CN104810106A - 气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆及其制作方法，其中电缆由预埋光单元管的电力电缆和传输光纤单元组成；所述预埋光单元管的电力电缆由内至外依次为缆芯、内衬层、铠装层和外护套；所述缆芯包括至少一根绝缘线芯和填充；所述绝缘线芯由内至外依次为导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层；所述填充内设置至少一个光单元管；所述传输光纤单元的数量与光单元管的数量一致，包括光纤、固化层、护层和在护层表面设置的至少一个压力通道；所述传输光纤单元悬浮于电力电缆的光单元管内。本发明的电缆采用现场复合的方式，因此将电缆分为预埋光单元管电力电缆和传输光纤单元两部分，从而解决了原有光纤复合电缆在施工安装过程中电缆长度损失、光纤通信性能降低等问题。

Description

气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种光纤复合电力电缆，特别涉及一种气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆及其制作方法。

背景技术

光纤复合电力电缆是一种用于电力线路的新型光纤复合缆，具有普通电缆电缆、通信光缆以及在线检测等的功能。开展电信网、广播网、互联网内容传输的“三网融合”等业务并结合在线监测电力网络建设，最终实现坚强智能大电网的建设。

目前光纤复合电力电缆在专利文献中也有公布，比如实用新型专利ZL201120092927.4公开的《一种光纤复合中压电缆》，其结构为包括缆芯、缆芯包带层及外护套，缆芯内具有电力传输导线和阻水填充物，每根电力传输导线由在导体外依次包覆导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层构成，其特征在于在缆芯内填充位置设有由内设光纤的松套管以及在松套管外依次包覆非金属加强层、护套层而构成的光纤通信单元，在缆芯包带层与外护套之间依次设有内护套、钢带铠装层。包括其他已公布的各种类型的光纤复合电缆的结构基本与上述专利类似，都是在工厂里，将光纤传输单元植入电力电缆线芯中，起到电力、通信共输得目的。然而这样的光纤复合整体结构在实际工程应用过程中，能实现光、电共输的目点，但在实际运输、安装、敷设以及交接验收过程中，由于光纤机械性能差的原因，造成电缆整体长度的损耗现场严重，最终造成项目整体建设成本的增加。为了提高光纤传输质量，基于电力电缆外径大，重量重，电缆弯曲半径有要求的原因，一般一盘电力电缆的交货长度为300～500米，用于电力传输路径超过500米以上的线路，就需要采用两根或者多根电缆串接，增设电缆中间接头，同样光纤也需接续。而光纤每一次接续都将造成光衰减，影响光通信质量。

发明内容

本发明的第一个目的是克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单，电缆安装、敷设长度损耗小，功能更强大且进行实时在线监测的光纤复合电力电缆。

实现本发明第一个目的的技术方案是气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆，由预埋光单元管的电力电缆和传输光纤单元组成；所述预埋光单元管的电力电缆由内至外依次为缆芯、内衬层、铠装层和外护套；所述缆芯包括至少一根绝缘线芯和填充；所述绝缘线芯由内至外依次为导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层；所述 填充内设置至少一个光单元管；所述传输光纤单元的数量与光单元管的数量一致，包括光纤、固化层、护层和在护层表面设置有压力通道；所述传输光纤单元在光纤单元穿入复合与电缆过程中悬浮于电力电缆的光单元管内。

所述绝缘线芯为三根，两两相切设置；相邻两根绝缘线芯之间设置一个填充；所述光单元管和传输光纤单元均为三个。

所述填充的直径d2按照如下公式确定：式中R为缆芯的半径，r1为绝缘线芯的半径。

所述每个传输光纤单元内设置不大于12根光纤。

所述光单元管为圆管，内径不小于3.5mm，管壁厚为0.7～1.0mm，管内壁光滑圆整，无大于0.25mm高度的突起物。

所述传输光纤单元的外径不大于3mm，护层轴向无大于0.25mm的突起物。 

所述压力通道在护层表面均匀分布，不少于8个，深度为0.03～0.05mm。

本发明的第二个目的是提供一种新的光纤复合电力电缆的制作方法。

实现本发明第二个目的的技术方案是气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆的制作方法，包括以下步骤：

步骤一：分别生产得到电力电缆和传输光纤单元；所述电力电缆由内至外依次为缆芯、内衬层、铠装层和外护套；所述缆芯包括至少一根绝缘线芯和填充；所述填充内设置至少一个光单元管；所述传输光纤单元的数量与光单元管的数量一致，包括光纤、固化层、护层和在护层表面设置的至少一个压力通道；

步骤二：将步骤一得到的预埋光单元管的电力电缆(1)和传输光纤单元(2)分别送至安装现场；

步骤三：将预埋光单元管的电力电缆按照敷设要求安装敷设。

步骤四：在预埋光单元管的电力电缆敷设、安装完成后将传输光纤单元(2)逐一穿入光单元管(11-3)，实现光纤复合。

所述步骤三中，将传输光纤单元穿入光单元管的方法为在传输光纤单元一端设置阻塞物，通过高压气体或液体的推动力送入，利用高压气体将传输光纤单元悬浮于电力电缆光单元管中间，减小传输光纤单元与单元管之间的摩擦力。

