RU56007U1

RU56007U1 - OPTICAL CABLE

Info

Publication number: RU56007U1
Application number: RU2005127819/22U
Authority: RU
Inventors: Юрий Владимирович Смирнов; Сергей Юрьевич Смирнов; Виктор Андреевич Малай; Андрей Викторович Малай
Priority date: 2005-09-07
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2006-08-27

Abstract

Предложенный оптический кабель, состоит и стального оптического модуля выполненного в виде трубки из стальных канатных преформированных проволок, при этом количество проволок формирующих трубку - 6-8 шт, кратность шага повива проволок менее 10. Внутри трубки расположены оптические волокна в тонком полимерном покрытии и гидрофоб. Упомянутая трубка предусматривает сварочный шов, расположенный по винтовой линии. Предложенный модуль не имеет полимерных материалов. Модуль и кабель выполненный из него имеет субминимальные размеры, отличается высокими механическими характеристиками: стойкостью к растягивающим нагрузкам и поперечным усилиям, имеет высокую гибкость. Отличается широким рабочим температурным диапазоном функционирования. Кабель имеет универсальное применение в том числе: в качестве городского кабеля, кабеля для прокладки в грунт, самонесущего подвесного кабеля, в качестве грузонесущего геофизического кабеля, может использоваться в качестве элементов грозотроса, или фазового высоковольтного провода, или высоковольтного силового кабеля. Варианты исполнения с минимальными размерами могут использоваться для внутренней прокладки в зданиях и помещениях, а также в качестве полевых кабелей или кабелей для подвижных систем связи и передачи информации или систем измерения, например измерения распределенных температур, или напряжений в системах с рамановскими или брюэленовскими рефлектометрами.The proposed optical cable also consists of a steel optical module made in the form of a tube of steel wire preformed wires, with the number of wires forming the tube being 6-8 pcs, the multiplicity of the wire winding pitch is less than 10. Inside the tube there are optical fibers in a thin polymer coating and hydrophobic. Mentioned tube provides a weld located along a helical line. The proposed module does not have polymeric materials. The module and cable made of it has subminimum dimensions, has high mechanical characteristics: resistance to tensile loads and transverse forces, has high flexibility. It features a wide operating temperature range of operation. The cable has universal application including: as a city cable, a cable for laying in the ground, a self-supporting suspension cable, as a load-carrying geophysical cable, can be used as elements of a lightning cable, or a phase high-voltage wire, or a high-voltage power cable. Designs with minimum dimensions can be used for indoor installation in buildings and premises, as well as field cables or cables for mobile communication and information systems or measurement systems, for example, measuring distributed temperatures or voltages in systems with Raman or Brulene reflectometers.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, к конструкциям оптических модулей и кабелей, использующихся в системах связи и передачи информации и, в частности, в геодезических исследованиях, в системах противопожарного предупреждения и пр.The utility model relates to electrical engineering, to the designs of optical modules and cables used in communication and information transfer systems and, in particular, in geodetic studies, in fire warning systems, etc.

Известны конструкции оптических модулей со свободной укладкой оптических волокон (OВ) внутри полимерной трубки. Они используются в большинстве выпускаемых оптических кабелей (ОК), так называемой модульной конструкции [1].Known designs of optical modules with free laying of optical fibers (OB) inside the polymer tube. They are used in most manufactured optical cables (OK), the so-called modular design [1].

