CN113325531B - 光纤电缆 - Google Patents

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Abstract

一种光纤电缆，包括从中心向外分层设置的中心拉棒、光纤层和导线层，光纤层包括用于形成光缆穿孔的光缆容壳、设置在光缆穿孔内的光缆和光缆容壳收束包层，光缆容壳包括多瓣导引条，每瓣导引条邻接于其它瓣导引条的一面设有光缆容纳槽，相邻两瓣导引条的两个光缆容纳槽拼合成一个光缆穿孔，导线层由多股导线密贴光缆容壳收束包层包绞形成；光缆包括由外而内依次设置的外层护套、管骨架、内层护套和多束光纤，在内层护套内腔填充有导热阻水纤膏，管骨架由螺旋包绕内层护套的第一钢带形成，外层护套、内层护套均使用隔热绝缘材料制作。光纤的工作温度较为稳定，光纤的通信性能较为一致，可以解决导线发热对光纤通信的不利影响。

Description

光纤电缆
技术领域
本发明涉及光纤电缆技术领域，具体涉及一种光纤电缆。
背景技术
光纤电缆是一种通信电缆，其包括用于传输通信信号的光纤和用于导电的电缆。目前，光纤电缆主要分为普通型架空光缆(GYTS)、普通型管道光缆(GYTA)和直埋光缆(GYTA53)、阻燃光缆(GYTZA)和非金属防雷光缆(GYFTY)五种类型。
普通型架空光缆结构是把9/125μm单模光纤或50/125μm、62.5/125μm多模光纤(二氧化硅)套进用高等阻水材料制成的松套管中，松套管内填充阻水化合材料。缆芯的中心是一根金属加强芯，对于多芯光缆来说加强芯需外加一层PE外套。松套管和填充绳围绕中心加强芯互绞紧凑和圆形的缆芯。缆芯内的缝隙充加阻水填充物。双面皱纹钢带(PSP)纵包后挤制聚乙烯护套成缆。
专利文献CN203260370U公开了一种节能环保架空光电导线，包括钢芯以及包裹在钢芯外边的导电层，所述钢芯为多股绞合的钢线，所述导电层为数层绞合在所述钢芯外的高导电铜线；还包括有不锈钢光单元，所述不锈钢光单元容纳在所述钢线的空隙中；所述的不锈钢光单元为由若干条光纤置于一个不锈钢保护管内组成，不锈钢保护管采用松套结构，不锈钢保护管空隙内连续填充阻水物，不锈钢保护管外挤包一层铜层。具体使用环境中，导线所处温度变化影响光纤通信信号质量。
刊文于2013年第11卷第6期《ELECTRIC POWER IT》的期刊文献《温升对于OPGW光单元影响的技术分析》(作者：李春晕，邓伟锋，徐常志，韦文波)记载了光纤复合架空地线(OPGW)的光单元在150℃保温2小时内，光单元在1 310/1 550nm处的损耗不超过 0.03dB，符合国标要求。但试验光纤在150℃时，衰减相对增加较大。与光纤复合架空地线相比，普通型架空光缆中的导线通有相电流，电流流经导线致使导线发热，温度长期维持在较高水平。因此，如何降低高温对光单元通信质量的不利影响是需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种光纤电缆，以解决导线发热对光纤通信的不利影响。
本发明的技术方案是：
一种光纤电缆，包括从中心向外分层设置的中心拉棒、光纤层和导线层，所述光纤层包括用于形成光缆穿孔的光缆容壳、设置在光缆穿孔内的光缆和光缆容壳收束包层，所述光缆容壳包括多瓣导引条，每瓣导引条邻接于其它瓣导引条的一面设有光缆容纳槽，相邻两瓣导引条的两个光缆容纳槽拼合成一个光缆穿孔，所述导线层由密贴所述光缆容壳收束包层包绞的多股导线形成；所述光缆包括由外而内依次设置的外层护套、管骨架、内层护套和多束光纤，在内层护套内腔填充有导热阻水纤膏，所述管骨架由螺旋包绕所述内层护套的第一钢带形成，所述外层护套、内层护套均使用隔热绝缘材料制作。
优选的，所述光纤由内而外依次设置有纤芯、包层、涂覆层，所述涂覆层为导热材料制作。
