CN115527715B - 一种快速开剥全干式光电复合带缆及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速开剥全干式光电复合带缆及其制造方法，该快速开剥全干式光电复合带缆包括缆芯、FRP加强条、硬圆铜线、开缆绳和外护套，以两根FRP加强条、一根硬圆铜线和一根开缆绳组成一组嵌装组件，多组嵌装组件中心对称分布在外护套内；两根FRP加强条夹住硬圆铜线，硬圆铜线与开缆绳夹住其中一根FRP加强条。该制造方法包括以下步骤：1)光纤着色；2)生产光纤带；3)全干松套管生产；4)包单面覆膜阻水带和扎纱；5)外护套生产。本发明采用两根FRP加强条、一根硬圆铜线和一根开缆绳组成嵌装组件，利用了外护套来和FRP加强条来保护硬圆铜线，避免硬圆铜线受到开缆时剪切力导致的损伤，实现光电复合缆的快速开剥。

Description

一种快速开剥全干式光电复合带缆及其制造方法

技术领域

本发明属于光缆领域，更具体地，涉及一种快速开剥全干式光电复合带缆及其制造方法。

背景技术

常用的中心机房或城市局域网用带缆，一般为大芯数的中心管式或层绞式，施工时非常不方便，主要是由于光电复合缆采用较为复杂的保护结构将光通信单元和电通信单元隔离，开剥时需要首先进行外护套开剥，然后将光通信单元和电通信单元分别开剥，进行接续安装。

尤其是大芯数的光通信单元具有阻水、加强元件等较为复杂的机构，其中阻水元件采用油膏时进一步造成了施工不便。典型的光电复合缆通信带缆结构如申请号为202020385854.7的一种抗压阻水光纤复合低压电缆，包括有层绞式光电复合缆芯和外护套，所述的层绞式光电复合缆芯包括有设置在中部的内置有光通信单元的松套管，在松套管的外周绞合包覆绝缘层的导线，在层绞式光电复合缆芯外包覆阻燃隔热层，阻燃隔热层外纵包防水层，防水层外包覆泡沫塑料抗压内护层，内护层外层包覆外护套。这种复合低压电缆的缺点是：施工时，首先需要用专用工具依次开剥外护套、内护套、阻燃隔热层并破坏扎纱，从而剥出电线和光单元，开剥很不方便；对于电线需要一一剥除紧套层进行接通，对于光单元需要用专用工具剥除松套管、光纤涂覆层，一一进行熔接或耦合。此外，套管内有纤膏填充，纤膏不容量清理且不环保。使用PBT套管，套管弯曲性能差，采用色环进行套管内光纤区分，不容易辨识，施工效率较低。由于施工过程十分不便，导致光纤容量受到限制，无法设计得更高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种快速开剥全干式光电复合带缆及其制造方法，其将硬圆铜线很巧妙的和加强条和开缆绳以特定的形式排列从而组装为嵌装组件，开剥外护套时保护硬圆铜线，同时实现硬圆铜线和光单元同时开剥，嵌装组件既起到弱电检测和通信需求，保护通信导线，同时又也增加了光缆的拉力性能，因光缆采用全干式光纤带结构，施工效率高，清洁环保，光缆重量轻，拉力性能高。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种快速开剥全干式光电复合带缆及其制造方法，包括缆芯、缆芯外侧的外护套、FRP加强条、硬圆铜线和开缆绳，所述FRP加强条、硬圆铜线和开缆绳均嵌装在所述外护套内，并且：

