专利名称：一种增强型光纤单元及其制作方法
技术领域：
本发明一种增强型光纤单元及其制作方法涉及的是一种带有增强元件的光纤单 元及其制作方法，适用于各种光电复合缆、光纤复合电缆、海底光电复合缆、进户型光电缆 等含有光纤单元的电力电缆的光纤单元的生产和制造。光纤单元中的承力元件用来保护光 纤不受拉、压等外力的破坏，维护光纤的正常运行。光纤单元中的光纤能够实现各种信息传 输和自动控制功能。
背景技术：
近年来，随着我国电网建设的快速发展，用于电力信息传输和控制用的电力光纤 得到了迅猛发展，如电力光纤架空地线(OPGW)、无金属自承式电力光缆(ADSS)、电力光缆 (OPPC)等已广泛用于长距离输电线路和城市架空线路。跨越江河湖海的光纤复合海底电 缆、用于海上石油平台供电用的海底光电复合缆、用于连接风力发电设备和变电站的光纤 复合电力电缆等，这些电力电缆有一个共同的特征，就是电力电缆中含有可用于电力通信 和控制仪器设备用的光纤单元，这些产品既用于电能的传输，又作为信息的载体。特别是用 于水下的光纤复合电缆，光纤与电力电缆复合在一起，不但节约了设备的生产制造成本，而 且节约了大量的海底空间资源和施工费用，具有良好的社会和经济效益。不但如此，2009年国家电网提出建立智能电网和电力光纤到户及多网融合的发展 规划，总体要求电力运行线路的智能化以及入户电缆自动控制系统，与电信网、广播电视网 和计算机通信网相融合，实现网络资源的共享，避免低水平的重复建设，网络资源将得到充 分的利用。逐步要求入户电缆应同时含有通信电缆，而光纤不受低电压电场影响的特征，决 定了其作为通信载体用于电力电缆中的优越性。光纤复合电缆中必含有光纤单元，而含有金属的光单元易受电力电缆电场的作用 产生损耗和发热，对电缆和光缆的传输性能和寿命都存在着一定的影响。而普通非金属光 单元因其不含增强元件而不具备生产和运行维护过程中所需的抗拉和抗压等机械保护功 能。
发明内容
本发明目的是针对上述需求及不足之处提供一种增强型光纤单元及其制作方法， 在光纤的单元的制造过程中，在光纤的外围增加提高光纤抵抗外力破坏的保护层，构成增 强型光纤单元，使光纤单元在与电缆线芯成缆绞合和光电复合电缆施工维护过程中能够承 受一定的拉力和机械压力，保证光纤的完好性，从而保持其良好的通信功能。增强型光纤单元及其制作方法是采取以下技术方案实现增强型光纤单元包括若 干根光纤、光纤填充油膏、光纤保护层、纤维加强层(增强元件)、加强外护层。在光纤外部 包裹有光纤保护层，在光纤保护层中的若干根光纤之间有光纤填充油膏，在光纤保护层外 部有纤维加强层(增强元件)，纤维加强层(增强元件)外部有加强外护层。光纤主由高纯度石英经过粗细加工完成的。光纤保护层是紧包或松包于光纤外面
3的塑料保护层。纤维加强层(增强元件)为非金属的高强度纤维纱。加强外护层可以是挤 出型塑料护层，也可以是挤出型弹性体类护层材料。光纤单元中含有2 96根光纤。增强型光纤单元及其制作方法1、将涂了色谱的若干根光纤1放到恒张力放线架上，设定光纤放线张力为70 90g ；所述光纤设置有2 96根；2、将若干根光纤1从放线架引出，合并在一起引入挤塑机的挤出模具中，挤出模 具为自定芯模具，挤管式；3、调整挤塑机的挤出工作温度，工作温度范围为160 240°C，调整挤出模具位 置，使模具中心与设备中心点处于同一水平位置，模芯与模套的周围间隙距离均等，开动挤 塑机，在若干根光纤外面挤制一层PBT塑料保护套管作为光纤保护层，即光纤保护层，同时 在若干根光纤与光纤保护层之间填充光纤填充油膏，光纤填充油膏采用阻水油膏。光纤保 护层从挤塑机的机头出来后要经过冷却水槽进行冷却，冷却水槽共分6段，每段长4. 5m, 为保证光纤余长，从挤塑机模口开始各段水槽的水温依次设定为70 90°C、50 70°C、 35 45°C、15 25°C、15 25°C、15 25°C，收线，收线采用张力收线方式，收线张力15 255N ；4、将以上含有若干根光纤的光纤保护层外面缠绕一层纤维加强层(增强元件)， 纤维加强层(增强元件)采用高强度玻璃纤维或高强度纺纶纱，增强纤维一般为5 20支。 同时通过另一挤塑机同时挤制一层加强外护层，制成增强型光纤单元。