优选的，所述外层护套为挤塑工艺交联成型在管骨架上的隔热绝缘材料层。
优选的，所述中心拉棒为圆钢丝，所述导引条为钢条，所述光缆容壳收束包层由螺旋包绕所述光缆容壳的第二钢带形成。
优选的，所述导热阻水纤膏使用以下重量百分比的原料制成：二甲基硅油71-74％，石蜡14-19％，石油黄酸钡1-4％，聚甲基丙烯酸酯0.5-2％、改性纳米氮化铜5-10％和2,6-二叔丁基对甲酚1％，所述改性纳米氮化铜粒径为10-30nm，热导率为330-390W/m·K。
进一步的，所述改性纳米氮化铜使用以下方法制得：将10-30nm粒径的纳米氮化铜颗粒与甲醇按重量比1：9混合制成悬浮液，加入纳米氮化铜重量0.5倍的硅烷偶联剂，加入油酸，超声振荡均匀，100℃加热1小时后，球磨均匀，得到改性纳米氮化铜。
本发明的有益效果是：
1.中心拉棒、光缆容壳和光缆容壳收束包层形成一个内支撑物，以便于多股导线密贴光缆容壳收束包层包绞成型。两瓣导引条形成的的光缆穿孔便于设置光缆，且在包绞导线时可以抵消绞制导线的挤压力压损光缆。外层护套采用绝缘材料制作，管骨架由螺旋包绕所述内层护套的第一钢带形成，这样，且管骨架形成分隔光纤与导线层的电磁屏蔽物，可以降低电磁场对光缆内通信光的不利影响。外层护套、内层护套均使用隔热材料制作，可以降低导线层通电发热传导至光纤的热量，这样，光纤的工作温度较为稳定，光通信质量好。现有技术中，纤膏采用隔热阻水纤膏制作，但在本发明中，纤膏使用导热阻水纤膏，其与内层护套、外层护套的隔热性能配合，可以均衡内层护套内设置的多根光纤的环境温度，使内层护套内的光纤的通信性能较为一致，可以解决导线发热对光纤通信的不利影响。
2.现有技术中，光纤的涂覆层多采用隔热材料制作，本发明中涂覆层使用导热材料制作，由于光纤拉伸成型温度约在2000℃温度，并迅速冷却至室温，涂覆层采用导热材料制作时，在制作光纤时，涂覆层材料膨胀，在光纤冷却至室温时，涂覆层冷却后收缩成致密的保护包层，收吸诱发光纤微变的剪切力效果更好。
3.管骨架由螺旋包绕所述内层护套的第一钢带形成时，钢带之间结合并不十分紧密，外层护套为挤塑工艺交联成型在管骨架上的隔热绝缘材料层时，外层护套的隔热绝缘材料可以经第一钢带之间的缝隙与内层护套相连接，从而形成一体性更好的隔水隔热绝缘层。
4.中心拉棒选择圆钢丝，导引条选择钢条，光壳收束包层由螺旋包绕所述光缆容壳的第二钢带形成，这样，中心拉棒，导引条，光缆容壳收束包层形成一个更大的中心加强芯。且一般地，导线层多采用铝合金材料，其成本大于钢材料成本。而且，导线层通过交流电时，集肤效应使得内芯的钢材料并不影响光纤电缆的导电效果。
5.制得的导热阻水纤膏稳定性好，滴点为251-256℃，滴点高，耐热性好；挥发度为0.05-0.07％，酸值为0.03-0.09mg(KOH)/g，析氢值0.02-0.04μL/g。
附图说明
图1为一种光纤电缆的剖视图。
图2为一种未设置光缆的光纤电缆的剖视图。
图3为一种光缆的剖视图。
图4为一种光纤的结构示意图。
附图标记说明，11-中心拉棒，12-光缆容壳，121-导引条，122-光缆穿孔，13-光缆容壳收束包层，131-第二钢带，14-导线层，141-导线，2-光缆，20-光纤，201-纤芯，202- 包层，203-涂覆层，21-导热阻水纤膏，22-内层护套，23-管骨架，24-外层护套。
具体实施方式
下面结合附图，以实施例的形式说明本发明，以辅助本技术领域的技术人员理解和实现本发明。除另有说明外，不应脱离本技术领域的技术知识背景理解以下的实施例及其中的技术术语。
本发明的光纤电缆，包括从中心向外分层设置的中心拉棒、光纤层和导线层。
