CN212990778U - 一种重覆冰地区使用的光纤复合架空地线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种重覆冰地区使用的光纤复合架空地线，包括中心加强件、不锈钢光单元、内层铝包钢丝和外层铝包钢丝；所述中心加强件位于中心位置，其外圆周绞合有不锈钢光单元和内层铝包钢丝，所述不锈钢光单元包括耐低温的G652D或G654光纤、耐低温型的吸氢纤膏和不锈钢管；所述不锈钢光单元与四组内层铝包钢丝螺旋绞合组成绞合内层；所述绞合内层的外侧为绞合外层，所述绞合外层设有与绞合内层反向螺旋绞合的外层铝包钢丝。本实用新型的内部采用1+5结构内层，在光缆外径不变的情况下有效增大了绞合内层不锈钢光单元和内层铝包钢丝的直径，提升光纤的活动空间和余长进而提升光缆的极限抗拉性能。

Description

一种重覆冰地区使用的光纤复合架空地线

技术领域

本实用新型属于光纤复合架空地线的技术领域，具体涉及一种重覆冰地区使用的光纤复合架空地线。

背景技术

光纤复合架空地线在电力系统里面安装在架空杆塔的顶部，用于电力线路的防雷保护以及通信作用；并减小线路短路电流对电网的干扰，采用架空方式敷设，适合远距离及大容量通信需求，相比传统通信运营商的城市管道敷设以及低空线杆的敷设方式，电力架空杆塔跨距大、线路长、熔接工作量少，线路衰减小，维护效率高。

随着科技的不断发展，通信技术的不断进步，近几年我国特高压输电技术突飞猛进，对光纤复合架空地线提出了更高的技术要求；特高压线路起点主要分布在西北、西南、华北等区域，用于连接区域中心城市以及东部沿海城市；线路长度往往能达到2000-3000公里，我国东西及南北跨距大，气象条件差异非常大，其中西南、西北地区等为重覆冰区域，用于保障特高压输电线路运行安全的光纤复合架空地线承担着非常重要的责任。

现有光纤复合架空地线技术中存在如下缺陷：

1.传统的光纤复合架空地线，一般使用中心管式或层绞式不锈钢光单元结构，层绞式结构管内光纤拥有二次结构余长，拉伸性能优于中心管式，一般能满足40％破断力拉伸负荷下光纤无应变，60％破断力拉伸负荷下光纤应变0.25％左右，在线路遭遇覆冰或雪凇灾害时线路拉伸负荷超过60％破断力，轻则造成光纤通信线路中断，重则可能造成线路损毁；

2.传统的层绞式光纤复合架空地线一般采用普通的光纤，填充常规润滑脂；在冬季低温环境下润滑脂易结块或凝固，降低对光纤的保护性能，导致线路衰减增大，使通信性能受到影响；

3.传统的层绞式光纤复合架空地线内层一般采用1+6结构，中心加强件与内层不锈钢光单元以及绞合铝包钢线外径基本一致，光纤在管内空占比较小，因此管内光纤余长小，无法适应突发的覆冰造成线路负荷增大产生的极限拉伸情况。

因此，如何克服现有光纤复合架空地线存在的缺陷是急需解决的技术问题。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种重覆冰地区使用的光纤复合架空地线。

实现本实用新型的技术方案是：

本实用新型所述一种重覆冰地区使用的光纤复合架空地线，包括中心加强件、不锈钢光单元、内层铝包钢丝和外层铝包钢丝；所述中心加强件位于中心位置，其外圆周绞合有不锈钢光单元和内层铝包钢丝，所述不锈钢光单元包括耐低温的G652D或G654 光纤、耐低温型的吸氢纤膏和不锈钢管；所述不锈钢管内安装有G652D或G654光纤，在光纤和不锈钢管之间的间隙中填充吸氢纤膏；所述不锈钢光单元与四组内层铝包钢丝螺旋绞合组成绞合内层；本实用新型采用1+5结构的绞合内层，使不锈钢光单元内部光纤余长比传统的1+6结构余长大0.2％左右，有效地提升光纤的活动空间及余长进而提升光纤复合架空地线的极限抗拉性能；所述绞合内层的外侧为绞合外层，所述绞合外层设有与绞合内层反向螺旋绞合的外层铝包钢丝；绞合内层和绞合外层的铝包钢丝的设置形成双重保护，保障光纤复合架空地线在重覆冰或雪凇灾害区域的稳定运行；本实用新型的结构在同等外径的情况下，比常规光纤复合架空地线破断力提高15％，大幅提升了本实用新型的拉重比性能。

