CN111999833A - 一种抗风力空挂光缆 - Google Patents

Abstract

本发明属于光缆领域，尤其涉及一种抗风力空挂光缆。其包括：护套层和内束管，护套层由头端和主体两部分组成，所述头端设有供绳体穿过的通孔；所述主体内设有中空的内腔，内腔截面呈椭圆形，内腔内部设有内束管，内束管截面也为椭圆形，内腔的长轴和内束管的长轴呈90±2°相交；所述内束管内设有空腔，空腔截面为椭圆形且长轴与内束管的长轴重合；所述空腔内设有光纤线，光纤线与空腔短轴两端的内壁相切；所述内束管内还穿设有加强线，加强线设置在内束管的下端。本发明的光缆能够有效对风力形成抵抗，减少光纤线所受的扭转和应力，结构稳定性较高，质量轻，方便架设并降低了线路的负荷。

Description

一种抗风力空挂光缆

技术领域

本发明属于光缆领域，尤其涉及一种抗风力空挂光缆。

背景技术

架空光缆(aerial cable)，也称空挂光缆，是一种架挂在电杆上使用的光缆。架空光缆敷设方式可以利用原有的架空明线杆路，节省建设费用、缩短建设周期。架空光缆挂设在电杆上，要求能适应各种自然环境，一般用于长途二级或二级以下的线路，适用于专用网光缆线路或某些局部特殊地段。

但是，现有的空挂光缆在结构上存在一定的缺陷，如在自然环境的强风力环境中使用时，光缆容易发生损坏，如部分沿海地区的空挂光缆，由于长期受强风力作用，导致光缆产生一定的扭转以及形成拉扯应力，由于光纤本身的特殊性，其受到扭转和应力时容易加快老化、影响传输性能、发生损伤甚至损坏。因此，在部分风力较大的地区，空挂光缆的检修率居高不下。而目前为提高空挂光缆的抗风力性能，大部分改进均是增加光缆外侧的保护层结构，空挂光缆的线径不断地增大、质量/长度比也越来越大，增加了架设难度以及明线杆路的负荷。

发明内容

为解决现有的空挂光缆通常不具备良好的抗风力能力，长期在风力较大的环境中使用时容易发生故障，检修率高等问题，本发明提供了一种抗风力空挂光缆。

本发明的目的在于：

一、减弱风力作用下光缆发生的扭转和拉扯应力；

二、提高光缆的结构稳定性；

三、确保光缆具有较低的质量/长度比。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种抗风力空挂光缆，包括：

保护套和内束管，护套层由用以配合穿绳挂设的头端和主体两部分组成；

所述主体内设有中空的内腔，内腔截面为椭圆形且其内部设有内束管，内束管截面也为椭圆形，内腔和内束管截面的椭圆形长轴呈90±2°相交；

所述内束管内设有空腔，空腔截面为椭圆形且空腔截面与内束管截面的长轴重合；

所述内腔内设有光纤线，光纤线与空腔截面短轴两端的内壁相切。

作为优选，

所述空腔截面为椭圆形且空腔截面的长轴与内束管截面的长轴重合、短轴可任意为重合或不重合。

作为优选，

所述内束管内还穿设有加强线，加强线设置在空腔截面长轴的延长线上。

作为优选，

所述空腔截面的短轴与内束管截面的短轴不重合；

所述空墙截面的长轴延长线一端依次穿过内束管截面的几何中心和加强线的轴心。

作为优选，

所述护套层中还设有弹性加强件；

所述弹性加强件为S形。

作为优选，

所述弹性加强件一端围绕通孔设置、另一端围绕内腔设置。

作为优选，

所述光纤线由无纺布包带包缠单模光纤或多模光纤或光纤束构成。

作为优选，

所述护套层外包覆有抗氧化层。

本发明的有益效果是：

1)能够有效对风力形成抵抗，减少光纤部分所受的扭转和应力；

2)结构稳定性较高；

3)轻质，方便架设，降低了明线杆路的负荷。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明风力作用下的一种变形示意图；

图中：100护套层，101头端，1011通孔，102主体，1021内腔，200内束管，201加强线，202空腔，203光纤线，300弹性加强件，301上端，302下端，400抗氧化层。