Эти модули выполняются из полимерных материалов с низким коэффициентом температурного расширения (КТР), например, из полиизобутелентерефтолата или поликарбоната; внутренне пространство трубок заполнено гидрофобным гелем, в котором находятся одно или несколько оптических волокон в тонком лаковом покрытии. Модули обычно имеют диаметр от 1,8 до 3 мм. В ОК используют одномодульную конструкцию, в которой модуль располагается по оси кабеля, или многомодульную, когда несколько модулей скручены вокруг центрального упрочняющего элемента. Для создания необходимой механической прочности изделия ОК упрочняют броней из стальных проволок.These modules are made of polymeric materials with a low coefficient of thermal expansion (CTE), for example, polyisobutylene terephtholate or polycarbonate; the inner space of the tubes is filled with a hydrophobic gel in which there are one or more optical fibers in a thin lacquer coating. Modules typically have a diameter of 1.8 to 3 mm. In OK, they use a single-module design in which the module is located along the cable axis, or multi-module when several modules are twisted around a central reinforcing element. To create the necessary mechanical strength, OK products are reinforced with steel wire armor.

Недостатком полимерных модулей и ОК на их основе являются большие габариты и вес. Это вызвано тем, что при производстве модуля происходит усадка экструдируемых трубок и, как следствие, изгиб OВ, находящихся внутри трубки. Поэтому практически невозможно выполнить полимерный малогабаритный модуль с удовлетворительными параметрами передачи OВ, т.к. изгиб OВ сопровождается возрастанием затухания OВ. Полимерный модуль и ОК к тому же имеет ограниченный рабочий температурный диапазон эксплуатации в области низких температур из-за температурных усадок, приводящих к дополнительному изгибу OВ и возрастанию затухания.The disadvantage of polymer modules and OK based on them are large dimensions and weight. This is due to the fact that during the production of the module, the extruded tubes shrink and, as a consequence, the bending of OB located inside the tube occurs. Therefore, it is practically impossible to perform a polymer small-sized module with satisfactory transmission parameters of OB, because bending of OB is accompanied by an increase in the attenuation of OB. The polymer module and OK also have a limited operating temperature range of operation in the low-temperature region due to temperature shrinkage, which leads to an additional bending of ОВ and an increase in attenuation.

В результате конкретные конструкции ОК после наложения внешних защитных оболочек имеют внешний диаметр 12-20 мм, в вес до 500 кг/км.As a result, specific OK structures after applying external protective shells have an external diameter of 12–20 mm, weighing up to 500 kg / km.

С другой стороны известен ОК, содержащий стальную сварную трубку имеющую внешний диаметр 2,5 мм, с расположенными внутри ее по меньшей мере одним оптическим волокном с защитным полимерным покрытием и гидрофобным заполнителем [2] и защитную полимерную оболочку.On the other hand, an OK is known, containing a steel welded tube having an external diameter of 2.5 mm, with at least one optical fiber with a protective polymer coating and hydrophobic filler [2] and a protective polymer shell located inside it.

Данное техническое решение является наиболее близким из числа известных к предлагаемому по совокупности признаков.This technical solution is the closest among those known to the proposed combination of features.

К недостаткам этого технического решения следует отнести не большую стойкость на растяжение, плохую гибкость и низкую стойкость к многократным перегибам кабеля, что снижает его эксплуатационные возможности.The disadvantages of this technical solution include not much tensile strength, poor flexibility and low resistance to repeated bending of the cable, which reduces its operational capabilities.

Поставленная задача состояла в разработке конструкции малогабаритного оптического кабеля, характеризующегося повышенной стойкостью к продольным, поперечным нагрузкам, высокой гибкостью и стойкостью к многократным перегибам, способным функционировать в широком диапазоне температур.The task was to develop the design of a small-sized optical cable, characterized by increased resistance to longitudinal, lateral loads, high flexibility and resistance to repeated bending, capable of operating in a wide temperature range.

Технический результат достигается тем, что в оптическом кабеле, содержащем стальную трубку, с расположенным внутри нее по меньшей мере одним оптическим волокном с защитным полимерным покрытием и гидрофобным заполнителем, трубка выполнена в виде повива из преформированных стальных проволок или стренг с кратностью шага повива не более 10.The technical result is achieved in that in an optical cable containing a steel tube, with at least one optical fiber with a protective polymer coating and a hydrophobic filler located inside it, the tube is made in the form of coils of preformed steel wires or strands with a multiplicity of coils of no more than 10 .

