CN212460106U - 一种用于特高压电力晶闸管触发的光纤跳线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种用于特高压电力晶闸管触发的光纤跳线，包括插芯、弯管、光纤及光纤连接器，所述弯管的一端卡接于插芯中，光纤的一端与光纤连接器进行连接，光纤的另一端穿过弯管并与插芯相连接，其中，所述光纤包括纤芯、包层与涂覆层及防护层，所述纤芯为实心结构，纤芯的外壁包裹有包层，该包层的外壁包裹有涂覆层，所述涂覆层外壁包裹有防护层，所述涂覆层与防护层之间还设置有抗折弯外层，所述纤芯与包层之间还设置有抗折弯内层。本实用新型通过弯管与插芯连接，可以实现光纤在90°条件下的弯折，满足光纤连接器在特高压电力晶闸管的运用。同时满足耐超高压、耐环境变化、绝缘、阻燃、强度等实际工程使用中的需求。

Description

一种用于特高压电力晶闸管触发的光纤跳线

技术领域

本实用新型涉及光纤传输技术领域，尤其涉及一种用于特高压电力晶闸管触发的光纤跳线。

背景技术

在特高压直流或者交流输电领域中，晶闸管的触发已经由光纤来代替，由于晶闸管的光敏面积较大，因此国际上通用的是使用大芯径的石英芯层塑料包层光纤来进行触发，以保证接触面的触发效率。在使用的光缆材料选型中，目前主流设计仍为PVC材料护层，主要原因是由于此种材料的良好的阻燃性能；同时为了在高压绝缘性能上取得效果，光缆整体采用全紧套结构。但该种设计具有以下缺陷：

首先，PVC材料护套在室内应用中有着较大的局限，其高温下散发的有毒物质和低温下材料变质等本征材料性能劣势将限制其应用环境；

其次，光缆无抗拉强度材料，全紧套设计降低了光缆设计的整体强度和端头连接器的强度，影响了组件在实际应用中的使用性能；

最后，在晶闸管内部空间狭小，需要直角弯头连接时，常规连接器无法满足需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种用于特高压电力晶闸管触发的光纤跳线，从而克服现有技术中存在的采用PVC材料护套、抗拉强度较弱的缺陷与直角连接的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种用于特高压电力晶闸管触发的光纤跳线，包括插芯、弯管、光纤及光纤连接器，所述弯管的一端卡接于插芯中，光纤的一端与光纤连接器进行连接，光纤的另一端穿过弯管并与插芯相连接，其中，所述光纤包括纤芯、包层与涂覆层及防护层，所述纤芯为实心结构，纤芯的外壁包裹有包层，该包层的外壁包裹有涂覆层，所述涂覆层外壁包裹有防护层，所述涂覆层与防护层之间还设置有抗折弯外层，所述纤芯与包层之间还设置有抗折弯内层。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述弯管为大约90°，且弯管的弯曲半径为16mm-18mm。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述弯管与插芯相连接的一端周壁上设置有多个凹陷部，所述插芯内壁设置有与凹陷部相对应的凸起部。

进一步，优选的，所述纤芯和包层的材质均采用均质掺杂石英玻璃或纯石英玻璃，且包层直径为123～127μm；所述涂覆层采用丙烯酸树脂或硅橡胶，且涂覆层直径为210～230μm；所述防护层采用氟塑料制造而成，且防护层直径为 240～260μm；所述抗折弯内层和抗折弯外层均由芳纶填充而成，填充股数为2–6 股，填充方式为直放或编织，抗折弯内层直径为8.5～20μm，抗折弯外层直径为 225～245μm。

进一步的，优选的，纤芯的折射率＞包层的折射率＞涂覆层的折射率。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述光纤采用松套光纤结构。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述光纤连接器为单芯光纤连接器或多芯光纤连接器。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

1、本实用新型公开的光纤跳线，包括插芯、弯管、光纤及光纤连接器，插芯与弯管连接，可以实现光纤在90°条件下的弯折，满足光纤连接器在特高压电力晶闸管的运用。光纤包括六层结构，从内到外依次为纤芯、抗折弯内层、包层、涂覆层、抗折弯外层及防护层。其中，纤芯、包层及涂覆层主要负责光的传递精度与响应速度，抗折弯内层、抗折弯外层及防护层主要负责光纤连接器的强度，即耐超高压、阻燃、抗拉强度、耐踩踏，不破损等，光纤连接器主要负责与光模块的连接；前述光纤的六个组成部分，既使本设计实现了近红外功率光信号长期稳定可靠地传输和高效率稳定的耦合两个重要指标保证，又能使本设计满足耐超高压、耐环境变化、绝缘、阻燃、强度等实际工程使用中的需求，保证了光缆产品在工程中的长期稳定可靠工作。

