CN117095870B - 一种光电复合电缆结构及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种光电复合电缆结构及其安装方法。本发明提供一种光电复合电缆结构，包括环形布置的芯线体，所述芯线体内均设有屏蔽层腔，所述屏蔽层腔内设有芯线，所述芯线为电源线或光纤线，所述芯线体的外侧设置有外保护层。在反冲击管设置活塞的特性避免在该电缆结构遭受外力时发生变形，保护电缆不发生变形，保证信号稳定传输，同时在物体停留在该电缆结构上时，先形成空气炮进行气推，气推不成功可进行报警以维护，避免因该物体导致该电缆结构发生进一步的受损，同时减少该电缆结构变形时间，也有利于延长使用寿命。

Description

一种光电复合电缆结构及其安装方法

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种光电复合电缆结构及其安装方法。

背景技术

光电复合电缆是一种结合了光纤通信和电缆传输功能的通信线缆，通常由光纤芯线和铜线芯线组成，具有较长传输距离、较好的抗干扰能力、高带宽、省空间等优点，适用于各种需要高速、长距离、抗干扰和可靠性的通信和数据传输场合，如数据中心、城市广域网、企业内部网络、电信和宽带网络、军事通信、监控系统、工业自动化、医疗设备、航空航天领域等。在上述领域较为重要的场景下，保证信号的稳定传输是至关重要，一旦信号发生损失或中断，后果都是极为严重的，但是在偶然情况下或临时布线时，各种重物意外从高处坠落或滚落等情形下具有一定动能而作用于此光电复合电缆上，负荷施加在电缆上，在外力作用时，电缆变形而使侧压作用在光纤上，有可能由微弯曲（由于施加侧压，芯的中心轴稍微弯曲）引起光损失变大或光纤断线，无法确保充分的可靠性。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种光电复合电缆结构及其安装方法，能够有效解决现有技术因电缆受外力发生变形而无法确保信号传输稳定性的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种光电复合电缆结构，包括环形布置的芯线体，所述芯线体内均设有屏蔽层腔，所述屏蔽层腔内设有芯线，所述芯线为电源线或光纤线，所述芯线体的外侧设置有外保护层；

还包括：

所述外保护层的内侧环形阵列布置有多个反冲击结构，所述反冲击结构包括两端封闭的反冲击管，所述反冲击管内填充有胀塑性流体，且胀塑性流体占反冲击管内部容积的50%以上。

进一步地，所述胀塑性流体占反冲击管内部容积的75%以上但小于95%；

所述反冲击管由中部软性段和两个端部硬性段构成，所述端部硬性段内气密滑动连接有活塞，且活塞与端部硬性段形成气腔，所述活塞与气腔内壁在对应位置分别设置有动信号触点与定信号触点，且动信号触点、定信号触点信号连接有报警系统。

进一步地，所述芯线体的内外侧分别设置有内缓冲层与导热层，所述内缓冲层、导热层与多个芯线体之间填充有填充物，所述填充物为阻水填充膏，所述导热层的外侧连接有冷却结构。

进一步地，所述冷却结构包括环形阵列布置在导热层外侧的冷却管段，沿该电缆结构延伸方向的每两个相邻所述冷却管段共同连通有连通管，且连通管处于旋转方向相邻两个反冲击管之间，位于最边侧的所述冷却管段连接有气冷却系统。

进一步地，所述反冲击管在沿该电缆结构延伸方向的每两个相邻所述冷却管段之间设有避让槽；

所述冷却管段连接有空气炮结构，且空气炮结构部分位于避让槽处；

所述空气炮结构包括位于避让槽处的外接管，所述外接管一端与冷却管段连通、另一端为封闭端，所述外接管内气密滑动连接有堵塞，所述堵塞与外接管之间连接有至少一个阻力件，所述堵塞内开设有L型的连通槽一，所述外接管内开设有可与连通槽一连通的连通槽二，且连通槽二的上端通过外保护层与外界相通，所述堵塞上端与外接管封闭端内壁固接有弹簧二，所述外接管内壁固接有用于限制堵塞运动范围的限位环。

