一种舰船用光电复合缆及其制备工艺的制作方法

本发明涉及光电复合缆技术领域，特别涉及一种舰船用光电复合缆及其制备工艺。

背景技术：

光纤具有容量大、重量轻、抗电磁干扰等优异性能，光纤技术在舰船上的应用将具有很大的优势。近年来，我国船舶制造业占世界造船市场份额的比重逐渐上升，我国已经成为全球重要的造船中心之一。光纤光缆在舰船上的应用日趋广泛，我国对于舰船用光纤光缆和电力电缆的需求日益增长。由于舰船内部空间狭窄，环境比较复杂，对线缆的耐压、耐冲击、低烟无卤等性能要求较高；同时，为保障电力电缆的运行安全，解决上述难题，采用一种新型结构的光电复合缆，将电单元与光单元合理的有机结合，集光电一体，传感于一体，制备一种采用不锈钢钢管铠装的光电复合缆将成为未来舰船用光电传感复合缆的重要趋势。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种舰船用光电复合缆及其制备工艺。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：该种一种舰船用光电复合缆，包括光单元、电单元、阻水层、内护层、铠装层、抗拉层和外护层，所述光单元包括第一光单元和第二光单元，第一光单元位于中心，在第一光单元外层为三个相互外切的电单元，电单元外层为与电单元内切的阻水层，阻水层外层依次为紧密相接的与第一光单元同圆心的内护层、铠装层、抗拉层和外护层，电单元与阻水层间的间隙有第二单元和阻水纱。

进一步地，所述第一光单元包括光纤、紧套层、铠装层和护套，所述光纤位于中心，光纤外层依次为紧密连接的与光纤同圆心的紧套层、铠装层和护套。

进一步地，所述第二光单元包括光纤、紧套层、铠装层、抗拉层和护套，所述光纤位于中心，光纤外层依次为紧密连接的与光纤同圆心的紧套层、铠装层、抗拉层和护套。

进一步地，所述电单元包括导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层，所述导体位于中心，导体外层依次为紧密连接的与导体同圆心的导体屏蔽层、绝缘层绝缘屏蔽层和金属屏蔽层。

进一步地，所述光纤外是紫外固化丙烯酸双涂层，紫外固化丙烯酸双涂层外为尼龙制的紧套层，紧套层外为金属螺旋软管制的铠装层，最外层为热塑性聚氨酯弹性体制的外护层。

一种船舰用光电复合缆的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)光纤采用单模耐弯曲光纤，光纤外围采用紫外固化丙烯酸双涂层，在涂覆层外挤包尼龙料作为紧套层；

2)不锈钢丝通过钢丝压扁机压制成厚度和宽度均匀的金属带，该金属带通过长尺自动制管机制备成螺旋状金属软管，并通过退扭处理，获得不同外径的金属软管，其中间隙为0.1mm～0.5mm，外径最小为φ0.9mm，最大为φ15mm，金属软管对紧套光纤和复合缆缆芯进行铠装保护；

3)对光缆铠装层外均匀放置芳纶纱，在复合缆铠装层外第二次平行放置芳纶纱，分两次放置芳纶纱；

4)电单元导体采用电线绞线设备，绞合铜线作为导体；

5)采用三层共挤干法交联工艺在导体外分别挤制导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层，并对各层进行辐照交联，制备交联聚乙烯，导体屏蔽层和绝缘屏蔽层都通过交联聚乙烯添加炭黑、防老剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等配合剂混合而成，导体屏蔽层厚度大于绝缘屏蔽层的厚度；

6)采用盘式笼绞设备，在绝缘导体外绕包一层软铜带作为金属屏蔽层，铜带间的搭盖率为铜带宽度的15％，最小搭盖率应不小于5％，铜带厚度最小为0.1mm；

7)采用精度较高的成缆设备，把第一光单元和第二光单元和3芯电单元通过同向螺旋绞合方式绞合，中心放置一根第一光单元，外面三根电单元相切，最外层采用先对两根第二光单元并列放置和一根阻水纱排列并线，通过绞合而成，绕在成缆盘上；在光单元缠绕成缆盘前，通过绕包方式缠绕一层阻水带做为阻水层；

