CN113782266A - 一种防鲨海底光缆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防鲨海底光缆及其制备方法，该海底光缆包括缆芯，缆芯外部包覆有防鲨护层，防鲨护层包括平滑钢带，平滑钢带的外部包覆有挤塑护层，平滑钢带纵包在缆芯外部，平滑钢带的内壁与缆芯的外壁相贴合。本发明还公开了一种防鲨海底光缆的制备方法。本发明可有效提升海底光缆耐受鲨鱼啃咬的能力。

Description

一种防鲨海底光缆及其制备方法

技术领域

本发明涉及海底光缆技术领域，尤其是指一种防鲨海底光缆及其制备方法。

背景技术

海底光缆作为跨越大洋通信与岛屿通信传输的纽带，具有超大长度、大容量、高可靠性、强抗干扰性等特点，在国际通信中起着极其重要的作用。大部分的海底光缆***具有带馈电功能结构，以为海底光缆***中的中继器提供稳定可靠的动力源，其中一些海底光缆敷设在海底3000～4000米深的海域，该处海域生存有鲨鱼等鱼类，当有海底光缆敷设在此海底区域，围绕该海底光缆的周边会形成一定的电磁场效应，这会使得鲨鱼等啮齿类生物产生条件反射或反应，鲨鱼群会将此处海底光缆视作入侵鲨鱼领地的外来异物而对海底光缆进行围攻啃食，从而破坏缆结构中绝缘层的绝缘完整性，影响电缆的正常使用。

为了减少鲨鱼类生物对海底光缆的攻击，一般会在缆芯外部设置一层坚硬的金属保护层，该金属保护层能够耐受长期深海海水腐蚀，又可起到屏蔽电磁场作用，以减少对周边环境电磁场的干扰，从而尽可能减少鲨鱼类生物对海底光缆的攻击。上述金属保护层一般采用轧纹钢带，轧纹钢带与缆芯之间通过热熔胶粘结，但是该结构存在如下缺陷：轧纹钢带与缆芯之间需要通过涂敷热熔胶来保证一定的粘结力，轧纹钢带无法紧密服帖缆芯，结构存在一定的间隙，经鲨鱼啃咬后易发生断裂，一旦光缆发生断裂，一定压力的海水会顺着轧纹间隙渗透进入缆芯内部，导致光缆无法正常使用且给维护施工带来较大难度。

因此，现有的海底光缆结构无法达到较好的防鲨鱼啃咬效果，耐受鲨鱼类啃咬的能力不佳，易因鲨鱼啃咬而发生线路断裂或中断，无法满足使用需求。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中海底光缆结构不耐受鲨鱼啃咬，易因鲨鱼啃咬而发生损坏的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种防鲨海底光缆，包括缆芯，所述缆芯外部包覆有防鲨护层，所述防鲨护层包括平滑钢带，所述平滑钢带的外部包覆有挤塑护层，所述平滑钢带纵包在所述缆芯外部，所述平滑钢带的内壁与所述缆芯的外壁相贴合。

在本发明的一个实施例中，所述平滑钢带的表面镀覆有保护膜。

在本发明的一个实施例中，所述挤塑护层采用高密度聚乙烯。

在本发明的一个实施例中，所述缆芯包括光纤单元，所述光纤单元的外部设置有导体铜管，所述导体铜管外部通过粘结层连接有绝缘护层，所述导体铜管和光纤单元之间设置有内铠钢丝。

一种防鲨海底光缆的制备方法，包括以下步骤：

1)在成型平台上依次布置飞机模、第一定径模和第二定径模，所述飞机模内部设置有预成型孔，所述第一定径模内部设置有第一定径孔，所述第二定径模内部设置有第二定径孔，所述第二定径孔输出端的直径小于所述第一定径孔输出端的直径；

