CN207096517U - 一种馈电深海光缆 - Google Patents

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沈韦韦
陈小龙
余文慧
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本实用新型提供一种馈电深海光缆,包括光单元、铠装层、馈电层和绝缘层,铠装层包括内绞层和外绞层,内绞层具有若干根第一绞合金属丝,外绞层具有若干根第二绞合金属丝和第三绞合金属丝,第二绞合金属丝和第三绞合金属丝依次交替设置,第三绞合金属丝的丝径小于第二绞合金属丝的丝径;若干根第一绞合金属丝绞合在光单元外侧,第二绞合金属丝和第三绞合金属丝间隔的绞合在第一绞合金属丝上,第三绞合金属丝绞合在第二绞合金属丝上,绞合方向相同。本实用新型的馈电深海光缆,提升海缆的抗冲击力、抗压扁力、和机械拉伸性能,以及提升海缆的纵向阻水性能和径向阻水性能,降低海缆的制造成本和维修成本,减少制造过程中对光纤的损伤,提高海缆的绝缘性能。

Description

一种馈电深海光缆
技术领域
本实用新型属于海缆技术领域,具体涉及一种馈电深海光缆。
背景技术
海底光缆是线缆产品“大家族”中技术含量最高、制造难度最大、应用环境最复杂的高端品种,已经应用铺设水深最深达8000米,具有大容量、高可靠传输性能等特点,主要用于跨洋洲际通信、国防通信、海洋勘探和监测网络建设。目前常见的深海光缆存在以下不足:
①、阻水材料填充难度大,很难饱满的填充,以及海水本身对常规阻水材料的影响,造成缆的纵向阻水能力差,一旦光缆在使用过程中发生断裂,需要维修的的长度大,维修时间长;
②、抗冲击力、抗压扁性能差,缆芯机械拉伸性能不足,不能满足深海的布放及回收张力需求,不能直接适用于深海的水深环境;
③、缆的径向阻水能力差,制造过程中容易出现铜带边缘翘起,从而对护套层造成破坏,降低海缆的绝缘性能;
④、光单元外纵包铜带加外护层作为缆芯,由于没有内层铠装保护使得生产过程中极易造成缆芯的扭转,对海底光缆的核心单元-光纤形成较大风险。
实用新型内容
为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种馈电深海光缆,提升海缆的抗冲击力、抗压扁力、和机械拉伸性能,以及提升海缆的纵向阻水性能和径向阻水性能,降低海缆的制造成本和维修成本,减少制造过程中对光纤的损伤,提高海缆的绝缘性能。
为达到上述目的,本实用新型的技术方案如下:一种馈电深海光缆,包括光单元、绞合在光单元外侧的铠装层、包覆在铠装层外侧的馈电层、包覆在馈电层外侧的绝缘层,其特征在于:所述铠装层包括内绞层和外绞层,所述内绞层绞合在光单元外侧,所述外绞层绞合在内绞层外侧,所述馈电层包覆在外绞层外侧;
所述内绞层具有若干根第一绞合金属丝,所述外绞层具有若干根第二绞合金属丝和第三绞合金属丝,所述第二绞合金属丝和第三绞合金属丝依次交替设置,所述第三绞合金属丝的丝径小于第二绞合金属丝的丝径;
若干根第一绞合金属丝绞合在光单元外侧,所述第二绞合金属丝和第三绞合金属丝间隔的绞合在第一绞合金属丝上,所述第三绞合金属丝绞合在第二绞合金属丝上;
所述第一绞合金属丝、第二绞合金属丝、第三绞合金属丝三者的绞合节距相同,绞合方向相同。
本实用新型的一个较佳实施例中,进一步包括所述馈电层为铝管,所述铝管由铝带成型、经氩弧焊焊接而成。
本实用新型的一个较佳实施例中,进一步包括所述第一绞合金属丝、第二绞合金属丝、第三绞合金属丝之间的缝隙处填充有阻水材料。
本实用新型的一个较佳实施例中,进一步包括第一绞合金属丝、第二绞合金属丝、第三绞合金属丝三者均为磷化钢丝。
本实用新型的一个较佳实施例中,进一步包括所述第二绞合金属丝的丝径小于第一绞合金属丝的丝径。
本实用新型的一个较佳实施例中,进一步包括所述光单元包括光纤、包覆在光纤外侧的不锈钢管,所述光纤和不锈钢管之间的间隙填充有纤膏。
本实用新型的一个较佳实施例中,进一步包括所述馈电层和绝缘层之间还设有粘接层。
本实用新型的一个较佳实施例中,进一步包括所述绝缘层为聚乙烯绝缘层。
本实用新型的有益效果是:
