CN113921173A - 一种光电复合缆及其制备方法 - Google Patents

一种光电复合缆及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113921173A
CN113921173A CN202111106227.0A CN202111106227A CN113921173A CN 113921173 A CN113921173 A CN 113921173A CN 202111106227 A CN202111106227 A CN 202111106227A CN 113921173 A CN113921173 A CN 113921173A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photoelectric composite
optical fiber
peripheral
optical fibers
graphene layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111106227.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113921173B (zh
Inventor
吴海波
姚能健
林海龙
姚强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Wasin Fujikura Optical Communication Ltd
Original Assignee
Nanjing Wasin Fujikura Optical Communication Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Wasin Fujikura Optical Communication Ltd filed Critical Nanjing Wasin Fujikura Optical Communication Ltd
Priority to CN202111106227.0A priority Critical patent/CN113921173B/zh
Publication of CN113921173A publication Critical patent/CN113921173A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113921173B publication Critical patent/CN113921173B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4401—Optical cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
    • H01B11/06—Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens
    • H01B11/10—Screens specially adapted for reducing interference from external sources
    • H01B11/105—Screens specially adapted for reducing interference from external sources composed of a longitudinally posed wire-conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/0036—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/005—Power cables including optical transmission elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Communication Cables (AREA)

Abstract

本发明公开了一种光电复合缆，该光电复合缆包括最外侧的外护套、中间的光电复合单元及设于两侧的加强件；其中，光电复合单元由以下方法制备而成：（1）中心光纤外周涂覆石墨烯层；（2）步骤（1）制备得到的涂覆有石墨烯层的中心光纤外周侧围绕四周光纤固定成束；在中心光纤的石墨烯层外层和四周光纤外层涂覆树脂，固化即得光电复合单元；四周光纤的数量不小于3。