本实用新型优选地技术方案为，所述中心加强件采用高强度镀锌钢丝，所述中心加强件采用抗拉强度为1770Mpa的镀锌钢丝；本实用新型中的中心加强件采用镀锌钢丝，其抗拉强度远远优于现有的普通光纤复合架空地线中所使用的常规20AC的铝包钢丝， 20AC的铝包钢丝的抗拉强度为1340Mpa；所述中心加强件的外径小于不锈钢光单元和内层铝包钢丝的外径。

优选地，所述G652D或G654光纤为适于-70℃低温的48芯耐低温G652D或G654 光纤；G652D或G654光纤在不锈钢光单元内呈现螺旋式分布，留有足够的余长，在温度较低的条件下光纤在不锈钢管内的活动空间大，不会受到因光纤复合架空地线受到覆冰造成的拉力以及侧压力影响，G652D或G654光纤能够满足-70℃极端低温下的光纤衰减要求，在低温条件下，光纤复合架空地线受到90％破断力的极限状态下光纤附加衰减≤0.025dB/km。

优选地，所述不锈钢光单元内吸氢纤膏使用硅油作为基础油，吸氢纤膏的锥入度为 230±2，其填充比为80±2％，比传统常温光纤复合架空地线低约10％，在-70℃低温环境中吸氢纤膏仍然保持弹性状态不结块；本实用新型中的吸氢纤膏的填充比较低，因此在温度较低的条件下光纤在不锈钢管内的活动空间大，在有效地提升光纤的活动空间及余长进而提升光纤复合架空地线的极限抗拉性能，使不锈钢光单元内的光纤不会受到因光纤复合架空地线受到覆冰造成的拉力以及侧压力影响。

优选地，所述内层铝包钢丝和外层铝包钢丝均采用14AC、抗拉强度为1600Mpa的高抗拉强度的铝包钢丝；高抗拉强度的铝包钢丝和镀锌钢丝的双层铠装使的光纤复合架空地线拥有优越的抗拉伸及抗侧压性能。

优选地，所述中心加强件和绞合内层以及绞合内层和绞合外层之间间隙均匀填充有耐低温防腐石油膏。本实用新型中石油膏的填充能够有效的阻止外界的水汽进入光纤复合架空地线内部，保证光纤复合架空地线内部材料的机械性能及电气性能长期稳定，防止产生电化腐蚀，有效改善线路的振动疲劳以及蠕变问题；保证该光纤复合架空地线在重覆冰地区的长期稳定可靠运行。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：

(1)本实用新型中的光纤复合架空地线的结构内层采用1+5奇数绞合组成，相对比传统层绞式光纤复合架空地线常规使用的1+6绞合模式，在光缆外径不变的情况下，本实用新型能够有效增大内层不锈钢光单元和内层铝包钢丝的外径，从而提升不锈钢光单元内部光纤的活动空间及余长，进而提升光缆的极限抗拉性能，在线路覆冰的光纤复合架空地线受到90％破断力的极限状态下，光纤的附加衰减≤0.025dB/km。

(2)本实用新型中的不锈钢光单元采用电力行业光纤复合架空地线规定的标准光单元尺寸，能够使用常规的光纤复合架空地线的生产设备，无需单独开发新的结构以及工艺，降低生产成本。