光纤层包括用于形成光缆穿孔的光缆容壳、设置在光缆穿孔内的光缆和光缆容壳收束包层。光缆容壳包括多瓣导引条，每瓣导引条邻接于其它瓣导引条的一面设有光缆容纳槽，相邻两瓣导引条的两个光缆容纳槽拼合成一个光缆穿孔。若直接密贴光缆容壳包绞多股导线形成导线层，在包绞时，导引条易于散股，包绞难度大。故而，本发明中，在光缆容壳外设有光缆容壳收束包层，使得中心拉棒、光缆容壳、光缆容壳收束包层形成一个整体，便于设置导线层。
导线层由密贴光缆容壳收束包层包绞的多股导线形成。
光缆包括由外而内依次设置的外层护套、管骨架、内层护套和多束光纤，在内层护套内腔填充有导热阻水纤膏，管骨架由螺旋包绕内层护套的第一钢带形成，外层护套、内层护套均使用隔热绝缘材料制作。外层护套、内层护套均使用隔热材料制作，可以降低导线层通电发热传导至光纤的热量，这样，光纤的工作温度较为稳定，光通信质量好。现有技术中，纤膏采用隔热阻水纤膏制作，但在本发明中，纤膏使用导热阻水纤膏，其与内层护套、外层护套的隔热性能配合，可以均衡内层护套内设置的多根光纤的环境温度，使内层护套内的光纤的通信性能较为一致，可以解决导线发热对光纤通信的不利影响。
实施例1：一种光纤电缆，参见图1-4，包括从中心向外分层设置的中心拉棒1、光纤层和导线层14。
光纤层包括用于形成光缆穿孔122的光缆容壳12、设置在光缆穿孔122内的光缆2和光缆容壳收束包层13，光缆容壳12包括多瓣导引条121，每瓣导引条121邻接于其它瓣导引条的一面设有光缆容纳槽，相邻两瓣导引条121的两个光缆容纳槽拼合成一个光缆穿孔122，导线层14由密贴光缆容壳收束包层13包绞的多股导线141形成。
光缆2包括由外而内依次设置的外层护套24、管骨架23、内层护套22和多束光纤20，在内层护套22内腔填充有导热阻水纤膏21，管骨架23由螺旋包绕内层护套22的第一钢带形成，外层护套24、内层护套22均使用隔热绝缘材料制作。
本实施例中，外层护套24为挤塑工艺交联成型在管骨架23上的隔热绝缘材料层。管骨架由螺旋包绕所述内层护套的第一钢带形成时，钢带之间结合并不十分紧密，外层护套为挤塑工艺交联成型在管骨架上的隔热绝缘材料层时，外层护套的隔热绝缘材料可以经第一钢带之间的缝隙与内层护套相连接，从而形成一体性更好的隔水隔热绝缘层。
本实施例中，光纤20由内而外依次设置有纤芯201、包层202、涂覆层203，涂覆层203为导热材料制作。
本实施例中，中心拉棒11为圆钢丝，导引条121为钢条，光缆容壳收束包层13由螺旋包绕光缆容壳12的第二钢带131形成。
实施例2：一种光纤电缆，本实施例包含实施例1的大部分特征，并附加了以下技术特征。
导热阻水纤膏使用以下材料制作。
导热阻水纤膏使用以下重量百分比的原料制成：二甲基硅油71-74％，石蜡14-19％，石油黄酸钡1-4％，聚甲基丙烯酸酯0.5-2％、改性纳米氮化铜5-10％和2,6-二叔丁基对甲酚1％。
其中，改性纳米氮化铜使用以下方法制得：
将10-30nm粒径的纳米氮化铜颗粒与甲醇按重量比1：9混合制成悬浮液，加入纳米氮化铜重量0.5倍的硅烷偶联剂，加入油酸，超声振荡均匀，100℃加热1小时后，球磨均匀，得到的改性纳米氮化铜粒径为10-30nm，热导率为330-390W/m·K。
制得的导热阻水纤膏稳定性好，滴点为251-256℃，滴点高，耐热性好；挥发度为0.05-0.07％，酸值为0.03-0.09mg(KOH)/g，析氢值0.02-0.04μL/g。
试验期间，发明人还采取了以下配比制得改性纳米氮化铜，其数据如下：
将10-30nm粒径的纳米氮化铜颗粒与甲醇按重量比1：5混合制成悬浮液，加入纳米氮化铜重量0.5倍的硅烷偶联剂，加入油酸，超声振荡均匀，100℃加热0.6小时后，球磨均匀，得到的改性纳米氮化铜粒径为10-30nm，热导率为380-420W/m·K。但制得的导热阻水纤膏滴点为280-290℃，耐热性好；挥发度为0.04-0.07％，酸值为0.1-0.3mg(KOH)/g，析氢值0.1-0.2μL/g，稳定性差。