其一、采用三种不等丝径的绞合金属丝双层绞合形成保护光单元的铠装层,金属丝的占空比为85%左右,相较于传统75%的占空比能够提高13%的机械拉伸性能;占空比的提高带来铠装能承载力的大大提升,同时占空比提高使得铠装层的间隙减小,以此能够大大提升光缆的纵向阻水能力,降低维修成本,提升海缆的抗冲击力、和抗压扁力;
其二、双层绞合的磷化钢丝与内层阻水材料的体积成本之比为1:4,传统光缆的带内铠钢丝层的内层材料体积成本为0.75*1+(1-0.75)*4=1.75,本实用新型的内铠钢丝层的内层材料体积成本为0.85*1+(0-0.85)*4=1.45,大大降低了內铠成本;
其三、铝的导电率为铜的61%,而铝带的价格仅为铜带的30%,选用铝管作为馈电层在满足相同直流电阻的同时,大幅降低光缆的馈电部分材料成本30%*61%=49%;
其四、铝的导电率为铜的61%,而铝的密度仅为铜的30%,选用铝管作为馈电层在满足相同直流电阻的同时,大幅度降低光缆馈电部分的重量30%*61%=49%;
其五、与传统的铜材料馈电层,铝的熔点低,对于支撑当中出现的熊缺陷铝管能够更好的实现修复;
其六、采用过拉拔处理的铝管作为馈电层,能够减小缆芯的径向间隙,缆芯的径向间隙减小后,一方面可以提高光缆的径向阻水能力,另一方面能够增大铝管与铠装层之间的粘接力,大大降低了施工和接头时的风险;
其七、铝带氩弧焊焊接后进行拉拔处理,能够更好的实现光缆结构的稳定性,提升光缆的径向阻水能力;
其八、本申请的光缆满足在大于2000m的深海直接敷设的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术中的技术方案,下面将对实施例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实用新型的一些实施例,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是本实用新型优选实施例的结构示意图。
其中:2-光电元,3-铠装层,4-绝缘层,5-馈电层,6-第一绞合金属丝,8-第二绞合金属丝,10-第三绞合金属丝,12-光纤,14-不锈钢管,16-纤膏,18-粘接层。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
实施例
如图1所示,本实施例中公开了一种馈电深海光缆,包括光单元2、绞合在光单元2外侧的铠装层3、包覆在铠装层3外侧的馈电层5、包覆在馈电层5外侧的粘接层18、包覆在粘接层18外侧的高密度聚乙烯绝缘层4。
上述光单元2包括光纤12、包覆在光纤12外侧的不锈钢管14,上述光纤12和不锈钢管14之间的间隙填充有纤膏16。
上述铠装层3包括内绞层和外绞层,上述内绞层绞合在不锈钢管14外侧,上述外绞层绞合在内绞层外侧,上述馈电层5包覆在外绞层外侧;
上述内绞层具有若干根第一绞合金属丝6,本实施例技术方案中,第一绞合金属丝6的截面优选为圆形,若干根第一绞合金属丝6以光单元2为中心的围绕在其外侧;上述外绞层具有若干根第二绞合金属丝8和第三绞合金属丝10,本实施例技术方案中,第二绞合金属丝8和第三绞合金属丝10的截面均优选为圆形,上述第三绞合金属丝10的丝径小于第二绞合金属丝8的丝径,上述第二绞合金属丝的丝径小于第一绞合金属丝的丝径。
为了进一步减小各绞合金属丝之间的间隙,提高绞合金属丝的占空比,上述第二绞合金属丝8和第三绞合金属丝10依次交替设置、且均与一个以光单元2中心为圆心的圆M向相内切;
若干根第一绞合金属丝6绞合在不锈钢管14外侧,上述第二绞合金属丝8和第三绞合金属丝10间隔的绞合在第一绞合金属丝6上,上述第三绞合金属丝10绞合在第二绞合金属丝8上。
以上采用丝径最小的第三绞合金属丝10来填充第一绞合金属丝6和第二绞合金属丝8之间的间隙,能够减小第一绞合金属丝6、第二绞合金属丝8、和第三绞合金属丝10三者之间的间隙,将三者之间的占空比从75%提升至85%。
为了确保第二绞合金属丝8一直嵌在第一绞合金属丝6中,第三绞合金属丝10一直嵌在第一绞合金属丝6和第二绞合金属丝8中,进一步提高金属丝之间的占空比,上述第一绞合金属丝6、第二绞合金属丝8、第三绞合金属丝10三者的绞合节距相同,绞合方向相同。