2、本实用新型中的光纤防护层采用阻燃级别的氟塑料材料制造，从而能在最大限度保证产品整体耐超高压等级和阻燃等级的前提下，不影响光纤在 800nm–1400nm范围内近红外波段的传输性能，同时，氟塑料材料也不会像现有技术采用的PVC材料产生种种缺陷，具备较大的应用范围。因此，本实用新型公开的光纤跳线不仅耐超高压、阻燃、在800nm–1400nm范围内近红外波段的传输性能较好，而且应用范围较广。

3、本实用新型中的所述纤芯和包层的材质均采用均质掺杂石英玻璃或纯石英玻璃，且纤芯的折射率＞包层的折射率＞涂覆层的折射率。该设计不仅能够兼顾高测温精度、高温度响应性能、高可靠传输、长寿命工作等需求，而且能满足接续方面通用的要求，提高接头、熔接产品互换性能，延长使用寿命。因此，本实用新型公开的光纤跳线不仅传输信号稳定、传输效率较高，而且使用寿命较长。

4、本实用新型中的抗折弯内层和抗折弯均由芳纶填充而成，填充股数为2–6 股，填充方式为直放或编织；该处采用多股高强性能芳纶填充的设计，不仅保证了光纤整体的强度，延长了使用寿命和工作可靠性，而且较满的填充率也确保了绝缘的要求。因此，本实用新型公开的光纤跳线不仅抗拉弯曲强度较强，而且绝缘效果较，适用于空间狭小的晶闸管内部。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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为本实用新型公开的光纤跳线的立体结构示意图；

图2为本实用新型公开的插芯与弯管连接示意图；

图3为本实用新型公开的光纤的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，结合图2和3，本实用新型实施例公开了一种用于特高压电力晶闸管触发的光纤跳线，包括插芯1、弯管2、光纤3及光纤连接器4。

其中，插芯1为金属材质，优选为铜或铝材质，弯管2为金属材质或塑胶材质。

弯管2的一端卡接在插芯1中，另一端延伸出插芯1，光纤3的一端与光纤连接器4进行连接，光纤3的另一端穿过弯管2并与插芯1相连接。本实用中的光纤3包括纤芯31、包层32与涂覆层33及防护层34，纤芯31为实心结构，纤芯31的外壁包裹有包层32，该包层32的外壁包裹有涂覆层33，涂覆层33 外壁包裹有防护层34，涂覆层33与防护层34之间还设置有抗折弯外层35，纤芯31与包层32之间还设置有抗折弯内层36。

采用上述技术方案，通过设置弯管2，可以将光纤3弯折的插入在其中，起到与插芯1在90°条件下进行连接，满足光纤连接器4在特高压电力晶闸管的运用。同时，光纤3采用六层结构，纤芯31、包层32及涂覆层33主要负责光的传递精度与响应速度，抗折弯内层36、抗折弯外层35及防护层34主要负责光纤连接器4的强度，即耐超高压、阻燃、抗拉强度、耐踩踏，不破损等，光纤连接器4主要负责与光模块的连接；前述光纤3的六个组成部分，既使本设计实现了800nm–1400nm近红外功率光信号长期稳定可靠地传输和高效率稳定的耦合两个重要指标保证，又能使本设计满足耐超高压、耐环境变化、绝缘、阻燃、强度等实际工程使用中的需求，保证了光缆产品在工程中的长期稳定可靠工作。

在本实施例中，弯管2为大致90°的弯管，且弯管2的弯曲半径为 16mm-18mm。由此可以满足光纤3弯折的最小半径。

在本实施例中，弯管2与插芯1相连接的一端周壁上设置有多个凹陷部21，插芯1内壁设置有与凹陷部21相对应的凸起部11。由此以来，可以使弯管2与插芯1进行卡扣连接，具体而言，在弯管2的外圆周上设有以等间距布置的多个凹陷部21，在插芯1的内周壁上设有与凹陷部21相对应的多个凸起部11。这样以来，当将弯管2的一端插接插芯1上时，每个凹陷部21均以卡扣方式配合到相应中凸起部11中。

在本实用新型实施例中，纤芯31采用均质掺杂石英玻璃或纯石英玻璃，直径为60～110μm。所使用的光波段一般为近红外800nm–1000nm范围之内，在此传输波段范围之内，低掺杂石英芯层或纯石英芯层的传输效率较高。

包层32也采用均质掺杂石英玻璃或纯石英玻璃，直径为123～127μm，包层32的直径范围的设计能满足接续方面通用的要求，提高接头、熔接产品互换性能，延长使用寿命。

涂覆层33采用丙烯酸树脂或硅橡胶，且涂覆层33直径为210～230μm；主要起着保护包层32表面的作用，同时还应根据使用环境选择不同的耐温等级的材料，比如丙烯酸树脂或硅橡胶等，并综合考虑阻燃的要求，对涂覆层33的厚度做一定的要求，以完善产品整体的耐超高压和阻燃性能需求。