挤塑机的各区挤出 温度严格控制在150 260°C之间，温度偏差不超过士5°C。纤维加强层(增强元件)的高 强度纤维要紧密覆盖在光纤保护层外面。加强外护层要具有很好的防水功能。加强外护层 可采用防水挤出塑料护层，也可以是弹性体类护层材料。加强外护层从挤塑机的机头出来 后要经过冷却水槽进行冷却，冷却水槽共分6段，每段长4. 5m，为保证光纤余长，从挤塑机 模口开始各段水槽的水温依次设定为55 65°C、35 45°C、25 35°C、15 25°C、15 250C、15 25°C，收线，收线采用张力收线方式，收线张力40 60N，将制成的增强型光纤单 元收绕在电缆盘上。本发明的光纤单元，可用于电压等级为IkV到500kV电力电缆中，电缆芯数1 5
-I-H心。本发明的有益效果是本发明增强型光纤单元及其制作方法，在光纤的单元的制 造过程中，在光纤的外围增加提高光纤抵抗外力破坏的保护层，构成增强型光纤单元，使光 纤单元在与电缆线芯成缆绞合和光电复合电缆施工维护过程中能够承受一定的拉力和机 械压力，保证光纤的完好性，从而保持其良好的通信功能。通过采用非金属加强层，不但提 高了光纤单元的抗拉性能，而且减少了因电缆电场的影响，对金属性加强件的影响。在电力 电缆电场的作用下，非金属加强层不会产生感应电流，从而减少电缆的电能损耗，延长了电 缆及光纤单元的使用寿命。
以下将结合附图对发明作进一步说明图1是增强型光纤单元结构示意图。
具体实施例方式参照附图1，增强型光纤单元包括若干根光纤1、光纤填充油膏2、光纤保护层3、纤 维加强层(增强元件)4、加强外护层5。在若干根光纤1外部包裹有光纤保护层3，在光纤 保护层3中的若干根光纤之间有光纤填充油膏2，在光纤保护层外部有纤维加强层(增强元 件)4，纤维加强层(增强元件)4外部有加强外护层5。光纤1主由高纯度石英经过粗细加工完成的。所述光纤保护层3采用紧包或松包 于光纤外面的塑料保护层(PBT松套管)。所述纤维加强层(增强元件)采用非金属的高强 度纤维纱。所述加强外护层可以是防水挤出塑料护层，也可以是弹性体类护层材料。光纤 单元中含有2 96根光纤。所述的增强型光纤单元，不仅包括通信用的光纤1，保护光纤填充油膏2，光纤保 护层3 (光纤保护PBT管)，还包括光纤增强元件4和加强外护层5。所述光纤填充油膏2 可采用市售阻水油膏。所述的增强型光纤单元，其特征在于光纤1放置于各保护层和加强元件、加强层 的中心。所述的增强型光纤单元，其特征在于加强元件材料是高强度纤维纱。本发明的增强型光纤单元，使用于电压等级为IkV 500kV的电缆中，与电力电缆 一起构成可用于电力和信息(通信)传输为一体的光电复合电缆。增强型光纤单元及其制作方法1、将涂了色谱的若干根光纤1放到恒张力放线架上，设定光纤放线张力为70 90g ；所述光纤设置有2 96根；2、将若干根光纤1从放线架引出，合并在一起引入挤塑机的挤出模具中，挤出模 具为自定芯模具，挤管式；3、调整挤塑机的挤出工作温度，工作温度范围为160 240°C，调整挤出模具位 置，使模具中心与设备中心点处于同一水平位置，模芯与模套的周围间隙距离均等，开动挤 塑机，在若干根光纤外面挤制一层PBT塑料保护套管作为光纤保护层，即光纤保护层3，同时 在若干根光纤与光纤保护层之间填充光纤填充油膏2，光纤填充油膏2采用阻水油膏。光纤 保护层从挤塑机的机头出来后要经过冷却水槽进行冷却，冷却水槽共分6段，每段长4. 5m,为 保证光纤余长，从挤塑机模口开始各段水槽的水温依次设定为70 90°C、50 70°C、35 45°C、15 25°C、15 25°C、15 25°C，收线，收线采用张力收线方式，收线张力15 255N ；4、将以上含有若干根光纤的PBT光纤保护层3外面缠绕一层纤维加强层(增强 元件)4，纤维加强层(增强元件)4采用高强度玻璃纤维或高强度纺纶纱，增强纤维一般为 5 20支。同时通过另一挤塑机同时挤制一层加强外护层5，制成增加型光纤单元。挤塑 机的各区挤出温度严格控制在150 260°C之间，温度偏差不超过士5°C。纤维加强层4的 高强度纤维要紧密覆盖在光纤保护层3外面。加强外护层5要具有很好的防水功能。加强 外护层5采用防水挤出塑料护层，也可以是弹性体类护层材料，纤维加强层(增强元件)4 外挤包加强外护层5从挤塑机的机头出来后要经过冷却水槽进行冷却，冷却水槽共分6段， 每段长4. 5m，为保证光纤余长，从挤塑机模口开始各段水槽的水温依次设定为55 65°C、 35 45°C、25 35°C、15 25°C、15 25°C、15 25°C，收线，收线采用张力收线方式，收 线张力40 60N，将制成的增强型光纤单元收绕在电缆盘上。
权利要求
一种增强型光纤单元，其特征在于包括若干根光纤、光纤填充油膏、光纤保护层、纤维加强层、加强外护层。在光纤外部包裹有光纤保护层，在光纤保护层中的若干根光纤之间有光纤填充油膏，在光纤保护层外部有纤维加强层，纤维加强层外部有加强外护层。
2.根据权利要求1所述的增强型光纤单元，其特征在于所述光纤保护层采用紧包或松 包于光纤外面的塑料保护层。
3.根据权利要求1所述的增强型光纤单元，其特征在于所述纤维加强层为非金属的高 强度纤维纱。
4.根据权利要求1所述的增强型光纤单元，其特征在于所述加强外护层采用防水挤出 塑料护层。
5.根据权利要求1所述的增强型光纤单元，其特征在于所述光纤设置有2 96根。
6.根据权利要求1所述的增强型光纤单元，其特征在于所述光纤填充油膏采用阻水油膏。
7.权利要求1所述的增强型光纤单元制作方法，其特征在于(1)将涂了色谱的若干根光纤放到恒张力放线架上，设定光纤放线张力为70 90g；所 述光纤设置有2 96根；(2)将若干根光纤从放线架引出，合并在一起引入挤塑机的挤出模具中，挤出模具为自 定芯模具，挤管式；(3)调整挤塑机的挤出工作温度，工作温度范围为160 240°C，调整挤出模具位置，使 模具中心与设备中心点处于同一水平位置，模芯与模套的周围间隙距离均等，开动挤塑机， 在若干根光纤外面挤制一层PBT塑料保护套管作为光纤保护层，即光纤保护层，同时在若 干根光纤与保护套管之间填充光纤填充油膏，光纤保护层从挤塑机挤出后进入水槽进行分 段冷却，冷却水槽共分6段，每段长4. 5m，为保证光纤余长，从挤塑机模口开始各段水槽的 水温依次设定为70 90°C、50 70°C、35 45"C、15 25°C、15 25°C、15 25°C，收 线，收线采用张力收线方式，收线张力15 255N ；(4)将以上含有若干根光纤的PBT光纤保护层外面缠绕一层纤维加强层，纤维加强层 采用高强度玻璃纤维或高强度纺纶纱，同时通过另一挤塑机同时挤制一层加强外护层，制 成增强型光纤单元，挤塑机的各区挤出温度严格控制在150 260°C之间，纤维加强层的 高强度纤维要紧密覆盖在光纤保护层外面，加强外护层要具有很好的防水功能，加强外护 层采用防水挤出塑料护层，也可以是弹性体类护层材料。加强外护层从挤塑机的机头出来 后要经过冷却水槽进行冷却，冷却水槽共分6段，每段长4. 5m，为保证光纤余长，从挤塑机 模口开始各段水槽的水温依次设定为55 65°C、35 45°C、25 35°C、15 25°C、15 25°C、15 25°C，收线，收线采用张力收线方式，收线张力40 60N，将制成的增强型光纤单 元收绕在电缆盘上。
全文摘要
本发明一种增强型光纤单元及其制作方法涉及的是一种带有增强元件的光纤单元及其制作方法，适用于各种光电复合缆、光纤复合电缆、海底光电复合缆、进户型光电缆等光纤单元的生产和制造。包括若干根光纤、光纤填充油膏、光纤保护层、纤维加强层、加强外护层。在光纤外部包裹有光纤保护层，在光纤保护层中的若干根光纤之间有光纤填充油膏，在光纤保护层外部有纤维加强层，纤维加强层外部有加强外护层。其制作方法光纤通过恒张边放线装置放出，成束后直接通过特定挤出机挤出一层光纤保护层，在挤制光纤保护层的同时，在光纤间隙填充阻水膏填充物。在光纤保护层外缠绕一层高强度非金属纤维纱，再在纤维纱的外面挤一层防水加强外护层，即制成。
文档编号G02B6/44GK101923198SQ201010244829
公开日2010年12月22日 申请日期2010年8月4日 优先权日2010年8月4日
发明者倪磊磊, 张建民, 蔡炳余, 薛驰, 陶新华, 马志金 申请人:中天科技海缆有限公司