CN112068268A - 一种自转移式抗弯折低损耗光缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自转移式抗弯折低损耗光缆，属于电力设备领域，本发明可以实现在传统的光缆上创新性的引入抗弯折束，利用光缆出现弯曲损耗后具有升温现象的特点，将热量集中到抗弯折束上的自适应抗弯棒中，并基于自硬化凝胶套遇热失水后硬化的特点，阻止光缆进一步弯折加大损耗，且自适应抗弯棒的硬化程度与光缆的弯曲损耗程度呈正比，从而有效实现自反馈式的弯折保护，同时在合理弯折范围内，自适应抗弯棒内的自硬化凝胶套仍可吸水溶胀保持软化特性，从而方便光缆的敷设，实现不仅依靠光能到热能的自转移利用，改善光缆的弯折现象，同时有效吸收掉光缆运行过程中的热量来实现降温，保持良好的工作状态并延长光缆的使用寿命。

Description

一种自转移式抗弯折低损耗光缆

技术领域

本发明涉及电力设备领域，更具体地说，涉及一种自转移式抗弯折低损耗光缆。

背景技术

光缆是为了满足光学、机械或环境的性能规范而制造的，它是利用置于包覆护套中的一根或多根光纤作为传输媒质并可以单独或成组使用的通信线缆组件。光缆主要是由光导纤维(细如头发的玻璃丝)和塑料保护套管及塑料外皮构成，光缆内没有金、银、铜铝等金属，一般无回收价值。光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆芯，外包有护套，有的还包覆外护层，用以实现光信号传输的一种通信线路。即：由光纤(光传输载体)经过一定的工艺而形成的线缆。光缆的基本结构一般是由缆芯、加强钢丝、填充物和护套等几部分组成，另外根据需要还有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。

光缆在实际敷设过程中，经常会出现弯曲损耗的现象，弯曲损耗是光纤轴弯曲所引起的损耗。任何肉眼可见的光纤轴线对于直线的偏移称作弯曲或宏弯曲。光纤弯曲将引起光纤内各模式间的耦合，当传播模的能量耦合入辐射模或漏泄模时，即产生弯曲损耗。这种损耗随曲率半径的减小按指数规律增大。另一类损耗是光纤轴产生随机的微米级的横向位移状态所成的，称作微弯损耗。产生微弯的原因是光纤在被覆、成缆、挤护套、安装等过程中，光纤受到过大的不均匀侧压力或纵向应力，或光纤制造后因涂覆层或外套的温度膨胀系数与光纤的不一致等造成的。

损耗掉的光能部分转化为热能，从而导致光缆的升温，对光缆的工作状态造成干扰，因此在实际使用过程中，应当尽量减少光缆的弯曲损耗，然后现有的光缆在弯曲损耗这一方面目前没有很好的解决办法。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种自转移式抗弯折低损耗光缆，可以实现在传统的光缆上创新性的引入抗弯折束，利用光缆出现弯曲损耗后具有升温现象的特点，将热量集中到抗弯折束上的自适应抗弯棒中，并基于自硬化凝胶套遇热失水后硬化的特点，阻止光缆进一步弯折加大损耗，且自适应抗弯棒的硬化程度与光缆的弯曲损耗程度呈正比，从而有效实现自反馈式的弯折保护，同时在合理弯折范围内，自适应抗弯棒内的自硬化凝胶套仍可吸水溶胀保持软化特性，从而方便光缆的敷设，实现不仅依靠光能到热能的自转移利用，改善光缆的弯折现象，同时有效吸收掉光缆运行过程中的热量来实现降温，保持良好的工作状态并延长光缆的使用寿命。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种自转移式抗弯折低损耗光缆，包括塑料外套和镶嵌于塑料外套内的光缆本体，所述塑料外套与光缆本体之间镶嵌连接有多条均匀分布的抗弯折束，所述抗弯折束包括多个均匀分布的转移节点球和连接于转移节点球之间的自适应抗弯棒，所述自适应抗弯棒靠近光缆本体一端连接有集热竖条，所述集热竖条上镶嵌连接有多个均匀分布的导热丝，且导热丝贯穿光缆本体并延伸至其内侧，所述转移节点球内填充有弹性海绵包，相邻的一对所述弹性海绵包之间连接有导水纤维簇，且导水纤维簇延伸至弹性海绵包内侧，所述弹性海绵包内填充有自硬化凝胶套，且自硬化凝胶套包裹于导水纤维簇的外侧。