(3)本实用新型中的光纤复合架空地线只需一组不锈钢光单元即可满足通信需求，与传统的光纤复合架空地线相比，本实用新型的生产成本低，安全性高。

(4)本实用新型中的中心加强件使用高强度镀锌钢丝，绞合线使用高抗拉强度铝包钢丝，绞合内层和绞合外层的铝包钢丝形成双重保护，提高光纤复合架空地线的弹性模量以及拉重比性能，并使光纤复合架空地线的整体破断力提高15％左右，同等拉伸负荷状态下，本实用新型中的光纤复合架空地线的伸长更小，安全系数更高。

(5)本实用新型中的光纤复合架空地线具有拉重比高、应力应变小等优点，在光缆遭遇重覆冰或雪凇灾害，拉伸负荷达到90％破断力的极限状态下仍能保持不锈钢光单元内的光纤无应变，无明显附加衰减，拥有优越的抗覆冰性能；尤其适合垭口、风道、山顶、和迎风坡等特殊地貌以及江河湖泊环绕的山腰等重冰区使用。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型所述光纤复合架空地线的结构示意图；

图2为现有技术中光纤复合架空地线的结构示意图。

图中，1-中心加强件，2-不锈钢光单元，21-不锈钢管，22-光纤，23-吸氢纤膏，3-内层铝包钢丝，4-外层铝包钢丝，5-石油膏。

具体实施方式

下面通过附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

实施例：一种重覆冰地区使用的光纤复合架空地线，如附图1所示，光纤复合架空地线包括中心加强件1、不锈钢光单元2、内层铝包钢丝3和外层铝包钢丝4；中心加强件1位于光纤复合架空地线的中心位置，中心加强件1采用高强度镀锌钢丝，中心加强件1采用抗拉强度为1770Mpa的镀锌钢丝；本实施例中的中心加强件1采用镀锌钢丝，其抗拉强度远远优于现有的普通光纤复合架空地线中所使用的常规20AC的铝包钢丝，20AC的铝包钢丝的抗拉强度为1340Mpa；中心加强件1的外圆周绞合有不锈钢光单元2和内层铝包钢丝3，不锈钢光单元2和内层铝包钢丝3同层螺旋绞合在一起形成绞合内层。

本实施例中的不锈钢光单元2包括耐低温的G652D或G654光纤22、耐低温型的吸氢纤膏23和不锈钢管21；在不锈钢管21内安装有光纤22，在光纤22和不锈钢管21之间的间隙填充有吸氢纤膏23。本实施例中的光纤22优选为康宁适于-70℃低温的 48芯耐低温G652D或G654光纤；本实施例中吸氢纤膏23使用硅油作为基础油，吸氢纤膏23的锥入度为230±2，吸氢纤膏23的填充比为80±2％，比传统常温光纤复合架空地线低约10％，在-70℃低温环境吸氢纤膏23仍然保持弹性状态不结块，不会对光纤造成影响；吸氢纤膏23的锥入度可满足耐低温G652D或G654光纤在-70℃下工作时的光纤衰减要求。不锈钢光单元2与四组内层铝包钢丝3螺旋绞合组成绞合内层；中心加强件1的外径小于不锈钢光单元2和内层铝包钢丝3的外径；光纤22在不锈钢光单元 2内呈现螺旋式分布，本实施例采用1+5结构的绞合内层，使不锈钢光单元2内部光纤 22余长比传统的1+6结构余长大0.2％左右，留有足够的余长，而且吸氢纤膏23的填充比相对于传统常温光纤复合架空地线低约10％，填充比较低，因此在温度较低的条件下光纤22在不锈钢管21内的活动空间大，在有效地提升光纤22的活动空间及余长进而提升光纤复合架空地线的极限抗拉性能，使不锈钢光单元2内的光纤22不会受到因光纤复合架空地线受到覆冰造成的拉力以及侧压力影响；G652D或G654光纤22能够满足-70℃极端低温下的光纤22衰减要求，在低温条件下，光纤复合架空地线受到90％破断力的极限状态下光纤22附加衰减≤0.025dB/km。本实施例中的绞合内层的外侧为绞合外层，绞合外层设有与绞合内层反向螺旋绞合的外层铝包钢丝4；内层铝包钢丝3 和外层铝包钢丝4均采用14AC、抗拉强度为1600Mpa的高抗拉强度的铝包钢丝；高抗拉强度的铝包钢丝和镀锌钢丝的双层铠装使的光纤复合架空地线拥有优越的抗拉伸及抗侧压性能；绞合内层和绞合外层的铝包钢丝的设置形成双重保护，保障光纤复合架空地线在重覆冰或雪凇灾害区域的稳定运行；本实施例中的结构设计在同等外径的情况下，比常规光纤复合架空地线破断力提高15％，大幅提升了光纤复合架空地线的拉重比性能。

