一种内置光纤的铜导体及其制备方法与流程

1.本发明涉及电线电缆技术领域，具体涉及一种内置光纤的铜导体及其制备方法。


背景技术：

2.近些年来，随着城市规划建设的推进，配电用电缆需求越来越大，如何充分、合理发挥电缆传输能力，如何对电缆运行状态进行准确的监测成为城市电网安全运行的重要课题。
3.现有的光电复合光缆结构是将单模或多模光纤套入由高模量的聚酯材料做成的松套管中，套内填充光纤油膏，同时加入一根或多跟pvc绝缘电缆与松套管一起加和在中心的erp加强芯上形成缆芯。在公共通讯建设中，光电复合光缆同时可解决设备用电及信号传输问题，保留了普通光纤光缆的特性而且还能满足低输电电缆的相关标准。但是现有的光电复合光缆结构复杂，需要多层护套、绝缘层，从而使得整个光缆的密度大，在一些需要轻便型电缆的场合并不适用。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种内置光纤的铜导体及其制备方法，实现传感光纤在线获取信号及铜导体实现电磁能输送功能；并且能降低铜导体密度。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种内置光纤的铜导体，包括铜导体和内置于铜导体内部的光纤，所述铜导体由铜导线组合而成，所述铜导线包括铜丝以及位于铜丝外侧的绝缘护套ⅰ；所述光纤包括光纤芯以及位于光纤芯外侧的绝缘护套ⅱ。
6.进一步的，所述光纤芯与所述绝缘护套ⅱ之间填充硅树脂。
7.进一步的，所述光纤中光纤芯的数量大于等于1。
8.进一步的，所述铜导体中铜导线的数量大于等于1。
9.一种制备上述铜导体的方法，包括如下步骤：
10.s01：将光纤芯外部套上绝缘护套ⅱ，形成光纤；
11.s02：将多个铜导线和光纤绞合在一起，形成铜导体。
12.进一步的，所述步骤s01还包括：
13.s011：将光纤芯外部套上绝缘护套ⅱ，且绝缘护套ⅱ的内径大于所述光纤芯的外径；
14.s012：将有机硅烷混合物在有机溶剂中加水分解，得到酸性水解物；
15.s013：所述酸性水解物水洗去酸之后灌装在含有光纤芯的绝缘护套ⅱ中，加入催化剂，使得绝缘护套ⅱ和光纤芯之间形成硅树脂。
16.进一步的，所述步骤s012中有机硅烷混合物包括甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷和甲基苯基二氯硅烷中的一种或多种。
17.进一步的，所述步骤s012中有机溶剂为甲苯。
18.进一步的，所述步骤s02中采用紧压或非紧压方式将多个铜导线和光纤绞合在一
起。
19.本发明具有的有益效果如下：本发明通过传感光纤和铜导体的结合，可以有效获取温度、压力、局放等信号，又能实现电磁传输；本发明创造性地将光纤嵌套在铜导体中，同时光纤与绝缘护套ⅱ之间填充硅树脂，利用硅树脂有益的热氧化稳定性和电绝缘性能有效实现光纤与铜导体之间的隔离，并且硅树脂相比绝缘护套ⅱ质量轻，弹性大，确保光纤在移动运输过程中不受绝缘护套ⅱ的磨损；提高整个铜导体的使用寿命。
附图说明
20.附图1为本发明内置光纤的铜导体；
21.附图2为本发明中光纤截面示意图。
22.1铜导线，2光纤，21光纤芯，22硅树脂，23绝缘护套ⅱ。
具体实施方式
23.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明作进一步描述：
24.如附图1所示，本发明一种内置光纤的铜导体，包括铜导体和内置于铜导体内部的光纤2，注意：本发明的主体结构是铜导体，用于实现电力传输功能的铜导体，同时，创造性地在用于实现电力传输功能的铜导体内部嵌套用于实现信号获取功能的光纤。
