CN114911016B - 抗风力光缆 - Google Patents

Abstract

本发明属于光缆领域，尤其涉及一种抗风力光缆。其包括：芯线、内束管套、外束管套和护套层；所述芯线包括其中心的加强件，加强件沿光缆轴心轴向设置，加强件周向均匀设有若干的光纤线，所述加强件和光纤线由中心束管包束形成芯线；所述内束管套截面呈圆角多边形，所述外束管套套设在内束管套的外部，外束管套在光缆径向截面上呈圆形，内束管套的圆角抵接在外束管套的内壁上；所述内、外束管套内填充1.2～1.4atm气体；所述护套层包覆在外束管套外侧。本发明通过特定的结构配合，在保障了光缆自身抗风抗扭性能的同时，使作用力不易沿光缆轴向传导至光缆塔上，使得光缆塔能够架设数量更多的光缆，提高光缆的挂设数量。

Description

抗风力光缆

技术领域

本发明属于光缆领域，尤其涉及一种抗风力光缆。

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，在自然环境的强风力环境中使用时，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，并且，光缆的扭转和拉扯容易直接作用在光缆塔上，导致光缆塔受力较大。并且由于目前部分光缆的抗风力性能得到强化，本身不易损坏，但却容易导致光缆塔的承接部位受力变形，甚至在中国台湾等地区发生过光缆塔倾塌的重大事故，因而导致架空光缆在部分地区使用时光缆塔单塔的搭接数量受到极大的限制。

发明内容

为解决现有的光缆受到风力作用时，容易对光缆塔也产生较大的作用力，导致超过光缆塔的结构荷载阈值，致使光缆塔发生局部损坏甚至倾塌等严重事故的问题，本发明提供了一种抗风力光缆。

本发明的目的在于：

一、确保光缆具有较为良好的抗风力和抗扭性能；

二、使得光缆受到风力作用时能够避免较大的作用力直接传导到光缆塔上，提高光缆塔的架设数量阈值。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种抗风力光缆，包括：

由内至外依次设置的芯线、内束管套、外束管套和护套层；

所述芯线包括其中心的加强件，加强件沿光缆轴心轴向设置，加强件周向均匀设有若干的光纤线，所述加强件和光纤线均由中心束管包束形成芯线；

所述内束管套在光缆径向截面上呈圆角多边形，所述外束管套套设在内束管套的外部，外束管套在光缆径向截面上呈圆形，内束管套的圆角抵接在外束管套的内壁上；

所述内束管套内、外束管套内均填充有1.2～1.4atm的气体；

所述护套层包覆在外束管套外侧。

作为优选，

所述光纤线由无纺布包带包覆单根光纤或多根光纤构成。

作为优选，

所述内束管套在光缆径向截面上呈圆角三角形。

作为优选，

所述护套层上还周向均匀设有若干缓冲腔。

作为优选，

所述缓冲腔为V形或W形。

作为优选，

所述外束管套内壁设有若干第一密封结构贴合设置在内束管套的外壁，且沿光缆轴向方向均匀分布设置。

作为优选，

所述内束管套内壁对应其外壁设置的第一密封结构、设置第二密封结构贴合设置在中心束管外壁。

作为优选，

内束管套管壁均匀设有毛细孔。

本发明的有益效果是：

通过特定的结构配合，在保障了光缆自身的抗风抗扭性能的同时，使作用力不易沿光缆轴向传导至光缆塔上，使得光缆塔能够架设更多的光缆，提高光缆的挂设数量。

附图说明：

图1为本发明光缆的结构示意图；

图2为本发明光缆膨胀分离示意图；

图3为护套层和外束管套相对内束管套扭转的示意图；

图4为本发明光缆风洞试验的示意图；

图5为本发明光缆中节段式内束管套和外束管套的结构示意图；

图中：100光纤线，200中心束管，300内束管套，301第一密封结构， 400加强件，500外束管套，501第二密封结构，600护套层，601缓冲腔。

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所示的抗风力光缆，与常规的抗风力光缆不同的是，本发明旨在确保光缆本身具有一定抗风抗扭性能的同时，主要在于解决光缆在强风力作用下对光缆塔所造成的载荷增大的问题，因此其具体包括：