以两根FRP加强条、一根硬圆铜线和一根开缆绳组成一组嵌装组件，多组所述嵌装组件中心对称分布在所述外护套内；

对于每组所述嵌装组件而言，两根所述FRP加强条夹住所述硬圆铜线，所述硬圆铜线与所述开缆绳夹住其中一根所述FRP加强条；所述开缆绳设置于外护套内侧。

优选地，还包括单面覆膜阻水带和阻水扎纱；

所述单面覆膜阻水带纵包所述缆芯，所述阻水扎纱缠绕在所述单面覆膜阻水带上，所述外护套包裹所述单面覆膜阻水带和所述阻水扎纱，所述开缆绳贴合所述单面覆膜阻水带。

优选地，所述单面覆膜阻水带包括第二阻水带和覆在所述第二阻水带上的PET薄膜，所述PET薄膜靠近所述外护套，所述第二阻水带和所述PET薄膜之间设置有阻水粉。

优选地，所述阻水扎纱有两根并且它们缠绕方向相反。

优选地，所述缆芯包括光纤带、第一阻水带、以及松套管；

所述第一阻水带纵包所述光纤带，所述松套管包裹所述第一阻水带。

优选地，所述第一阻水带的厚度为0.15mm～0.18mm；所述松套管采用真空定径工艺来使外圆满足设定圆整度要求；所述光纤带的余长控制在+0.05％-+0.1％。

优选地，所述嵌装组件有两组。

按照本发明的另一个方面，还提供了所述的一种快速开剥全干式光电复合带缆的制造方法，包括以下步骤：

1)光纤着色：在每根自然色的光纤表面分别涂覆一层油墨，以通过油墨颜色对光纤进行区分；

2)生产光纤带：将光纤按照色谱顺序排列后，在光纤外面包覆一层树脂，并通过固化炉固化，使散的光纤形成光纤带；

3)全干松套管生产：将光纤带从放线架上按照设定张力放出，再在光纤带外面包裹一层柔性的阻水带，再在阻水带外面挤塑一层PP材料形成松套管，通过真空定径保证松套管的外径和圆整度，通过调整光纤带的放线张力、松套管的辅助牵引力和收线张力，使光纤带达到设定的余长；

4)包单面覆膜阻水带和扎纱：松套管外纵包一层单面覆膜阻水带，再在单面覆膜阻水带外扎两根阻水扎纱，并且两根所述阻水扎纱的缠绕方向相反；

5)外护套生产：步骤1)～步骤4)形成整体结构为内缆，将内缆和所有的FRP加强条、硬圆铜导线和开缆绳依次穿过导引模和模芯，并且所述模芯将每组嵌装组件分别会聚到模芯上的一个定位区域，然后再通过挤塑机在内缆和嵌装组件外挤塑一层外护套；其中，所述导引模具有用于穿过内缆的通孔A、两个通孔B、用于穿过硬圆铜导线的通孔C和用于穿过开缆绳的通孔D，每个通孔B分别用于穿过一根FRP加强条，所述模芯具有一个贯穿孔，该贯穿孔包括用于穿过内缆的中间区域和多个用于穿过嵌装组件的定位区域，这些定位区域与嵌装组件数量一致并且这些定位区域周向均匀布置。

优选地，所述光纤带的放线张力为1.3N-1.5N、松套管辅助牵引张力为40N-100N，收线张力为15N～25N，以保证光纤带的余长在+0.05％～+0.1％。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果。

1)本发明巧妙的将开缆绳设置在加强条外侧并紧贴，而硬圆铜线的电通信单元设置在两条加强条之间，在FRP的保护之下，开缆绳施加撕裂护套的剪切力会避开硬圆铜线，避免硬圆铜线受到损伤。本发明提供的光电复合带缆无需另外使用工具，直接采用护套内设置的开缆绳开剥，之后只需要简单分离两根FRP加强条即可剥除硬圆铜线，在方便的实现外护套开剥的同时进行硬圆铜线的快速开剥。本发明将硬圆铜线制作的电通信单元直接嵌入本身就具有良好绝缘性的外护套中，其两侧采用FRP加强条保护，无需另外制作导线的紧套层，进一步使电通信单元的开剥步骤简化；由采用开缆绳开缆一步实现外护套开剥和电通信单元开剥，并剥出光通信单元，实现快速开剥。总体而言，本发明采用两根FRP加强条、一根硬圆铜线和一根开缆绳组成一组嵌装组件，利用了外护套来和FRP加强条来保护硬圆铜线，同时避免硬圆铜线受到开缆时剪切力导致的损伤，实现光电复合缆的快速开剥。