Предпочтительное количество преформированных стальных проволок или стренг составляет от 6 до 8.The preferred number of preformed steel wires or strands is from 6 to 8.

Для упрочнения трубки в ней может быть выполнен сварной шов, расположенный по винтовой линии.To harden the tube, a weld seam located along a helix can be made in it.

Оптический кабель может также бать снабжен внешней полимерной оболочкой.The optical cable may also be provided with an external polymer sheath.

Полезная модель иллюстрируется чертежем, на котором показан оптический кабель в разрезе.The utility model is illustrated in the drawing, which shows an optical cable in section.

На фиг.1 изображен кабель, в котором трубка выполнена из стальных проволок, а на фиг.2 - из стренг.Figure 1 shows a cable in which the tube is made of steel wires, and figure 2 is made of strands.

Кабель содержит оптическое волокно 1 с защитным полимерным покрытием, гидрофобный заполнитель 2, которые размещены в стальной трубке 3 из стальных проволок или стренг, и внешнюю оболочку 4 из полиэтилена.The cable contains an optical fiber 1 with a protective polymer coating, a hydrophobic filler 2, which are placed in a steel tube 3 of steel wires or strands, and an outer sheath 4 of polyethylene.

Далее приводятся сведения, подтверждающие промышленную примнимость полезной модели.The following is evidence of the industrial acceptability of a utility model.

Для изготовления трубки используют преформированную проволоку из стали с высокопрочным составом, которая используется при производстве канатов. Временное сопротивление проволоки лежит в пределах 160-220 кг/км2.For the manufacture of the tube using a preformed steel wire with a high strength composition, which is used in the manufacture of ropes. The temporary resistance of the wire lies in the range of 160-220 kg / km2.

Для этой цели могут быть использованы стренги, представляющие собой скрученные между собой стальные проволоки меньшего диаметра. Общий диаметр стренг выбирается равнозначным.For this purpose, strands can be used, which are steel wires of smaller diameter twisted together. The total diameter of the strands is chosen equivalent.

Преформирование проволок является известным приемом при изготовлении канатов и бронировании оптических кабелей и заключается в создании деформации кручения и изгиба с выбранным радиусом обеспечивающим устойчивый геликоидальный вид каждой из проволок.Preforming wires is a well-known technique in the manufacture of ropes and booking optical cables and consists in creating torsion and bending deformation with a selected radius providing a stable helicoidal appearance of each of the wires.

Преформированные проволоки в предлагаемом техническом решении имеют относительно малый шаг с кратностью не более 10 (кратность шага-это отношение шага повива к диаметру трубки) и образуют стальную трубку из плотно примыкающих друг к другу проволок. При этом трубка отличается высокой продольной и поперечной прочностью и повышенной гибкостью.Preformed wires in the proposed technical solution have a relatively small pitch with a multiplicity of not more than 10 (the multiplicity of the pitch is the ratio of the pitch of the winding to the diameter of the tube) and form a steel tube of wires closely adjacent to each other. At the same time, the tube is characterized by high longitudinal and lateral strength and increased flexibility.

Выбор количества проволок или стренг в пределах 6-8 и кратность шага повива не более 10 определяется необходимостью обеспечения устойчивости повива проволок от схлопывания при изготовлении трубки и эксплуатации. С другой стороны выбор числа проволок и их диаметра определяется требуемым числом волокон для размещения их внутри трубки вместе с гидрофобным заполнителем.The choice of the number of wires or strands in the range of 6-8 and the multiplicity of the winding pitch is not more than 10 is determined by the need to ensure the stability of the winding of the wires from collapse during tube manufacture and operation. On the other hand, the choice of the number of wires and their diameter is determined by the required number of fibers to place them inside the tube together with a hydrophobic aggregate.