进一步的，相邻的一对所述转移节点球之间还连接有拉锁线，且拉锁线位于自适应抗弯棒远离集热竖条的一侧，拉锁线起到控制一对转移节点球之间距离的作用，在自适应抗弯棒出现弯折现象时抵抗一对转移节点球之间的迁移，辅助提供弯折保护。

进一步的，所述拉锁线向靠近自适应抗弯棒的一侧方向弯曲，所述拉锁线采用龙舌兰纤维制成，龙舌兰纤维具有吸水收缩的特点，配合特点的弯曲方向，可以提高弯折保护的力度，有效抵消促使自适应抗弯棒发生弯折的作用力。

进一步的，所述自适应抗弯棒外端两侧壁上对称连接有两排多个均匀分布的热膨胀压球，所述热膨胀压球与集热竖条之间连接有导热横筋，所述自适应抗弯棒外端开设有多个与热膨胀压球相匹配的膨胀孔，导热横筋与集热竖条配合可以形成类似于鱼骨架的结构，从而对自适应抗弯棒进行定形保护，避免出现大幅度变形带来的光缆本体弯曲损耗，而热膨胀压球在受热膨胀后对自适应抗弯棒内的自硬化凝胶套传递挤压作用，加速自硬化凝胶套快速失水，提高硬化效果。

进一步的，所述转移节点球采用硬质材料制成，所述自适应抗弯棒采用弹性材料制成，所述热膨胀压球采用遇热膨胀材料制成，转移节点球充当塑料外套与光缆本体内的加固节点，起到在全长上对光缆本体进行补强的作用，避免在小范围内出现过度弯折的现象，并将弯折现象控制在自适应抗弯棒对应的区域上，间接提高自适应抗弯棒的抗弯折效果及作用精确度。

进一步的，所述自适应抗弯棒内设有一对与两排热膨胀压球对应的同步弹力杆，所述转移节点球上开设有一对与同步弹力杆相匹配的导拉孔，且同步弹力杆贯穿导拉孔并延伸至转移节点球内，所述同步弹力杆左右两端均连接有端压球，正常状态下端压球对转移节点球内的弹性海绵包起到挤压作用，弹性海绵包难以正常吸收水分，在触发抗弯折动作后，热膨胀压球受热膨胀一方面挤压自硬化凝胶套加速失水，另一方面迫使同步弹力杆在自适应抗弯棒内弯曲，既可以通过同步弹力杆提高对自硬化凝胶套的挤压效果，同时可以拉动同步弹力杆两端的端压球向导拉孔处迁移，恢复弹性海绵包的正常形状，从而吸收掉自硬化凝胶套释放出来的水分，而在抗弯折动作结束后端压球重新复位挤压弹性海绵包，迫使其释放出刚才吸收的水分，由自硬化凝胶套再次吸收溶胀恢复正常状态。

进一步的，所述自硬化凝胶套采用温敏性聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶制成，聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶制成是一种温度敏感型水凝胶，外界微小的温度变化可以导致这种水凝胶进行溶胀和收缩，从而发生非连续相转变，基于自硬化凝胶套的相变特点来控制自适应抗弯棒的硬化和软化。

进一步的，所述抗弯折束的数量不低于四个，所述自适应抗弯棒的长度为20cm-80cm，抗弯折束应尽可能的覆盖多个弯折方向，从而提供三百六十度无死角的弯折防护，理论上抗弯折束的数量越多，抗弯折效果越好，但是散热效果也会随之降低，成本也会增加，因此应该根据实际情况进行选择，自适应抗弯棒的长度既可以满足光缆本体在合理范围内进行细微的弯曲以方便实际敷设，同时不至于长度过长导致抗弯折效果下降，或者长度过低导致光缆本体完全难以弯折，不利于敷设工作的进行。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现在传统的光缆上创新性的引入抗弯折束，利用光缆出现弯曲损耗后具有升温现象的特点，将热量集中到抗弯折束上的自适应抗弯棒中，并基于自硬化凝胶套遇热失水后硬化的特点，阻止光缆进一步弯折加大损耗，且自适应抗弯棒的硬化程度与光缆的弯曲损耗程度呈正比，从而有效实现自反馈式的弯折保护，同时在合理弯折范围内，自适应抗弯棒内的自硬化凝胶套仍可吸水溶胀保持软化特性，从而方便光缆的敷设，实现不仅依靠光能到热能的自转移利用，改善光缆的弯折现象，同时有效吸收掉光缆运行过程中的热量来实现降温，保持良好的工作状态并延长光缆的使用寿命。

