长度方向等间距设有若干环形凹槽。

所述环形凹槽截面形状为半圆形，凹槽深度为松套管厚度的一半。

所述环形凹槽之间的间距为4mm。

所述铠装层由截面为圆形的两根FRP和截面为长方形的两根扁平FRP组成，两根圆形的FRP以缆芯轴心线为中心左右对称布置，两根扁平FRP以缆芯轴心线为中心上下对称布置。

所述两根扁平FRP之间距离为3.9mm，两根圆形FRP之间距离为6.2mm。

所述缆芯外绕包有硅酸铝纤维纸。

所述光纤是涂覆耐辐射涂层的石英光纤。

所述松套管和外护套均采用耐辐射且阻燃的聚四氟乙烯制成。

所述松套管为PBT松套管，所述外护套为PE外护套。

所述外护套的截面形状为扁平形。

本发明的有益效果是：1、传统的防雷措施主要通过接地处理以达到防雷的效果，造成敷设繁琐，而且带有金属元件的光缆入户会存在将雷电引入室内的风险，但是本光缆无任何金属材质，采用全介质非金属材料且外观为扁平形式，具有重量轻、体积小和抗拉强度高等优点，还可消除雷电隐患，牵引更轻便，适合更多环境下敷设。2、本光缆采用四重防辐射材料（光纤涂层、耐辐射松套管、耐辐射FRP铠装层、耐辐射松套管），有效保护光缆不受核辐射的影响。3、松套管和外护层采用全氟乙烯，有优异的阻燃性能。硅酸铝不仅可以保证火灾中光缆的通信维持较长时间，为火灾中提供了宝贵的数据备份时间，还能有效降低光缆自重。4、该光缆兼具质轻、体积小、耐辐射、耐弯曲、阻燃和耐高温的特点，适用于核电站等严苛敷设环境。5、自身轻便且为自承式，降低运输和敷设成本，适应多种敷设方式，例如管道、直埋和自承式架空等，尤其适合动态变化的敷设环境。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明松套管的纵向剖视图；

图3为本发明实施例2的结构示意图；

其中：1、松套管，11、凹槽，2、光纤，3、纤膏，4、硅酸铝纤维纸，5、扁平FRP，6、圆形FRP，7、外护套。

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。

实施例1

如图1和图2所示，一种耐辐射防雷电加强型光缆，包括缆芯、铠装层和外护套7，缆芯包括松套管1、涂覆耐辐射涂层的偶数根石英光纤2和纤膏3，光纤2设于松套管内，纤膏3填充在光纤与松套管之间的空隙中。松套管采用耐辐射且阻燃的聚四氟乙烯制成，由于采用的是松套结构，光纤在松套管内呈松弛状态，可以获得有效合理的余长，具有很好的光学、机械性能，同时可以有效屏蔽辐射对光纤的损害且有阻燃的效果。松套管1的外壁上沿长度方向等间距设有环形凹槽11形成波纹结构，凹槽截面形状为半圆形，相邻凹槽的间距为4mm，凹槽的深度为0.18mm，凹槽深度约为松套管厚度的一半，松套管内部保持光滑。当松套管发生过小的弯曲时，外侧凹槽会撑开，内侧凹槽两端会相互挤压在一起，有效避免松套管发生弯折，该松套管结构可大幅度提高光缆的耐弯曲性能，非常适应应用在一些动态变化的敷设环境中，在核电站有广泛的应用前景。

松套管外绕包有硅酸铝纤维纸4，首次采用硅酸铝纤维纸作为隔热材料应用到光缆结构中，可以保护光纤不受高温的损害，可在750℃火焰中燃烧90分钟及停火冷却15分钟内保持光纤不断，保证线路的完整性，使火灾时留有足够的时间救援、完成数据备份，将数据流失降到最低。同时，硅酸铝纤维纸有优异的耐高温和耐火性能，同时具有密度低、柔韧度优异、寿命长和绿色环保的特点，可以有效降低光缆的自重和提升光缆弯曲性能，方便敷设。

硅酸铝纤维纸4外设置有铠装层，铠装层和缆芯封装在外护套7中。外护套采用的是耐辐射且阻燃的聚四氟乙烯，保护缆芯不受辐射损坏且阻燃效果很好。此外，硅酸铝纤维纸外紧包外护套，无需额外阻水材料即能达到阻水要求，可以给施工减少了擦拭油膏所需的材料和施工费用，避免了缆膏在施工和使用过程中造成的污染。