进一步的，结合外护套和外侧附具有PET薄膜的第二阻水带，避免外护套与第二阻水带粘连，更加方便开缆，应用于中心管式的带缆，开剥、安装效率更高，故可以设计出大芯数的全干式光电复合带缆。

2)本发明的一种快速开剥全干式光电复合带缆的制造方法，全干式光电复合带缆区别于现有技术的优点是：采用光纤带结构设计，光纤容量大，密度高，光缆芯数最大可以做到432芯；采用全干设计，清洁环保；使用光纤带结构，施工效率高；采用4根FRP加强条作为加强件，光缆拉力性能好，重量轻；采用PP材料制成松套管的设计，松套管弯曲性能比PBT优良，非常方便盘留和施工。光电混合缆的结构设计，既满足了光通信要求，又能满足弱电检测需求。该制造方法操作方便，生产效率高。

附图说明

图1是本发明中的结构示意图。

图2是定位FRP加强条、铜导线和开缆绳的导引模示意图。

图3是生产用的模芯的截面图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-光纤、2-光纤带、3-第一阻水带、4-松套管、5-单面覆膜阻水带、6-阻水扎纱、7-FRP加强条、8-硬圆铜线、9-开缆绳、10-外护套、11-导引模、111-通孔A、112-通孔B、113-通孔C、114-通孔D、12-模芯、121-中间区域、122-定位区域。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1，一种快速开剥全干式光电复合带缆及其制造方法，包括缆芯、缆芯外侧的外护套10、FRP加强条、硬圆铜线8、开缆绳9、单面覆膜阻水带5和阻水扎纱6，缆芯包括光纤带2、第一阻水带3和松套管4，所述第一阻水带3纵包所述光纤带2，所述光纤带2的余长控制在+0.05％～+0.1％，所述第一阻水带3的厚度为0.15mm～0.18mm，所述松套管4包裹所述第一阻水带3，所述松套管4采用真空定径工艺来使外圆满足设定圆整度要求，所述单面覆膜阻水带5纵包所述松套管4，所述阻水扎纱6缠绕在所述单面覆膜阻水带5上，所述外护套10包裹所述单面覆膜阻水带5和所述阻水扎纱6，所述FRP加强条、硬圆铜线8和开缆绳9均嵌装在所述外护套10内，所述开缆绳9贴合所述单面覆膜阻水带5，所述单面覆膜阻水带5包括第二阻水带和覆在所述第二阻水带上的PET薄膜，所述PET薄膜靠近所述外护套10，所述第二阻水带和所述PET薄膜之间设置有阻水粉，所述阻水扎纱6有两根并且它们缠绕方向相反，并且：

以两根FRP加强条、一根硬圆铜线8和一根开缆绳9构成一组嵌装组件，多组所述嵌装组件中心对称分布在所述外护套10内；所述嵌装组件优选有两组。

对于每组所述嵌装组件而言，两根所述FRP加强条夹住所述硬圆铜线8，所述硬圆铜线8与所述开缆绳9夹住其中一根所述FRP加强条。

按照本发明的另一个方面，还提供了一种快速开剥全干式光电复合带缆及其制造方法的制造方法，包括以下步骤：

1)光纤1着色：在每根自然色的光纤1表面分别涂覆一层油墨，以通过油墨颜色对光纤1进行区分；

2)生产光纤带2：将光纤1按照色谱顺序排列后，在光纤1外面包覆一层树脂，并通过固化炉固化，使散的光纤1形成光纤带2；光纤1经过着色后制成光纤带2，通过模具在光纤带2外涂覆一层并带树脂，使光纤1平整的进行排列，光纤带2生产时对光纤1的平整度、厚度、宽度等均有严格要求，从模具出来的光纤带2需进行紫外光固化。根据客户需求光纤带2芯数可以为6F/12F/24F，在光纤带2表面喷上：#1、#2、#3……进行区分，也可根据客户要求进行喷码和辨识。

