一种环刚性光电缆的制作方法

1.本发明属于线缆领域，尤其涉及一种环刚性光电缆。


背景技术：

2.近年来，随着国家大力发展光纤通信和高压送电电网，使得具有光电同送的光电缆使用需求大大增加。而随之而来也产生了一系列原有光电缆并未有效发现并解决的问题。
3.如现有的光电缆为实现对内部光纤线进行保护，通常设置有高密度、高比重的硬质保护结构，而此类结构的设置普遍存在着导致光缆运输、制造成本提高，以及部分情况下限制光电缆电力输送能力等缺点。


技术实现要素：

4.为解决现有的光电缆保护结构普遍适用性较差，与光电缆本身结构紧凑的特点相悖，且部分情况下容易导致光电缆的电力输送能力受限等问题，本发明提供了一种环刚性光电缆。
5.本发明的目的在于：一、能够形成一种动态产生环刚性的保护结构；二、确保光电缆具有质轻质柔的特点；三、能够对光电缆内部结构产生良好的保护效果。
6.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
7.一种环刚性光电缆，包括：由外至内设置的护套层、电力导线和中心光纤线；所述护套层的外表面嵌设有若干沿光电缆轴向设置的充气垫条，若干充气垫条在外护套层的外表面绕光电缆周向均匀分布间隔设置；所述充气垫条内设有气腔，所述气腔内填充有气体和/或挥发性液体，且至少填充有气体；所述护套层轴心设有芯腔，所述中心光纤线设置于芯腔中，电力导线绕芯腔周向均匀分布嵌设在护套层中。
8.作为优选，所述充气垫条包括在光电缆的径向截面呈圆弧形的弧形段和弧形段两端的圆形端头，所述圆形端头嵌设至护套层外表面内而弧形段贴合护套层的外表面设置；所述气腔设置于圆形端头中。
9.作为优选，所述芯腔内壁与中心光纤线之间填充设有隔热填充料。
10.作为优选，所述护套层包括内部的芯层和外部的表层；
所述芯腔和电力导线均设置于芯层中，充气垫条嵌设在表层中。
11.作为优选，所述芯层采用高导热改性pp进行制备，所述表层采用pe材料进行制备。
12.作为优选，所述芯层中还设有若干椭圆形腔；所述椭圆形腔长轴方向沿光电缆的径向方向，其间隔设置于相邻的两个电力导线之间。
13.作为优选，所述椭圆形腔内还设有缓冲空心管，缓冲空心管沿椭圆形腔的短轴方向，与椭圆形腔内壁抵接。
14.本发明的有益效果是：本发明技术方案合理利用了光电缆产热量大的特点，构建了一种动态的环刚性保护结构，在光电缆使用过程中由于光电缆自身的产热，能够产生良好的抗静压保护效果。
附图说明
15.图1为本发明的结构示意图；图2为本发明光电缆中电力导线热扩散的示意图；图3为本发明光电缆中充气垫条受热后产生环刚性的示意图；图4为本发明光电缆中缓冲空心管受热后产生抗静压保护效果的示意图；图中：100护套层，101芯层，1011芯腔，1012椭圆形腔，10121缓冲空心管，102表层，200电力导线，300中心光纤线，400充气垫条，401弧形段，402圆形端头，4021气腔，500隔热填充料。
具体实施方式
16.以下结合具体实施例和说明书附图对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
17.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。
18.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的
普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
19.如无特殊说明，本发明实施例所用原料均为市售或本领域技术人员可获得的原料；如无特殊说明，本发明实施例所用方法均为本领域技术人员所掌握的方法。
20.实施例一种如图1所示的具有环刚性承压的光电缆，其具体包括：由外至内设置的护套层100、电力导线200和中心光纤线300；所述护套层100的外表面嵌设有若干沿光电缆轴向设置的充气垫条400，若干充气垫条400在外护套层100的外表面绕光电缆周向均匀分布间隔设置，所述间隔设置即非接触性设置；所述充气垫条400包括在光电缆的径向截面呈圆弧形的弧形段401和弧形段401两端的圆形端头402，所述圆形端头402嵌设至护套层100外表面内而弧形段401贴合护套层100的外表面设置；所述圆形端头402中设有气腔4021，所述气腔4021内填充气体和/或配合填充有一定量易挥发且无腐蚀性的液体，如本实施例采用空气填充配合甲醇，甲醇的填充量大致为气腔4021容积的10 %；所述护套层100轴心设有芯腔1011，所述中心光纤线300设置于芯腔1011中，电力导线200绕芯腔1011周向均匀分布嵌设在护套层100中，且电力导线200能够尽量靠近护套层100外表面设置，根据光电缆的实际规格，在电力导线200的径向外侧预留足够厚度的护套层100能够对电力导线200产生机械保护效果的前提条件下，电力导线200与护套层100外表面的最小间距能够等于足够产生保护效果的预留厚度；所述芯腔1011内壁与中心光纤线300之间填充设有隔热填充料500，隔热填充料500为常规的石棉纱等。
21.在上述结构的配合下，本发明光电缆具有常温柔性，并且在工作过程中具备环刚性，即形成环刚性的“伪壳层”来大大提升光电缆的承压抗压能力；具体的，本发明光电缆的技术核心在于，对光电缆工作过程中自发产生的热量进行有效利用，在常规的光电缆保护结构中，无论对于抗压性能要求多低，均需要设置一定的抗压结构层，而薄层抗压结构通常采用不锈钢编织网等结构，大大提高了光电缆的比重，并且使其产生一定的硬化，在运输过程中十分不便；而对于本发明结构的光电缆而言，其采用全柔质、无硬质保护结构，并且不采用高密度、高比重的保护结构，能够实现光电缆的全柔质化以及轻量化，但在使用过程中，研究人员发现，在家用和普通商用等应用场景中嵌设型光电缆普遍会在工作过程中达到表面45～55 ℃的工作温度，这是因为光电缆中电力导线200工作不可避免会产生热量，而由于嵌设场景的使用环境空气流动性差甚至是全密封环境，导致热量难以发散，因而此类温度保持较为稳定，而嵌设场景使用时光电缆的抗压需求相对较低，通常只需要满足一定抗静压能力即可，对此，部分无刚性保护结构的全柔质化光电缆普遍配合硬质塑料管使用即能够满足使用需求，但配合硬质塑料管使用会导致后续光电缆的检修以及重新布线难度增大，实际使用效果相对有限，而本发明光电缆在工作过程中产生热量后，如图2所示，能够向外传导热量，而该热量能够如图3所示有效用于加热充气垫条400的气腔4021内的气体或者气
体和液体，使得气腔4021内的压强增大，由于气腔4021位于充气垫条400的圆形端头402，而圆形端头402嵌设在护套层100的外表面，因而气腔4021内部的气压增大、撑大圆形端头402时会在护套层100的外表面形成环形的支撑，使得护套层100的外表面产生“硬化”，同时由于两端的圆形端头402膨胀，弧形段401实际也会受到挤压作用，由于其径向内侧贴合护套层100的外表面且其呈圆弧形结构，因而其受到挤压作用时将会向外拱起，形成具备弹性缓冲功能的拱起结构，因而使得光电缆的护套层100的外表面形成“表面硬化”，产生环刚性的同时还具备一定的缓冲结构，进而使光电缆通过环刚性具备良好的抗静压能力，而缓冲结构还使其产生了一定的抗弱冲击作用的能力。
22.进一步的，所述护套层100包括内部的芯层101和外部的表层102；所述芯腔1011和电力导线200均设置于芯层101中，充气垫条400嵌设在表层102中，芯层101采用常规的pe、pa、pp等常见护套料进行制备即可，最优应当选用导热系数较高、达到4.5 w/m*k及以上而且热膨胀系数较低的改性pp进行制备，本实施例所用的改性pp为常规市售高导热改性pp，所述高导热改性pp购自深圳市沃尔核材股份有限公司，而表层102覆盖在芯层101的外表面，应当选用导热系数高且热膨胀系数大的常规pe材料进行制备，能够产生更优的“表面硬化”效果；因为芯层101应当尽可能地减少其体积变化，以稳定热传导过程，而表层102由于充气垫条400的约束限制作用，其实际难以产生径向向外或周向的膨胀，反而由于其较大的热膨胀系数会与充气垫条400之间产生“挤压”，进而富集更多的表面应力而产生“硬化”，使其环刚性能够更有效地得到提升。
23.进一步的，所述芯层101中还设有若干椭圆形腔1012，椭圆形腔1012长轴方向沿光电缆的径向方向，其间隔设置于相邻的两个电力导线200之间，且椭圆形腔1012内还设有缓冲空心管10121，缓冲空心管10121沿椭圆形腔1012的短轴方向，与椭圆形腔1012内壁抵接；所述缓冲空心管10121内同样能够如气腔4021充设空气或气体和低沸点液体的混合组分，能够如图4所示同样产生向外的作用力，与刚性的电力导线200结构配合在芯层101形成第二层具备环刚性的抗静压保护层。