В конструкции кабеля использованы известные оптические волокна и гидрофобный заполнитель, обычно применяемые при изготовлении оптических кабелей.In the construction of the cable used well-known optical fibers and hydrophobic filler, usually used in the manufacture of optical cables.

В предлагаемом оптическом кабеле трубки можно изготавливать так, как изготавливают стальные канаты на машинах фонарного или сигарного типов [3]. Аналогичные технологии используют и при бронировании оптических кабелей.In the proposed optical cable, the tubes can be manufactured in the same way as steel ropes are made on lantern or cigar type machines [3]. Similar technologies are used when booking optical cables.

Другая известная технология предусматривает формирование стальной трубки при перевиве проволок с каната на оптический модуль [4].Another well-known technology provides for the formation of a steel tube when transposing wires from a rope to an optical module [4].

Были изготовлены образцы предлагаемого кабеля. Их испытания показали, что предлагаемое техническое решение позволяет решить поставленную задачу-улучшение эксплуатационных характеристик, позволяет получить гибкий прочный к действию растягивающих нагрузок и малогабаритный кабель, работающий в широком диапазоне температур. Кабель сохраняет при этом высокую прочность к поперечным нагрузкам.Samples of the proposed cable were made. Their tests showed that the proposed technical solution allows us to solve the problem of improving operational characteristics, allows us to obtain a flexible tensile loads and a small-sized cable operating in a wide temperature range. The cable at the same time maintains high strength to lateral loads.

По сравнению с оптическим кабелем, содержащим сплошную стальную трубку, трубка из повива стальных канатных преформированных проволок. имеет высокую прочность и гибкость; в тоже время размеры кабеля могут быть весьма небольшими при том же количестве оптических волокон, которое можно поместить внутри трубки вместе с гидрофобным заполнителем.Compared with an optical cable containing a continuous steel tube, a cable made of twisted steel wire preformed wires. has high strength and flexibility; at the same time, the dimensions of the cable can be very small with the same number of optical fibers that can be placed inside the tube with a hydrophobic filler.

Литература:Literature:

1. Г. Мальке, П. Гессинг. Волоконно-оптические кабели. Глава 9. Перевод с немецкого. Издание второе дополненное 2001 г. LINGUA-9, Новосибирск.1. G. Malke, P. Hessing. Fiber optic cables. Chapter 9. Translation from German. Second edition supplemented in 2001. LINGUA-9, Novosibirsk.

2. Г. Мальке, П. Гессинг. Волоконно-оптические кабели. Рис 9.21. Перевод с немецкого. Из. Второе дополненное 2001 г. LINGUA-9, Новосибирск.2. G. Malke, P. Hessing. Fiber optic cables. Figure 9.21. Translation from German. Of. Second supplemented in 2001 LINGUA-9, Novosibirsk.

3. М.А.Букштейн. Производство стальных канатов. Государственное научно-техническое из-во литературы по черной и цветной металлургии. Москва 1963 г.3. M.A. Bukstein. Steel wire rope production. State scientific and technical literature on ferrous and non-ferrous metallurgy. Moscow 1963

4. А.Г.Ионов, Смирнов Ю.В. Новый метод бронировании оптических кабелей. Перспективные конструкции. Y Международная конференция по электротехническим материалом, стр.127, 2004 г.4. A.G. Ionov, Smirnov Yu.V. A new method for booking optical cables. Promising designs. Y International Conference on Electrotechnical Material, p. 127, 2004

Claims

1. An optical cable comprising a steel tube, with at least one optical fiber with a protective polymer coating and a hydrophobic filler located inside it, characterized in that the tube is made in the form of a coil from preformed steel wires or strands, with a multiplicity of a scroll of no more than 10 .

2. The cable according to claim 1, characterized in that the number of preformed steel wire ropes or strands is from 6 to 8.

3. The cable according to claim 1, characterized in that the steel tube has a weld located along a helix.

4. The cable according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is provided with an external polymer sheath.