CN111474655B - 一种耐水光缆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光缆领域，尤其涉及一种耐水光缆。其包括：由内至外依次设置的缆芯、钢塑复合带、电渗透阻水层、高膨胀阻水材料层和外护套；所述缆芯包括中心加强件和光纤，光纤周向均匀设置在中心加强件外表面，钢塑复合带对其进行包覆；所述电渗透阻水层具有受压产生电场的特性；所述高膨胀阻水材料层包覆在电渗透阻水层，在膨胀后实现对电渗透阻水层的挤压；所述外护套包覆在高膨胀阻水材料层外表面。本发明能够实现有效持久的耐水效果。
Description
技术领域
本发明涉及光缆领域，尤其涉及一种耐水光缆。
背景技术
光缆是通信领域一种常见的实现光信号传输功能的线缆，近年来发展十分迅速并且产生了各式各样的光缆。
其中，GYTS是一种常见具有优异抗压性能的光缆，其采用钢塑复合带对光缆的缆芯进行保护，避免缆芯中的光纤受损坏。但是，钢塑复合带存在容易老化以及防水/耐水性能差等问题，其长期使用后虽力学性能仍能够满足使用要求，但在防水/耐水性能方面下降极快，难以实现光缆的有效防水/耐水。
发明内容
为解决现有的GYTS光缆存在虽然力学性能优异，但防水/耐水性能差，尤其在长期使用或渗水后，其防水/耐水效果呈直线下滑等问题，本发明提供了一种耐水光缆。
本发明的目的在于：
1)能够实现长期有效的耐水；
2)耐水阈值较高，能够适应大多数环境的使用；
3)具有水分的反渗透能力，在一定程度上实现“排水”。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种耐水光缆，包括：
由内至外依次设置的缆芯、钢塑复合带、电渗透阻水层、高膨胀阻水材料层和外护套；
所述缆芯包括中心加强件和光纤，光纤周向均匀设置在中心加强件外表面，钢塑复合带对其进行包覆；
所述电渗透阻水层具有受压产生电场的特性，其设有内层的正极电极薄膜和外层的负极电极薄膜；
所述外护套包覆在高膨胀阻水材料层外表面。
作为优选，
所述电渗透阻水层由正极电极薄膜、负极电极薄膜和其两者之间的硅橡胶组成。
作为优选，
所述负极电极薄膜为Sb薄膜负极、Si基薄膜负极和Sn薄膜负极中的任意一种；
所述正极电极薄膜为FeS2薄膜正极。
作为优选，
所述高膨胀阻水材料层选用吸水膨胀率大于500％的阻水膏制备。
作为优选，
所述阻水膏为吸水膨胀率＞500％的SAP树脂膏。
作为优选，
所述电渗透阻水层外表面包缠绝缘包带，形成绝缘包带层。
作为优选，
电渗透阻水层与钢塑复合带之间设置绝缘屏蔽层。
本发明的有益效果是：
1)能够实现有效持久的耐水效果；
2)能够确保光缆具有较高的耐水阈值；
3)能够“自主排出”其中的水份。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A部分的结构示意图；
图中：100缆芯，101中心加强件，102光纤，200钢塑复合带，300电渗透阻水层，301硅橡胶，302正极电极薄膜，303负极电极薄膜，400绝缘包带层，500高膨胀阻水材料层，600外护套，700绝缘屏蔽层。
具体实施方式：
以下结合具体实施例和说明书附图对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如无特殊说明，本发明实施例所用原料均为市售或本领域技术人员可获得的原料；如无特殊说明，本发明实施例所用方法均为本领域技术人员所掌握的方法。
实施例
一种如图1所示的耐水光缆，其包括：
由内至外依次设置的缆芯100、钢塑复合带200层、电渗透阻水层300、绝缘包带层400、高膨胀阻水材料层500和外护套600；
所述缆芯100包括若干光纤102和中心加强件101；
钢塑复合带200包覆在缆芯100外表面，对内形成机械保护，虽然钢塑复合带200具有非常优异的机械性能，但由于钢塑复合带200并不具备铝塑复合带的可形成致密氧化膜耐水保护层的性质，因此现有的钢塑复合带200光缆可能存在耐水性较为薄弱的缺陷；
因此，在钢塑复合带200外表面设置有电渗透阻水层300，电渗透阻水层300由内外两层电极薄膜以及电极薄膜之间的硅橡胶301形成，电极薄膜与硅橡胶301组合形成介电弹性体，所形成的电渗透阻水层300在受挤压时能够产生弹性势能和电能，并在电极薄膜上积蓄形成径向的弱电场，弱电场能够促进水分子电离和向外单向扩散；
基于上述的弱电场产生效果和水分子移动扩散效应，将内层的电极薄膜设置为正极电极薄膜302、外层的电极薄膜设置为负极电极薄膜303，使得电渗透阻水层300所产生的弱电场能够带动水分子单向地向外渗透扩散，形成阻水防潮效果；
其中正极电极薄膜采用为FeS2薄膜正极，负极电极薄膜为Sb薄膜负极、Si基薄膜负极和Sn薄膜负极中的任意一种，本实施例采用Sb薄膜负极；