3)全干松套管4生产：将光纤带2从放线架上按照设定张力放出，再在光纤带2外面包裹一层柔性的第一阻水带3，再在第一阻水带3外面挤塑一层PP材料形成松套管4，通过真空定径保证松套管4的外径和圆整度，通过调整光纤带2的放线张力、松套管4的辅助牵引力和收线张力，使光纤带2达到设定的余长；所述光缆带在松套管4内呈矩形叠放。为保证光纤1的衰减，需要对光纤带2的余长进行有效控制，通过调整光纤带2放线张力、松套管4的辅助牵引张力、收线张力，松套管4的余长可以满足工艺需求，通过有效控制，光纤1的衰减得到有效控制，而且可以使得光缆的纤芯密度得到显著提升。光纤11550波长衰减满足0.22dB/km标准。松套管4生产完后，需进行光纤1衰减测试，衰减测试合格松套管4才可以进入下道工序。

根据工艺选用PP料制成松套管4，光纤带2装在旋转放线架上，为保证松套管4纵向渗水性能，需要在光纤带2外纵包第一阻水带3，第一阻水带3厚度一般控制在0.15mm-0.18mm，生产松套管4时，光纤带2放线张力、光纤带2绞合节距、第一阻水带3放线张力根据工艺设定。松套管4生产选用拉管式模具，拉管式模具平齐安装，当纵包了第一阻水带3的光纤带2进入机头后会被挤出的PP料包裹，制作成全干式松套管4。所述松套管4采用聚丙烯材料制成，使得松套管4弯曲性能好，便于松套管4在接头盒内盘留。

因松套管4采用全干式工艺，松套管4内没有纤膏，松套管4易变形，松套管4直径难以进行有效控制，故松套管4生产时需要采用真空定径工艺，挤出的松套管4需通过真空定径模进行定径，一般真空定径模尺寸比松套管4直径稍大一点(一般为0.5mm)，松套管4进入真空定径模入口处时，通过循环水对松套管4进行初步冷却，同时通过水环对真空水槽进行密封，再通过打开水槽真空泵，抽出水槽内的空气，通过真空负压控制阀调整真空定径水槽内的负压大小，负压越大，松套管4椭圆度越好，松套管4越圆整，但一般只要松套管4圆整就可以，如果负压台太大，可能造成松套管4被抽破的风险，松套管4通过真空定径水槽后再进行冷却。

所述光纤带2的放线张力为1.3N-1.5N、松套管4辅助牵引张力为40N-100N，收线张力为15N～25N，以保证光纤带2的余长在+0.05％～+0.1％。

4)包单面覆膜阻水带和扎纱：松套管4外纵包一层单面覆膜阻水带5，再在单面覆膜阻水带5外扎两根阻水扎纱6，并且两根所述阻水扎纱6的缠绕方向相反；

松套管4外需纵包一层单面覆膜阻水带5，单面覆膜阻水带5的一面为PET薄膜，这一面朝外和形成外护套10接触，这样开剥时外护套10不会和第二阻水带粘连，单面覆膜阻水带5的另一面为第二阻水带，单面覆膜阻水带5纵包后再扎2根阻水扎纱6，注意这2根阻水扎纱6缠绕方向相反，扎纱节距适当，保证单面覆膜阻水带5纵包松套管4后不能有翘起现象。采用两根阻水扎纱6反向扎紧单面覆膜阻水带5，不但使单面覆膜阻水带5服帖的包在松套管4外，同时使用阻水扎纱6提高了光缆渗水性能。