25.本发明中铜导体可以为任意形式的铜导体，作为一种优选的实施例，铜导体可以由多个铜导线1组合而成，具体的铜导线的数量可以根据最终应用场合以及所要实现的传输目标来确定。每一个铜导线包括铜丝以及位于铜丝外侧的绝缘护套ⅰ；绝缘护套ⅰ选用绝缘性能好的柔性树脂材料，在隔离的同时确保内部的铜导丝在运输或使用过程中不被磨损；同时还能降低整个铜导体的质量，扩大其应用范围。
26.如附图2所示，本发明中光纤2包括光纤芯21以及位于光纤芯外侧的绝缘护套ⅱ23，优选的，在光纤芯与绝缘护套ⅱ之间还填充有硅树脂。硅树脂属于双组份加成型室温硫化硅橡胶，是高度交联的王庄结构的聚有机硅氧烷，其最突出的性能之一是热氧化稳定性，另一突出的性能是优异的电绝缘性能，它在宽的温度和频率范围内均能保持良好的绝缘性能。
27.本发明光纤中光纤芯的数量大于等于1，同时铜导体内嵌的光纤个数也大于等于1。铜导体中光纤的个数以及光纤中光纤芯的个数均可以根据应用场合和传输目的进行适应性设置。
28.一种制备上述铜导体的方法，包括如下步骤：
29.s01：将光纤芯外部套上绝缘护套ⅱ，形成光纤；具体包括：
30.s011：将光纤芯外部套上绝缘护套ⅱ，且绝缘护套ⅱ的内径大于光纤芯的外径；这是因为光纤芯在套入至绝缘护套ⅱ内部时，二者在直径上保持一大一小，才能确保光纤芯顺利进入绝缘护套ⅱ中。嵌套之后的光纤芯与绝缘护套ⅱ之间存在一定的间隙，若该间隙不能被填充，则在光纤被传输或者正常工作过程中，光纤会出现晃动的现象，导致光纤与绝缘护套ⅱ之间发生磨损，影响光纤的性能。因此，本发明创造性地采用硅树脂进行填充该间隙。
31.s012：将有机硅烷混合物在有机溶剂中加水分解，得到酸性水解物。邮寄硅烷混合
物在有机溶剂存在的情况下，水解的初始产物是环状的、线性的和交联聚合物的混合物，通常还含有相当多的羧基。此时的水解产物为溶液状态，可以自由流动。
32.优选的，有机硅烷混合物包括甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷和甲基苯基二氯硅烷中的一种或多种。有机溶剂为甲苯。
33.s013：酸性水解物水洗去酸之后灌装在含有光纤芯的绝缘护套ⅱ中，加入催化剂使得绝缘护套ⅱ和光纤芯之间形成硅树脂。上述步骤中得到的酸性水解物为液态，经水洗去酸之后，在短时间内还保持液态，此时将水洗去酸之后的水解物灌装至绝缘护套ⅱ中，进入至绝缘护套ⅱ内部的中性初聚物在催化剂存在的情况下进一步缩聚，最后形成高度交联的立体网络结构；本发明中催化剂可以采用现有技术中硅树脂形成过程中的任意催化剂，例如铂系催化剂等。
34.注意：本发明中绝缘护套ⅱ的至少一端设置密封装置，确保灌装进入绝缘护套ⅱ内部的水解物不会泄露。实际应用中，可以仅在绝缘护套ⅱ的一端设置密封装置，从另一端灌装去酸之后的水解液和催化剂，并保持未设置密封装置一端高于设置密封装置的一端；在室温下放置24h之后，即可得出硅树脂。
35.s02：采用紧压或非紧压方式将多个铜导线和光纤绞合在一起，形成铜导体。
36.本发明通过传感光纤和铜导体的结合，可以有效获取温度、压力、局放等信号，又能实现电磁传输；本发明创造性地将光纤嵌套在铜导体中，同时光纤与绝缘护套ⅱ之间填充硅树脂，利用硅树脂有益的热氧化稳定性和电绝缘性能有效实现光纤与铜导体之间的隔离，并且硅树脂相比绝缘护套ⅱ质量轻，弹性大，确保光纤在移动运输过程中不受绝缘护套ⅱ的磨损；提高整个铜导体的使用寿命。
37.对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。