2.技术方案

(2)相邻的一对转移节点球之间还连接有拉锁线，且拉锁线位于自适应抗弯棒远离集热竖条的一侧，拉锁线起到控制一对转移节点球之间距离的作用，在自适应抗弯棒出现弯折现象时抵抗一对转移节点球之间的迁移，辅助提供弯折保护。

(3)拉锁线向靠近自适应抗弯棒的一侧方向弯曲，拉锁线采用龙舌兰纤维制成，龙舌兰纤维具有吸水收缩的特点，配合特点的弯曲方向，可以提高弯折保护的力度，有效抵消促使自适应抗弯棒发生弯折的作用力。

(4)自适应抗弯棒外端两侧壁上对称连接有两排多个均匀分布的热膨胀压球，热膨胀压球与集热竖条之间连接有导热横筋，自适应抗弯棒外端开设有多个与热膨胀压球相匹配的膨胀孔，导热横筋与集热竖条配合可以形成类似于鱼骨架的结构，从而对自适应抗弯棒进行定形保护，避免出现大幅度变形带来的光缆本体弯曲损耗，而热膨胀压球在受热膨胀后对自适应抗弯棒内的自硬化凝胶套传递挤压作用，加速自硬化凝胶套快速失水，提高硬化效果。

(5)转移节点球采用硬质材料制成，自适应抗弯棒采用弹性材料制成，热膨胀压球采用遇热膨胀材料制成，转移节点球充当塑料外套与光缆本体内的加固节点，起到在全长上对光缆本体进行补强的作用，避免在小范围内出现过度弯折的现象，并将弯折现象控制在自适应抗弯棒对应的区域上，间接提高自适应抗弯棒的抗弯折效果及作用精确度。

(6)自适应抗弯棒内设有一对与两排热膨胀压球对应的同步弹力杆，转移节点球上开设有一对与同步弹力杆相匹配的导拉孔，且同步弹力杆贯穿导拉孔并延伸至转移节点球内，同步弹力杆左右两端均连接有端压球，正常状态下端压球对转移节点球内的弹性海绵包起到挤压作用，弹性海绵包难以正常吸收水分，在触发抗弯折动作后，热膨胀压球受热膨胀一方面挤压自硬化凝胶套加速失水，另一方面迫使同步弹力杆在自适应抗弯棒内弯曲，既可以通过同步弹力杆提高对自硬化凝胶套的挤压效果，同时可以拉动同步弹力杆两端的端压球向导拉孔处迁移，恢复弹性海绵包的正常形状，从而吸收掉自硬化凝胶套释放出来的水分，而在抗弯折动作结束后端压球重新复位挤压弹性海绵包，迫使其释放出刚才吸收的水分，由自硬化凝胶套再次吸收溶胀恢复正常状态。

(7)自硬化凝胶套采用温敏性聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶制成，聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶制成是一种温度敏感型水凝胶，外界微小的温度变化可以导致这种水凝胶进行溶胀和收缩，从而发生非连续相转变，基于自硬化凝胶套的相变特点来控制自适应抗弯棒的硬化和软化。

(8)抗弯折束的数量不低于四个，自适应抗弯棒的长度为20cm-80cm，抗弯折束应尽可能的覆盖多个弯折方向，从而提供三百六十度无死角的弯折防护，理论上抗弯折束的数量越多，抗弯折效果越好，但是散热效果也会随之降低，成本也会增加，因此应该根据实际情况进行选择，自适应抗弯棒的长度既可以满足光缆本体在合理范围内进行细微的弯曲以方便实际敷设，同时不至于长度过长导致抗弯折效果下降，或者长度过低导致光缆本体完全难以弯折，不利于敷设工作的进行。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A处的结构示意图；

