本發(fā)明涉及一種綜合纜，尤其涉及一種城市管廊用光電綜合纜。

本發(fā)明還涉及一種城市管廊用光電綜合纜的制備方法。

背景技術(shù)：

城市市政公用管線是城市賴以正常運(yùn)行的生命線，傳統(tǒng)的市政公用管線各自為政地敷設(shè)在道路的淺層空間內(nèi)，因管線增容擴(kuò)容不但造成了“拉鏈路”現(xiàn)象，而且導(dǎo)致了管線事故頻發(fā)，極大地影響了城市的安全運(yùn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì)每年由于路面開挖造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)2000億元。目前，我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程十分迅速。為提升管線建設(shè)水平，保障市政管線的安全運(yùn)行，有必要采用新的管線敷設(shè)方式-綜合管廊。2015年4月國(guó)家已下發(fā)文件，包頭、沈陽(yáng)、蘇州等十個(gè)城市為首批管廊建設(shè)試點(diǎn)城市，對(duì)綜合管廊運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而確保管廊安全運(yùn)行是十分重要的，這就要求有一種能感知管廊運(yùn)行狀態(tài)的技術(shù)和載體。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了滿足管理城市管廊運(yùn)行狀態(tài)的需要，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是在管廊內(nèi)敷設(shè)一條綜合纜，這條纜能同時(shí)具備通信、管廊內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)、水油氣泄漏監(jiān)測(cè)、外物入侵監(jiān)測(cè)、供電等功能，這條纜還具備優(yōu)異的耐火、高阻燃和防小動(dòng)物嚙咬特性。

本發(fā)明提供一種城市管廊用光電綜合纜，它包括不銹鋼光單元、同軸電纜、饋電線、隔熱帶、聚烯烴護(hù)套、鎧裝鋼絲和聚烯烴護(hù)層，所述不銹鋼光單元包括光纖和不銹鋼管，所述不銹鋼光單元、饋電線絞合在同軸電纜周圍，并在外包覆隔熱帶形成纜芯，纜芯外擠包一層聚烯烴護(hù)套，再將鎧裝鋼絲和緊包單或雙芯光單元絞合在外，鎧裝鋼絲絞合時(shí)嵌入緊包單或雙芯光單元，最后擠包聚烯烴護(hù)層。也就是將含有光纖的同軸電纜、不銹鋼光單元、饋電線以一定節(jié)距“s”或“sz”絞合。

所述鎧裝鋼絲為鍍鋅鋼絲；所述饋電線為單芯軟導(dǎo)體rv聚乙烯絕緣層無(wú)護(hù)套電纜；所述聚烯烴護(hù)套、聚烯烴護(hù)層的材料為可瓷化低煙無(wú)鹵聚烯烴；所述不銹鋼管為304不銹鋼激光焊接的鋼管；所述隔熱帶材料為聚酰亞胺；所述同軸電纜為sywv75-5四屏蔽64網(wǎng)1.0無(wú)氧銅同軸電纜。

所述同軸電纜包括阻燃聚氯乙烯、屏蔽層、發(fā)泡絕緣和導(dǎo)體，所述導(dǎo)體外設(shè)有發(fā)泡絕緣，所述發(fā)泡絕緣外設(shè)有屏蔽層，所述屏蔽層外設(shè)有阻燃聚氯乙烯。

