一种防雷光电线缆的制作方法

1.本发明属于线缆领域，尤其涉及一种防雷光电线缆。


背景技术：

2.光电缆是一种同时实现光信号传输和电力输送的功能性线缆，是常见且具有极强使用价值的多功能线缆。
3.在一些特殊的敷设环境中，光电缆还需要进一步满足各种各样的性能要求。如海底敷设的海底光电缆，需要满足抗高压、防水、耐咬等性能，跨海架设的光电缆需要满足高抗扭曲、高强度等性能，而在一些雷电高发地区，则需要满足良好的防雷性能。
4.通常光电缆用于防雷的手段是采用设置避雷线的方式。但由于部分地区并不适合设置避雷线，而现有的方式又难以有效避免雷击并减少雷击对光电缆造成的损伤，因此，如何从光电缆结构入手使其具有更优秀的防雷性能一直是一个业内难题。


技术实现要素：

5.为解决现有的光电缆存在避雷防雷手段少、局限性强，光电缆本身并不具备良好的防雷避雷性能等问题，本发明提供了一种防雷光电缆。
6.本发明的目的在于：
7.一、有效提高光电缆的防雷避雷性能；
8.二、能够有效减轻雷击对光电缆的损害；
9.三、保障光电缆内部仍具有较多的空间用于设置导线和光纤线。
10.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
11.一种防雷光电线缆，包括：
12.由内至外依次设置的芯线、通信层、内绝缘层、金属护套、外绝缘层和护套层；
13.所述芯线为导电线，通信层设置在芯线外侧，对芯线进行保护的同时设有通信用的光纤线；
14.所述通信层的截面下端设有沿线缆轴向的陷槽，所述内绝缘层包覆在通信层外侧且设有与陷槽配合的凸起，凸起和陷槽卡接配合，且对应陷槽的位置，内绝缘层外表面设有安装槽；
15.所述金属护套设置在内绝缘层外侧，包括护套件和若干屏蔽线；
16.所述护套件在线缆的径向截面上呈弧形、设有缺口，若干屏蔽线设置在护套件缺口所对应的内绝缘层外表面，且若干屏蔽线在护套件的缺口之间呈等距设置；
17.所述护套件对应安装槽位置设有沿线缆径向向内、外凸起的卡接部，卡接部向内插接在安装槽内与内绝缘层卡接配合实现固定；
18.所述外绝缘层包封在金属护套外侧，护套层包覆在外绝缘层外侧。
19.作为优选，
20.所述导电线为铜绞线；
21.所述光纤线为单根光纤或多根光纤构成的光纤束。
22.作为优选，
23.所述护套件和屏蔽线均为金属材质。
24.作为优选，
25.所述护套件在线缆的径向截面上呈弧形、嵌设或紧密压合在内绝缘层的外表面；
26.所述若干屏蔽线沿轴向嵌设或紧密压合在内绝缘层的外表面。
27.作为优选，
28.所述卡接部的中心沿线缆轴向设有线孔，线孔内设有螺旋导线。
29.作为优选，
30.所述螺旋导线采用铜包铝金属线或铜导线制备。
31.作为优选，
32.所述护套件卡接部外端穿过外绝缘层沿径向延伸至护套层中。
33.作为优选，
34.所述内绝缘层内设有填充槽，填充槽沿线缆轴向设置，在线缆地径向截面上成弧形，由卡接部的一侧周向绕至卡接部的另一侧；
35.所述填充槽内设有填充料。
36.作为优选，
37.所述填充料为石蜡。
38.作为优选，
39.所述石蜡熔点为57～63℃。
40.本发明的有益效果是：
41.1)通过内置螺旋导线替代外置避雷线的方式实现静电释放、且接地释放雷击电流，有效改善了光电缆的防雷性能；
42.2)通过减少整体光电缆的静电荷残余，能够大幅度避免雷击，降低光电缆的雷击风险；
43.3)通过石蜡的填充设置，能够进一步避免光电缆内部由于静电荷积蓄或雷雨天发生的电击穿。
附图说明：
44.图1为本发明的结构示意图；
45.图2为本发明光电缆在高压通电情况下的静电荷分布示意图；
46.图3为对比光电缆在高压通电情况下的静电荷分布示意图；
47.图中：100芯线，200通信层，201光纤线，202陷槽，300内绝缘层，301凸起，302安装槽，303填充槽，400金属护套，401护套件，4011卡接部，4012线孔，402屏蔽线，500外绝缘层，600护套层，700螺旋导线。
具体实施方式：
48.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。
49.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。
50.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。
51.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。
52.实施例
53.一种如图1所示的防雷光电线缆，其具体包括：
54.由内至外依次设置的芯线100、通信层200、内绝缘层300、金属护套400、外绝缘层500和护套层600；
55.所述芯线100为多芯铜绞线，通信层200设置在芯线100外侧，对芯线100进行保护的同时，用于设置和固定通信用的光纤线201，光纤线201为单根光纤或多根光纤构成的光纤束，用于传输光信号，实现光电缆传输语音、数据和视频等用途，其沿线缆轴向设置；