进一步地，所述阻力件包括开设在堵塞内的滑槽，所述滑槽内壁固接有弹簧一，所述弹簧一的另一端固接有卡球滑杆，且卡球滑杆与滑槽气密滑动连接，所述外接管内壁开设有可与卡球滑杆卡接的球形卡槽；

在所述卡球滑杆与球形卡槽卡接时，所述连通槽一与连通槽二处于错位状态。

一种光电复合电缆结构的安装方法，该电缆结构采用墙面或地面铺设的安装方式。

本发明提供的技术方案，与已知的现有技术相比，具有如下有益效果：

通过设置冷却结构使该电缆结构充分散热，保障高功率或长时间运行，同时避免填充物发生问题而影响电缆的正常工作；另外，在反冲击管设置胀塑性流体的特性避免在该电缆结构遭受外力时发生变形，保护电缆不发生变形，保证信号稳定传输，同时在物体停留在该电缆结构上时，先形成空气炮进行气推，气推不成功可进行报警以维护，避免因该物体导致该电缆结构发生进一步的受损，同时减少该电缆结构变形时间，也有利于延长使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的剖视图一；

图2为本发明去除外保护层局部的结构示意图；

图3为本发明的剖视图二；

图4为图3中A处放大的结构示意图；

图5为本发明中空气炮结构局部放大的结构示意图；

图6为本发明中空气炮结构的剖视图。

图中的标号分别代表：1、内缓冲层；2、芯线体；3、屏蔽层腔；4、芯线；5、填充物；6、冷却结构；601、冷却管段；602、连通管；7、反冲击结构；701、反冲击管；702、胀塑性流体；703、活塞；704、动信号触点；705、定信号触点；706、避让槽；8、外保护层；9、空气炮结构；901、外接管；902、球形卡槽；903、堵塞；904、滑槽；905、卡球滑杆；906、弹簧一；907、连通槽一；908、连通槽二；909、限位环；9010、弹簧二；10、导热层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例：参照图1至图6，一种光电复合电缆结构，包括环形布置的芯线体2，芯线体2内均设有屏蔽层腔3，屏蔽层腔3内设有芯线4，芯线4为电源线或光纤线，芯线体2的外侧设置有外保护层8，此为目前光电复合电缆的常见结构设计。

为了解决现有技术因电缆受外力发生变形而无法确保信号传输稳定性的问题而作出以下设置：外保护层8的内侧环形阵列布置有多个反冲击结构7，反冲击结构7包括两端封闭的反冲击管701，反冲击管701内填充有胀塑性流体702，且胀塑性流体702占反冲击管701内部容积的50%以上，胀塑性流体702为非牛顿流体的一种，为切应力和速度梯度之间不是线性关系的流体，在遭受具有一定动能或重力势能时硬度较高，从而不会发生形变，保护芯线4以避免发生变形而光损失变大或光纤断线的情形。

在常见结构设计基础之上作出以下设置：参照图1，芯线体2的内外侧分别设置有内缓冲层1与导热层10，内缓冲层1可为缓冲管结构，在极端冲击下，内缓冲层1也可提供缓冲空间。而芯线4在高功率或长时间运行的情况下会造成电缆温度升高、电线绝缘老化、电缆寿命缩短、电力损耗、降低电流承载能力、火灾风险、系统故障、电力传输不稳定的问题，在本发明中，导热层10可采用金属及金属合金材料制造，并提高整体屏蔽性能，为解决散热不充分的设置之一。

另外，内缓冲层1、导热层10与多个芯线体2之间填充有填充物5，填充物5为阻水填充膏，阻水填充膏是一种电缆保护的特殊材料，在电缆中起到防止水分入侵、防止腐蚀、提高电绝缘性、减少电缆内部压力、提高电缆耐用性等作用；散热不充分也会造成阻力填充膏发生软化流动、蒸发挥发、挥发物释放等问题，影响电缆的正常工作。

作为解决散热不充分的设置之二：导热层10的外侧连接有冷却结构6，通过冷却结构6与导热层10的配合能够源源不断地带走因芯线4工作而产生的热量，保证散热充分，尤其适用于散热环境差、高功率或长时间运行场景下。