所述緊包單芯光單元包括低煙無(wú)鹵聚烯烴、芳綸和一根緊包光纖；所述緊包雙芯光單元均包括低煙無(wú)鹵聚烯烴、芳綸和兩根緊包光纖。

一種城市管廊用光電綜合纜的制造方法，包括以下步驟：

（1）不銹鋼光單元的制備

a、光纖著色：通過(guò)光纖著色機(jī)將光纖外涂敷不同顏色的油墨，通過(guò)紫外光固化使得顏色不遷徙、不褪色，著色層厚度3-5μm；

b、焊接拉拔工藝制備不銹鋼光單元；

（2）饋電線的制備

a、導(dǎo)體的制備：采用拉絲機(jī)拉制銅絲并經(jīng)過(guò)退火處理的單根軟銅絲做導(dǎo)體；

b、絕緣層的擠制：采用聚乙烯擠出機(jī)在導(dǎo)體外擠包一層聚乙烯絕緣層，經(jīng)過(guò)導(dǎo)體放線、擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、火花試驗(yàn)、牽引、計(jì)米印字、收線，完成饋電線的制備；聚乙烯需裝入帶有烘干功能的擠出機(jī)，烘干設(shè)置溫度為90℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為180℃、200℃、210℃、220℃、230℃、250℃、260℃；

（3）緊包單或雙芯光單元制備

a、光纖緩沖層涂覆：使用著色機(jī)在光纖外涂敷環(huán)氧丙烯酸酯，利用紫外光uv固化；

b、緊包護(hù)層擠制：使用聚氯乙烯擠出機(jī)生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)光纖放線、光纖預(yù)熱、聚氯乙烯擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、牽引、計(jì)米、收線過(guò)程完成生產(chǎn)；聚氯乙烯需裝入帶有烘干功能的擠出機(jī)，烘干設(shè)置溫度為70℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為125℃、130℃、140℃、145℃、150℃；

c、外護(hù)套的擠制：使用低煙無(wú)鹵聚烯烴擠出機(jī)生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)光纖和芳綸放線、低煙無(wú)鹵聚烯烴擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、牽引、計(jì)米、收線過(guò)程完成生產(chǎn)；低煙無(wú)鹵聚烯烴需裝入帶有烘干功能的擠出機(jī)，烘干設(shè)置溫度為90℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為130℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃；

（4）纜芯的制備

將饋電線、同軸電纜、不銹鋼管光單元、填充繩根據(jù)一定的節(jié)距s或sz絞合，同時(shí)在外包覆隔熱帶形成纜芯；

（5）纜芯外擠制可瓷化低煙無(wú)鹵聚烯烴護(hù)套，經(jīng)過(guò)放線、可瓷化低煙無(wú)鹵聚烯烴擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、牽引、計(jì)米、收線過(guò)程完成生產(chǎn)；可瓷化低煙無(wú)鹵聚烯烴需裝入帶有烘干功能的擠出機(jī)，烘干設(shè)置溫度為90℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為130℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、170℃；

（6）利用籠絞機(jī)在護(hù)套外鎧裝鋼絲、單芯或雙芯纜；

（7）擠制可瓷化低煙無(wú)鹵聚烯烴外護(hù)層，經(jīng)過(guò)放線、可瓷化低煙無(wú)鹵聚烯烴擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、牽引、計(jì)米、收線過(guò)程完成生產(chǎn)；可瓷化低煙無(wú)鹵聚烯烴需裝入帶有烘干功能的擠出機(jī)，烘干設(shè)置溫度為90℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為130℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃。

在焊接拉拔工藝制備不銹鋼光單元過(guò)程中，首先利用多組成型滾輪將不銹鋼帶逐漸滾壓成管狀，然后將一根或多根有色別的光纖同油膏一起填充在不銹鋼管內(nèi)部；與此同時(shí)，利用激光焊接技術(shù)將不銹鋼管沿縫隙縱向焊接成一體，再經(jīng)過(guò)兩次拉拔，將不銹鋼管拉拔至所需要的外形尺寸；最后，通過(guò)對(duì)不銹鋼管施加張力的方法，促使不銹鋼管發(fā)生彈性變形，從而形成一定的光纖余長(zhǎng)，最終得到符合要求的不銹鋼管光單。