或者，所述步骤三中，将传输光纤单元送入光纤单元管内的方法是通过两个或一组导轮，利用导轮与传输光纤单元之间的转动摩擦提供动力。

采用了上述技术方案后，本发明具有以下的积极的效果：(1)本发明的电缆采用现 场复合的方式，因此将电缆分为预埋光单元管的电力电缆和传输光纤单元两部分，从而解决了原有光纤复合电缆在施工安装过程中电缆长度损失、光纤通信性能降低等问题。

(2)本发明的方法可以避免已有整体供货形式光纤复合电缆技术由于光纤机械性能弱的原因，造成的光纤复合电缆在包装运输、安装敷设、交接试验等要求剥离出相当长的光纤而形成电力电缆长度的损失，不会出现电缆长度不够，需采购比原计划更长的电缆来满足长度的损耗，从而造成电缆采购成本增加的问题。

(3)本发明的电缆结构和制作方法，除了具有减少电缆长度损耗的优势外，还具有提高光纤传输质量，方便电缆后期使用维护的功能。同时与已有整体式光纤复合电缆相比，本发明安装现场复合光、电方式，还可以在电缆后期使用过程中，当由于各种原因造成光纤损伤后，可方便实现光纤更换，现有技术中的光纤电缆遇到此类情况，只能废弃光纤通信功能。

(4)本发明预埋的光单元管设置在电力电缆中的位置，考虑到光单元管内光纤受电力电缆运行温度的影响，同时考虑电缆外径以及材料成本，因此将光单元管设置于缆芯的填充位置，同时远离电力电缆的高温中心，处于远离电缆轴心的外侧，用填充固定位置。

(5)本发明的光单元管结构为圆管结构，管内光滑圆整，以确保为传输光纤引入提供有效空间。传输光纤单元外护轴向无大的突起物，传输光纤单元圆整、无弯曲现象，这样能确保复合过程顺利。

(6)本发明的传输光纤单元的压力通道为在传输光纤单元外护层在挤出生产时，通过模具在外护层表面拉的凹形槽，用于在传输光纤单元穿入预埋的光单元管过程中，作为高压气体或液体的流通通道用，同时通过凹槽内的高压气体或液体使得传输光纤单元悬浮于预埋光纤单元管中心，减小了穿入摩擦力。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的预埋光单元管的电力电缆的结构示意图。

图2为本发明传输光纤单元的结构示意图。

附图中标号为：

预埋光单元管的电力电缆1、缆芯11、绝缘线芯11-1、导体11-1-1、导体屏蔽层11-1-2、绝缘层11-1-3、绝缘屏蔽层11-1-4、金属屏蔽层11-1-5、填充11-2、光单元管11-3、内衬层12、铠装层13、外护套14、传输光纤单元2、光纤21、固化层22、护层23、压力 通道24。

具体实施方式

(实施例1)

见图1和图2，本实施例的气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆，由预埋光单元管的电力电缆1和传输光纤单元2组成；预埋光单元管的电力电缆1由内至外依次为缆芯11、内衬层12、铠装层13和外护套14；缆芯11包括三根绝缘线芯11-1和三个填充11-2；绝缘线芯11-1由内至外依次为导体11-1-1、导体屏蔽层11-1-2、绝缘层11-1-3、绝缘屏蔽层11-1-4和金属屏蔽层11-1-5；填充11-2内设置三个光单元管11-3；传输光纤单元2包括光纤21、固化层22、护层23和在护层23表面设置的十个压力通道24；传输光纤单元2悬浮于电力电缆1的光单元管11-3内。

填充11-2的直径d2按照如下公式确定：式中R为缆芯11的半径，r1为绝缘线芯11的半径。

见图2，每个传输光纤单元2内设置不大于12根光纤21。光单元管11-3为圆管，内径不小于3.5mm，管壁厚为0.7～1.0mm，管内壁光滑圆整，无大于0.25mm高度的突起物。传输光纤单元2的外径不大于3mm，护层23轴向无大于0.25mm的突起物。压力通道24在护层23表面均匀分布，深度为0.03～0.05mm。

制作方法包括以下步骤：

步骤一：分别生产得到预埋光单元管的电力电缆1和传输光纤单元2；预埋光单元管的电力电缆1由内至外依次为缆芯11、内衬层12、铠装层13和外护套14；缆芯11包括至少一根绝缘线芯11-1和填充11-2；填充11-2内设置至少一个光单元管11-3；传输光纤单元2的数量与光单元管11-3的数量一致，包括光纤21、固化层22、护层23和在护层23表面设置的至少一个压力通道24；