具体的，参照图2，冷却结构6包括环形阵列布置在导热层10外侧的冷却管段601，沿该电缆结构延伸方向的每两个相邻冷却管段601共同连通有连通管602，连通管602呈U形，具有与反冲击管701垂直交错的竖段和与反冲击管701平行的横段，且连通管602的任一竖段均处于旋转方向相邻两个反冲击管701之间，位于最边侧的冷却管段601连接有气冷却系统（图中未画出），通过气冷却系统向各冷却管段601与连通管602泵送冷空气，通过导热层10将热量带走以确保散热充分。需要说明的是：在只解决散热问题的情况下可省略连通管602的设置，使冷却管段601相互连通的散热效果更佳；当该电缆结构遭受冲击后，因该电缆结构的圆形设计，杂物一般不会在其上端停留，而一旦在其外形等其他因素影响下在该电缆结构上停留后，则会因进一步外力影响而增大受损风险，连通管602为解决上述问题的设置之一。

以下为解决避免因进一步外力影响而增大受损风险的设置之二：

a，参照图3，反冲击管701在沿该电缆结构延伸方向的每两个相邻冷却管段601之间设有避让槽706，冷却管段601连接有空气炮结构9，且空气炮结构9部分位于避让槽706处，避让槽706提供在反冲击管701遭受外力影响时，空气炮结构9不受到反冲击管701的变形影响而保持形态。

b，参照图5至图6，具体的，空气炮结构9包括位于避让槽706处的外接管901，外接管901自身可维持自身位置不发生变化，外接管901一端与冷却管段601连通、另一端为封闭端，外接管901内气密滑动连接有堵塞903，堵塞903与外接管901之间连接有至少一个阻力件（本发明设置有两个），堵塞903内开设有L型的连通槽一907，外接管901内开设有可与连通槽一907连通的连通槽二908，且连通槽二908的上端通过外保护层8与外界相通，即可在外保护层8的外表面开设与连通槽二908连通的孔，堵塞903上端与外接管901封闭端内壁固接有弹簧二9010，外接管901内壁固接有用于限制堵塞903运动范围的限位环909，避免向上运动过强而使连通槽一907越过连通槽二908。

在正常情况下，该电缆结构遭受外力后，施加外力影响的物体并不会停留在该电缆结构上，则冷却管段601与连通管602正常泵送冷空气；而一旦物体停留在该电缆结构上，胀塑性流体702会发生缓慢变形，致使反冲击管701发生变形并挤压连通管602的竖段，如医院输液管通过挤压中断输液相同而中断气流，需要在此说明的是，气冷却系统与冷却管段601通过单向部件连通，使气流仅能单向流动，在物体重力下截断连通管602，同时在其冷却管段601与连通管602中蓄积气压而形成高压，在达到能够克服阻力件的阻力时，便会突破阻力件的限制，向上推动堵塞903与连通槽二908连通，通过空气炮结构9形成的高压气对停留在该电缆结构上的物体吹走，同时在限位环909的限位下保持堵塞903与连通槽二908的连通状态，后期并利用弹簧二9010复位。

具体的，参照图6，阻力件包括开设在堵塞903内的滑槽904，滑槽904内壁固接有弹簧一906，弹簧一906的另一端固接有卡球滑杆905，且卡球滑杆905与滑槽904气密滑动连接，外接管901内壁开设有可与卡球滑杆905卡接的球形卡槽902，通过球形端卡接的球形卡槽902与卡球滑杆905具有一定阻力；在卡球滑杆905与球形卡槽902卡接时，连通槽一907与连通槽二908处于错位状态，在堵塞903上移后，可使连通槽一907与连通槽二908相通。

另外，作为不能将停留在该电缆结构上气压推走的后备方案：

参照图4，a，胀塑性流体702占反冲击管701内部容积的75%以上但小于95%，确保胀塑性流体702占有一定容积，但不会充满；

b，反冲击管701由中部软性段和两个端部硬性段构成，端部硬性段内气密滑动连接有活塞703，且活塞703与端部硬性段形成气腔，活塞703与气腔内壁在对应位置分别设置有动信号触点704与定信号触点705，且动信号触点704、定信号触点705信号连接有报警系统）如报警器%，当然，还可在气腔内设置其他报警结构，并采用其他能够提醒的报警系统。在物体停留在该电缆结构上的过程中，胀塑性流体702推动活塞703向两端运动而使动信号触点704与定信号触点705接触，在动信号触点704与定信号触点705保持接触一定时间后，可通过报警系统提醒技术人员进行维护，避免因该物体导致该电缆结构发生进一步的受损，同时减少该电缆结构变形时间，也有利于延长使用寿命。