5)外护套10生产：步骤1)～步骤4)形成整体结构为内缆，参照图2、图3，将内缆和所有的FRP加强条7、硬圆铜导线和开缆绳9依次穿过导引模11和模芯12，并且所述模芯12将每组嵌装组件分别会聚到模芯12上的一个定位区域122，然后再通过挤塑机在内缆和嵌装组件外挤塑一层外护套10；其中，所述导引模11具有用于穿过内缆的通孔A111、两个通孔B112、用于穿过硬圆铜导线的通孔C113和用于穿过开缆绳9的通孔D114，每个通孔B112分别用于穿过一根FRP加强条7，所述模芯12具有一个贯穿孔，该贯穿孔包括用于穿过内缆的中间区域121和多个用于穿过嵌装组件的定位区域122，这些定位区域122与嵌装组件数量一致并且这些定位区域122周向均匀布置。

为保证光缆的拉力性能，在松套管4外对称放置4根FRP加强条7，以2根FRP加强条7为一组，在2根FRP加强条7中间分别放置1根硬圆铜线8，在FRP加强条7边放置一根6000D的聚酯材料的开缆绳9，本光缆共有4根FRP加强条7，本实例采用4根1.6*1.7的涂覆FRP加强条7。有2根硬圆铜线8和2根开缆绳9，FRP加强条7、硬圆铜线8、开缆绳9通过机头上的导引模11和模芯12进行导引和定位，保证180度的中心对称，再在松套管4外面挤一层MDPE或HDPE材料形成的外护套10，外护套10不但将FRP加强条7、硬圆铜线8、开缆绳9位置进行固定，同时也保证了光缆的绝缘性能，为保证光缆的机械性能和绝缘性能，外护套10厚度一般控制在2.5mm，这不但保证了光缆的抗侧压性能，同时也保证了光缆内铜导线的绝缘性能，使光缆能够在任何环境下正常的工作。

开缆绳9保证光缆能够进行轻易开剥，开缆绳9在光缆内呈180度对称放置，开缆绳9位置和角度需要模具进行固定和实现，2根开缆绳9紧贴FRP加强条7，光缆开剥时，只需要在缆端头将开缆绳9削出来，并沿FRP加强条7纵向将开缆绳9拉开后，松套管4就轻松的剥出。

6)外护套10印标：挤塑完成的光缆水冷后在缆表面喷码或压印印标。挤塑完成的光缆，根据客户要求在外护套10表面喷码或压印印标。

本发明的光纤带2包括多条按照叠放的方式进行排列的子带，光纤带2上有喷码进行区分子带，在光纤带2束外包覆第一阻水带3，提高松套管4的纵向防渗水的性能，再通过挤塑在第一阻水带3外套一层PP材料形成松套管4，对光纤带2进行保护。光纤带2在松套管4有一定的余长，保证了光纤1的光学性能。再在松套管4外纵包一层单面覆膜阻水带5，为提高光缆的拉力性能，在单面覆膜阻水带5外优选180度对称放置4根FRP加强条7，在FRP加强条7中间各放一根硬圆铜线8，紧邻FRP加强条7对称放置2根聚酯材料的开缆绳9，方便光缆开剥，再在光缆外做一层外护套10，对松套管4进行保护。本发明光缆结构简单，光缆为全干式结构，施工方便、带状结构施工效率高，光缆为全干式结构，符合环保要求，同时为光电混合缆，2根铜导线可以解决弱电通信或检测需求。本结构光缆很好的将光通信和电信号传输结合到一起，在大数据通信和信号传输方面，起到很好的作用，使用范围广，同时纤芯密度高，拉力性能好，光缆除铜导线外为非金属结构，重量轻。通过本方法生产出的光电复合缆，不但能够满足大容量光通信需求，同时采用光电复合缆设计，也可进行电信号传输和控制，满足了5G通信的需求。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种快速开剥全干式光电复合带缆，其特征在于，包括缆芯、缆芯外侧的外护套、FRP加强条、硬圆铜线和开缆绳，所述FRP加强条、硬圆铜线和开缆绳均嵌装在所述外护套内，并且：