由内至外依次设置的芯线、内束管套300、外束管套500和护套层600；

所示芯线包括其中心的加强件400，加强件400沿光缆轴心轴向设置，加强件400周向均匀设有若干的光纤线100，光纤线100由无纺布包带包覆单根光纤或多根光纤构成；

所述加强件400和光纤线100均由中心束管200包束形成径向截面为圆形或近圆形的芯线；

所述内束管套300在光缆径向截面上呈圆角多边形，具体的本实施例中，采用圆角三角形内束管套300，所述外束管套500套设在内束管套300 的外部，外束管套500在光缆径向截面上呈圆形，内束管套300的圆角抵接在外束管套500的内壁上；

所述护套层600包覆在外束管套500外侧；

所述内束管套300内、外束管套500内均填充有1.2～1.4atm的气体，为节省成本，本实施例具体所填充的气体为空气；

在上述结构和气体的配合下，光缆在受到强风力作用时会形成分级扩张效果，使得内束管套300和外束管套500的抵接解除，使得外束管套500 以及护套视作外部的一体、内束管套300和芯线视作内部的一体，两者发生相对的扭转和碰撞。

具体如图2和图3所示，在风力的作用下，光缆外表面的气压减小，且实际风力越大、风速越快，光缆护套的外侧表面气压越小，而在压差作用下，护套的厚度减薄同时由外束管套500引发并带动护套发生径向膨胀，以平衡气压，而与此同时，内束管套300也会发生周向的膨胀，但由于内束管套300的结构特殊性，其膨胀发生在其侧壁，即光缆界面的多边形边部分，产生实际的膨胀差，内束管套300不再抵接在外束管套500的内壁，因而产生“分离”效应，在“分离”后，外束管套500和护套层600内部对其产生的扭转阻力减小，在风力作用下能够产生扭转并产生位移，此时外束管套500与内束管套300之间产生碰撞作用，碰撞作用也由于内束管套300 的结构特殊性，碰撞位置必然发生在内束管套300的角部，因而对其内部的芯线产生的影响和损伤能够显著下降；

而由于上述的扭转和碰撞运动，强风对光缆产生的径向力被分散，加强件400作为主要的导向和拉紧固定部分，光缆受风力作用时主要通过加强件400传导至光缆塔上，经扭转和碰撞运动分散后，实际仅有部分的作用力能够通过加强件400传导，大幅度减少了光缆塔的受力。

进一步的，

所述护套层600上还周向均匀设有若干缓冲腔601，具体的，缓冲腔 601为V形或W形，具体本实施例为W形，相较于圆形、矩形等形状， V形和W形的缓冲腔601在径向方向上更容易被压缩；

设置缓冲腔601后，光缆受到风力作用、外束管套500带动护套层600 膨胀时，光缆外径变化幅度更小，能够减少受风面的面积，进一步降低风力对于光缆的作用。

对本发明光缆进行如图4所示的风洞试验，采用常规等外径且内部加强件400规格和设置方式均相同的光缆作为空白对照，选用不设有缓冲腔 601的本发明光缆作为实验组1，选用护套层600中周向均匀设有9个缓冲腔601的本发明光缆作为实验组2；

空白对照组在设置在光缆塔上模拟12级风力进行风洞试验，光缆塔的光缆搭设极限为11根光缆，在搭设12根光缆后光缆塔发生侧翻，实验组1的光缆在同等实验条件下，光缆搭接数量极限增加至15根，而实验组2在同等实验条件下，光缆搭接数量极限进一步提高至18根。

