一種高壓光電復合纜用等電位光纖單元及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高壓光電復合纜用等電位光纖單元，其特征在于：所述高壓光電復合纜用等電位光纖單元從內(nèi)到外依次由光纖、光纖單元填充專用阻水油膏、金屬保護管、半導電塑料增強層、金屬絲鎧裝層和半導電塑料外護層組成。各保護層通過金屬和非金屬材料保護電氣連接，且各保護層等電位。在電力電纜電場的作用下，金屬和非金屬保護層間不會產(chǎn)生電位差，光單元整體與光電復合纜的其它結(jié)構亦是構成等電位體，從面使用光單元與電纜的其它結(jié)構不存在電位差，從而不但使光單元自身不會因為感應電壓過高造成擊穿，而且使光單元與高壓電纜芯間也不會產(chǎn)生擊穿，保證了光單元和電纜本體的安全性，提高電纜的使用壽命。
【專利說明】一種高壓光電復合纜用等電位光纖單元及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓光電復合纜用等電位光纖單元及其制備方法，尤其涉及一種抗擊穿、不產(chǎn)生電位差的高壓光電復合纜用等電位的光纖單元及其制備方法。

【背景技術】
[0002]近年來，隨著我國電網(wǎng)建設的快速發(fā)展，用于電力信息傳輸和控制用的電力光纖單元得到了迅猛發(fā)展，如電力光纖單元架空地線(0PGW)、無金屬自承式電力光纜(ADSS)、電力光纜(OPPC)等已廣泛用于長距離輸電線路和城市架空線路?？缭浇雍５墓饫w單元復合海底電纜、用于海上石油平臺供電用的海底光電復合纜、用于連接風力發(fā)電設備和變電站的光纖單元復合電力電纜等，這些電力電纜有一個共同的特征，就是電力電纜中含有可用于電力通信和控制儀器設備用的光纖單元，這些產(chǎn)品既用于電能的傳輸，又作為信息的載體。特別是用于水下的光纖單元復合電纜，光纖單元與電力電纜復合在一起，不但節(jié)約了設備的生產(chǎn)制造成本，而且節(jié)約了大量的海底空間資源和施工費用，具有良好的社會和經(jīng)濟效益。
[0003]不但如此，近年國家來高壓光電復合纜和高壓海底光電復合纜越來越多地應用到我國的乃至世界各國的電力傳輸和電網(wǎng)建設中。光纖單元復合電纜中必含有光纖單元，而含有金屬的光單元易受電力電纜電場的作用產(chǎn)生損耗和發(fā)熱，對電纜和光纜的傳輸性能和壽命都存在著一定的影響。而普通非金屬光單元因其與其周遠的電纜結(jié)構遠件存在電位差，光纖單元中的金屬元件中的感應電壓過高易引起其保護層擊穿，不但使光纖單元的使用壽命受到影響，而且對人員和設備存在不安全因素。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是針對上述需求及不足之處提供一種高壓光電復合纜用等電位光纖單元及其制備方法，具有抗擊穿、不產(chǎn)生電位差的特點。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為:一種高壓光電復合纜用等電位光纖單元，其創(chuàng)新點在于:所述高壓光電復合纜用等電位光纖單元從內(nèi)到外依次由光纖、光纖單元填充專用阻水油膏、金屬保護管、半導電塑料增強層、金屬絲鎧裝層和半導電塑料外護層組成，所述光纖單元填充專用阻水油膏，所述金屬保護管為紫銅帶、314不銹帶、316L不銹帶中的一種，所述半導電塑料增強層為半導電低密度聚乙烯、半導電中密度聚乙烯中的一種，所述金屬絲鎧裝層為高強度鋼絲絞合而成，所述半導電塑料外護層為半導電低密度聚乙烯、半導電中密度聚乙烯中的一種。
[0006]優(yōu)選的，所述金屬絲鎧裝層選用的高強度鋼絲直徑為1.2?2.0mm。
[0007]一種高壓光電復合纜用等電位光纖單元的制備方法，用于制備高壓光電復合纜用等電位光纖單元，包括以下步驟:
步驟a:先在光纖上涂布標記用色譜，然后將已經(jīng)涂布色譜的光纖放到恒張力放線架上，預先設定光纖放線張力為70?90g ； 步驟b:接著將光纖從放線架引出并合并在一起引入激光焊接機上的金屬保護層中，然后在金屬保護管焊接前，在金屬保護管內(nèi)均勻地注入光纖單元填充專用阻水油膏；
步驟C:接著半導電塑料增強層在塑料擠出上擠出，擠出時擠塑機的擠出工作溫度范圍為120?180°C，且擠出時調(diào)整擠出模具位置使模具中心與設備中心點處于同一水平位置，且模芯與模套的周圍間隙距離相等；
步驟d:接著在半導電塑料增強層的外面纏繞一層金屬絲鎧裝層，金屬絲鎧裝層在金屬鎧裝機上完成，鎧裝過程中金屬鎧裝機的放線張力為200?300N，絞合節(jié)距300?350mm ；
步驟e:接著在金屬絲鎧裝層外擠出一層半導電塑料外護層，該半導電塑料外護層在塑料擠出上擠出，擠出過程中調(diào)整擠塑機的擠出工作溫度范圍為120?180°C，且擠出時調(diào)整擠出模具位置使模具中心與設備中心點處于同一水平位置，模芯與模套的周圍間隙距離相等。
[0008]優(yōu)選的，所述步驟b中金屬保護管厚度為0.2?0.3mm，且金屬保護管焊接時采用氬氣保護，且焊接時焊接功率5?1kW,焊接速度20?25m/min。
[0009]優(yōu)選的，所述步驟c中半導電塑料增強層擠出過程中設置有冷卻工序，所述冷卻工序為從擠塑機的機頭出來后要經(jīng)過冷卻水槽進行冷卻，冷卻水槽共分6段，每段長4.5m,各段水槽的水溫保持在35?45°C采用張力收線方式的進行收線，收線張力50?100N。
[0010]優(yōu)選的，所述步驟d中金屬絲鎧裝層的高強度鋼絲在絞合前要進行預變形處理，預變形高度為絞合直徑的80?90%，預變形長度為絞合節(jié)距的85?95%，收線采用張力收線方式，收線張力為500?600N，收線盤直徑不小于300mm。
[0011]優(yōu)選的，所述步驟e中半導電塑料外護層擠出過程中設置有冷卻工序，所述冷卻工序為從擠塑機的機頭出來后要經(jīng)過冷卻水槽進行冷卻，冷卻水槽共分6段，每段長4.5m,各段水槽的水溫保持在35?45°C采用張力收線方式的進行收線，收線張力500?600N。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的高壓光電復合纜用等電位光纖單元及其制備方法，在光纖單元制造過程中，在光纖單元的外圍增加提高光纖單元抵抗外力破壞的保護層，而各保護層通過金屬和非金屬材料保護電氣連接，且各保護層等電位。在電力電纜電場的作用下，金屬和非金屬保護層間不會產(chǎn)生電位差，光單元整體與光電復合纜的其它結(jié)構亦是構成等電位體，從面使用光單元與電纜的其它結(jié)構不存在電位差，從而不但使光單元自身不會因為感應電壓過高造成擊穿，而且使光單元與高壓電纜芯間也不會產(chǎn)生擊穿，保證了光單元和電纜本體的安全性，提高電纜的使用壽命。
[0013]本發(fā)明適用于各種高壓光電復合纜、光纖單元復合電纜、海底光電復合纜等含有光纖單元的電力電纜的光纖單元的生產(chǎn)和制造。光纖單元中的金屬和非金屬件用來保持其與電纜其它結(jié)構保持等電位，承力元件用來保護光纖單元不受拉、壓等外力的破壞，維護光纖單元的正常運行。光纖單元中的光纖能夠?qū)崿F(xiàn)各種信息傳輸和自動控制功能。在光纖單元的制造過程中，在光纖單元的外圍使用等電位的保護層結(jié)構，使等個光纖單元的保護層不但自身等電位，而且與周圍與之接觸的電纜其它元件等電位，這樣光纖單元就與周圍所有的電器元件的電位相等，有利于保護光纖單元結(jié)構和光電復合纜其它結(jié)構的完整性，從而保持其良好的通信功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對發(fā)明作進一步說明:
圖1示是一種高壓光電復合纜用等電位光纖單元的結(jié)構示意圖。
[0015]圖中:1_光纖、2-光纖單元填充專用阻水油膏、3-金屬保護管、4-半導電塑料增強層、5-金屬絲鎧裝層、6-半導電塑料外護層。

【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明的高壓光電復合纜用等電位光纖單元I從內(nèi)到外依次由光纖1、光纖單元填充專用阻水油膏2、金屬保護管3、半導電塑料增強層4、金屬絲鎧裝層5和半導電塑料外護層6組成，光纖單元填充專用阻水油膏2，金屬保護管3為紫銅帶、314不銹帶、316L不銹帶中的一種，半導電塑料增強層4為半導電低密度聚乙烯、半導電中密度聚乙烯中的一種，金屬絲鎧裝層5為高強度鋼絲絞合而成，半導電塑料外護層6為半導電低密度聚乙烯、半導電中密度聚乙烯中的一種。
[0017]上述的金屬保護管3若選用銅帶，則銅帶純度不小于99.9% ;金屬絲鎧裝層5選用的高強度鋼絲直徑為1.2?2.0mm,金屬絲鎧裝層5的作用主要是用以增加光纖單元I的抗壓和抗拉性能；光纖單元I由2?96根光纖單元I組成；金屬保護管3外面擠制一層半導電塑料增強層4，用以增強金屬保護管3的抗側(cè)壓性能。
[0018]上述高壓光電復合纜用等電位光纖單元I的制備方法包括以下步驟:
步驟a:先在光纖I上涂布標記用色譜，然后將已經(jīng)涂布色譜的光纖I放到恒張力放線架上，預先設定光纖I放線張力為70?90g ；
步驟b:接著將光纖I從放線架引出并合并在一起引入激光焊接機上的金屬保護層中，然后在金屬保護管3焊接前，在金屬保護管3內(nèi)均勻地注入光纖單元填充專用阻水油膏2 ；步驟c:接著半導電塑料增強層4在塑料擠出上擠出，擠出時擠塑機的擠出工作溫度范圍為120?180°C，且擠出時調(diào)整擠出模具位置使模具中心與設備中心點處于同一水平位置，且模芯與模套的周圍間隙距離相等；
步驟d:接著在半導電塑料增強層4的外面纏繞一層金屬絲鎧裝層5，金屬絲鎧裝層5在金屬鎧裝機上完成，鎧裝過程中金屬鎧裝機的放線張力為200?300N，絞合節(jié)距300?350mm ；
步驟e:接著在金屬絲鎧裝層5外擠出一層半導電塑料外護層6，該半導電塑料外護層6在塑料擠出上擠出，擠出過程中調(diào)整擠塑機的擠出工作溫度范圍為120?180°C，且擠出時調(diào)整擠出模具位置使模具中心與設備中心點處于同一水平位置，模芯與模套的周圍間隙距離相等。
[0019]其中，步驟b中金屬保護管3厚度為0.2?0.3mm,且金屬保護管3焊接時采用氬氣保護，且焊接時焊接功率5?1kW,焊接速度20?25m/min。步驟c中半導電塑料增強層4擠出過程中設置有冷卻工序，冷卻工序為從擠塑機的機頭出來后要經(jīng)過冷卻水槽進行冷卻，冷卻水槽共分6段，每段長4.5m，各段水槽的水溫保持在35?45°C采用張力收線方式的進行收線，收線張力50?100N。步驟d中金屬絲鎧裝層5的高強度鋼絲在絞合前要進行預變形處理，預變形高度為絞合直徑的80?90%，預變形長度為絞合節(jié)距的85?95%，收線采用張力收線方式，收線張力為500?600N，收線盤直徑不小于300mm。步驟e中半導電塑料外護層6擠出過程中設置有冷卻工序，冷卻工序為從擠塑機的機頭出來后要經(jīng)過冷卻水槽進行冷卻，冷卻水槽共分6段，每段長4.5m，各段水槽的水溫保持在35?45°C采用張力收線方式的進行收線，收線張力500?600N。
[0020]另外，本發(fā)明的光纖單元I可用于電壓等級為35kV到500kV電力電纜中，電纜芯數(shù)為I?3根。