8)不锈钢金属铠装层外平行放置芳纶纱后，通过挤塑机在芳纶纱外挤制一层热塑性聚氨酯弹性体作为外护层。

综上，本发明的上述技术方案的有益效果如下：

1.本新型采用耐弯曲单模光纤，具有小弯曲半径，适合舰船内部的狭小空间的布线；

2.电缆采用节能三层共挤出设备制备导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层一次性挤出，厚度均匀，生产效率高，屏蔽半导电层改善电场分布，避免导体局部放电，该节能共挤干法交联电缆生产线，自动化程度高，效率高，电能消耗少，相比传统设备节能高达40％左右，低碳绿色；

3.该复合缆结构设计科学合理，采用3(三芯电单元)+多(多芯光单元)的结构，光传输单元多，容量大；

4.电缆外采用铜带屏蔽，提高了电缆抗干扰性能，光缆具有抗电磁干扰、保密性强、高性能信号传输；

5.集中了舰船光缆和舰船电缆的优点，舰船用光电复合缆将光通信和电缆传输电能的两大功能进行了合理的有机结合，并且光电单元相互独立的，可以单独使用；

6.光单元中光纤衰减低、频带宽、通信容量大，采用金属螺旋管铠装和芳纶纱加强保护，增强其抗拉和抗侧压性能；

7.中心光单元作为测温光缆，可对工作中电力电缆温度进行实时监控，保证光电复合缆的运行安全；

8.舰船光电复合缆缆芯采用金属螺旋管和芳纶纱作为抗拉曾加强保护，提高该缆的抗拉、抗侧压和耐弯曲性；

9.光缆外护套采用热塑性聚氨酯弹性体材料，具有低烟、无卤、阻燃、低毒，并具有防霉菌、防盐雾、防湿热能力。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明电单元的结构示意图。

图3为本发明第一光单元的结构示意图；

图4为本发明第二光单元的结构示意图；

图中：

1第一光单元、2第二光单元、3电单元、4阻水层、5内护层、6铠装层、7抗拉层、7’抗拉层、8外护层、9阻水纱、10光纤、10’光纤、11紧套层、11’紧套层、12铠装层、12’铠装层、13护套、13’护套、14导体、15导体屏蔽层、16绝缘层、17绝缘屏蔽层、18金属屏蔽层.

具体实施方式

以下结合附图1-4对本发明的特征和原理进行详细说明，所举实施例仅用于解释本发明，并非以此限定本发明的保护范围。

如图1-4所示，该发明结构包括第一光单元1、电单元3、第二光单元2、阻水层4、内护层5、铠装层6、抗拉层7、外护层8。其中包括七个光单元和三个电单元，中心为一个第一光单元1，第一光单元外层为三个电单元3，等外径的三个电单元相互外切，充分利用该结构空间.在三个电单元中心空隙位置放置第一光单元作为测温光缆，为提高缆芯的圆整度，在电单元两两相切外侧间隙位置放置多根第二光单元作为通信光缆。

电单元外层为有六个第二光单元和阻水纱9，每两个第二光单元和阻水纱9放置于两个电单元外层与阻水层间的间隙位置。缆芯外围是阻水带绕包层，绕包层外围是内护层，内护层为金属软管铠装层，铠装层外为芳纶抗拉层，最外层为外护层。

对照图3，第一光单元包括光纤10、紧套层11、铠装层12、护套13；其中光纤外围是紫外固化丙烯酸双涂层，涂覆层外围为尼龙紧套层，紧套层外为金属螺旋软管铠装层，最外层为热塑性聚氨酯弹性体护套。

对照图4，第二光单元包括光纤10’、紧套层11’、铠装层12’、抗拉层7’、护套13’；其中光纤外围是紫外固化丙烯酸双涂层，涂覆层外围为尼龙紧套层，紧套层外为金属螺旋软管铠装层，铠装层外为芳纶抗拉层，最外层为热塑性聚氨酯弹性体护套。