本实施例中的中心加强件1和绞合内层以及绞合内层和绞合外层之间间隙均匀填充有耐低温防腐石油膏5。本实用新型中石油膏5的填充能够有效的阻止外界的水汽进入光纤复合架空地线内部，保证光纤复合架空地线内部材料的机械性能及电气性能长期稳定，防止产生电化腐蚀，有效改善线路的振动疲劳以及蠕变问题；保证该光纤复合架空地线在重覆冰地区的长期稳定可靠运行。

本实施例中的光纤复合架空地线具有拉重比高、应力应变小等优点，在光缆遭遇重覆冰或雪凇灾害，拉伸负荷达到90％破断力的极限状态下仍能保持不锈钢光单元内的光纤无应变，无明显附加衰减，拥有优越的抗覆冰性能；尤其适合垭口、风道、山顶、和迎风坡等特殊地貌以及江河湖泊环绕的山腰等重冰区使用。

本实施例中的光纤复合架空地线与同样外径的层绞式光纤复合架空地线相比，传统的光纤复合架空地线在满足通信需求的情况下需要使用双管光单元结构，如附图2所示；双管光单元结构相对比本实施例中的光纤复合架空地线，成本增加，绞合风险成倍增大；而本实施例中的光纤复合架空地线结构内层采用1+5奇数结构，只需一组不锈钢光单元就可满足通信需求，生产成本低，安全系数高。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (6)

1.一种重覆冰地区使用的光纤复合架空地线，其特征在于，包括中心加强件、不锈钢光单元、内层铝包钢丝和外层铝包钢丝；所述中心加强件位于中心位置，其外圆周绞合有不锈钢光单元和内层铝包钢丝，所述不锈钢光单元包括耐低温的G652D或G654光纤、耐低温型的吸氢纤膏和不锈钢管；所述不锈钢管内安装有G652D或G654光纤，在光纤和不锈钢管之间的间隙中填充吸氢纤膏；所述不锈钢光单元与四组内层铝包钢丝螺旋绞合组成绞合内层；所述绞合内层的外侧为绞合外层，所述绞合外层设有与绞合内层反向螺旋绞合的外层铝包钢丝。

2.根据权利要求1所述的光纤复合架空地线，其特征在于，所述中心加强件采用高强度镀锌钢丝，所述中心加强件采用抗拉强度为1770Mpa的镀锌钢丝；所述中心加强件的外径小于不锈钢光单元和内层铝包钢丝的外径。

3.根据权利要求1所述的光纤复合架空地线，其特征在于，所述G652D或G654光纤为适于-70℃低温的48芯耐低温G652D或G654光纤。

4.根据权利要求3所述的光纤复合架空地线，其特征在于，所述不锈钢光单元内吸氢纤膏的基础油为硅油，所述吸氢纤膏的锥入度为230±2，其填充比为80±2％，所述吸氢纤膏在-70℃低温环境下不结块。

5.根据权利要求1所述的光纤复合架空地线，其特征在于，所述内层铝包钢丝和外层铝包钢丝均采用14AC、抗拉强度为1600Mpa的高抗拉强度的铝包钢丝。

6.根据权利要求1所述的光纤复合架空地线，其特征在于，所述中心加强件和绞合内层以及绞合内层和绞合外层之间间隙均匀填充有耐低温防腐石油膏。

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