本实施例技术方案中,上述第一绞合金属丝6、第二绞合金属丝8、第三绞合金属丝10三者均优选采用磷化钢丝。
上述第一绞合金属丝6、第二绞合金属丝8、第三绞合金属丝10之间的缝隙处填充有阻水材料,相较于传统的阻水纱、阻水带等阻水材料,本实施例技术方案中优选采用双组份混合胶作为阻水材料,其中双组份混合胶包括重量百分比为80%~90%的可乳化多元醇、重量百分比为10%~20%的聚合物增塑剂。传统的阻水纱、阻水带的粘稠度大,很难饱满的填充间隙;同时,阻水纱、阻水带的阻水效果均来源于阻水粉,利用阻水粉遇水膨胀的特性来起到阻水效果,然,高盐度的海水严重影响阻水粉的膨胀效果,膨胀系数接近于零,阻水效果会严重受到影响。本实施例技术方案中优选使用的阻水材料为重量百分比为80%~90%的可乳化多元醇、重量百分比为10%~20%的聚合物增塑剂,可乳化多元醇和聚合物增塑剂均为粘稠度很小的流态,填充时,可乳化多元醇和聚合物增塑剂单独填充,流态的阻水材料易于饱满的填充间隙,可乳化多元醇和聚合物增塑剂在间隙内混合后固化,具有非常理想的阻水效果,且高盐度的海水不会影响固化后阻水材料的膨胀效果,满足深海光缆的阻水性要求。
作为本实用新型的进一步改进,上述馈电层5为铝管,上述铝管由铝带成型、经氩弧焊焊接而成,上述铝带成型为铝管的步骤如下:
S1、在线清洗:卷绕铝带放带后,进行在线清洗,去氧化和去除铝带上的杂质;
S2、成型:将在线清洗后的铝带成型为管状结构;
S3:焊接:铝带成型为管状结构后,采用氩弧焊焊接管状结构的连接缝,形成铝管,氩弧焊焊接后的铝管机械性能好,强度大,不易断裂;
S4:铝管拉拔:采用拉拔工艺对焊接后的铝管进行过拉拔,使得铝管的外径小于铠装层的外径和两倍铝带厚度之和,过拉拔后的铝管形成上述馈电层。
本实施例技术方案中,铝带在线清洗后,光单元和铠装层整体放置在平铺的铝带上,铝带成型为管状结构时光单元和铠装层整体置于管状结构内部,焊接后单独对铝管进行过拉拔处理,使得铝管的外径小于铠装层的外径和两倍铝带厚度之和,过拉拔铝管的过程中,铝管的内壁挤压铠装层3,在挤压力作用下铠装层3各金属丝之间的间隙进一步减小,以此来进一步提高光缆的纵向阻水能力和径向阻水能力。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种馈电深海光缆,包括光单元、绞合在光单元外侧的铠装层、包覆在铠装层外侧的馈电层、包覆在馈电层外侧的绝缘层,其特征在于:所述铠装层包括内绞层和外绞层,所述内绞层绞合在光单元外侧,所述外绞层绞合在内绞层外侧,所述馈电层包覆在外绞层外侧;
所述内绞层具有若干根第一绞合金属丝,所述外绞层具有若干根第二绞合金属丝和第三绞合金属丝,所述第二绞合金属丝和第三绞合金属丝依次交替设置,所述第三绞合金属丝的丝径小于第二绞合金属丝的丝径;
若干根第一绞合金属丝绞合在光单元外侧,所述第二绞合金属丝和第三绞合金属丝间隔的绞合在第一绞合金属丝上,所述第三绞合金属丝绞合在第二绞合金属丝上。
2.根据权利要求1所述的一种馈电深海光缆,其特征在于:所述馈电层为铝管,所述铝管由铝带成型、经氩弧焊焊接而成。
3.根据权利要求1所述的一种馈电深海光缆,其特征在于:所述第一绞合金属丝、第二绞合金属丝、第三绞合金属丝三者的绞合节距相同,绞合方向相同。
4.根据权利要求1或2所述的一种馈电深海光缆,其特征在于:所述第一绞合金属丝、第二绞合金属丝、第三绞合金属丝之间的缝隙处填充有阻水材料。
5.根据权利要求4所述的一种馈电深海光缆,其特征在于:第一绞合金属丝、第二绞合金属丝、第三绞合金属丝三者均为磷化钢丝。
6.根据权利要求4所述的一种馈电深海光缆,其特征在于:所述第二绞合金属丝的丝径小于第一绞合金属丝的丝径。
7.根据权利要求1所述的一种馈电深海光缆,其特征在于:所述光单元包括光纤、包覆在光纤外侧的不锈钢管,所述光纤和不锈钢管之间的间隙填充有纤膏。
8.根据权利要求1所述的一种馈电深海光缆,其特征在于:所述馈电层和绝缘层之间还设有粘接层。
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