技术特征：
1.一种环刚性光电缆，其特征在于，包括：由外至内设置的护套层、电力导线和中心光纤线；所述护套层的外表面嵌设有若干沿光电缆轴向设置的充气垫条，若干充气垫条在外护套层的外表面绕光电缆周向均匀分布间隔设置；所述充气垫条内设有气腔，所述气腔内填充有气体和/或挥发性液体，且至少填充有气体；所述护套层轴心设有芯腔，所述中心光纤线设置于芯腔中，电力导线绕芯腔周向均匀分布嵌设在护套层中。2.根据权利要求1所述的一种环刚性光电缆，其特征在于，所述充气垫条包括在光电缆的径向截面呈圆弧形的弧形段和弧形段两端的圆形端头，所述圆形端头嵌设至护套层外表面内而弧形段贴合护套层的外表面设置；所述气腔设置于圆形端头中。3.根据权利要求1所述的一种环刚性光电缆，其特征在于，所述芯腔内壁与中心光纤线之间填充设有隔热填充料。4.根据权利要求1所述的一种环刚性光电缆，其特征在于，所述护套层包括内部的芯层和外部的表层；所述芯腔和电力导线均设置于芯层中，充气垫条嵌设在表层中。5.根据权利要求4所述的一种环刚性光电缆，其特征在于，所述芯层采用高导热改性pp进行制备，所述表层采用pe材料进行制备。6.根据权利要求1所述的一种环刚性光电缆，其特征在于，所述芯层中还设有若干椭圆形腔；所述椭圆形腔长轴方向沿光电缆的径向方向，其间隔设置于相邻的两个电力导线之间。7.根据权利要求6所述的一种环刚性光电缆，其特征在于，所述椭圆形腔内还设有缓冲空心管，缓冲空心管沿椭圆形腔的短轴方向，与椭圆形腔内壁抵接。

技术总结
本发明属于线缆领域，尤其涉及一种环刚性光电缆。其包括：由外至内设置的护套层、电力导线和中心光纤线；所述护套层的外表面嵌设有若干沿光电缆轴向设置的充气垫条，若干充气垫条在外护套层的外表面绕光电缆周向均匀分布间隔设置；所述充气垫条内设有气腔，所述气腔内填充有气体和/或挥发性液体，且至少填充有气体；所述护套层轴心设有芯腔，所述中心光纤线设置于芯腔中，电力导线绕芯腔周向均匀分布嵌设在护套层中。本发明技术方案合理利用了光电缆产热量大的特点，构建了一种动态的环刚性保护结构，在光电缆使用过程中由于光电缆自身的产热，能够产生良好的抗静压保护效果。能够产生良好的抗静压保护效果。能够产生良好的抗静压保护效果。


技术研发人员：林中山 王醒东
受保护的技术使用者：富通集团有限公司
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/10/8