防护层34采用氟塑料制造而成，且防护层34直径为240～260μm；若防护层34的厚度太薄，则强度不够，抗弯折、摩擦、刮擦等外界环境影响的能力下降；厚度太厚又会增加工艺难度和产品成本)，采用氟塑料或聚氨酯制造而成，该材料具有耐腐蚀、耐高低温、阻燃、绝缘等优良性能，是外护材料的较完善选择。外护层的厚度取决于性能整体需求，满足抗外界踩踏，不破损，抗刮擦，耐酸，耐碱，阻燃(UL94-V0等级)，耐超高电压等要求，厚度达到设计要求方能保证光缆在施工和使用的过程中不会出现破损的现象。从而能在最大限度保证产品整体耐超高压等级和阻燃等级的前提下，不影响光纤3在800nm–1400nm 范围内近红外波段的传输性能，同时，氟塑料材料也不会像现有技术采用的PVC 材料产生种种缺陷，具备较大的应用范围。

抗折弯内层和抗折弯外层均由芳纶填充而成，填充股数为2–6股，填充方式为直放或编织，抗折弯内层直径为8.5～20μm，抗折弯外层直径为225～ 245μm。该处采用多股高强性能芳纶填充的设计，不仅保证了光纤3整体的强度，延长了使用寿命和工作可靠性，而且较满的填充率也确保了绝缘的要求，提高光纤3抗拉弯曲强度，而且绝缘效果较，适用于空间狭小的晶闸管内部。

在本实施例中，纤芯31的折射率为1.43–1.49，超出这个范围，在工艺上比较难实现，需要调整掺杂量较大；包层32的折射率为1.42–1.46，超出这个范围，熔接或做接头进行耦合的时候，工艺上很难实现，也会增大耦合损耗；涂覆层 33的折射率为1.4–1.43。纤芯31的折射率＞包层32的折射率＞涂覆层33的折射率，该设计不仅能够兼顾高测温精度、高温度响应性能、高可靠传输、长寿命工作等需求，而且能满足接续方面通用的要求，提高接头、熔接产品互换性能，延长使用寿命。因此，本实用新型公开的光纤3跳线不仅传输信号稳定、传输效率较高，而且使用寿命较长。

在本实施例中，光纤3采用松套光纤3结构，可以隔离外部应力以及温度变化对光纤3的作用，具有更好机械特性和温度特性。

在本实施例中，光纤连接器4也可以为例如MPO/MTP或MTRJ之类单芯光纤连接器4，也可以是例如LC、SC、FC或ST之类的多芯光纤连接器4。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于特高压电力晶闸管触发的光纤跳线，其特征在于：包括插芯(1)、弯管(2)、光纤(3)及光纤连接器(4)，所述弯管(2)的一端卡接于插芯(1)中，光纤(3)的一端与光纤连接器(4)进行连接，光纤(3)的另一端穿过弯管(2)并与插芯(1)相连接，其中，所述光纤(3)包括纤芯(31)、包层(32)与涂覆层(33)及防护层(34)，所述纤芯(31)为实心结构，纤芯(31)的外壁包裹有包层(32)，该包层(32)的外壁包裹有涂覆层(33)，所述涂覆层(33)外壁包裹有防护层(34)，所述涂覆层(33)与防护层(34)之间还设置有抗折弯外层(35)，所述纤芯(31)与包层(32)之间还设置有抗折弯内层(36)。

2.如权利要求1所述的一种用于特高压电力晶闸管触发的光纤跳线，其特征在于：所述弯管(2)为大约90°，且弯管(2)的弯曲半径为16mm-18mm。

3.如权利要求1所述的一种用于特高压电力晶闸管触发的光纤跳线，其特征在于：所述弯管(2)与插芯(1)相连接的一端周壁上设置有多个凹陷部(21)，所述插芯(1)内壁设置有与凹陷部(21)相对应的凸起部(11)。

4.如权利要求1所述的一种用于特高压电力晶闸管触发的光纤跳线，其特征在于：所述纤芯(31)和包层(32)的材质均采用均质掺杂石英玻璃或纯石英玻璃，且包层(32)直径为123～127μm；所述涂覆层(33)采用丙烯酸树脂或硅橡胶，且涂覆层(33)直径为210～230μm；所述防护层(34)采用氟塑料制造而成，且防护层(34)直径为240～260μm；所述抗折弯内层(36)和抗折弯外层(35)均由芳纶填充而成，填充股数为2–6股，填充方式为直放或编织，抗折弯内层(36)直径为8.5～20μm，抗折弯内层(36)直径为225～245μm。

5.如权利要求4所述的一种用于特高压电力晶闸管触发的光纤跳线，其特征在于：纤芯(31)的折射率＞包层(32)的折射率＞涂覆层(33)的折射率。

6.如权利要求1所述的一种用于特高压电力晶闸管触发的光纤跳线，其特征在于：所述光纤(3)采用松套光纤结构。

7.如权利要求1所述的一种用于特高压电力晶闸管触发的光纤跳线，其特征在于：所述光纤连接器(4)为单芯光纤连接器或多芯光纤连接器。

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