2)将平滑钢带穿入所述飞机模内部的预成型孔中，使得平滑钢带在所述预成型孔中卷成筒状，再将缆芯穿入筒状的平滑钢带中形成预成型组件；

3)将预成型组件从预成型孔中拉出，并穿入第一定径模的第一定径孔中，使得预成型组件中的筒状平滑钢带初步收紧在缆芯上而实现初步收紧定径；

4)将预成型组件从第一定径孔中拉出，并穿入第二定径模的第二定径孔中，使得预成型组件中的筒状平滑钢带与缆芯之间再次收紧定径，收紧定径后，平滑钢带和缆芯之间紧密贴合而形成纵包成型件；

5)将纵包成型件从第二定径孔中拉出，并通过挤塑机在纵包成型件的外部挤包挤塑护层。

在本发明的一个实施例中，所述第一定径孔和第二定径孔的内壁上均涂覆有纳米金钢石涂层。

在本发明的一个实施例中，步骤2)中将平滑钢带穿入所述飞机模内部的预成型孔之前，还需对缆芯进行表面除尘处理和除水渍处理，除水渍处理后还需进行烘干处理。

在本发明的一个实施例中，在步骤4)之后且在步骤5)之前，还需利用外径检测仪对纵包成型件的外径进行检测。

在本发明的一个实施例中，所述第一定径孔和第二定径孔均包括锥形孔，所述锥形孔的小端沿锥形孔的轴向延伸形成等径孔，所述第二定径孔中的等径孔的直径小于所述第一定径孔中的等径孔的直径。

在本发明的一个实施例中，所述飞机模和第一定径模之间的间距可调。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的海底光缆及其制备方法，有效提升了海底光缆的强度、阻水性和结构稳定性，从而使得海底光缆耐受鲨鱼啃咬的能力得到了有效提升。

附图说明

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

图1是本发明的防鲨海底光缆的结构示意图；

图2是图1中防鲨海底光缆制备工艺中各设备的布置示意图；

图3是图2中第一定径模的结构示意图；

说明书附图标记说明：1、成型平台；2、飞机模；21、预成型孔；3、第一定径模；31、第一定径孔；311、锥形孔；312、等径孔；4、第二定径模；41、第二定径孔；5、清洁除尘干燥装置；6、外径检测仪；7、挤塑机；8、缆芯；81、光纤；82、纤膏；83、不锈钢管；84、内铠钢丝；85、阻水胶；86、导体铜管；87、粘结层；88、绝缘护层；9、防鲨护层；91、平滑钢带；92、挤塑护层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1所示，本实施例公开了一种防鲨海底光缆，包括缆芯8，缆芯8外部包覆有防鲨护层9，防鲨护层9包括平滑钢带91，平滑钢带91的外部包覆有挤塑护层92，平滑钢带91纵包在缆芯8外部，平滑钢带91的内壁与缆芯8的外壁相贴合。

上述光缆结构，使得平滑钢带91的内壁与缆芯8的外壁直接紧密贴合，无需使用热熔胶连接，结构紧凑可靠，有效提高了海底光缆的强度和耐受鲨鱼啃咬的能力。另外，采用平滑钢带91而非轧纹钢带，也可有效避免结构间隙，避免在轧纹处出现局部断裂，同时使得光缆的缆径更小、重量更轻，提高了光缆的动力性能；相较于轧纹钢带，采用平滑钢带91，也更利于节省了钢材材料。上述防鲨护层9主要由平滑钢带91和挤塑护层92构成，也有效提高了海底光缆的耐受鲨鱼啃咬的能力。

在其中一个实施方式中，平滑钢带91的表面镀覆有保护膜，以提高钢带的防腐性能。

在其中一个实施方式中，挤塑护层92采用高密度聚乙烯(HDPE，High DensityPolyethylene)，具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。

在其中一个实施方式中，缆芯8包括光纤81单元，光纤81单元的外部设置有导体铜管86，导体铜管86外部通过粘结层87连接有绝缘护层88，导体铜管86和光纤81单元之间设置有内铠钢丝84。

