專利名稱：深海光纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型深海光纜及其制作方法涉及的是一種抗張緊湊型組合結(jié) 構(gòu)深海光纜及其制作方法，是一種采用不銹鋼光纖單元外利用專門的工裝 設(shè)備進(jìn)行三種不同規(guī)格的高強(qiáng)度鋼絲鎧裝，再進(jìn)行金屬管包覆鎖緊，外層 采用電氣性能極優(yōu)的絕緣材料保護(hù)，鋼絲間隙和鋼絲與金屬導(dǎo)體間隙全部
采用高粘性彈性材料密封。此種結(jié)構(gòu)海底光纜適用于最大水深5000米的
海況，承受5000米水壓下的光通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，國際上深海光纜技術(shù)已完成結(jié)構(gòu)驗證和完善過渡，其結(jié)構(gòu)主要 采用緊包光纖加彈性體結(jié)構(gòu)、塑料松套管結(jié)構(gòu)、三片式壓合結(jié)構(gòu)和金屬 管光纖單元加塑料、 一層鋼絲、雙層鋼絲等結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)不夠合理可靠， 特別是深海水深大于1000米的環(huán)境運行，光纜壽命不能得到有效保證。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的是針對上述不足之處提供一種深海光纜及其制作方 法，用于深海領(lǐng)域的應(yīng)用，為我國參與國際海光纜通信提供一定的基礎(chǔ)條 件。區(qū)別于常規(guī)海纜外鎧結(jié)構(gòu)，采用特高強(qiáng)度鋼絲內(nèi)鎧，光纖由不銹鋼松 套管進(jìn)行保護(hù)，鎧裝后再進(jìn)行金屬導(dǎo)體的包覆鎖緊，構(gòu)成了本實用新型的 抗張緊湊型組合結(jié)構(gòu)，在增強(qiáng)結(jié)構(gòu)完成后擠包絕緣護(hù)套，構(gòu)成了新型深海 光纜。
本實用新型深海光纜的纜芯已從過去國外推行的緊包光纖加彈性體 型逐步轉(zhuǎn)化為金屬光纖單元加內(nèi)鎧裝型，其結(jié)構(gòu)更合理可靠，是所有鎧裝 結(jié)構(gòu)鋼絲單位面積密度最大的結(jié)構(gòu)，提供了更大的抗拉強(qiáng)度，更適應(yīng)深海
水深大于自米的環(huán)境運行，光纜壽命能得到有效保證。
深海光纜及其制作方法是采取以下方案實現(xiàn)的
深海光纜包括若干根全色譜高強(qiáng)度光纖、高強(qiáng)耐蝕型不銹鋼管、海纜 光纖專用油膏、特高強(qiáng)度三種不同直徑鎧裝鋼絲、高粘阻水劑、金屬導(dǎo)電體銅管、有機(jī)塑性復(fù)合材料、聚乙烯絕緣材料保護(hù)層。若干根全色譜高強(qiáng) 度光纖外套裝有高強(qiáng)耐蝕型不銹鋼管，高強(qiáng)耐蝕型不銹鋼管內(nèi)充填海纜光 纖專用油膏，高強(qiáng)耐蝕型不銹鋼管外鑲嵌有特高強(qiáng)度三種不等徑鎧裝鋼 絲，在鎧裝三種不同尺寸的特高強(qiáng)度鋼絲中充填足量的高粘阻水劑，在特 高強(qiáng)度三種不等徑鎧裝鋼絲外包覆有金屬導(dǎo)電體銅管，形成了特殊的抗張 緊湊型組合結(jié)構(gòu)，在金屬導(dǎo)電體銅管外加上有機(jī)塑性復(fù)合材料后擠包有聚 乙烯絕緣材料保護(hù)層。
高強(qiáng)度光纖是專門用于海底光纜系統(tǒng)的，其張力篩選力大于2%，長
度滿足中繼段設(shè)計長度的需要， 一般為50 70km每段，特殊情況下長度 更長。