56.所述通信层200的截面下端设有沿线缆轴向的陷槽202，所述内绝缘层300包覆在通信层200外侧且设有与陷槽202配合的凸起301，凸起301和陷槽202卡接配合，且对应陷槽202的位置，内绝缘层300在线缆径向截面的最下端也设有与陷槽202相适配的安装槽302；
57.所述金属护套400设置在内绝缘层300外侧，由护套件401和若干屏蔽线402构成；
58.所述护套件401和屏蔽线402均为金属材质，具体的，本实施例中护套件401和屏蔽线402均为软铝材质，具有金属的电性能，同时具有较优的柔韧性，护套件401在线缆的径向截面上呈弧形、嵌设或紧密压合在内绝缘层300的外表面，其设有缺口，若干屏蔽线402在护套件401缺口所对应的内绝缘层300外表面沿轴向设置，同样采用嵌设或紧密压合的方式进行设置，且若干屏蔽线402在护套件401的缺口之间呈等距设置；
59.所述护套件401对应安装槽302位置设有沿线缆径向向内和向外凸起的卡接部4011，卡接部4011与护套件401呈近似十字形，卡接部4011向内插接在安装槽302内与内绝缘层300卡接配合实现固定；
60.所述卡接部4011的中心沿线缆轴向设有线孔4012，线孔4012内设有螺旋导线700，具体可采用铜包铝金属线或铜导线，本实施例中，采用铜导线制备而成的螺旋导线700。；
61.所述外绝缘层500包封在金属护套400外侧，护套层600包覆在外绝缘层500外侧，但金属护套400的护套件401卡接部4011外端穿过外绝缘层500沿径向延伸至护套层600中。
62.所述内绝缘层300和外绝缘层500均采用绝缘塑料进行制备，具体的，本实施例中内绝缘层300和外绝缘层500采用交联聚乙烯材料进行制备。
63.输电线在野外、尤其是空旷地带最易遭受雷击，而用于同时实现送电和信号传输的光电线缆相较于常规的电缆而言，其内部的结构更加复杂，且更加紧凑，对于机械保护的要求也更高，因此无法如常规电缆设置复杂且多层的金属和/或半导体屏蔽保护；
64.因此，现有的光电线缆通常需要额外设置避雷线保护，但在部分地区，避雷线并不适合设置，一是无法起到良好的保护效果，另一方面也大大提高了线路的成本，因此，如何改善使得光电线缆能够有效防雷一直是一个难题，在本发明的技术方案中，通过半封闭式的金属护套400替代多层屏蔽结构，改变了光电线缆所产生的环境电场，通过卡接部4011的设置能够形成积蓄静电的尖端，形成引导，而陷槽202也是为了配合该尖端引导所设置，因为尖端引导容易产生局部放电，若不设置陷槽202，会导致卡接部4011的内侧尖端更加贴近芯线100，同时卡接部4011与芯线100之间的内绝缘层300厚度减少，导致局部放电甚至产生电击穿的隐患，而设置陷槽202后，增大了内绝缘层300对应卡接部4011的厚度，提高了本发明线缆的使用安全性；
65.护套件401的卡接部4011外端延伸至外绝缘层500外侧的护套层600中，使得护套件401的电荷也能够向外界环境缓慢释放，避免过度积蓄静电，通过释放静电能够有效降低雷击风险；
66.此外，线孔4012内还进一步设置了螺旋导线700，光电线缆的静电积蓄是产生雷击隐患的主要原因之一，通过卡接部4011外端的静电释放能够降低雷击风险，而线孔4012内的螺旋导线700在接收静电荷并在电场的作用下，能够实现静电的进一步输送和释放，大大降低雷击风险，尤其在不适合设置避雷线的环境，本发明技术方案中的螺旋导线700可直接作为内置避雷线，即便在遭受雷击后，金属护套400和螺旋导线700也会快速地引导并释放雷击电流，避免整体线缆因雷击受损；
67.具体的，如图2所示，在本发明防雷光电线缆的各个结构配合下，能够在护套件401的内外表面形成静电荷积蓄，而在卡接部4011的特殊结构作用下，在卡接部4011部分形成与其余部分密度不同的电荷积蓄，即类似通过尖端放电的现象，在护套件401上形成电势差，而电势差引发的弱电流流经螺旋导线700，螺旋导线700接地后能够实现电流的快速释放，以减少护套件401的电荷积蓄，使其能够始终保持一个安全状态，不会积蓄大量的静电而导致受雷击概率增大等问题发生，另一方面，护套件401起到一定的电场屏蔽作用，而配合屏蔽线402的设置能够形成一定的约束和导向，以减弱光电线缆在使用、工作过程中其上下两侧的环境场强，如图3所示，在不设置卡接部4011的情况下，即便在护套件401中设置接地的导线，也会由于不存在明显地电势差，导致静电无法有效通过接地的导线进行释放。
68.综上，通过多结构的配合，本发明的光电线缆能够非常有效地实现避雷防雷，并一定程度上能够减少电磁污染。
69.进一步的，
70.所述内绝缘层300内设有填充槽303，填充槽303沿线缆轴向设置，在线缆地径向截面上成弧形，由卡接部4011的一侧周向绕至卡接部4011的另一侧；
71.所述填充槽303内填充石蜡，石蜡采用熔点为57～63℃的高熔点石蜡，由于金属护套400采用软铝材质，在芯线100的作用下容易产生热量，因此为保护内部的芯线100和通信
层200，通过设置石蜡能够更加有效地维持内部芯线100和通信层200的温度稳定，同时在增强光电缆的防雷性能方面也具有一定的作用。