纜中不銹鋼光單元負(fù)責(zé)大容量數(shù)據(jù)信息的傳輸功能；饋電線負(fù)責(zé)為中間控制設(shè)備（如：攝像頭、中繼器、自動(dòng)化控制閥門等）遠(yuǎn)程供電；同軸電纜負(fù)責(zé)視頻信號(hào)傳輸；緊包單或雙芯纜通過(guò)分布式傳感技術(shù)負(fù)責(zé)測(cè)溫、振動(dòng)傳感以及通信技術(shù)對(duì)自動(dòng)控制設(shè)備的信號(hào)進(jìn)行傳輸；鎧裝鋼絲層承擔(dān)光纜機(jī)械性能及防治小動(dòng)物嚙咬功能；可瓷化低煙無(wú)鹵聚烯烴作用是當(dāng)管廊發(fā)生火災(zāi)時(shí)燃燒無(wú)煙，同時(shí)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間燃燒轉(zhuǎn)為陶瓷起到隔熱作用，使得纜內(nèi)光電單元性能不受影響，在火災(zāi)時(shí)纜仍能承擔(dān)各種功能。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的綜合纜具備通信、供電、視頻監(jiān)控、測(cè)溫、振動(dòng)傳感等功能，敷設(shè)一根纜即可解決上述要求。這樣可以避免生產(chǎn)幾根光纜或電纜，達(dá)到節(jié)約材料的效果；只施工敷設(shè)一次，降低了多根纜敷設(shè)時(shí)的施工費(fèi)用。通過(guò)此纜可以全面掌握管廊的運(yùn)行狀態(tài)，并可以對(duì)水、油、氣管路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)控。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中同軸電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3a為圖1中緊包單芯光單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3b為圖1中緊包雙芯光單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為工藝流程圖。

其中：1、聚烯烴護(hù)層，2、緊包單或雙芯光單元，21、低煙無(wú)鹵聚烯烴，22、芳綸，23、緊包光纖，3、鎧裝鋼絲，4、聚烯烴護(hù)套，5、隔熱帶，6、填充繩，7、饋電線，8、同軸電纜，81、阻燃聚氯乙烯，82、屏蔽層，83、發(fā)泡絕緣，84、導(dǎo)體，9不銹鋼光單元，91、光纖，92、不銹鋼管。

具體實(shí)施方式

為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限定。

如圖1所示，本發(fā)明的一種城市管廊用光電綜合纜，它包括不銹鋼光單元9、同軸電纜8、饋電線7、隔熱帶5、聚烯烴護(hù)套4、鎧裝鋼絲3和聚烯烴護(hù)層1，不銹鋼光單元9包括光纖91和不銹鋼管92，將不銹鋼光單元9、饋電線7絞合在同軸電纜8周圍，也可以加入填充繩6與不銹鋼光單元9、饋電線7進(jìn)行絞合，并在外包覆隔熱帶5形成纜芯，纜芯外擠包一層聚烯烴護(hù)套4，再將鎧裝鋼絲3和緊包單或雙芯光單元2絞合在外，鎧裝鋼絲3絞合時(shí)嵌入緊包單或雙芯光單元2，最后擠包聚烯烴護(hù)層1。

同軸電纜8包括阻燃聚氯乙烯81、屏蔽層82、發(fā)泡絕緣83和導(dǎo)體84，導(dǎo)體84外設(shè)有發(fā)泡絕緣83，發(fā)泡絕緣83外設(shè)有屏蔽層82，屏蔽層82外設(shè)有阻燃聚氯乙烯81。

緊包單芯光單元或緊包雙芯光單元均包括低煙無(wú)鹵聚烯烴21、芳綸22和緊包光纖23。

上述所述的鎧裝鋼絲3為鍍鋅鋼絲；上述所述的饋電線7為單芯軟導(dǎo)體rv聚乙烯絕緣層無(wú)護(hù)套電纜；上述所述的聚烯烴護(hù)套4、聚烯烴護(hù)層1材料為可瓷化低煙無(wú)鹵聚烯烴；上述所述的不銹鋼管92為304不銹鋼激光焊接的鋼管；上述所述的隔熱帶5材料為聚酰亞胺；上述所述的同軸電纜8為sywv75-5四屏蔽64網(wǎng)1.0無(wú)氧銅同軸電纜。

