CN212516674U - 一种额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆，其包括内部加强芯、导电层、导体屏蔽层以及交联聚乙烯绝缘层。内部加强芯包括光纤单元以及与该光纤单元相绞合的一层或多层铝包钢线层。导电层由围绕于内部加强芯外围进行绞合的一层或多层铝线层构成。交联聚乙烯绝缘层、绝缘层同轴布置，且沿着由内至外方向依序套设于导电层的外围。通过采用上述技术方案进行设置，一方面，解决了常规下输电电缆和通信光缆分别架设的问题，且施工过程中无需进行拉设钢绞线以及安装线缆金具等工作；另一方面，通过结构设计优化，使得光纤复合架空绝缘电缆与常规架空绝缘电缆的几何尺寸、机械性能和电气性能有良好的一致性。

Description

一种额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆

技术领域

本实用新型涉及通信光缆制造技术领域，特别是涉及一种额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆。

背景技术

随着输配电技术和信息通讯技术高速发展，电力传输与高速信息传输不可避免的将融合在一起。2010年国家电网公司制定了《关于加快推进坚强智能电网建设的意见》，确定了建设坚强智能电网的基本原则和总体目标，建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。

随着FTTX建设发展，基础通信线路的建设在不断完善中。光缆被广泛的应用于通信和信息传输的各个领域。在中低压配电网中(≤35KV)，由于产品结构特点、电网和通信责权区分等多种原因下，未能全面将光纤通信和电力传输很好的结合在一起发挥更大的效能。在现有技术中，输电电缆和通信光缆相互独立地进行铺设施工，从而大大地增加了施工困难度。在通信光缆铺设施工过程中，尤其是对于低于广阔、住宅分散的农村和山区等场景，综合周围环境以及施工成本等方面考虑，通常采用上述的架空方式敷设通信光缆。而现有的通信光缆通常不具备承受大张力值作用的能力，因此在实际施工中需要并行拉设钢绞线，且附以电缆金具(例如悬垂线夹、耐张线夹以及紧固夹具等)以实现电缆线路的长时间可靠、稳定运行，这样一来，不可避免地增加了施工繁琐度，且增加了投入支出成本。因而，亟待技术人员解决上述问题。

实用新型内容

故，本实用新型设计人员鉴于上述现有的问题以及缺陷，乃搜集相关资料，经由多方的评估及考量，并经过从事于此行业的多年研发经验技术人员的不断实验以及修改，最终导致该额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆的出现。

为了解决上述技术问题，本实用新型涉及了一种额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆，其包括内部加强芯、导电层、导体屏蔽层以及交联聚乙烯绝缘层。其中，内部加强芯包括光纤单元以及与该光纤单元相绞合的一层或多层铝包钢线层。导电层由围绕于内部加强芯外围进行绞合的一层或多层铝线层构成。导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层同轴而置，且沿着由内至外方向依序套设于导电层的外围。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，沿其长度延伸方向，光纤单元始终被包围于铝包钢线层的内部。铝包钢线层由多条围绕光纤单元的外围进行周向均布、绞合的铝包钢线构成，且以光纤单元为中心线进行绞合。

作为上述技术方案的另一种改型设计，铝包钢线层由多条布置于光纤单元外侧的铝包钢线构成。沿其长度延伸方向，光纤单元始终作为边线以围绕架铝包钢线层的外围进行绞合。

作为本实用新型技术方案的更进一步改进，铝包钢线优选为14％IACS铝包钢线或20％IACS铝包钢线。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，光纤单元由多芯光纤以及填充于其内的纤膏构成。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，当铝线层的层数为1时，则其绞合节径比控制在16～26；当铝线层的层数为2时，则内层铝线层的绞合节径比控制在16～26，而外侧铝线层的绞合节径比控制在14～22。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，当铝线层的总层数≥2时，铝线层各相邻层之间的绞合方向相反，且绞合节径比数值沿着由内至外方向依序减小。

作为本实用新型技术方案的更进一步改进，最外层铝线层的绞合节径比控制为10～16，而最内层铝线层的绞合节径比控制在10～12。

作为本实用新型技术方案的更进一步改进，最外层的铝线层优选采用紧压结构进行绞合。

作为本实用新型技术方案的更进一步改进，上述额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆还包括有半导电屏蔽层。半导电屏蔽层由半导电材料制作，其套合于交联聚乙烯绝缘层的外围，且与导电层电位相等。

通过采用上述技术方案进行设置，一方面，解决了常规下输电电缆和通信光缆分别架设的问题，且施工过程中无需进行拉设钢绞线以及安装线缆金具等工作，从而有效地提高了施工效率，且降低了施工成本；另一方面，通过结构设计优化，使得光纤复合架空绝缘电缆与常规架空绝缘电缆的几何尺寸、机械性能和电气性能有良好的一致性，满足输配电线路三相电气平衡和弧垂一致性，因此可以替代同电压等级下输配电线路中的一相、多相或全部架空绝缘电缆。