步骤二：将步骤一得到的预埋光单元管的电力电缆(1)和传输光纤单元(2)分别送至安装现场；

步骤三：将预埋光单元管的电力电缆按照敷设要求安装敷设。

步骤四：将传输光纤单元2逐一穿入光单元管11-3，实现光纤复合。将传输光纤单元2穿入光单元管11-3的方法为在传输光纤单元2一端设置阻塞物，通过高压气体或液体的推动力送入。或者将传输光纤单元2送入光纤单元管11-3内的方法是通过两个或一组导轮，利用导轮与传输光纤单元2之间的转动摩擦提供动力，利用高压气体将传 输光纤单元悬浮于电力电缆光单元管中间，减小传输光纤单元与单元管之间的摩擦力。

本实施例主要是改变了光纤复合电缆的复合流程，由原来的在电缆生产企业光纤复合创新，改成在电缆安装敷设现场复合。通过这样的复合方式的创新，弥补了由于电缆重量重、机械强度大，而光纤机械强度小，在电缆敷设安装、交接试验等过程中电缆长度的损失；同时弥补了由于电缆外径大，电缆交货长度受盘具包装、运输的限制，使得电力、光纤传输路径需要通过多根电缆串接完成，由于中间接头而造成光通信衰减的问题。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆，其特征在于：由预埋光单元管的电力电缆(1)和传输光纤单元(2)组成；所述预埋光单元管的电力电缆(1)由内至外依次为缆芯(11)、内衬层(12)、铠装层(13)和外护套(14)；所述缆芯(11)包括至少一根绝缘线芯(11-1)和填充(11-2)；所述绝缘线芯(11-1)由内至外依次为导体(11-1-1)、导体屏蔽层(11-1-2)、绝缘层(11-1-3)、绝缘屏蔽层(11-1-4)和金属屏蔽层(11-1-5)；所述填充(11-2)内设置至少一个光单元管(11-3)；所述传输光纤单元(2)的数量与光单元管(11-3)的数量一致，包括光纤(21)、固化层(22)、护层(23)和在护层(23)表面设置有压力通道(24)；所述传输光纤单元(2)在引入电力电缆复合过程中悬浮于电力电缆(1)的光单元管(11-3)内。

2.根据权利要求1所述的气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆，其特征在于：所述绝缘线芯(11-1)为三根，两两相切设置；相邻两根绝缘线芯(11-1)之间设置一个填充(11-2)；所述光单元管(11-3)和传输光纤单元(2)均为三个。

3.根据权利要求2所述的气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆，其特征在于：所述填充(11-2)的直径d2按照如下公式确定：式中R为缆芯(11)的半径，r1为绝缘线芯(11)的半径。

4.根据权利要求1至3之一所述的气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆，其特征在于：所述每个传输光纤单元(2)内设置不大于12根光纤(21)。

5.根据权利要求4所述的气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆，其特征在于：所述光单元管(11-3)为圆管，内径不小于3.5mm，管壁厚为0.7～1.0mm，管内壁光滑圆整，无大于0.25mm高度的突起物。

6.根据权利要求5所述的气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆，其特征在于：所述传输光纤单元(2)的外径不大于3mm，护层(23)轴向无大于0.25mm的突起物。

7.根据权利要求6所述的气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆，其特征在于：所述压力通道(24)在护层(23)表面均匀分布，不少于8个，深度为0.03～0.05mm。

8.一种如权利要求1所述的气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：分别生产得到预埋光单元管的电力电缆(1)和传输光纤单元(2)；所述电力电缆(1)由内至外依次为缆芯(11)、内衬层(12)、铠装层(13)和外护套(14)；所述缆芯(11)包括至少一根绝缘线芯(11-1)和填充(11-2)；所述填充(11-2)内设置至少一个光单元管(11-3)；所述传输光纤单元(2)的数量与光单元管(11-3)的数量一致，包括光纤(21)、固化层(22)、护层(23)和在护层(23)表面设置有压力通道(24)；

步骤二：将步骤一得到的预埋光单元管的电力电缆(1)和传输光纤单元(2)分别送至安装现场；

步骤三：将预埋光单元管的电力电缆(1)按照敷设要求安装敷设；

步骤四：在预埋光单元管的电力电缆敷设、安装完成后将传输光纤单元(2)逐一穿入光单元管(11-3)，实现光纤复合。

9.根据权利要求8所述气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆的制作方法，其特征在于：所述步骤三中，将传输光纤单元(2)穿入光单元管(11-3)的方法为在传输光纤单元(2)一端设置阻塞物，通过高压气体或液体的推动力送入。

10.根据权利要求8所述气动吹入式光纤复合智慧能源用电力电缆的制作方法，其特征在于：所述步骤三中，将传输光纤单元(2)送入光纤单元管(11-3)内的方法是通过两个或一组导轮，利用导轮与传输光纤单元(2)之间的转动摩擦提供动力。