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所示的抗风力空挂光缆，其具体包括：

护套层100和内束管200，所述护套层100由用以配合穿绳挂设的头端101和主体102两部分组成，头端101为任意形状，本实施例为矩形，头端101设有供绳体穿过的通孔1011，主体102内设有中空的内腔1021，内腔1021截面为长轴沿水平方向的椭圆形，内腔1021内设置有内束管200，内束管200截面也为椭圆形，内腔1021和内束管200的长轴呈90±2°相交，本实施例中呈90°，内束管200的半长轴为a1，内腔1021的半长轴为a2，a1：a2＝1：(1.5～2.5)，本实施例中a1：a2＝1：1.5，且内束管200长轴的延长线穿过通孔1011的圆心；

此外，为确保内束管200和护套层100内腔1021的侧壁呈光滑接触状态，减小两者间的摩擦力，更优为采用较为光滑的氯乙烯或聚四氟乙烯材料进行制备，且控制母料料粒目数≥20目；

所述内束管200内设有空腔202，空腔202截面为椭圆形且空腔202的长轴与内束管200的长轴重合，短轴可任意为重合或不重合，本实施例中空腔202的短轴与内束管200的短轴不重合，采用错位设置，内腔1021内设有光纤线203，光纤线203由无纺布包带包缠单模光纤或多模光纤或光纤束构成，光纤线203与空腔202短轴两端的内壁相切；

所述内束管200内还穿设有加强筋201，加强筋201设置在空腔202长轴的延长线上，如图1中所示，加强筋201设置在内束管200的下端，加强筋201的设置使内束管200、光纤线203和加强筋201三者所构成的整体重心向下偏移，使得重心处于内束管200截面几何中心的下方，有利于提高内束管200的稳定性，加强筋201能够与穿过通孔1011的绳体形成“双重固定”效果，整体光缆上端301通过穿过通孔1011的绳体牵引导向、下方通过加强筋201进行牵拉，提高了光缆挂设的稳定性；

加强筋201为包括磷化钢丝在内的任意具有一定良好力学性能的线材，本实施例采用八股磷化钢丝，其由两股四股磷化钢丝双制而成，具备良好的抗拉、抗扭转性能。

在上述结构的光缆中，通过加强筋201的配合，使得整体光缆挂设平衡性得到显著的提升，通过绳体对光缆进行导向和初步固定，加强筋201起到辅助牵拉固定的作用，能够有效减少光缆挂设后的晃动，同时由磷化钢丝制成的加强筋201还具有优异的力学性能，能够避免风力对光缆形成的强拉扯作用，避免大风挂断光缆事故的发生；

通过内腔1021和内束管200的配合作用，内束管200相较于内腔1021发生转动时还配合有偏心位移的趋势，使得内束管200不会与主体102发生完全同步的旋转和位移，其偏移量小于光缆的偏移量，光纤线203的位移量也同样减少，此外由于加强筋201的设置，内束管200在偏移后会形成较强的复位趋势，促使风力减弱后内束管200的复位以及带动主体102的复位，且加强筋201的设置也能进一步限制内束管200的偏移，能够良好地抵抗风力、减弱风力对光缆造成的不利影响，提升光缆稳定性的基础上进一步减弱挂设光缆在强风力作用下形成的摇晃趋势，减少安全隐患；

进一步截取1m段长的光缆并结合图2进行说明，在试验过程中，光缆整体顺时针转动30°的情况下，内束管200在加强筋201、内束管200和内腔1021的配合以及内束管200与内腔1021摩擦力的作用下，产生反向约10°的旋转，内束管200转角明显小于整体光缆的转角，如图2所示，a为光纤线203轴心的实际偏移量，b为光纤线203随光缆发生同步转动和偏移时的理论偏移量，计算可得a约为b的55％，分别对光缆进行15°、45°、60°、75°和90°顺时针转动，同样拍照记录转化为二维图纸后计算，实际偏移量a为理论偏移量b的43％～66％，即通过上述结构的配合，光缆转动时光纤线203的偏移量明显减小，光纤线203不会由于光缆受风力影响产生大角度扭转时受到较强的拉扯作用，能够有效避免光纤线203应力断裂的问题发生；相较于常规的挂设光缆而言，本发明结构的光缆光纤线203不会在风力作用下产生明显的偏移和拉扯作用，其偏移量较小，减小了光纤线203受到的拉扯力，实现了对光纤线203的良好保护。