Description

一种光电复合缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种光电复合缆。
背景技术
光电复合缆适用于宽带接入网系统中作传输线，是一种新型的接入方式，它集光纤、输电铜线于一体，可以解决宽带接入、设备用电、信号传输的问题。
传统光电复合缆，其光纤和铜线分别作为光电复合单元经过SZ绞合成缆芯，再通过护套工序成型。光纤和铜线独立存在光缆中，因此光纤和铜线都必须加护层，即PBT和PVC，套管和电线再围绕中心抗张体进行SZ绞合，因此传统的光电复合缆尺寸较大，而且铜线不易弯曲，给施工带来不便。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种结果简单，且易于施工的光电复合缆。
为了达到上述目的，本发明提供了一种光电复合缆，该光电复合缆包括最外侧的外护套、中间的光电复合单元及设于两侧的加强件；
其中，光电复合单元由以下方法制备而成：
(1)中心光纤外周涂覆石墨烯层；
(2)步骤(1)制备得到的涂覆有石墨烯层的中心光纤外周侧围绕四周光纤固定成束；在中心光纤的石墨烯层外层和四周光纤外层涂覆树脂，固化即得光电复合单元；四周光纤的数量不小于3。
进一步的，中心光纤外周涂覆的石墨烯层厚度为0.01mm～5mm。
在部分实施例中，作为优选的，步骤(2)中涂覆树脂选用模量为1.8～200Mpa的低模量树脂。
进一步的，光电复合单元为多个，与两侧的加强件呈一排布置。
本发明还提供了上述光电复合缆的制备方法，该光电复合缆通过以下方法制备：
(1)中心光纤涂覆石墨烯：
取2000目以上的石墨烯粉体通过静电粉末喷枪喷出，与高压电源相连接的静电粉末喷枪的电晕放电，使电极周围的空气电离，石墨烯粉体粒子被带上负电荷，再经过高速旋转的涡流风机在粉箱内形成高浓度的粉尘场，在静电场引力的作用，定向飞向接地的带正电的中心光纤上，形成中心光纤外周侧的石墨烯层；通过调整静电场的静电量和静电粉末喷枪的喷粉量控制石墨烯层的厚度；其中，静电场的静电量为0～100Kv，喷粉量为1～1000g/min，石墨烯层的厚度为0.01～5mm；
(2)制备光电复合单元：
将四周光纤和涂覆有石墨烯层的中心光纤固定成束，在中心光纤的石墨烯层外层和四周光纤外层涂覆树脂，经固化炉固化即得光电复合单元；
(3)制备光电复合缆：
将一个或多个光电复合单元与加强件并成一排，加强件位于两侧，挤塑外护套，即得所述光电复合缆。
本发明还提供了上述制备方法的专用固定模具，该专用固定模具用于固定四周光纤和涂覆有石墨烯层的中心光纤成束；专用固定模具中心设有中心光纤固定孔，与涂覆有石墨烯层的中心光纤的外径相适配；专用固定模具上、沿中心光纤固定孔周侧均匀分布有多个四周光纤固定孔，数量与四周光纤数量一致，且四周光纤固定孔的大小与四周光纤的外径相适配。
本发明还提供了上述制备方法的专用模芯，该专用模芯用于光电复合缆的外护套挤塑成型；专用模芯中心设有长条状通孔；长条状通孔沿长度方向的两侧外廓对称，沿宽度方向的两侧外廓与加强件对应部分的外廓相适配；长条状通孔的中间轮廓为多段圆弧段，沿中心轴线对称分布两侧，每侧圆弧外廓的数量与光电复合单元的数量一致，且圆弧段的形状与光电复合单元对应部分的外廓相适配，每侧的圆弧段相连呈波浪状。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1)本发明创新性地将导电部分材料直接覆在光纤外周，形成特殊结构的光电复合单元，不必单独在光纤外套塑PBT，大大降低了生产成本。
2)本发明于中心光纤涂覆了一层石墨烯，石墨烯是电的良导体，因此可以替代光电复合缆的电线，大大降低了成本。且可通过涂覆工艺中的静电场的静电量和静电粉末喷枪的喷粉量控制石墨烯层的厚度，以适应不同的需求。
3)同时本发明对光电复合单元涂覆的树脂的选择，在同时对石墨烯层和四周光纤都具有良好结合的前提下，保证各光电复合单元间不存在互相干扰。
4)本发明光电复合缆直接对无需绞合成缆，降低生产成本。
5)本发明将光电复合单元与加强件并成一排，挤塑外护套，缩减了成品光缆的尺寸，大大降低了成本。
6)本发明创新性的使用特殊结构的光电复合单元，替代了传统光电复合缆中的电线，具有结构新颖、紧凑，进一步减低了光缆外径，而且无需成缆工序，大大的降低了生产成本，采取全干式结构，施工方便节能环保。
附图说明
图1为本发明光电复合缆的结构示意图；
图2为图1中光电复合单元的结构示意图；
图3为本发明专用固定模具的结构示意图；
图4为图3中入口模的结构示意图；
图5为本发明专用模芯的结构示意图。
图中，1-光电复合单元，11-中心光纤，12-石墨烯层，13-四周光纤，14-树脂，2-加强件，3-外护套，4-固定模具，41-入口模，411-中心光纤固定孔，412-四周光纤固定孔，42-定径模，43-出口模，5-模芯，51-长条状通孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
实施例1
光电复合缆制备实施例
本发明光电复合缆，包括最外侧的外护套3、中间的光电复合单元1及设于两侧的加强件2；本实施例中光电复合单元1为三个(可根据实际情况选择光电复合单元的个数，一个或多个均可)，与两侧的加强家2并成一排。
如图2所示，光电复合单元包括位于中心的中心光纤11和围绕于中心光纤11周侧的四周光纤13，中心光纤11的外周涂覆石墨烯层12，石墨烯层12与四周光纤13之间及四周光纤13的外周侧通过树脂14固定。
本发明光电复合缆由以下方法制备而成：
(1)中心光纤涂覆石墨烯：
取2000目以上的石墨烯粉体通过静电粉末喷枪喷出，与高压电源相连接的静电粉末喷枪的电晕放电，使电极周围的空气电离，石墨烯粉体粒子被带上负电荷，再经过高速旋转的涡流风机在粉箱内形成高浓度的粉尘场，在静电场引力的作用，定向飞向接地的带正电的中心光纤上，形成中心光纤外周侧的石墨烯层；通过调整静电场的静电量和静电粉末喷枪的喷粉量控制石墨烯层的厚度；其中，静电场的静电量为0～100Kv，喷粉量为1～1000g/min，石墨烯层的厚度为0.01～5mm。
(2)制备光电复合单元：
将四周光纤和涂覆有石墨烯层的中心光纤固定成束，在中心光纤的石墨烯层外层和四周光纤外层涂覆树脂，经固化炉固化即得光电复合单元1。
(3)制备光电复合缆：
将一个或多个光电复合单元1与加强件2并成一排，加强件位于两侧，挤塑外护套3，即得所述光电复合缆。
其中步骤(2)中对光纤固定成束时采用专用的固定模具4，如图3所示，由入口模41、定径模42和出口模43组成。入口模41根据光电复合单元的结构设计，其中心设有中心光纤固定孔411，与涂覆有石墨烯层的中心光纤的外径相适配，且沿中心光纤固定孔411周侧均匀分布有多个四周光纤固定孔412，数量与四周光纤数量一致，且四周光纤固定孔412的大小与四周光纤的外径相适配，如图4所示。
其中步骤(3)中挤塑外护套3时，采用专用的模芯5，使得光电复合单元和加强件穿过模芯控制各单元的位置。如图5所示，该模芯中心设有长条状通孔51；长条状通孔51沿长度方向的两侧外廓对称，沿宽度方向的两侧外廓与加强件对应部分的外廓相适配；长条状通孔的中间轮廓为多段圆弧段，沿中心轴线对称分布两侧，每侧圆弧外廓的数量与光电复合单元的数量一致，且圆弧段的形状与光电复合单元对应部分的外廓相适配，每侧的圆弧段相连呈波浪状。
实施例2
固化用树脂筛选实施例
本发明在对步骤(2)中用以涂覆在中心光纤的石墨烯层外层和四周光纤外层的树脂进行筛选，在同时对石墨烯层和四周光纤都具有良好结合的前提下，保证各光电复合单元间不存在互相干扰。
具体试验方法及性能比对结果如下：
表1 不同树脂进行光纤涂覆制备得到的光电复合单元性能比对
Figure BDA0003272400640000051
从表1可以看出，当涂覆树脂选用2Mpa-200Mpa的低模量树脂时，所获得的光电复合单元衰减、导电率、绝缘性均满足性能要求；当涂覆树脂模量为200Mpa-500Mpa时，所获得的光电复合单元衰减不能满足性能要求；当涂覆树脂模量大于500Mpa时，所获得的光电复合单元衰减及绝缘性均不符合性能要求。