将10-30nm粒径的纳米氮化铜颗粒与甲醇按重量比1：14混合制成悬浮液，加入纳米氮化铜重量0.5倍的硅烷偶联剂，加入油酸，超声振荡均匀，100℃加热1.5小时后，球磨均匀，得到的改性纳米氮化铜粒径为10-30nm，热导率为230-260W/m·K。虽然制得的导热阻水纤膏稳定性好，但滴点为180-187℃，耐热性差；挥发度为0.3-0.5％，酸值为0.04-0.11 mg(KOH)/g，析氢值0.15-0.26μL/g，稳定性差。
对比发现，将10-30nm粒径的纳米氮化铜颗粒与甲醇按重量比1：9混合制成悬浮液，加入纳米氮化铜重量0.5倍的硅烷偶联剂，加入油酸，超声振荡均匀，100℃加热1小时后，球磨均匀，得到的改性纳米氮化铜粒径制作的导热阻水油膏，滴点高，耐热性好，挥发度低，酸值低，析氢值低。
实施例3：一种光纤电缆，本实施例包含实施例1的大部分特征，并附加了以下技术特征。
涂覆层包括内涂覆层和外涂覆层。内涂覆层采用环氧丙烯酸酯：石墨重量比10：1配比混合制作。外涂覆层采用以下方法制得：
石墨烯：甲醇按重量比1：8配比，加热至180℃，倒入聚丙烯酸酯，搅拌混合，在180℃过滤，滤液冷却后得到外涂覆层材料。
这样的光纤阻光性能好，抗剪应力好，耐磨。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明。应当明白，实践中无法穷尽地说明所有可能的实施方式，在此通过举例说明的方式尽可能的阐述本发明得发明构思。在不脱离本发明的发明构思、且未付出创造性劳动的前提下，本技术领域的技术人员对上述实施例中的技术特征进行取舍组合、具体参数进行试验变更，或者利用本技术领域的现有技术对本发明已公开的技术手段进行常规替换形成的具体的实施例，均应属于为本发明隐含公开的内容。

Claims (4)

1.一种光纤电缆，其特征在于，包括从中心向外分层设置的中心拉棒、光纤层和导线层，所述光纤层包括用于形成光缆穿孔的光缆容壳、设置在光缆穿孔内的光缆和光缆容壳收束包层，所述光缆容壳包括多瓣导引条，每瓣导引条邻接于其它瓣导引条的一面设有光缆容纳槽，相邻两瓣导引条的两个光缆容纳槽拼合成一个光缆穿孔，所述导线层由密贴所述光缆容壳收束包层包绞的多股导线形成；所述光缆包括由外而内依次设置的外层护套、管骨架、内层护套和多束光纤，在内层护套内腔填充有导热阻水纤膏，所述管骨架由螺旋包绕所述内层护套的第一钢带形成，所述外层护套、内层护套均使用隔热绝缘材料制作；所述导热阻水纤膏使用以下重量百分比的原料制成：二甲基硅油71-74％，石蜡14-19％，石油黄酸钡1-4％，聚甲基丙烯酸酯0.5-2％、改性纳米氮化铜5-10％和2,6-二叔丁基对甲酚1％，所述改性纳米氮化铜粒径为10-30nm，热导率为330-390W/m·K；所述改性纳米氮化铜使用以下方法制得：将10-30nm粒径的纳米氮化铜颗粒与甲醇按重量比1：9混合制成悬浮液，加入纳米氮化铜重量0.5倍的硅烷偶联剂，加入油酸，超声振荡均匀，100℃加热1小时后，球磨均匀，得到改性纳米氮化铜。
2.如权利要求1所述的光纤电缆，其特征在于，所述光纤由内而外依次设置有纤芯、包层、涂覆层，所述涂覆层为导热材料制作。
3.如权利要求1所述的光纤电缆，其特征在于，所述外层护套为挤塑工艺交联成型在管骨架上的隔热绝缘材料层。
4.如权利要求1所述的光纤电缆，其特征在于，所述中心拉棒为圆钢丝，所述导引条为钢条，所述光缆容壳收束包层由螺旋包绕所述光缆容壳的第二钢带形成。
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