在背景技术已作说明，突出说明了偶然情况和临时布线，因此另外提供了一种光电复合电缆结构的安装方法，该电缆结构采用墙面（如采矿岩石面等）或地面（临时布线）铺设的安装方式，可采用现有电缆安装方式进行安装设置。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种光电复合电缆结构，包括环形布置的芯线体（2），所述芯线体（2）内均设有屏蔽层腔（3），所述屏蔽层腔（3）内设有芯线（4），所述芯线（4）为电源线或光纤线，所述芯线体（2）的外侧设置有外保护层（8）；

其特征在于，还包括：

所述外保护层（8）的内侧环形阵列布置有多个反冲击结构（7），所述反冲击结构（7）包括两端封闭的反冲击管（701），所述反冲击管（701）内填充有胀塑性流体（702），且胀塑性流体（702）占反冲击管（701）内部容积的50%以上；

所述反冲击管（701）由中部软性段和两个端部硬性段构成，所述端部硬性段内气密滑动连接有活塞（703），且活塞（703）与端部硬性段形成气腔，所述活塞（703）与气腔内壁在对应位置分别设置有动信号触点（704）与定信号触点（705），且动信号触点（704）、定信号触点（705）信号连接有报警系统。

2.根据权利要求1所述的一种光电复合电缆结构，其特征在于，所述胀塑性流体（702）占反冲击管（701）内部容积的75%以上但小于95%。

3.根据权利要求2所述的一种光电复合电缆结构，其特征在于，所述芯线体（2）的内外侧分别设置有内缓冲层（1）与导热层（10），所述内缓冲层（1）、导热层（10）与多个芯线体（2）之间填充有填充物（5），所述填充物（5）为阻水填充膏，所述导热层（10）的外侧连接有冷却结构（6）。

4.根据权利要求3所述的一种光电复合电缆结构，其特征在于，所述冷却结构（6）包括环形阵列布置在导热层（10）外侧的冷却管段（601），沿该电缆结构延伸方向的每两个相邻所述冷却管段（601）共同连通有连通管（602），且连通管（602）处于旋转方向相邻两个反冲击管（701）之间，位于最边侧的所述冷却管段（601）连接有气冷却系统。

5.根据权利要求4所述的一种光电复合电缆结构，其特征在于，所述反冲击管（701）在沿该电缆结构延伸方向的每两个相邻所述冷却管段（601）之间设有避让槽（706）；

所述冷却管段（601）连接有空气炮结构（9），且空气炮结构（9）部分位于避让槽（706）处；

所述空气炮结构（9）包括位于避让槽（706）处的外接管（901），所述外接管（901）一端与冷却管段（601）连通、另一端为封闭端，所述外接管（901）内气密滑动连接有堵塞（903），所述堵塞（903）与外接管（901）之间连接有至少一个阻力件，所述堵塞（903）内开设有L型的连通槽一（907），所述外接管（901）内开设有可与连通槽一（907）连通的连通槽二（908），且连通槽二（908）的上端通过外保护层（8）与外界相通，所述堵塞（903）上端与外接管（901）封闭端内壁固接有弹簧二（9010），所述外接管（901）内壁固接有用于限制堵塞（903）运动范围的限位环（909）。

6.根据权利要求5所述的一种光电复合电缆结构，其特征在于，所述阻力件包括开设在堵塞（903）内的滑槽（904），所述滑槽（904）内壁固接有弹簧一（906），所述弹簧一（906）的另一端固接有卡球滑杆（905），且卡球滑杆（905）与滑槽（904）气密滑动连接，所述外接管（901）内壁开设有可与卡球滑杆（905）卡接的球形卡槽（902）；

在所述卡球滑杆（905）与球形卡槽（902）卡接时，所述连通槽一（907）与连通槽二（908）处于错位状态。

7.根据权利要求6所述的一种光电复合电缆结构的安装方法，其特征在于，该电缆结构采用墙面或地面铺设的安装方式。