高強(qiáng)度光纖由耐腐蝕性能更好的不銹鋼帶成型焊接成管保護(hù)，鋼管內(nèi) 充填海纜光纖專用油膏，由于深海光纜要承受5000m水深的高水壓，因此 不銹鋼帶厚度經(jīng)過特殊計算，保證了抗水壓性能。
在深海光纜外鎧裝雙層鋼絲，構(gòu)成了淺海用的重型深海光纜。
在深海光纜外加鋼帶，在鋼帶外包有塑料層，構(gòu)成了專門用于鯊魚出 沒的海域的防護(hù)型深海光纜。
在深海光纜外鎧裝一層鋼絲，填充瀝青防水，再在外面采用PP繩進(jìn) 行外被保護(hù)，構(gòu)成了輕型鎧裝深海光纜。
在深海光纜鎧裝一層鋼絲，在鋼絲外再進(jìn)行一層粗鋼絲鎧裝，構(gòu)成了 耐磨型巖石鎧裝深海光纜。
深海光纜抗張力由特高強(qiáng)度的鋼絲經(jīng)鎧裝保證，特高強(qiáng)度鋼絲有三種 不同規(guī)格尺寸，通過特殊的成型工藝有機(jī)在鑲嵌在相互形成的間隙中，達(dá) 到了相同截面下絞合密度最大的工藝化設(shè)計。再在鎧裝鋼絲外采用金屬導(dǎo) 電體-銅帶進(jìn)行包覆焊接鎖緊，達(dá)到了鎧裝和導(dǎo)電體有效組合設(shè)計的目的， 形成了特殊的抗張緊湊型組合結(jié)構(gòu)。
更高的耐受電壓的能力，同時提供了更好的施工耐磨要求。 抗張緊湊型組合結(jié)構(gòu)深海光纜制作方法
1、將若干根全色譜高強(qiáng)度光纖裝到放纖軸上，調(diào)整好每盤光纖的放纖張力30 80g;所述的全色譜高強(qiáng)度光纖數(shù)為4 48芯的光纖數(shù)；2、 將光纖經(jīng)張力控制器按正確的方向引出，并引入到不銹鋼光纖套 管模具中；3、 調(diào)整好不銹鋼帶成型模具，啟動焊接機(jī)、主牽引機(jī)，不銹鋼帶縱 包成型后經(jīng)激光悍接制成不銹鋼管，同時在不銹鋼管內(nèi)充入海纜光纖專用 油膏，并控制好充入量，充入量為管內(nèi)腔截面的90 95%;所述的海纜光 纖專用油膏采用海纜專用防析氫纖膏；4、 對上述完成的不銹鋼管光纖單元進(jìn)行光纖衰減、余長檢測，合格 后在鋼絲裝鎧機(jī)上進(jìn)行特高強(qiáng)度鋼絲的裝鎧;所述的特高強(qiáng)度三種不等徑 鎧裝鋼絲采用抗拉強(qiáng)度達(dá)2000MPa的高強(qiáng)度三種不同直徑、相同根數(shù)鎧裝 鋼絲，鎧裝鋼絲每種為6 12根，鎧裝鋼絲直徑為0. 8 3mm;5、 鎧裝時先調(diào)整好鋼絲張力和鑲嵌式成型，將不銹鋼光單元引入成 型模內(nèi)；6、 在上述裝鎧的同時充填足量的高粘阻水劑，保證全截面的阻水； 所述的高粘阻水劑采用20CTC時粘度大于200Pa. s的高粘阻水粘合劑；7、 將鎧裝后的纜芯送入銅帶成型模內(nèi)，將銅帶包覆于纜芯上，焊接 成銅管；8、 再將銅管進(jìn)行拉拔緊貼于鎧裝后的纜芯外周；9、 對上述裝鎧后的纜芯進(jìn)行光纖衰減、余長檢測，確保光纖衰減《 0. 20dB/km(1550nm)、余長控制在》3%。以上的要求合格后，在金屬導(dǎo)電體 銅管外加上有機(jī)塑性復(fù)合材料后，在擠塑機(jī)上擠包聚乙烯絕緣材料保護(hù) 層，擠出溫度在15(TC 23(TC之間，制成抗張緊湊組合結(jié)構(gòu)深海光纜。此深海光纜結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，鎧裝設(shè)計緊湊、致密，制作工藝流程可靠。 經(jīng)本實用新型制作的深海光纜具有如下特點-1. 本實用新型深海光纜為數(shù)量相等的三種不同尺寸鋼絲鑲嵌設(shè)計，2. 本實用新型深海光纜具有耐受5000m深海的阻水性能，比其它結(jié) 構(gòu)更合理和可靠；能耐受萬伏高壓的電能傳輸，滿足了深海光纜長度通信 所需的中繼放大器供電需要，滿足了幾千公里大長度海纜使用的要求。3. 本實用新型的深海光纜抗張力更強(qiáng)(破斷張力超過80KN以上)、 抗側(cè)壓性能達(dá)20認(rèn)以上，遠(yuǎn)優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)IO認(rèn)的要求；