图3为本发明抗弯折束部分的结构示意图；

图4为图3中B处的结构示意图；

图5为本发明抗弯折束正常状态下的结构示意图；

图6为本发明抗弯折束弯折状态下的结构示意图。

图中标号说明：

1塑料外套、2光缆本体、3转移节点球、4自适应抗弯棒、5集热竖条、6导热丝、7导热横筋、8热膨胀压球、9拉锁线、10弹性海绵包、11端压球、12同步弹力杆、13导拉孔、14导水纤维簇、15自硬化凝胶套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-2，一种自转移式抗弯折低损耗光缆，包括塑料外套1和镶嵌于塑料外套1内的光缆本体2，塑料外套1与光缆本体2之间镶嵌连接有多条均匀分布的抗弯折束，抗弯折束包括多个均匀分布的转移节点球3和连接于转移节点球3之间的自适应抗弯棒4，自适应抗弯棒4靠近光缆本体2一端连接有集热竖条5，集热竖条5上镶嵌连接有多个均匀分布的导热丝6，且导热丝6贯穿光缆本体2并延伸至其内侧。

相邻的一对转移节点球3之间还连接有拉锁线9，且拉锁线9位于自适应抗弯棒4远离集热竖条5的一侧，拉锁线9起到控制一对转移节点球3之间距离的作用，在自适应抗弯棒4出现弯折现象时抵抗一对转移节点球3之间的迁移，辅助提供弯折保护。

拉锁线9向靠近自适应抗弯棒4的一侧方向弯曲，拉锁线9采用龙舌兰纤维制成，龙舌兰纤维具有吸水收缩的特点，配合特点的弯曲方向，可以提高弯折保护的力度，有效抵消促使自适应抗弯棒4发生弯折的作用力。

自适应抗弯棒4外端两侧壁上对称连接有两排多个均匀分布的热膨胀压球8，热膨胀压球8与集热竖条5之间连接有导热横筋7，自适应抗弯棒4外端开设有多个与热膨胀压球8相匹配的膨胀孔，导热横筋7与集热竖条5配合可以形成类似于鱼骨架的结构，从而对自适应抗弯棒4进行定形保护，避免出现大幅度变形带来的光缆本体2弯曲损耗，而热膨胀压球8在受热膨胀后对自适应抗弯棒4内的自硬化凝胶套15传递挤压作用，加速自硬化凝胶套15快速失水，提高硬化效果。

转移节点球3采用硬质材料制成，自适应抗弯棒4采用弹性材料制成，热膨胀压球8采用遇热膨胀材料制成，转移节点球3充当塑料外套1与光缆本体2内的加固节点，起到在全长上对光缆本体2进行补强的作用，避免在小范围内出现过度弯折的现象，并将弯折现象控制在自适应抗弯棒4对应的区域上，间接提高自适应抗弯棒4的抗弯折效果及作用精确度。

请参阅图3-4，转移节点球3内填充有弹性海绵包10，相邻的一对弹性海绵包10之间连接有导水纤维簇14，且导水纤维簇14延伸至弹性海绵包10内侧，弹性海绵包10内填充有自硬化凝胶套15，且自硬化凝胶套15包裹于导水纤维簇14的外侧。

自适应抗弯棒4内设有一对与两排热膨胀压球8对应的同步弹力杆12，转移节点球3上开设有一对与同步弹力杆12相匹配的导拉孔13，且同步弹力杆12贯穿导拉孔13并延伸至转移节点球3内，同步弹力杆12左右两端均连接有端压球11，正常状态下端压球11对转移节点球3内的弹性海绵包10起到挤压作用，弹性海绵包10难以正常吸收水分，在触发抗弯折动作后，热膨胀压球8受热膨胀一方面挤压自硬化凝胶套15加速失水，另一方面迫使同步弹力杆12在自适应抗弯棒4内弯曲，既可以通过同步弹力杆12提高对自硬化凝胶套15的挤压效果，同时可以拉动同步弹力杆12两端的端压球11向导拉孔13处迁移，恢复弹性海绵包10的正常形状，从而吸收掉自硬化凝胶套15释放出来的水分，而在抗弯折动作结束后端压球11重新复位挤压弹性海绵包10，迫使其释放出刚才吸收的水分，由自硬化凝胶套15再次吸收溶胀恢复正常状态。

自硬化凝胶套15采用温敏性聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶制成，聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶制成是一种温度敏感型水凝胶，外界微小的温度变化可以导致这种水凝胶进行溶胀和收缩，从而发生非连续相转变，基于自硬化凝胶套15的相变特点来控制自适应抗弯棒4的硬化和软化。