Claims (7)

1.一种光电复合缆，其特征在于，所述光电复合缆包括最外侧的外护套、中间的光电复合单元及设于两侧的加强件；
所述光电复合单元由以下方法制备而成：
(1)中心光纤外周涂覆石墨烯层；
(2)步骤(1)制备得到的涂覆有石墨烯层的中心光纤外周侧围绕四周光纤固定成束；在中心光纤的石墨烯层外层和四周光纤外层涂覆树脂，固化即得所述光电复合单元；所述四周光纤的数量不小于3。
2.根据权利要求1所述的光电复合缆，其特征在于，所述中心光纤外周涂覆的石墨烯层厚度为0.01mm～5mm。
3.根据权利要求1所述的光电复合缆，其特征在于，所述步骤(2)中涂覆树脂选用模量为1.8～200Mpa的低模量树脂。
4.根据权利要求1至3任一所述的光电复合缆，其特征在于，所述光电复合单元为多个，与两侧的加强件呈一排布置。
5.权利要求1所述光电复合缆的制备方法，其特征在于，所述光电复合缆通过以下方法制备：
(1)中心光纤涂覆石墨烯：
取2000目以上的石墨烯粉体通过静电粉末喷枪喷出，与高压电源相连接的静电粉末喷枪的电晕放电，使电极周围的空气电离，石墨烯粉体粒子被带上负电荷，再经过高速旋转的涡流风机在粉箱内形成高浓度的粉尘场，在静电场引力的作用，定向飞向接地的带正电的中心光纤上，形成中心光纤外周侧的石墨烯层；通过调整静电场的静电量和静电粉末喷枪的喷粉量控制石墨烯层的厚度；其中，静电场的静电量为0～100Kv，喷粉量为1～1000g/min，石墨烯层的厚度为0.01～5mm；
(2)制备光电复合单元：
将四周光纤和涂覆有石墨烯层的中心光纤固定成束，在中心光纤的石墨烯层外层和四周光纤外层涂覆树脂，经固化炉固化即得光电复合单元；
(3)制备光电复合缆：
将一个或多个光电复合单元与加强件并成一排，加强件位于两侧，挤塑外护套，即得所述光电复合缆。
6.权利要求5所述制备方法的专用固定模具，用于固定四周光纤和涂覆有石墨烯层的中心光纤成束；包括入口模、定径模、出口模；其特征在于，所述入口模的中心设有中心光纤固定孔，与所述涂覆有石墨烯层的中心光纤的外径相适配；所述专用固定模具上、沿中心光纤固定孔周侧均匀分布有多个四周光纤固定孔，数量与四周光纤数量一致，且四周光纤固定孔的大小与所述四周光纤的外径相适配。
7.权利要求5所述制备方法的专用模芯，其特征在于，所述专用模芯用于所述光电复合缆的外护套挤塑成型；所述专用模芯中心设有长条状通孔；所述长条状通孔沿长度方向的两侧外廓对称，沿宽度方向的两侧外廓与加强件对应部分的外廓相适配；所述长条状通孔的中间轮廓为多段圆弧段，沿中心轴线对称分布两侧，每侧圆弧外廓的数量与光电复合单元的数量一致，且圆弧段的形状与光电复合单元对应部分的外廓相适配，每侧的圆弧段相连呈波浪状。
CN202111106227.0A 2021-09-22 2021-09-22 一种光电复合缆及其制备方法 Active CN113921173B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111106227.0A CN113921173B (zh) 2021-09-22 2021-09-22 一种光电复合缆及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111106227.0A CN113921173B (zh) 2021-09-22 2021-09-22 一种光电复合缆及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113921173A true CN113921173A (zh) 2022-01-11
CN113921173B CN113921173B (zh) 2023-06-16