4. 本實用新型的深海光纜光纖數(shù)可達(dá)48芯，為國內(nèi)首創(chuàng)；
5. 適用于敷設(shè)海水深度達(dá)5000米，深海環(huán)境的操作應(yīng)用，其設(shè)計高 阻水材料采用進(jìn)口高粘阻水材料，性能非常優(yōu)越。
6. 可擴(kuò)展應(yīng)用于更多光纖芯數(shù)的海底系統(tǒng)要求，保證使用的高可靠性。
本實用新型的深海光纜除了能保證光信號的穩(wěn)定可靠傳輸外，還能提 供海底系統(tǒng)中繼器供電的需要，并能承受深海光纜在盤繞、敷設(shè)、運行過 程中施加的操作張力及側(cè)壓力。

以下將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。 圖1是深海光纜示意圖。
圖2是深海光纜使用狀態(tài)示意圖1 (外層為鋼帶和塑料保護(hù)防嚙咬深 海光纜)。
圖3是深海光纜使用狀態(tài)示意圖2 (外層為一層鋼絲輕鎧結(jié)構(gòu)深海光纜)。
圖4是抗深海光纜使用狀態(tài)示意圖3 (外層為雙層鋼絲鎧裝結(jié)構(gòu)深海 光纜)。
圖5是深海光纜使用狀態(tài)示意圖4 (外層為粗鋼絲重鎧結(jié)構(gòu)巖石深海 光纜)。
具體實施方式
參照附圖1 5，深海光纜包括若干根全色譜高強(qiáng)度光纖1、高強(qiáng)耐蝕 型不銹鋼管2、海纜光纖專用油膏3、特高強(qiáng)度三種不等徑鎧裝鋼絲4、 高粘阻水劑5、金屬導(dǎo)電體銅管6、有機(jī)塑性復(fù)合材料7、聚乙烯絕緣材
8。^m全色譜高強(qiáng)fe1^ i ^^WSimM'TWI^ 2，
高強(qiáng)耐蝕型不銹鋼管2內(nèi)充填海纜光纖專用油膏3，高強(qiáng)耐蝕型不銹鋼管 2外鑲嵌有特高強(qiáng)度三種不等徑鎧裝鋼絲4，在鎧裝三種不同尺寸的特高 強(qiáng)度鋼絲4中充填足量的高粘阻水劑5，在特高強(qiáng)度三種不等徑鎧裝鋼絲4外包覆有金屬導(dǎo)電體銅管6，形成了特殊的抗張緊湊型組合結(jié)構(gòu)，在金 屬導(dǎo)電體銅管外加上有機(jī)塑性復(fù)合材料7后，在金屬導(dǎo)電體銅管6外擠包 有聚乙烯絕緣材料保護(hù)層8 (見附圖1)。深海光纜在使用時，還可在深海 光纜外加鋼帶9進(jìn)行保護(hù)，再進(jìn)行塑料層10防護(hù)，構(gòu)成了專門用于鯊魚 出沒的海域的防護(hù)型深海光纜(見附圖2);在深海光纜外進(jìn)行一層鋼絲 11鎧裝增強(qiáng)，再進(jìn)行瀝青12防水填充，再在外面采用PP繩13進(jìn)行外被 保護(hù)，構(gòu)成了輕型鎧裝深海光纜(見附圖3);在深海光纜外進(jìn)行雙層鋼 絲鎧裝，分別是鋼絲11和鋼絲14，構(gòu)成了淺海用的重型深海光纜(見附 圖4);在深海光纜鎧裝一層鋼絲ll外再進(jìn)行一層粗鋼絲15鎧裝，構(gòu)成 了耐磨型巖石鎧裝深海光纜(見附圖5)。所述的高強(qiáng)耐蝕型不銹鋼管2采用市售高強(qiáng)耐蝕304型不銹鋼管。所 述的海纜光纖專用油膏3采用市售海纜專用防析氫纖膏。所述的特高強(qiáng)度 三種不等徑鎧裝鋼絲4采用市售抗拉強(qiáng)度達(dá)2000MPa的特高強(qiáng)度三種不同 直徑、相同根數(shù)鎧裝鋼絲，鎧裝鋼絲每種為6 12根，鎧裝鋼絲直徑為 0. 8 3mm。