在其中一个实施方式中，光纤81单元包括不锈钢管83，不锈钢管83内部设置有光纤81，不锈钢管83内部光纤81之间的间隙填充有纤膏82。

进一步地，导体铜管86和光纤81单元之间的内铠钢丝84的间隙中填充有阻水胶85。

本实施例还公开了一种防鲨海底光缆的制备方法，包括以下步骤：

1)如图2所示，在成型平台1上依次布置飞机模2、第一定径模3和第二定径模4，飞机模2内部设置有预成型孔21，第一定径模3内部设置有第一定径孔31，第二定径模4内部设置有第二定径孔41，第二定径孔41输出端的直径D2小于第一定径孔31输出端的直径D1；

可以理解地，第一定径孔31和第二定径孔41的输出端均是指缆芯8组件的穿出端，输入端是指缆芯8组件的穿入端。

2)将平滑钢带91穿入飞机模2内部的预成型孔21中，使得平滑钢带91在预成型孔21中卷成筒状，再将缆芯8穿入筒状的平滑钢带91中形成预成型组件；

3)将预成型组件从预成型孔21中拉出，并穿入第一定径模3的第一定径孔31中，在第一定径孔31的孔形作用下，预成型组件中的筒状平滑钢带91初步收紧在缆芯8上而实现初步收紧定径；

4)将预成型组件从第一定径孔31中拉出，并穿入第二定径模4的第二定径孔41中，由于第二定径孔41输出端的直径小于第一定径孔31输出端的直径，因此，在第二定径孔41的孔形作用下，预成型组件中的筒状平滑钢带91与缆芯8之间再次收紧定径，收紧定径后，平滑钢带91和缆芯8之间紧密贴合而形成纵包成型件；

5)将纵包成型件从第二定径孔41中拉出，并通过挤塑机7在纵包成型件的外部挤包挤塑护层92，从而形成最终的防鲨海底光缆。

上述制备方式中，在利用第二定径模4进行最终定径成形之前还设置了第一定径模3，通过第一定径模3进行初步收紧定径，可有效消除钢带搭边的褶皱；另外通过两次收紧定径，也可以使得平滑钢带91与缆芯8之间的纵包包覆更加服帖，从而更好地保证产品的受力稳定性和连接强度，增强了产品的阻水性能。

上述实施例的缆芯8采用的是具备馈电功能的缆芯8。

在其中一个实施方式中，第一定径孔31和第二定径孔41的内壁上均涂覆有纳米金钢石涂层，以提高模具的表面洛氏硬度，提升孔壁的表面光洁度，从而有效减少钢带卷包包覆时塑性变形过程的阻力。

在其中一个实施方式中，步骤2)中将平滑钢带91穿入飞机模2内部的预成型孔21之前，还需对缆芯8进行表面除尘处理和除水渍处理，除水渍处理后还需进行烘干处理。烘干处理时可使用温度可调的热空气吹拂烘干。通过上述处理可保证缆芯8进行纵包之前保持光滑洁净，从而保证纵包后光缆性能。

进一步地，可在成型平台1上安装清洁除尘干燥装置5，以进行上述除尘、除水渍和烘干处理操作。

在其中一个实施方式中，在步骤4)之后且在步骤5)之前，还需利用外径检测仪6对纵包成型件的外径进行检测，检测是否达到设计要求。具体地，可利用外径检测仪6对XY方向，也即对相互垂直方向的纵包成型件的外径进行连续监测。

在其中一个实施方式中，飞机模2、第一定径模3和第二定径模4的轴线相重合。

在其中一个实施方式中，如图3所示，第一定径孔31和第二定径孔41均包括锥形孔311，锥形孔311的小端(直径较小的一端)沿轴向延伸形成等径孔312，第二定径孔41中的等径孔312的直径小于第一定径孔31中的等径孔312的直径。

其中，锥形孔311的大端(直径较大的一端)为输入端，等径孔312的出口端为输出端。

上述结构使得平滑钢带91从第一定径孔31/第二定径孔41的锥形孔311进入，并从等径孔312输出，可使得平滑钢带91的外径逐步缩小至等径孔312大小而实现定径，定径效果更好，且也利于消除钢带搭边的褶皱。