另一方面，在电渗透阻水层300外表面包缠绝缘包带，形成绝缘包带层400，电渗透阻水层300与钢塑复合带200之间设置绝缘屏蔽层700，避免电渗透阻水层300所形成的弱电场对光缆其余部分产生不利的影响；
所述绝缘包带层400外部还设有高膨胀阻水材料层500，高膨胀阻水材料层500选用现有的吸水膨胀率大于500％的SAP树脂膏；
外护套600采用常见的塑料外护套600，本实施例选用PE材料制备外护套600；
通常光缆的渗水是在光缆服役一段时间后产生的，护套等层结构所采用的塑料材料会在服役过程中老化，尤其在温差大、干燥或过度潮湿的环境中逐渐产生肉眼不可见的细小裂缝，在潮湿环境中水分子会透过这些细小的裂缝进入到光缆内部，导致光缆的渗水、潮湿，进而逐渐影响光缆性能、最终导致光缆的潮损；
而本发明的技术方案中，在外护套600服役过程中产生微裂缝后，水分子通过微裂缝渗入光缆进入到高膨胀阻水材料层500中，本发明所采用的高膨胀率阻水膏吸水膨胀，在外护套600的限制下向内挤压电渗透阻水层300，电渗透阻水层300受到高膨胀阻水材料层500的挤压后，将其挤压的机械能转化为电能和弹性势能，电能产生弱电场促进水分子电力并且在弱电场的作用下向光缆外进行单向的扩散渗透，使得水分子被“挤出”光缆，同时弹性势能会持续对高膨胀阻水材料层500产生向外的作用力，将其所吸的水份不断地向外挤压，使得水分子聚集在外护套600的内表面，在弱电场作用下水分子向外扩散较短的行程即可实现除水，具有非常优异的耐水防潮效果；
并且，由于介电弹性体所产生的电场大小直接与其所受的外力相关，在高膨胀率阻水膏吸收少量水分膨胀时，仅能够产生极弱的电场，防止水分子向光缆内部进行扩散，而在高膨胀率阻水膏吸收较大量的水分后，膨胀变形程度较大，使得介电弹性体产生较为明显的电场，在电场作用下能够实现水分子的排出；
综上，本发明技术方案中，采用电渗透阻水层300所实现的耐水防潮效果远非现有的光缆耐水性能可媲美，具有自主向外排水的能力。
测试：
对上述结构光缆进行测试，人为老化光缆后，分别将光缆置于80％的高湿度环境中、深度15cm的水中、深度50cm的水中和深度1m的水中，静置3d后对光缆进行沥干并且对其增重进行检测，以判定其进水量；
经检测：
在80％的高湿度环境中，光缆增重为2.72g/m；
在深度15cm的水中，光缆增重为4.12g/m；
在深度50cm的水中，光缆增重为4.23g/m；
在深度1m的水中，光缆增重为4.19g/m；
并且，光缆的缆芯100部分均未产生增重。
进一步进行测试，在水深5m的水中，光缆增重为5.42g/m，于80％湿度环境中放置7d后增重减至3.16g/m；
在水深10m的水中，光缆增重为6.17g/m，于80％湿度环境中放置7d后增重减至3.23g/m；
在水深12m的水中，光缆增重为19.71g/m，于80％湿度环境中放置7d后增重基本保持19.34～19.69g/m。
从上述测试结果可明显看出，由于介电弹性体的存在，使得光缆整体的进水量可控，存在一定的阈值，在水深1m的条件下仍难以突破该阈值，使得其增重基本保持与深度15cm的水中持平，且对缆芯100部分实现了非常优异的耐水效果。而在水深5～10m的水中，光缆的进水均少量突破了阈值，但在环境压力缓解后能够快速释放其水分，而在水深12m的条件下，光缆增重显著。表明本发明光缆结构基本在水深10m以下时，均具有非常优异的使用效果，而超出12m后，光缆的结构受到一定程度的破坏，水分难以排出，通过检测，表明光缆的电渗透阻水层300发生损坏，因此难以实现水分排出。
Claims (7)
1.一种耐水光缆，其特征在于，包括：
由内至外依次设置的缆芯、钢塑复合带、电渗透阻水层、高膨胀阻水材料层和外护套；
所述缆芯包括中心加强件和光纤，光纤周向均匀设置在中心加强件外表面，钢塑复合带对其进行包覆；
所述电渗透阻水层具有受压产生电场的特性，其设有内层的正极电极薄膜和外层的负极电极薄膜；
所述外护套包覆在高膨胀阻水材料层外表面。
2.根据权利要求1所述的一种耐水光缆，其特征在于，
所述电渗透阻水层由正极电极薄膜、负极电极薄膜和其两者之间的硅橡胶组成。
3.根据权利要求2所述的一种耐水光缆，其特征在于，
所述负极电极薄膜为Sb薄膜负极、Si基薄膜负极和Sn薄膜负极中的任意一种；
所述正极电极薄膜为FeS2薄膜正极。
4.根据权利要求1所述的一种耐水光缆，其特征在于，
所述高膨胀阻水材料层选用吸水膨胀率大于500％的阻水膏制备。
5.根据权利要求4所述的一种耐水光缆，其特征在于，
所述阻水膏为吸水膨胀率＞500％的SAP树脂膏。
6.根据权利要求1所述的一种耐水光缆，其特征在于，
所述电渗透阻水层外表面包缠绝缘包带，形成绝缘包带层。
7.根据权利要求1所述的一种耐水光缆，其特征在于，
电渗透阻水层与钢塑复合带之间设置绝缘屏蔽层。
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