铠装层由两根截面为圆形的FRP和两根截面为长方形的扁平FRP5组成，两根圆形FRP 6以缆芯轴心线为中心左右对称布置，两根扁平FRP以缆芯轴心线为中心上下对称布置。不采用传统的金属铠装，而是采用了轻质高强的FRP铠装，有以下四点优势：1）FRP有一定的耐辐射性能；2）FRP本身高强度、高模量和抗腐蚀的优异性能可达到防鼠咬、防鸟啄的效果；3）可以根据需要，灵活地设计出各种结构产品，来满足使用要求，可以使产品有很好的整体性；4）具有优良的耐腐蚀性能；5）质量轻，抗拉伸、抗侧压能力强，使光缆整体的机械强度，抗拉、抗压能力都得到增强，同时光缆具备了一定的柔韧性和抗弯曲能力，敷设以及使用过程中不易损坏；6）防雷防强电、免接地；7）具备更强的纵向支撑能力。

外护套采用耐辐射且阻燃的聚四氟乙烯制成，有优异的耐辐射性能和阻燃性能。外护套的截面形状为扁平形。采用扁平形结构，有以下优势：1）体积小，重量轻，降低了材料成本、生产成本、敷设成本及支撑环境成本；2）减小风阻系数40％左右，极大减轻了台风对其的破坏；3）在冰灾气候环境下，因为外径的缩小，减少了60~70％光缆表面的冰层和冰凌，极大减轻杆线负载，避免了光缆被拉断。

需要说明的是，上述松套管和外护套可以采用其他的有耐辐射和阻燃功能的材料，例如聚全氟乙丙烯等；硅酸铝纤维纸可以替换为其他耐高温材料，例如陶瓷化聚烯烃带等。

本光缆生产投入成本低，无需设备改造，只需加工相应工装模具就可以生产。本光缆具有耐辐射、阻燃、耐高温的特点，而且耐弯曲性能优异，自身轻便且为自承式，降低运输和敷设成本；适宜敷设在核电站等辐射严重且对光缆弯曲性能要求高的场所，或者一些对阻燃和耐高温要求高的场所，例如地铁、隧道、煤矿和建筑内。

实施例2

如图2和图3所示，一种耐辐射防雷电加强型光缆，包括缆芯、铠装层和外护套7，缆芯包括松套管1、涂覆耐辐射涂层的偶数根石英光纤2和纤膏3，光纤2设于松套管内，纤膏3填充在光纤与松套管之间的空隙中。松套管为PBT松套管，由于采用的是松套结构，光纤在松套管内呈松弛状态，可以获得有效合理的余长，具有很好的光学、机械性能，也可以根据需要，在松套管外侧设置非金属铠装层，进一步增强缆芯的机械性能，抗外力冲击能力强，不易损坏。松套管1的外壁上沿长度方向等间距设有环形凹槽11形成波纹结构，凹槽截面形状为半圆形，相邻凹槽的间距为4mm，凹槽的深度为0.18mm，凹槽深度约为松套管厚度的一半，松套管内部保持光滑。当松套管发生过小的弯曲时，外侧凹槽会撑开，内侧凹槽两端会相互挤压在一起，有效避免松套管发生弯折，该松套管结构可大幅度提高光缆的耐弯曲性能，非常适应应用在一些动态变化的敷设环境中，在核电站有广泛的应用前景。

缆芯外设置有铠装层，铠装层和缆芯封装在外护套7中。外护套采用的是高密度PE外护套，不仅具有较好的刚性、韧性，以及较大的抗张强度，而且模量大，耐磨性好，有较好的耐环境应力开裂性能，为光缆耐腐老化再加了一层保护。此外，松套管外紧包外护套，无需额外阻水材料即能达到阻水要求，可以给施工减少了擦拭油膏所需的材料和施工费用，避免了缆膏在施工和使用过程中造成的污染。