以两根FRP加强条、一根硬圆铜线和一根开缆绳组成一组嵌装组件，多组所述嵌装组件中心对称分布在所述外护套内；

对于每组所述嵌装组件而言，两根所述FRP加强条夹住所述硬圆铜线，所述硬圆铜线与所述开缆绳夹住其中一根所述FRP加强条；所述开缆绳设置于外护套内侧。

2.如权利要求1所述的一种快速开剥全干式光电复合带缆，其特征在于，还包括单面覆膜阻水带和阻水扎纱；

所述单面覆膜阻水带纵包所述缆芯，所述阻水扎纱缠绕在所述单面覆膜阻水带上，所述外护套包裹所述单面覆膜阻水带和所述阻水扎纱，所述开缆绳贴合所述单面覆膜阻水带。

3.如权利要求2所述的一种快速开剥全干式光电复合带缆，其特征在于，所述单面覆膜阻水带包括第二阻水带和覆在所述第二阻水带上的PET薄膜，所述PET薄膜靠近所述外护套，所述第二阻水带和所述PET薄膜之间设置有阻水粉。

4.如权利要求2所述的一种快速开剥全干式光电复合带缆，其特征在于，所述阻水扎纱有两根并且它们缠绕方向相反。

5.如权利要求1所述的一种快速开剥全干式光电复合带缆，其特征在于，所述缆芯包括光纤带、第一阻水带以及松套管；

所述第一阻水带纵包所述光纤带，所述松套管包裹所述第一阻水带。

6.如权利要求5所述的一种快速开剥全干式光电复合带缆，其特征在于，所述第一阻水带的厚度为0.15mm～0.18mm；所述松套管采用真空定径工艺来使外圆满足设定圆整度要求；所述光纤带的余长控制在+0.05％-+0.1％。

7.如权利要求1所述的一种快速开剥全干式光电复合带缆，其特征在于，所述嵌装组件有两组。

8.权利要求1～7中任一权利要求所述的一种快速开剥全干式光电复合带缆的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)光纤着色：在每根自然色的光纤表面分别涂覆一层油墨，以通过油墨颜色对光纤进行区分；

2)生产光纤带：将光纤按照色谱顺序排列后，在光纤外面包覆一层树脂，并通过固化炉固化，使散的光纤形成光纤带；

3)全干松套管生产：将光纤带从放线架上按照设定张力放出，再在光纤带外面包裹一层柔性的阻水带，再在阻水带外面挤塑一层PP材料形成松套管，通过真空定径保证松套管的外径和圆整度，通过调整光纤带的放线张力、松套管的辅助牵引力和收线张力，使光纤带达到设定的余长；

4)包单面覆膜阻水带和扎纱：松套管外纵包一层单面覆膜阻水带，再在单面覆膜阻水带外扎两根阻水扎纱，并且两根所述阻水扎纱的缠绕方向相反；

5)外护套生产：步骤1)～步骤4)形成整体结构为内缆，将内缆和所有的FRP加强条、硬圆铜导线和开缆绳依次穿过导引模和模芯，并且所述模芯将每组嵌装组件分别会聚到模芯上的一个定位区域，然后再通过挤塑机在内缆和嵌装组件外挤塑一层外护套；其中，所述导引模具有用于穿过内缆的通孔A、两个通孔B、用于穿过硬圆铜导线的通孔C和用于穿过开缆绳的通孔D，每个通孔B分别用于穿过一根FRP加强条，所述模芯具有一个贯穿孔，该贯穿孔包括用于穿过内缆的中间区域和多个用于穿过嵌装组件的定位区域，这些定位区域与嵌装组件数量一致并且这些定位区域周向均匀布置。

9.根据权利要求8所述的一种快速开剥全干式光电复合带缆的制造方法，其特征在于，所述光纤带的放线张力为1.3N-1.5N、松套管辅助牵引张力为40N-100N，收线张力为15N～25N，以保证光纤带的余长在+0.05％～+0.1％。