在其中一个实施方式中，飞机模2和第一定径模3之间的间距可调。

上述实施例的防鲨海底光缆的制备方法，使得钢带与缆芯8之间无需使用热熔胶连接，平滑钢带91的内壁与缆芯8的外壁直接紧密贴合，避免了结构间隙的出现，使得整体光缆的强度、稳定性和阻水性得以大大提升，即使经鲨鱼啃咬后也不易发生断裂，且即使光缆表面发生轻微破损，也不会使得海水进入缆芯8内部，使得缆芯8可正常使用；另外，也杜绝了大长度海缆生产过程中因热熔胶累积导致防鲨护层9鼓包的问题；减轻了具有防鲨护层9的海底光缆的自身重量，使海底光缆的生产、敷设更加轻巧方便；摒弃了热熔胶的大量使用，也利于节约生产成本。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种防鲨海底光缆，其特征在于：包括缆芯，所述缆芯外部包覆有防鲨护层，所述防鲨护层包括平滑钢带，所述平滑钢带的外部包覆有挤塑护层，所述平滑钢带纵包在所述缆芯外部，所述平滑钢带的内壁与所述缆芯的外壁相贴合。

2.根据权利要求1所述的防鲨海底光缆，其特征在于：所述平滑钢带的表面镀覆有保护膜。

3.根据权利要求1所述的防鲨海底光缆，其特征在于：所述挤塑护层采用高密度聚乙烯。

4.根据权利要求1所述的防鲨海底光缆，其特征在于：所述缆芯包括光纤单元，所述光纤单元的外部设置有导体铜管，所述导体铜管外部通过粘结层连接有绝缘护层，所述导体铜管和光纤单元之间设置有内铠钢丝。

5.一种防鲨海底光缆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)在成型平台上依次布置飞机模、第一定径模和第二定径模，所述飞机模内部设置有预成型孔，所述第一定径模内部设置有第一定径孔，所述第二定径模内部设置有第二定径孔，所述第二定径孔输出端的直径小于所述第一定径孔输出端的直径；

2)将平滑钢带穿入所述飞机模内部的预成型孔中，使得平滑钢带在所述预成型孔中卷成筒状，再将缆芯穿入筒状的平滑钢带中形成预成型组件；

3)将预成型组件从预成型孔中拉出，并穿入第一定径模的第一定径孔中，使得预成型组件中的筒状平滑钢带初步收紧在缆芯上而实现初步收紧定径；

4)将预成型组件从第一定径孔中拉出，并穿入第二定径模的第二定径孔中，使得预成型组件中的筒状平滑钢带与缆芯之间再次收紧定径，收紧定径后，平滑钢带和缆芯之间紧密贴合而形成纵包成型件；

5)将纵包成型件从第二定径孔中拉出，并通过挤塑机在纵包成型件的外部挤包挤塑护层。

6.根据权利要求5所述的防鲨海底光缆的制备方法，其特征在于：所述第一定径孔和第二定径孔的内壁上均涂覆有纳米金钢石涂层。

7.根据权利要求5所述的防鲨海底光缆的制备方法，其特征在于：步骤2)中将平滑钢带穿入所述飞机模内部的预成型孔之前，还需对缆芯进行表面除尘处理和除水渍处理，除水渍处理后还需进行烘干处理。

8.根据权利要求5所述的防鲨海底光缆的制备方法，其特征在于：在步骤4)之后且在步骤5)之前，还需利用外径检测仪对纵包成型件的外径进行检测。

9.根据权利要求5所述的防鲨海底光缆的制备方法，其特征在于：所述第一定径孔和第二定径孔均包括锥形孔，所述锥形孔的小端沿锥形孔的轴向延伸形成等径孔，所述第二定径孔中的等径孔的直径小于所述第一定径孔中的等径孔的直径。

10.根据权利要求5所述的防鲨海底光缆的制备方法，其特征在于：所述飞机模和第一定径模之间的间距可调。

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