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是本实用新型中额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆第一种实施方式的结构示意图。

图2是本实用新型中额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆第二种实施方式的结构示意图。

图3是本实用新型中额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆第三种实施方式的结构示意图。

1-内部加强芯；11-光纤单元；111-光纤；112-纤膏；12-铝包钢线层；121-铝包钢线；2-导电层；21-铝线层；3-导体屏蔽层；4-交联聚乙烯绝缘层；5-半导电屏蔽层。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本实用新型的内容做进一步的详细说明，图1示出了本实用新型中额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆第一种实施方式的结构示意图，可知，其主要由内部加强芯1、导电层2、导体屏蔽层3以及交联聚乙烯绝缘层4等几部分构成。其中，内部加强芯1包括光纤单元11以及与该光纤单元11相绞合的一层铝包钢线层12。沿其长度延伸方向，光纤单元11始终被包围于铝包钢线层12的内部。铝包钢线层12由多条围绕光纤单元11的外围进行周向均布、绞合的铝包钢线121构成，且以光纤单元11为绞合中心线进行绞合。导电层2由围绕于内部加强芯1外围进行绞合的一层铝线层21构成。导体屏蔽层3、交联聚乙烯绝缘层4同轴布置，且沿着由内至外方向依序套设于上述导电层2的外围。通过采用上述技术方案进行设置，一方面，有效地解决了常规下输电电缆和通信光缆分开独立架设的问题，使得所成型的电缆同时具备传输信号和传输电流的能力，从而降低了施工困难度；另一方面，上述的铝包钢线121是一种将铝连续均匀包覆在钢芯上的双金属线，它兼有导电性能好，耐腐蚀，高频传输性能好以及钢的强度高等优点。鉴于此，铝包钢线层12的增入可以有效地提高绝缘电缆自身的抗拉强度，由此导致施工过程中无需进行拉设钢绞线以及安装线缆金具等工作，从而有效地提高了施工效率，降低了施工成本；另一方面，通过结构设计优化，使得光纤复合架空绝缘电缆与常规架空绝缘电缆的几何尺寸、机械性能和电气性能有良好的一致性，满足输配电线路三相电气平衡和弧垂一致性，因此可以替代同电压等级下输配电线路中的一相、多相或全部架空绝缘电缆。

已知，绝缘电缆的耐雷性能主要取决于铝包钢线121中的钢元件直径，如果股线直径相同，导电率越高则钢元件直径越小，导致短路电流容量增加而强度和耐雷性能下降。因此，在全面权衡短路电流容量、机械性能、耐雷击性能等参数的前提下，铝包钢线121优选为14％IACS铝包钢线或20％IACS铝包钢线，以尽量确保成型后光纤复合架空绝缘电缆在实际使用过程中具有较好的防雷性。

已知，节径比的大小直接关系到铝线层21绞线成型后的紧密程度、绞线重量和绞线电阻的大小。因此，综合绝缘电缆的成型紧密度以及绞合工艺实施困难度两方面考虑，铝线层21的绞合节径比优选控制在16～26。

再者，铝线层21优选采用紧压结构进行绞合，从而使其表面更为光滑，且同时保证其各组成铝线具有较小的间隙值，在确保导电能力的前提下尽可能地较小铝线层21的外径值，进而有利于缩小绝缘电缆的成型外径。

在此需要着重说明的是，根据实际成型需要，铝线层21的层数亦可以根据实际情况设置2，即包括有内层铝线层和外侧铝线层。在此种情况下，类比上述绞合工艺，内层铝线层的绞合节径比同样控制在16～26，而外侧铝线层的绞合节径比控制在14～22。

进一步的，出于提高绝缘电缆的整体弯曲性能,提高抗拉强度,且尽可能地减小电缆尺寸，使得绝缘电缆的外形更圆整方面考虑，内层铝线层相较于外层铝线层，两者的绞合方向相反，且绞合节径比数值沿着由内至外方向依序减小。在反向绞合的前提下，最外层铝线层的绞合节径比控制为10～16，而最内层铝线层的绞合节径比控制在10～12。

另外，上述的光纤单元11优选为含24芯G652D不锈钢钢管光纤单元。如此一来，使得光纤单元11具有优良了光纤余长性能，满足架空绝缘电缆因温度变化产生伸长和收缩以及长期使用中产生线路蠕变伸长需要，且光纤衰减变化增加≤0.05dB/km。光纤单元11还具有良好的阻水吸氢性能，防止水分进入不锈钢管内及降低氢离子的产生，使其免受氢腐蚀的损害。