从上述风洞模拟试验可以看出，本发明光缆能够大大提高光缆的抗风力性能，减少其芯线部分的实际受力，同时减少了对光缆塔的影响，对于在风力资源丰富的地区，具有非常优异的使用效果。

但是，上述结构的光缆在部分光缆塔上使用时，需要在确保全缆两端包封并结构完整的情况下方能够实现良好的抗风使用效果，实际的使用灵活性上有所不足，因而本发明技术人员还设计了以下更优技术方案：

所述外束管套500和内束管套300均采用适配的竹节式设置方式，每隔若干距离，外束管套500内壁均设有第一密封结构301贴合设置在内束管套300的外壁，使得外束管套500和内束管套300之间间隔形成节段式、相互独立的密封空间；

所述内束管套300内壁对应其外壁设置的第一密封结构301、设置第二密封结构501贴合设置在中心束管200外壁，使得内束管套300与中心束管200之间间隔形成节段式、相互独立的密封空间；

通过所述第一密封结构301和第二密封结构501得设置，使得本发明光缆能够在割线、布线过程中保持其内部的气压；

此外，上述内束管套300管壁均匀设有毛细孔，使得内束管套300内外侧气压产生压差时能够产生一定的气体流动效果；

因为本身节段式的设计方式会削弱本发明光缆的抗风效果，使得内束管套300和外束管套500始终存在接触点，而通过毛细孔的设置，会使得外束管套500和内束管套300进一步增大膨胀差，进而阻断内束管套300 和外束管套500之间的扭转传导，随着外束管套500的膨胀、压力减小，内束管套300的膨胀受到其结构特点的抑制，其内部压力会大于外束管套 500内气压，因此部分气体通过毛细孔泄压至外束管套500中，使得风力较大处的外束管套500内壁第一密封结构301内端脱离内束管套300的外壁，形成沿轴向的气体交换，从而实现原有的内束管套300和外束管套500 的分离效果，以提高光缆的抗风力作用；

在上述实验组2的基础上，每隔60cm设置一段长度为5cm的第一密封结构301和第二密封结构501配合，第一毛细孔的设置密度为30个 /60cm光缆长度，进行上述相同的试验，在同等实验条件下，光缆搭接数量由实验组2的18根减少到16根，但仍明显具备良好的抗风能力。

Claims (8)

1.一种抗风力光缆，其特征在于，包括：

由内至外依次设置的芯线、内束管套、外束管套和护套层；

所述芯线包括其中心的加强件，加强件沿光缆轴心轴向设置，加强件周向均匀设有若干的光纤线，所述加强件和光纤线均由中心束管包束形成芯线；

所述内束管套在光缆径向截面上呈圆角多边形，所述外束管套套设在内束管套的外部，外束管套在光缆径向截面上呈圆形，内束管套的圆角抵接在外束管套的内壁上；

所述内束管套内、外束管套内均填充有1.2～1.4atm的气体；

所述护套层包覆在外束管套外侧。

2.根据权利要求1所述的一种抗风力光缆，其特征在于，

所述光纤线由无纺布包带包覆单根光纤或多根光纤构成。

3.根据权利要求1所述的一种抗风力光缆，其特征在于，

所述内束管套在光缆径向截面上呈圆角三角形。

4.根据权利要求1所述的一种抗风力光缆，其特征在于，

所述护套层上还周向均匀设有若干缓冲腔。

5.根据权利要求4所述的一种抗风力光缆，其特征在于，

所述缓冲腔为V形或W形。

6.根据权利要求1所述的一种抗风力光缆，其特征在于，

所述外束管套内壁设有若干第一密封结构贴合设置在内束管套的外壁，且沿光缆轴向方向均匀分布设置。

7.根据权利要求6所述的一种抗风力光缆，其特征在于，

所述内束管套内壁对应其外壁设置的第一密封结构、设置第二密封结构贴合设置在中心束管外壁。

8.根据权利要求6或7所述的一种抗风力光缆，其特征在于，

内束管套管壁均匀设有毛细孔。