所述的高粘阻水劑5采用市售20(TC時粘度大于200Pa. s的高 粘阻水粘合劑。所述的全色譜高強(qiáng)度光纖數(shù)為4 48芯的光纖數(shù)。所述的 有機(jī)塑性復(fù)合材料采用市售熱熔膠?？箯埦o湊型組合結(jié)構(gòu)深海光纜制作方法-1. 將若干根全色譜高強(qiáng)度光纖(一般48芯以下)裝到放纖軸上，調(diào) 整好每盤光纖的放纖張力30 80g;所述的全色譜高強(qiáng)度光纖數(shù)為4 48 芯的光纖數(shù)；2. 將光纖經(jīng)張力控制器按正確的方向引出，并引入到不銹鋼光纖套 管模具中；3. 調(diào)整好不銹鋼成型模具，啟動焊接機(jī)、主牽引機(jī)，不銹鋼帶縱包 成型經(jīng)激光焊接制成不銹鋼管，同時在不銹鋼管內(nèi)充入海纜光纖專用油 膏，^mWf充入量，充入量為管內(nèi)腔截面的的 照％; 0fMWIt^f 專用油膏3采用市售海纜專用防析氫纖膏，所述的不銹鋼管為高強(qiáng)耐蝕型 不銹鋼管，采用市售高強(qiáng)耐蝕304型不銹鋼帶包成型經(jīng)激光焊接制成；4. 對上述完成的不銹鋼管光纖單元進(jìn)行光纖衰減、余長檢測，合格后在鋼絲裝鎧機(jī)上進(jìn)行特高強(qiáng)度鋼絲的裝鎧。特高強(qiáng)度三種不等徑鎧裝鋼絲
采用市售抗拉強(qiáng)度達(dá)2000MPa的特高強(qiáng)度三種不同直徑、相同根數(shù)鎧裝鋼 絲，鎧裝鋼絲每種為6 12根，鎧裝鋼絲直徑為0. 8 3mm;
5. 鎧裝時先調(diào)整好鋼絲張力和鑲嵌式成型，將不銹鋼光單元引入成 型模內(nèi)；
6. 在上述裝鎧的同時充填足量的高粘阻水粘合劑，保證全截面的阻 水，高粘阻水劑采用市售20(TC時粘度大于200Pa. s的高粘阻水粘合劑；
7. 將鎧裝后的纜芯送入銅帶成型模內(nèi)，將銅帶包覆于纜芯上，焊接 成銅管；
8. 再將銅管進(jìn)行拉拔緊貼于鎧裝后的纜芯外周；
9. 對上述裝鎧后的纜芯進(jìn)行光纖衰減、余長等檢測，確保光纖衰減 《0. 20dB/km(1550nm)、余長控制在》3%。以上的要求合格后，在金屬導(dǎo)電 體銅管外加上有機(jī)塑性復(fù)合材料后，在擠塑機(jī)上擠包聚乙烯絕緣材料保護(hù) 層，擠出溫度在15(TC 23(TC之間，制成抗張緊湊組合結(jié)構(gòu)深海光纜(見 附圖l)。有機(jī)塑性復(fù)合材料采用市售熱熔膠。
經(jīng)本實用新型深海光纜的制作方法完成的深海光纜達(dá)到如下性能
1. 高抗拉性能，抗拉強(qiáng)度高達(dá)80KN以上；
2. 高抗側(cè)壓性能，抗側(cè)壓達(dá)到20KN以上；
3. 高阻水性能，阻水能力達(dá)到50MPa以上；
4. 高電性能，產(chǎn)品能經(jīng)受萬伏以上的中繼放大器所需的電能傳輸；
5. 使用水深更高，能滿足5000m深海環(huán)境的使用要求。
權(quán)利要求1、 一種深海光纜，其特征在于結(jié)構(gòu)包括若干根全色譜高強(qiáng)度光纖、高 強(qiáng)耐蝕型不銹鋼管、海纜光纖專用油膏、特高強(qiáng)度三種不同直徑鎧裝鋼絲、 高粘阻水劑、金屬導(dǎo)電體銅管、有機(jī)塑性復(fù)合材料、聚乙烯絕緣材料保護(hù) 層；若干根全色譜高強(qiáng)度光纖外套裝有高強(qiáng)耐蝕型不銹鋼管，高強(qiáng)耐蝕型 不銹鋼管內(nèi)充填海纜光纖專用油膏，高強(qiáng)耐蝕型不銹鋼管外鑲嵌有特高強(qiáng) 度三種不等徑鎧裝鋼絲，在鎧裝三種不同尺寸的特高強(qiáng)度鋼絲中充填足量 的高粘阻水劑，在特高強(qiáng)度三種不等徑鎧裝鋼絲外包覆有金屬導(dǎo)電體銅 