作为上述额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆结构的进一步优化，光纤单元11可容纳多根、多芯光纤111。光纤111作为通信载体，实现大容量、高速信息传输，同时利用光纤拉曼散射、布里渊散射、瑞利散射特性，将光纤111作为传感元件和传输信号介质，实现对光纤111沿路不同位置进行感知、测量。利用分布式光纤监测技术，对绝缘电缆运行中其自身的温度、负荷、振动、覆冰等进行实时在线监测，提高线路的自动化监测、趋势分析和运维能力。原理大致为：通过分布式光纤监测系统，利用光纤111的拉曼散射、布里渊散射、瑞利散射特点，将光纤111作为传感元件和传输信号介质，并采用先进的OTDR技术和OFDR技术探测出沿着光纤不同位置的温度、应变、偏振、频率、波长、相位等变化，通过终端处理器将所探测的变化信号转换成压力、应变、弯曲、温度、振动、转动等物理量变化曲线，实现对导线的运行温度、荷载、应变、弧垂、舞动等关键技术参数的实时监测和预警。利用分布式光纤传感测量技术和视频监控实现对线路自动化传感检测，并通过光纤111将检测信息和视频图像实时传递至终端，为线路运行状态、线路环境变化提供实时、准确数据和信息，为外来线路运行趋势和故障判断提供综合分析，实现线路无人化、智能化监控。

上述的光纤111优选采用直径0.2mm的G652D光纤，相对于传统直径0.25mm光纤，同规格不锈钢管光单元中光纤容量可提升30％，大大提高了线路光纤111的总芯数，提高线路通信容量。

图2示出了本实用新型中额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆第二种实施方式的结构示意图，其相较于上述第一种实施方式的区别点在于：铝包钢线层12由多条布置于光纤单元11外侧的铝包钢线121构成。沿其长度延伸方向，光纤单元11始终作为边线以围绕架铝包钢线121层的外围进行绞合。第二种实施方式相较于上述的第一种实施方式其有效地放松了对光纤单元11绞合前相对位置的要求，使得成型工艺更为简单，进而降低了绝缘电缆的生产成本，然而，亦在一定程度上增加了光纤单元11受拉扯的风险，适用于敷设距离相对较短的场合。

由上叙述可知，导电层2由多股导线(铝线)绞合而成，它与交联聚乙烯绝缘层4之间易形成气隙，且导电层2自身表面不光滑，会造成电场集中。再者，电缆发生弯曲时，交联聚乙烯绝缘层4的表面易造成裂纹，这些都是引起局部放电的因素。鉴于此，图3示出了本实用新型中额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆第三种实施方式的结构示意图，其相较于上述两种实施方式的区别点在于，在交联聚乙烯绝缘层4的外围套设有由半导电材料制作的半导电屏蔽层5。且半导电屏蔽5和上述导电层2的电位相等。这样一来，从而可以有效地避免在导电层2与交联聚乙烯绝缘层4之间发生局部放电现象。

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 (10)

1.一种额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆，其特征在于，包括内部加强芯、导电层、导体屏蔽层以及交联聚乙烯绝缘层；其中，所述内部加强芯包括光纤单元以及与所述光纤单元相绞合的一层或多层铝包钢线层；所述导电层由围绕于所述内部加强芯外围进行绞合的一层或多层铝线层构成；所述导体屏蔽层、所述交联聚乙烯绝缘层同轴布置，且沿着由内至外方向依序套设于所述导电层的外围。

2.根据权利要求1所述额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆，其特征在于，沿其长度延伸方向，所述光纤单元始终被包围于所述铝包钢线层的内部；所述铝包钢线层由多条围绕所述光纤单元的外围进行周向均布、绞合的铝包钢线构成，且以所述光纤单元为中心线进行绞合。

3.根据权利要求1所述额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆，其特征在于，所述铝包钢线层由多条布置于所述光纤单元外侧的铝包钢线构成；沿其长度延伸方向，所述光纤单元始终作为边线以围绕所述铝包钢线层的外围进行绞合。

4.根据权利要求2-3中任一项所述额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆，其特征在于，所述铝包钢线为14％IACS铝包钢线或20％IACS铝包钢线。

5.根据权利要求4所述额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆，其特征在于，所述光纤单元由多芯光纤以及填充于其内的纤膏构成。

6.根据权利要求4所述额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆，其特征在于，当所述铝线层的层数为1时，则其绞合节径比控制在16～26；当所述铝线层的层数为2时，则内层所述铝线层的绞合节径比控制在16～26，而外侧所述铝线层的绞合节径比控制在14～22。

7.根据权利要求4所述额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆，其特征在于，当所述铝线层的总层数≥2时，所述铝线层各相邻层之间的绞合方向相反，且绞合节径比数值沿着由内至外方向依序减小。

8.根据权利要求7所述额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆，其特征在于，最外层所述铝线层的绞合节径比控制为10～16，而最内层所述铝线层的绞合节径比控制在10～12。

9.根据权利要求7所述额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆，其特征在于，最外层所述铝线层采用紧压结构进行绞合。

10.根据权利要求4所述额定电压的10kv～35kv光纤复合架空绝缘电缆，其特征在于，还包括有半导电屏蔽层；所述半导电屏蔽层由半导电材料制作，其套合于所述交联聚乙烯绝缘层的外围，且与所述导电层电位相等。

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