本发明涉及一种一种承重光电复合缆及其制造工艺，属于电线电缆技术领域。承重光电复合缆主要用于反复收放装置下的水下设备及海洋探测系统中。
背景技术：
承重电缆是水下探测系统中最关键的一个组件，探测系统中所有的信号及电能传输均需通过承重电缆来完成，同时该电缆应当具有较大的抗拉能力，能够拖拽、吊放多达上百公斤的水下探测装置。原采用的同轴电缆式承重缆已不能满足新一代水下探测系统的传输功率和数据大、仪器设备重量大等新一代声呐系统的要求，因此需要研制一种新型的抗拉能力强的带有光纤的承重光电复合缆。
技术实现要素：
为填补以上领域需要的空白，本发明专利在于提供一种承重光电复合缆及其制造工艺，成功解决原同轴承重缆的传输功率小、信号传输容量小等问题，使得新型水下探测系统具有优异的传输功率大、搜索范围广、数据传输容量大以及抗电磁干扰强等优点，并且通过良好的结构设计及工艺实施，可使承重光电复合缆具有良好的水密性，使其探测深度更大。
本发明专利采用技术方案如下：
本发明承重光电复合缆的结构特点是：由不锈钢铠装的光单元（1）、铜塑薄膜绕包的功率线（2）、填芯（3）和引流线（4）构成承重光电复合缆的缆芯，在缆芯外面紧包一层内护套（5），在内护套（5）外铠装一层芳纶作为抗拉层（6），最外层挤出一层高强度聚氨酯作为外护套（7）。
本发明承重光电复合缆的制造工艺的特点是按如下步骤进行：
步骤1：采用不锈钢带铠装两根单模光纤，应保证光纤具有适当的余长，以避免光电复合缆弯曲使用时对光纤产生应力。铠装后，在不锈钢带外编织一层8锭800dtex的细规格芳纶作为保护层，形成光单元（1）。这样的光单元（1）具有良好的柔软性和一定的承力能力。
步骤2：将24根直径为0.2mm镀锡铜丝规则绞合，在绞合导体外采用压力式挤出工艺挤包一层高强度聚烯烃材料，绝缘外径2.2mm±0.1mm。，挤出机进料口温度为190℃，塑化均化段温度为230℃，机头温度为210℃。绝缘挤出后，进行4kV的在线火花试验。将这样制得的绝缘芯线外绕包一层厚度为0.05mm的铜塑复合带，铜面朝外，搭盖率为15%，最后制得光电复合缆用的电源线（2）。
步骤3：采用直径为1.2mm的尼龙线作为填芯（3）。
步骤4：将19根直径为0.18mm的镀锡铜丝规则绞合，制作成引流线（4）。
步骤5：将光单元（1）、电源线（2）、填芯（3）和引流线（4）一起按照说明书附图1所示的结构进行成缆，成缆节距为60mm，保证线芯结构稳定，光电复合缆柔软性好。
步骤6：在成缆缆芯外，采用压力式挤出工艺挤包一层高强度聚烯烃材料，挤出机进料口温度为190℃，塑化均化段温度为230℃，机头温度为210℃，挤出外径5.8mm±0.2mm。挤出后，采用温水冷却，以保证光电复合缆整体紧密性。缆芯外挤出的高强度聚烯烃材料作为整个光电复合缆的内护套（5），对缆芯起良好的保护作用，可对承受的侧压和拉力进行分散。
步骤7：在内护套（5）外双向铠装一层高强度耐磨损的芳纶纤维作为光电复合缆的抗拉层（6），保证了光电复合缆整体的抗拉强度。
步骤8：将高强度聚氨酯料在（90±5）℃下烘干5小时后注入单螺杆挤塑机，完成在芳纶纤维铠装外挤包聚氨酯外护套（7）；在所述单螺杆挤塑机中采用挤压式模具，挤塑机进料口温度设置为140℃，塑化均化段温度为190℃，机头温度设置为180℃。挤出后立即用温水冷却。
本发明专利的有益效果体现在：
1、结构紧凑、传输功率大：通过采用高强度聚烯烃绝缘材料，使电源线以较小的绝缘层厚度就能承受高电压，可传输功率大，且电缆外径小；使用铜塑薄膜作为屏蔽层，大大降低了屏蔽层的重量，并且具有良好的电磁兼容性，使发射机的电信号不会影响到系统内其他的电气设备。
2、耐反复收放：光电复合缆在设计过程充分考虑到了耐反复收放的问题，采用不锈钢铠装光单元及采用小节距多股绞合形式，提高了光电复合缆整体的耐弯曲性和柔软性。在成缆过程中，光电复合缆芯线绞合节距控制在10～12倍节径比之间，保证了光电复合缆的整体稳定性。通过挤包一层高强度聚烯烃作为内护套，可以使光电复合缆在承重时，通过缆芯的结构一致性对承受的侧压力及拉力进行分散，降低受压面的压力，提高反复收放时的可靠性。并且采用这些工艺设计后，光电复合缆的弯曲半径60mm。