对照图2，电单元包括导体14、导体屏蔽层15、绝缘层16、绝缘屏蔽层17、金属屏蔽层18；其中导体外围为添加炭黑交联聚乙烯半导电屏蔽层，导体屏蔽层外围为交联聚乙烯绝缘层，绝缘外围为添加炭黑交联聚乙烯半导电屏蔽层，最外围为软铜带绕包组成的金属屏蔽层。

1)光纤采用单模耐弯曲光纤，光纤外围采用紫外固化丙烯酸酯双涂层，在涂覆层外挤包尼龙料作为紧套层；

2)不锈钢丝通过钢丝压扁机压制成厚度和宽度均匀的金属带，该金属带通过长尺自动制管机制备成螺旋状金属软管，并通过退扭处理，获得不同外径的金属软管，其中间隙为0.1mm～0.5mm，外径最小为φ0.9mm，最大为φ15mm，金属软管对紧套光纤和复合缆缆芯进行铠装保护；

3)为提高光缆的抗拉性能，对光缆铠装层外均匀放置芳纶纱，在复合缆铠装层外第二次平行放置芳纶纱，提高复合缆的抗拉性能，分两次放置芳纶纱，可显著提高光电复合缆的抗拉性能；

4)电单元导体采用电线电缆束线机，正规绞合铜线作为导体，导体截面积可根据客户要求选择；

5)采用三层共挤干法交联工艺在导体外分别挤制导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层，并对各层进行辐照交联，制备交联聚乙烯，导体屏蔽层和绝缘屏蔽层都通过交联聚乙烯添加炭黑、防老剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等配合剂混合而成，导体屏蔽层厚度大于绝缘屏蔽层；

6)采用盘式笼绞设备，在绝缘导体外绕包一层软铜带作为金属屏蔽层，铜带间的搭盖率为铜带宽度的15％，最小搭盖率应不小于5％，铜带厚度最小为0.1mm；

7)采用精度较高的成缆设备，把7根光单元和3芯电单元通过螺旋绞合方式绞合，中心放置一根第一光单元，外面三根电单元，最外面采用先对每两根第二光单元并列和一根阻水纱排列并线，有规律的通过简单非正规绞合而成，绕在成缆盘上，在缠绕成缆盘前阻水带通过缠绕的方式绕包一层阻水层；

8)不锈钢金属铠装层外平行放置芳纶纱后，通过挤塑机在芳纶纱外挤制一层热塑性聚氨酯弹性体作为外护套。

采用热塑性聚氨酯弹性体(tpu)材料，使用温度范围-50～+120℃；舰船用光电复合缆采用芳纶纱作为抗拉加强件，增强内部光缆和外部复合缆的抗拉性能；光缆和复合缆都采用金属不锈钢螺旋管对内部光缆和外部复合缆加强保护，使其具有高抗压性能，避免舰船内部钢板砸压对光纤和电缆的影响；光电复合缆缆芯采用干式阻水纱和阻水带，保证缆芯的干净整洁，并且无环境污染；光纤采用g657耐弯曲光纤，避免复合缆在使用中因弯曲半径小，对光纤衰减的影响；采用三层共挤干法交联工艺在导体外分别挤制导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层，并对各层进行辐照交联，导体绝缘性和屏蔽性好；电缆最外层采用软铜带对电缆进行绕包，可以保证电场均匀；光单元分别放置于复合缆中心和边缘位置，充分利用缆芯的结构，使缆芯内部结构更科学合理；复合缆内部光缆和电缆是相互独立布置，可以单独使用；第一光单元放置于三芯电缆中心位置，与电单元紧密接触，可对电缆表面进行温度监控测试；产品具有外径小、重量合适、耐老化、低烟无卤阻燃、耐侧压、抗拉等性能优异，并有优异的电气性能和光学性能，电缆可以满足低于8.7/15kv电力系统供电要求。

上述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本新型的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩入本发明权利要求书所确定的保护范围内。