管，形成了特殊的抗張緊湊型組合結(jié)構(gòu)，在金屬導(dǎo)電體銅管外加上有機(jī)塑 性復(fù)合材料后擠包有聚乙烯絕緣材料保護(hù)層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海光纜，其特征在于所述的全色譜高強(qiáng) 度光纖數(shù)為4 48芯的光纖數(shù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海光纜，其特征在于所述的特高強(qiáng)度三 種不等徑鎧裝鋼絲采用抗拉強(qiáng)度達(dá)2000MPa的高強(qiáng)度三種不同直徑、相同 根數(shù)鎧裝鋼絲，鎧裝鋼絲每種為6 12根，鎧裝鋼絲直徑為0.8 3mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海光纜，其特征在于所述的海纜光纖專 用油膏采用海纜專用防析氫纖膏。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海光纜，其特征在于所述的高粘阻水劑 采用20(TC時粘度大于200Pa. s的高粘阻水粘合劑；所述的有機(jī)塑性復(fù)合 材料采用熱烙膠。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的深海光纜，其特征在于所述的有機(jī)塑性復(fù) 合材料采用熱熔膠。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海光纜，其特征在于在深海光纜外鎧裝 雙層鋼絲，構(gòu)成了淺海用的重型深海光纜。
8. 帶，在鋼帶外包有塑料層，構(gòu)成了專門用于鯊魚出沒的海域的防護(hù)型深海 光纜。
9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海光纜，其特征在于在深海光纜外鎧裝一層鋼絲，填充瀝青防水，再在外面采用PP繩進(jìn)行外被保護(hù)，構(gòu)成了輕 型鎧裝深海光纜。
10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海光纜，其特征在于在深海光纜鎧裝一 層鋼絲，在鋼絲外再進(jìn)行一層粗鋼絲鎧裝，構(gòu)成了耐磨型巖石鎧裝深海光 纜。
專利摘要本實用新型深海光纜涉及的是一種抗張緊湊型組合結(jié)構(gòu)深海光纜。結(jié)構(gòu)包括若干根全色譜高強(qiáng)度光纖、高強(qiáng)耐蝕型不銹鋼管、海纜光纖專用油膏、特高強(qiáng)度三種不同直徑鎧裝鋼絲、高粘阻水劑、金屬導(dǎo)電體銅管、有機(jī)塑性復(fù)合材料、聚乙烯絕緣材料保護(hù)層。若干根全色譜高強(qiáng)度光纖外套裝有高強(qiáng)耐蝕型不銹鋼管，高強(qiáng)耐蝕型不銹鋼管內(nèi)充填海纜光纖專用油膏，高強(qiáng)耐蝕型不銹鋼管外鑲嵌有特高強(qiáng)度三種不等徑鎧裝鋼絲，在鎧裝三種不同尺寸的特高強(qiáng)度鋼絲中充填足量的高粘阻水劑，在特高強(qiáng)度三種不等徑鎧裝鋼絲外包覆有金屬導(dǎo)電體銅管，形成了特殊的抗張緊湊型組合結(jié)構(gòu)，在金屬導(dǎo)電體銅管外加上有機(jī)塑性復(fù)合材料后擠包有聚乙烯絕緣材料保護(hù)層。
文檔編號G02B6/44GK201156097SQ20082003184
公開日2008年11月26日 申請日期2008年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月13日
發(fā)明者吳建華, 李運發(fā), 蔡炳余, 馳 薛, 薛濟(jì)萍, 陸如泉, 陶新華 申請人:中天科技海纜有限公司