3、抗拉强度高：采用高强度液晶类芳纶作为抗拉层材料，即保证其抗拉强度大，又降低了抗拉层的使用量。在电缆最大外径仅为10mm的情况下，具有不低于18kN的破断强度。
4、耐磨、耐高水压：承重光电复合缆护套采用低摩擦系数的高强度聚氨酯材料，使光电复合缆在具有良好的耐磨性、耐盐雾性和防霉菌性的同时，也满足在600m水深下的横向耐压要求。
附图说明：
图1为本发明专利的结构示意图。
图中标号：1—光单元， 2—电源线，3—填芯， 4—引流线，5—内护套，
6—抗拉层，7—外护套。
以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明专利作进一步说明。
具体实施方式：
实施例：参见图1，本实施例的承重光电复合缆的结构设置为：
中间为由一根含2芯单模光纤光单元（1）、两根电源线（2）、两根填芯（3）和一根引流线（4）组成光电复合缆的缆芯，在缆芯外有一层内护套（5），在内护套(5)的外面铠装一层高强度芳纶作为抗拉层（6），最外层为聚氨酯外护套（7）。
具体实施中，由不锈钢铠装的光单元（1）、铜塑薄膜绕包的电源线（2）、填芯（3）和引流线（4）构成承重光电复合缆的缆芯，在缆芯外面紧包一层内护套（5），在内护套（5）外铠装一层芳纶作为抗拉层（6），最外层挤包一层高强度聚氨酯作为外护套（7），最终形成成品承重光电复合缆。
本实施例中承重光电复合缆的制造工艺按如下步骤进行：
步骤1：采用不锈钢带铠装两根单模光纤，应保证光纤具有适当的余长，以避免光电复合缆弯曲使用时对光纤产生应力。铠装后，在不锈钢带外编织一层8锭800dtex的细规格芳纶作为保护层，形成光单元（1）。这样的光单元（1）具有良好的柔软性和一定的承力能力。
步骤2：将24根直径为0.2mm镀锡铜丝规则绞合，在绞合导体外采用压力式挤出工艺挤包一层高强度聚烯烃材料，绝缘外径2.2mm±0.1mm。挤出机进料口温度为190℃，塑化均化段温度为230℃，机头温度为210℃。绝缘挤出后，进行4kV的在线火花试验。将这样制得的绝缘芯线外绕包一层厚度为0.05mm的铜塑复合带，铜面朝外，搭盖率为15%，最后制得光电复合缆用的电源线（2）。
步骤3：采用直径为1.2mm的尼龙线作为填芯（3）。
步骤4：将19根直径为0.18mm的镀锡铜丝规则绞合，制作成引流线（4）。
步骤5：将光单元（1）、电源线（2）、填芯（3）和引流线（4）一起按照说明书附图1所示的结构进行成缆，成缆节距为60mm，保证线芯结构稳定，光电复合缆柔软性好。
步骤6：在成缆缆芯外，采用压力式挤出工艺挤包一层高强度聚烯烃材料，挤出机进料口温度为190℃，塑化均化段温度为230℃，机头温度为210℃，挤出外径5.8mm±0.2mm。挤出后，采用温水冷却，以保证光电复合缆整体紧密性。缆芯外挤出的高强度聚烯烃材料作为整个光电复合缆的内护套（5），对缆芯起良好的保护作用，可对承受的侧压和拉力进行分散。
步骤7：在内护套（5）外双向铠装一层高强度耐磨损的芳纶纤维作为光电复合缆的抗拉层（6），保证了光电复合缆整体的抗拉强度。
步骤8：将高强度聚氨酯料在（90±5）℃下烘干5小时后注入单螺杆挤塑机，完成在芳纶纤维铠装外挤包聚氨酯外护套（7）；在所述单螺杆挤塑机中采用挤压式模具，挤塑机进料口温度设置为140℃，塑化均化段温度为190℃，机头温度设置为180℃。挤出后立即用温水冷却。
本发明承重光电复合缆结构及性能指标如表1所列
表1 承重光电复合缆性能指标
从上表1可以看出，该承重光电复合缆在保证横向水密性的同时，也体现出光电复合缆具有优良的耐反复收放疲劳性及抗破断拉力，同时也表现出极为优良的电气性能，在具有一定水压条件下可正常保持电力电能和光信号传输的可靠性。