抗弯折束的数量不低于四个，自适应抗弯棒4的长度为20cm-80cm，抗弯折束应尽可能的覆盖多个弯折方向，从而提供三百六十度无死角的弯折防护，理论上抗弯折束的数量越多，抗弯折效果越好，但是散热效果也会随之降低，成本也会增加，因此应该根据实际情况进行选择，自适应抗弯棒4的长度既可以满足光缆本体2在合理范围内进行细微的弯曲以方便实际敷设，同时不至于长度过长导致抗弯折效果下降，或者长度过低导致光缆本体2完全难以弯折，不利于敷设工作的进行。

本发明可以实现在传统的光缆上创新性的引入抗弯折束，请参阅图5-6，利用光缆出现弯曲损耗后具有升温现象的特点，将热量集中到抗弯折束上的自适应抗弯棒4中，并基于自硬化凝胶套15遇热失水后硬化的特点，阻止光缆进一步弯折加大损耗，且自适应抗弯棒4的硬化程度与光缆的弯曲损耗程度呈正比，从而有效实现自反馈式的弯折保护，同时在合理弯折范围内，自适应抗弯棒4内的自硬化凝胶套15仍可吸水溶胀保持软化特性，从而方便光缆的敷设，实现不仅依靠光能到热能的自转移利用，改善光缆的弯折现象，同时有效吸收掉光缆运行过程中的热量来实现降温，保持良好的工作状态并延长光缆的使用寿命。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种自转移式抗弯折低损耗光缆，包括塑料外套(1)和镶嵌于塑料外套(1)内的光缆本体(2)，其特征在于：所述塑料外套(1)与光缆本体(2)之间镶嵌连接有多条均匀分布的抗弯折束，所述抗弯折束包括多个均匀分布的转移节点球(3)和连接于转移节点球(3)之间的自适应抗弯棒(4)，所述自适应抗弯棒(4)靠近光缆本体(2)一端连接有集热竖条(5)，所述集热竖条(5)上镶嵌连接有多个均匀分布的导热丝(6)，且导热丝(6)贯穿光缆本体(2)并延伸至其内侧，所述转移节点球(3)内填充有弹性海绵包(10)，相邻的一对所述弹性海绵包(10)之间连接有导水纤维簇(14)，且导水纤维簇(14)延伸至弹性海绵包(10)内侧，所述弹性海绵包(10)内填充有自硬化凝胶套(15)，且自硬化凝胶套(15)包裹于导水纤维簇(14)的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种自转移式抗弯折低损耗光缆，其特征在于：相邻的一对所述转移节点球(3)之间还连接有拉锁线(9)，且拉锁线(9)位于自适应抗弯棒(4)远离集热竖条(5)的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种自转移式抗弯折低损耗光缆，其特征在于：所述拉锁线(9)向靠近自适应抗弯棒(4)的一侧方向弯曲，所述拉锁线(9)采用龙舌兰纤维制成。

4.根据权利要求1所述的一种自转移式抗弯折低损耗光缆，其特征在于：所述自适应抗弯棒(4)外端两侧壁上对称连接有两排多个均匀分布的热膨胀压球(8)，所述热膨胀压球(8)与集热竖条(5)之间连接有导热横筋(7)，所述自适应抗弯棒(4)外端开设有多个与热膨胀压球(8)相匹配的膨胀孔。

5.根据权利要求4所述的一种自转移式抗弯折低损耗光缆，其特征在于：所述转移节点球(3)采用硬质材料制成，所述自适应抗弯棒(4)采用弹性材料制成，所述热膨胀压球(8)采用遇热膨胀材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种自转移式抗弯折低损耗光缆，其特征在于：所述自适应抗弯棒(4)内设有一对与两排热膨胀压球(8)对应的同步弹力杆(12)，所述转移节点球(3)上开设有一对与同步弹力杆(12)相匹配的导拉孔(13)，且同步弹力杆(12)贯穿导拉孔(13)并延伸至转移节点球(3)内，所述同步弹力杆(12)左右两端均连接有端压球(11)。

7.根据权利要求1所述的一种自转移式抗弯折低损耗光缆，其特征在于：所述自硬化凝胶套(15)采用温敏性聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶制成。

8.根据权利要求1所述的一种自转移式抗弯折低损耗光缆，其特征在于：所述抗弯折束的数量不低于四个，所述自适应抗弯棒(4)的长度为20cm-80cm。

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