[0021]以上對本發(fā)明創(chuàng)造的一個實施例進行了詳細說明，但內(nèi)容僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明創(chuàng)造的實施范圍。凡依本發(fā)明創(chuàng)造申請范圍所作的均等變化與改進等，均歸屬于本發(fā)明創(chuàng)造的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種高壓光電復合纜用等電位光纖單元，其特征在于:所述高壓光電復合纜用等電位光纖單元從內(nèi)到外依次由光纖、光纖單元填充專用阻水油膏、金屬保護管、半導電塑料增強層、金屬絲鎧裝層和半導電塑料外護層組成，所述光纖單元填充專用阻水油膏，所述金屬保護管為紫銅帶、314不銹帶、316L不銹帶中的一種，所述半導電塑料增強層為半導電低密度聚乙烯、半導電中密度聚乙烯中的一種，所述金屬絲鎧裝層為高強度鋼絲絞合而成，所述半導電塑料外護層為半導電低密度聚乙烯、半導電中密度聚乙烯中的一種。
2.如權利要求1所述的一種高壓光電復合纜用等電位光纖單元，其特征在于:所述金屬絲鎧裝層選用的高強度鋼絲直徑為1.2?2.0mm。
3.一種高壓光電復合纜用等電位光纖單元的制備方法，用于制備權利要求1所述的高壓光電復合纜用等電位光纖單元，其特征在于包括以下步驟: 步驟a:先在光纖上涂布標記用色譜，然后將已經(jīng)涂布色譜的光纖放到恒張力放線架上，預先設定光纖放線張力為70?90g ； 步驟b:接著將光纖從放線架引出并合并在一起引入激光焊接機上的金屬保護層中，然后在金屬保護管焊接前，在金屬保護管內(nèi)均勻地注入光纖單元填充專用阻水油膏； 步驟c:接著半導電塑料增強層在塑料擠出上擠出，擠出時擠塑機的擠出工作溫度范圍為120?180°C，且擠出時調(diào)整擠出模具位置使模具中心與設備中心點處于同一水平位置，且模芯與模套的周圍間隙距離相等； 步驟d:接著在半導電塑料增強層的外面纏繞一層金屬絲鎧裝層，金屬絲鎧裝層在金屬鎧裝機上完成，鎧裝過程中金屬鎧裝機的放線張力為200?300N，絞合節(jié)距300?350mm ； 步驟e:接著在金屬絲鎧裝層外擠出一層半導電塑料外護層，該半導電塑料外護層在塑料擠出上擠出，擠出過程中調(diào)整擠塑機的擠出工作溫度范圍為120?180°C，且擠出時調(diào)整擠出模具位置使模具中心與設備中心點處于同一水平位置，模芯與模套的周圍間隙距離相等。
4.如權利要求3所述的一種高壓光電復合纜用等電位光纖單元的制備方法，其特征在于:所述步驟b中金屬保護管厚度為0.2?0.3mm，且金屬保護管焊接時采用氬氣保護，且焊接時焊接功率5?10kW，焊接速度20?25m/min。
5.如權利要求3所述的一種高壓光電復合纜用等電位光纖單元的制備方法，其特征在于:所述步驟c中半導電塑料增強層擠出過程中設置有冷卻工序，所述冷卻工序為從擠塑機的機頭出來后要經(jīng)過冷卻水槽進行冷卻，冷卻水槽共分6段，每段長4.5m，各段水槽的水溫保持在35?45°C采用張力收線方式的進行收線，收線張力50?100N。
6.如權利要求3所述的一種高壓光電復合纜用等電位光纖單元的制備方法，其特征在于:所述步驟d中金屬絲鎧裝層的高強度鋼絲在絞合前要進行預變形處理，預變形高度為絞合直徑的80?90%，預變形長度為絞合節(jié)距的85?95%，收線采用張力收線方式，收線張力為500?600N，收線盤直徑不小于300mm。
7.如權利要求3所述的一種高壓光電復合纜用等電位光纖單元的制備方法，其特征在于:所述步驟e中半導電塑料外護層擠出過程中設置有冷卻工序，所述冷卻工序為從擠塑機的機頭出來后要經(jīng)過冷卻水槽進行冷卻，冷卻水槽共分6段，每段長4.5m，各段水槽的水溫保持在35?45°C采用張力收線方式的進行收線，收線張力500?600N。
【文檔編號】H01B9/00GK104297875SQ201410535175
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權日:2014年10月13日
【發(fā)明者】張建民, 馬志金, 趙囿林, 朱井華 申請人:中天科技海纜有限公司