铠装层由两根截面为圆形的FRP和两根截面为长方形的扁平FRP5组成，两根圆形FRP 6以缆芯轴心线为中心左右对称布置，两根扁平FRP以缆芯轴心线为中心上下对称布置，有效的保护缆芯，提高了光缆整体的机械强度，还可以有效防止啮齿类动物的啃咬，抗拉、抗压能力都得到增强，铺设以及使用过程中不易损坏。两根扁平FRP之间距离为3.9mm，两根圆形FRP之间距离为6.2mm，从而保证护套料能充分挤包在松套管四周。不采用传统的金属铠装，而是采用了轻质高强的FRP铠装，有以下四点优势：1）FRP有一定的耐辐射性能；2）FRP本身高强度、高模量和抗腐蚀的优异性能可达到防鼠咬、防鸟啄的效果；3）可以根据需要，灵活地设计出各种结构产品，来满足使用要求，可以使产品有很好的整体性；4）具有优良的耐腐蚀性能；5）质量轻，抗拉伸、抗侧压能力强，使光缆整体的机械强度，抗拉、抗压能力都得到增强，同时光缆具备了一定的柔韧性和抗弯曲能力，敷设以及使用过程中不易损坏；6）防雷防强电、免接地；7）具备更强的纵向支撑能力。

外护套为高密度PE外护套，不仅具有较好的刚性、韧性，以及较大的抗张强度，而且模量大，耐磨性好，有较好的耐环境应力开裂性能，为光缆耐腐老化再加了一层保护。外护套的截面形状为扁平形。采用扁平形结构，有以下优势：1）体积小，重量轻，降低了材料成本、生产成本、敷设成本及支撑环境成本；2）减小风阻系数40％左右，极大减轻了台风对其的破坏；3）在冰灾气候环境下，因为外径的缩小，减少了60~70％光缆表面的冰层和冰凌，极大减轻杆线负载，避免了光缆被拉断。

本光缆生产投入成本低，无需设备改造，只需加工相应工装模具就可以生产。整根光缆无任何金属材质，采用全介质非金属材料且外观为扁平形式，具有重量轻、体积小、防雷、防电击等优点。本光缆的结构改变了传统的光接入网传输系统接地架构，产品中非金属加强件防雷电，免接地，敷设方便、适应多种支撑环境，提高了管道利用率、更适应管道苛刻条件下的敷设，同时自承式架空敷设可以满足防鼠咬、防鸟啄的性能。总之，本发明产品兼具耐辐射、耐弯、防雷电和防啮齿类啃咬以及机械性能强的优点。在鼠害、鸟害和雷电危害严重的地区有很好的应用前景。

Claims (10)

1.一种耐辐射耐弯加强型光缆，其特征在于，包括缆芯、铠装层和外护套，所述缆芯外设置有铠装层，所述铠装层和缆芯封装在外护套中，所述缆芯包括松套管、光纤和纤膏，所述光纤设于松套管内，所述纤膏填充在光纤与松套管之间的空隙中，所述松套管的外壁上沿长度方向等间距设有若干环形凹槽。

2.根据权利要求1所述的一种耐辐射耐弯加强型光缆，其特征在于，所述环形凹槽截面形状为半圆形，凹槽深度为松套管厚度的一半。

3.根据权利要求1或2所述的一种耐辐射耐弯加强型光缆，其特征在于，所述环形凹槽之间的间距为4mm。

4.根据权利要求1所述的一种耐辐射耐弯加强型光缆，其特征在于，所述铠装层由截面为圆形的两根FRP和截面为长方形的两根扁平FRP组成，两根圆形的FRP以缆芯轴心线为中心左右对称布置，两根扁平FRP以缆芯轴心线为中心上下对称布置。

5.根据权利要求4所述的一种耐辐射耐弯加强型光缆，其特征在于，所述两根扁平FRP之间距离为3.9mm，两根圆形FRP之间距离为6.2mm。

6.根据权利要求1所述的一种耐辐射耐弯加强型光缆，其特征在于，所述缆芯外绕包有硅酸铝纤维纸。

7.根据权利要求1所述的一种耐辐射耐弯加强型光缆，其特征在于，所述光纤是涂覆耐辐射涂层的石英光纤。

8.根据权利要求1所述的一种耐辐射耐弯加强型光缆，其特征在于，所述松套管和外护套均采用耐辐射且阻燃的聚四氟乙烯制成。

9.根据权利要求1所述的一种耐辐射耐弯加强型光缆，其特征在于，所述松套管为PBT松套管，所述外护套为PE外护套。

10.根据权利要求1所述的一种耐辐射耐弯加强型光缆，其特征在于，所述外护套的截面形状为扁平形。