进一步的，

所述护套层100中还设有弹性加强件300，弹性加强件300由硅橡胶制成，本实施例选用甲基乙烯基硅橡胶进行制备，具有质轻、高弹等特点；

所述弹性加强件300截面为S形，如图1所示，其由上端301和下端302两部分构成，上端301围绕通孔1011设置、下端302围绕内腔1021设置，本实施例中，上端301端点和下端302端点的连线经过光纤线203的圆心；

本发明的硅橡胶材质加强件，虽本身弹性模量并不大，形成的防扭曲变形效果有限，但是实际上其能产生较大的弹性恢复力，在光缆主体102扭曲变形后，能够产生一定的恢复力促进主体102的复位，进一步对光缆中的光纤线203进行保护；

弹性加强件300所产生的保护效果主要基于其形态结构特征和材料特性，硅橡胶是一种抗老化能力较为优秀，同时永久弹性变形量小、弹性模量适中的弹性材料，在护套层100发生扭曲变形时，主要变形容易集中在通孔1011、内腔1021以及护套层100头端101与主体102的连接处这三个部分，在通孔1011发生变形时，由于弹性加强件300的上端301围绕设置在通孔1011外，因此通孔1011处的变形会几乎同等发生在弹性加强件300的上端301，由于上端301围绕通孔1011的设置方式，容易形成弹性恢复力带动通孔1011部分形成弹性复位，减少通孔1011的变形、促进其复位，而主体102部分内腔1021的变形与通孔1011处变形同理，再者是护套层100头端101与主体102的连接处，此处是常见挂设光缆非常容易发生断裂、产生裂痕的部分，这主要是由于在自然环境中长期受风力影响形成永久变形折痕，折痕处老化速率大，而在设置弹性加强件300后，通过弹性加强件300自身具备的抗裂、低永久变形量和变形后形成促使护套层100主体102复位的弹性恢复力等特性，使得头端101和主体102不易形成永久变形折痕，避免其折损，同时促进主体102进行复位，另一方面，采用S形的结构能够以最少的用料实现8字形全包覆的效果。

此外，护套层100外还包覆有一层抗老化功能的抗氧化层400，抗氧化层400可由常规护套材料掺杂抗氧化剂制备，避免在环境作用下光缆产生严重的老化问题，抗氧化层400与护套层100双重结合，进一步提高光缆在风力环境中的使用寿命。

Claims (8)

1.一种抗风力空挂光缆，其特征在于，包括：

护套层和内束管，护套层由头端和主体两部分组成，所述头端设有供绳体穿过的通孔；

所述主体内设有中空的内腔，内腔截面呈长轴沿水平方向的椭圆形，内部设有内束管，内束管截面也为椭圆形，内腔的长轴和内束管的长轴呈90±2°相交；

所述内束管内设有空腔，空腔截面为椭圆形且长轴与内束管的长轴重合；

所述空腔内设有光纤线，光纤线与空腔短轴两端的内壁相切；

所述内束管内还穿设有加强线，加强线设置在内束管的下端。

2.根据权利要求1所述的一种抗风力空挂光缆，其特征在于，

内腔的长轴和内束管的长轴互相垂直。

3.根据权利要求1所述的一种抗风力空挂光缆，其特征在于，

所述空腔长轴延长线穿过加强线的轴心。

4.根据权利要求1所述的一种抗风力空挂光缆，其特征在于，

所述加强线由磷化钢丝制成。

5.根据权利要求1所述的一种抗风力空挂光缆，其特征在于，

所述护套层中还设有弹性加强件，由上端和下端两部分构成；

所述弹性加强件为S形，上端围绕通孔设置，下端围绕内腔设置。

6.根据权利要求5所述的一种抗风力空挂光缆，其特征在于，

所述弹性加强件上端端点和下端端点的连线经过光纤线的圆心。

7.根据权利要求1所述的一种抗风力空挂光缆，其特征在于，

所述光纤线由无纺布包带包缠单模光纤或多模光纤或光纤束构成。

8.根据权利要求1所述的一种抗风力空挂光缆，其特征在于，

所述护套层外包覆有抗氧化层。

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