Family

ID=79235532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111106227.0A Active CN113921173B (zh) 2021-09-22 2021-09-22 一种光电复合缆及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113921173B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105280292A (zh) * 2014-06-20 2016-01-27 韩金玲 一种石墨烯电光缆及制造方法
US20170160503A1 (en) * 2014-05-05 2017-06-08 Halliburton Energy Services, Inc. Hybrid fiber optic and graphene cable
CN206877753U (zh) * 2017-06-20 2018-01-12 四川九洲线缆有限责任公司 一种石墨烯轻型光电复合缆

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170160503A1 (en) * 2014-05-05 2017-06-08 Halliburton Energy Services, Inc. Hybrid fiber optic and graphene cable
CN105280292A (zh) * 2014-06-20 2016-01-27 韩金玲 一种石墨烯电光缆及制造方法
CN206877753U (zh) * 2017-06-20 2018-01-12 四川九洲线缆有限责任公司 一种石墨烯轻型光电复合缆

Also Published As

Publication number Publication date
CN113921173B (zh) 2023-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10345544B1 (en) Composite optoelectronic HDMI cable
CN104916369B (zh) 一种光电复合耐扭曲中压风能电缆及其制备方法
CN201877157U (zh) 高导电性、超高强度1kV架空绝缘电缆
CN104730667A (zh) 骨架式光缆及制作方法
CN201877158U (zh) 高导电性、超高强度10kV架空绝缘电缆
CN107577020A (zh) 加强微型气吹光纤单元及制造方法
CN106024125A (zh) 一种智慧能源电力通信复合电缆及生产工艺
CN201011534Y (zh) 紧缩异型光纤复合架空地线
CN101950629B (zh) 一种杆塔用复合光缆的制造方法
CN113805295B (zh) 一种抗震抗压光缆及电缆
CN113921173B (zh) 一种光电复合缆及其制备方法
CN204558133U (zh) 新型低压光电复合缆结构
CN105590671A (zh) 具有同轴电单元的光电混合缆
CN110797141A (zh) 耐磨抗拖拽散热型多功能电动汽车充电用电缆及制作方法
CN110993164A (zh) 多功能移动软电缆和制备方法
CN113421719A (zh) 一种中压电缆三层共挤连续挤出生产套模装置及方法
WO2022021623A1 (zh) 一种无人机用耐高低温抗干扰综合软电缆
CN209388726U (zh) 新型充电连接电缆
CN107507673A (zh) 机器人用复合电缆及其制备方法
CN207116100U (zh) 机器人用复合电缆
CN202632854U (zh) 一种特种混合电缆
CN112017822A (zh) 光电复合缆及其制备方法
CN104751984A (zh) 新型低压光电复合缆结构及其制备方法
CN107978386B (zh) 一种智能化装备用柔性抗拉控制电缆及其制作方法
CN105609180A (zh) 一种超低温仪表控制电缆及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant