一种宽温型大功率风能机组铠装光缆的制作方法

本实用新型涉及铠装光缆技术设备领域，特别涉及一种宽温型大功率风能机组铠装光缆。

背景技术：

风力发电作为一种清洁可再生能源，是新能源发电技术中最为成熟和最具规模开发条件的的发电方式之一，作为一种可靠安全而干净的新能源，在世界各地得到广泛发展。目前在风力发电监测控制系统中，国内用于塔顶风力发电机与地面全自动监测控制连接的组件大部分还采用电缆组件，基本是使用铜芯+绝缘+屏蔽线+护套加工制作而成，或者部分还采用传统光缆点对点的对接方式。

现有技术的不足是：基于传统监测使用的这类电缆整体重量重，不便于安装及维修，使用这类电缆组件监测容易受到电磁信号的干扰，稳定性差，使所采集的信号不稳定，而且线路经常出现故障，不能保证整机安全运行，不能保障对风力发电机的有效的保护。

由于风电机场工作年限长，工作环境恶劣，传统风电组件中电缆抗低温扭转能力差，无法抗紫外线，使得使用寿命短，维修过于频繁。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种宽温型大功率风能机组铠装光缆，针对现有技术中的不足，采用金属编织网与超薄双层反向螺旋铠管增加电缆的抗低温抗扭转能力，电磁信号屏蔽能力强，监控温度灵敏度高；取消传统技术中的电缆组件信号传输采集，使用光缆采集信息传输，光缆不受电磁信号干扰，稳定性能好；进一步的，通过外护套、内护套和芳纶纤维增加光缆的耐寒、耐盐、耐油、耐紫外线能力。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种宽温型大功率风能机组铠装光缆，包括外护套、编织网、左旋铠管、右旋铠管、内护套、芳纶纤维、涂覆层、包层、纤芯，其特征在于：

所述铠装光缆由外至内依次设置有外护套、编织网、左旋铠管、右旋铠管、内护套、芳纶纤维和多根光纤，所述光纤从外至内依次包括涂覆层、包层和纤芯；所述外护套的材质为聚氨酯护套，所述编织网采用不锈钢编织丝编织而成，所述左、右旋铠管采用双层反向螺旋304不锈钢超薄钢带，配置为双层反向螺旋超薄铠管，所述内护套的材质为低烟无卤材质，防止光纤在内护套中窜动；所述芳纶纤维即芳香族聚酞胺纤维，是以芳香族化合物为原料经缩聚纺丝制得的合成纤维；所述光纤设置有六芯，所述光纤为0.6mm紧包光纤或者0.6mm着色光纤，所述涂覆层为聚乙烯材质，所述包层为掺杂二氧化硅，所述纤芯材质为二氧化硅，用于是传输光信号。

所述外护套的聚氨酯材料，耐温范围为-40℃—+55℃，无光纤断裂及护套开裂；具有耐扭、耐寒、耐盐、耐油、耐紫外线性能，优选的，所述外护套直径设定为7.0mm。

所述编织网的不锈钢编织丝起抗扭作用，增强光缆的抗扭转性能，以及对瞬间侧压冲击的弹性保护，同时显著提升光缆的抗拉性能；优选的，所述不锈钢编织丝为0.07mm不锈钢编织丝，6×16锭编织丝编织成网，覆盖面积达50％以上，单边壁厚为0.07mm，所述编织网外径尺寸为5.00±0.10mm。

所述左旋铠管和右旋铠管，在束状光纤外配置304不锈钢材质制成双层叠加螺旋管，保证光纤在不锈钢管内可以自然弯曲，具有耐高压，抗强拉、防油污的优点，优选的，单边壁厚为0.8mm，外铠管直径范围为3.9-5.5mm。

所述内护套外径尺寸为3.6mm；所述芳纶纤维由10股1100D进口芳纶编织而成，拉力强度达到600N。

所述宽温型大功率风能机组铠装光缆满足长期20年使用寿命；光缆满足GB/T18380.12规定的垂直燃烧试验；光缆长期工作压力为500N,短期工作压力为1000N，光纤信号不受影响；光缆在敷设时允许弯曲半径达到20倍缆径。

本实用新型的工作原理为：宽温型大功率风能机组铠装光缆使用与塔顶风力发电机组与地面全自动监测控制系统连接的组件中，光纤对信号数据采集的速度及可靠性优良，能提前监测到整机运行故障，减少过多的损坏，对风力发电机组起到有效保护，通过在线监测到的结果可以针对发电机进行有效的维护；

所述聚氨酯护套是国际上性能最好的保温材料，主链含—NHCOO—重复结构单元的一类聚合物；英文缩写PU，由异氰酸酯(单体)与羟基化合物聚合而成，由于含强极性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性，是热塑性塑料，同时具有良好的机械性能、加工性能和阻燃性能，由这种材料制成的光缆特别适合在对环境要求比较高的地方；

所述编织网用不锈钢编织丝起抗扭的作用，可以增强光缆的抗扭转性能，以及对瞬间侧压冲击的弹性保护。同时可以显著提升光缆的抗拉性能；

所述左旋、右旋铠管采用不锈钢双层反向螺旋叠加螺旋钢带管，相互叠加，使螺旋管变成双层螺旋，这样更能有效保护光纤，增加了光缆的抗压强度，且光缆的密封性更好，防止油污等液体污染，能高度防止各种机械应力所造成的破坏，具有防咬、防蚁的功能以及良好的抗弯、抗压、抗电磁干扰能力，通过应用耐腐蚀性能强的304不锈钢材料制成的双层叠加铠装保护管，提高光缆的抗挤压和抗压特性；

所述芳纶纤维具有良好的抗冲击和耐疲劳性能，有良好的介电性和化学稳定性，主要作用是在光纤受到外力作用时起抗拉作用；

所述涂覆层为聚乙烯(polyethylene，简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良，耐冲击性好。在光纤拉丝时，在光纤表面涂上一层塑料保护套层，增加光纤的耐低温性能，同时增加机械性能，并保护纤芯受灰尘的污染。

通过上述技术方案，本实用新型技术方案的有益效果是：

1、我国幅员辽阔，具备风力发电的优良条件，风力发电市场呈现迅猛增长的态势；本专利研发宽温型大功率风能机组铠装光缆替代传统电缆，不仅传输信号、稳定性比电缆好，且在机械性能比普通的光缆好，维护简便，且在光缆中放置多根光纤，根据风场状况决定使用芯数，例如风场需要双芯，光缆中放置4芯，另外2芯作为备用光纤，这样如果后续在工作中光缆信号出现问题，可以使用备用光纤连接，节省风场维修成本及时间。

2、随着风力发电的迅速发展，由于风力发电场多在气候条件较为恶劣的地区，例如在新疆、黑龙江、甘肃等昼夜温差较大的地区，因此对发电机组中连接信号使用的光缆温度性能要求较高，本专利研发宽温型大功率风能机组铠装光缆，应用于沿海及海拔较高区域，能够满足风电特殊环境的要求，具备耐扭、耐寒、耐盐、耐油、耐紫外线特点，此光缆温度可达到-40℃到+55℃，满足环境要求。

3、此款光缆还具有坚韧结构，具有重量轻，尺寸小和柔性的结构，便于现场敷设和后期管理，使用寿命可达20年，且光缆更换比起传统电缆更便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所公开的一种宽温型大功率风能机组铠装光缆截面图示意图；

图2为本实用新型实施例所公开的一种宽温型大功率风能机组铠装光缆光纤结构放大示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1.外护套 2.编织网 3.左旋铠管 4.右旋铠管

5.内护套 6.芳纶纤维 7.涂覆层 8.包层

9.纤芯

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据图1和图2，本实用新型提供了一种宽温型大功率风能机组铠装光缆，包括外护套1、编织网2、左旋铠管3、右旋铠管4、内护套5、芳纶纤维6、涂覆层7、包层8、纤芯9。

所述铠装光缆由外至内依次设置有外护套1、编织网2、左旋铠管3、右旋铠管4、内护套5、芳纶纤维6和多根光纤，所述光纤从外至内依次包括涂覆层7、包层8和纤芯9；所述外护套1的材质为聚氨酯护套，所述编织网2采用不锈钢编织丝编织而成，所述左旋铠管3、右旋铠管4采用双层反向螺旋304不锈钢超薄钢带，配置为双层反向螺旋超薄铠管，所述内护套5的材质为低烟无卤材质，防止光纤在内护套中窜动；所述芳纶纤维6即芳香族聚酞胺纤维，是以芳香族化合物为原料经缩聚纺丝制得的合成纤维；所述光纤至少设置有四芯，所述光纤为0.6mm紧包光纤或者0.6mm着色光纤，所述涂覆层7为聚乙烯材质，所述包层8为掺杂二氧化硅，所述纤芯9材质为二氧化硅，用于是传输光信号。

所述外护套1的聚氨酯材料，耐温范围为-40℃—+55℃，无光纤断裂及护套开裂；具有耐扭、耐寒、耐盐、耐油、耐紫外线性能，所述外护套1直径设定为7.0mm。

所述编织网2的不锈钢编织丝起抗扭作用，增强光缆的抗扭转性能，以及对瞬间侧压冲击的弹性保护，同时显著提升光缆的抗拉性能；所述不锈钢编织丝为0.07mm不锈钢编织丝，6×16锭编织丝编织成网，覆盖面积达50％以上，单边壁厚为0.07mm，所述编织网2外径尺寸为5.00±0.10mm。

所述左旋铠管3和右旋铠管4，在束状光纤外配置304不锈钢材质制成双层叠加螺旋管，保证光纤在不锈钢管内可以自然弯曲，具有耐高压，抗强拉、防油污的优点，单边壁厚为0.8mm，外铠管直径范围为3.9-5.5mm。

所述内护套5外径尺寸为3.6mm；所述芳纶纤维6由10股1100D进口芳纶编织而成，拉力强度达到600N。

所述宽温型大功率风能机组铠装光缆满足长期20年使用寿命；光缆满足GB/T18380.12规定的垂直燃烧试验；光缆长期工作压力为500N,短期工作压力为1000N，光纤信号不受影响；光缆在敷设时允许弯曲半径达到20倍缆径。

通过上述具体实施例，本实用新型的有益效果是：采用金属编织网与超薄双层反向螺旋铠管增加电缆的抗低温抗扭转能力，电磁信号屏蔽能力强，监控温度灵敏度高；取消传统技术中的电缆组件信号传输采集，使用光缆采集信息传输，光缆不受电磁信号干扰，稳定性能好；进一步的，通过外护套、内护套和芳纶纤维增加光缆的耐寒、耐盐、耐油、耐紫外线能力。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。