本發(fā)明的綜合纜具有通信、管廊內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)、水油氣泄漏監(jiān)測(cè)、外物入侵監(jiān)測(cè)、供電等功能，還具備優(yōu)異的耐火、高阻燃和防小動(dòng)物嚙咬特性。

本發(fā)明的一種城市管廊用光電綜合纜的制備方法，包括如下步驟：

（1）不銹鋼光單元的制備

a、光纖著色：通過(guò)光纖著色機(jī)將光纖外涂敷不同顏色的油墨通過(guò)紫外光固化使得顏色不遷徙、不褪色，著色層厚度3-5μm。將48根光纖標(biāo)識(shí)不同色譜和色標(biāo)。

b、焊接拉拔工藝制備不銹鋼光單元，其工藝流程見圖4。

首先利用多組成型滾輪將不銹鋼帶逐漸滾壓成管狀，然后將一根或多根有色別的光纖同油膏一起填充在不銹鋼管內(nèi)部；與此同時(shí)，利用激光焊接技術(shù)將不銹鋼管沿縫隙縱向焊接成一體，再經(jīng)過(guò)兩次拉拔，將不銹鋼管拉拔至所需要的外形尺寸；最后，通過(guò)對(duì)不銹鋼管施加張力的方法，促使不銹鋼管發(fā)生彈性變形，從而形成一定的光纖余長(zhǎng)，最終得到符合要求的不銹鋼管光單。采用0.2mm厚度304不銹鋼，光單元外徑4.2mm，生產(chǎn)速度20m/min。為了獲得想要的各種余長(zhǎng)，而且余長(zhǎng)控制準(zhǔn)確；拉拔過(guò)程對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行了驗(yàn)證，降低了焊縫缺陷流入下道工序的幾率。

（2）饋電線的制備

a、導(dǎo)體的制備：采用拉絲機(jī)拉制銅絲并經(jīng)過(guò)退火處理的單根軟銅絲做導(dǎo)體，導(dǎo)體截面為6平方；

b、絕緣層的擠制：采用普通聚乙烯擠出機(jī)在導(dǎo)體外擠包一層聚乙烯絕緣層，經(jīng)過(guò)導(dǎo)體放線、擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、火花試驗(yàn)、牽引、計(jì)米印字、收線，完成饋電線的制備；聚乙烯需裝入帶有烘干功能的擠出機(jī)，烘干設(shè)置溫度為90℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為180℃、200℃、210℃、220℃、230℃、250℃、260℃；采用擠套式配模方式，拉伸比為2，擠出速度100m/min。

（3）單或雙芯光單元制備

單或雙芯光單元制備與傳統(tǒng)的單或雙芯制備增加了一道工序，采用先在光纖外涂敷緩沖層，提高光纖的強(qiáng)度和抗側(cè)壓性能。

a、光纖緩沖層涂覆：使用著色機(jī)在光纖外涂敷環(huán)氧丙烯酸酯，利用紫外光uv固化。外徑為400μm。生產(chǎn)速度1200m/min。

b、緊包護(hù)層擠制：使用普通聚氯乙烯擠出機(jī)生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)光纖放線、光纖預(yù)熱、聚氯乙烯擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、牽引、計(jì)米、收線過(guò)程完成生產(chǎn)。聚氯乙烯需裝入帶有烘干功能的擠出機(jī)，烘干設(shè)置溫度為70℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為125℃、130℃、140℃、145℃、150℃。外徑為700微米。采用擠壓式擠出配模方式，生產(chǎn)速度80m/min。

c、外護(hù)套的擠制：使用普通低煙無(wú)鹵聚烯烴擠出機(jī)生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)光纖和芳綸放線、低煙無(wú)鹵聚烯烴擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、牽引、計(jì)米、收線過(guò)程完成生產(chǎn)；低煙無(wú)鹵聚烯烴需裝入帶有烘干功能的擠出機(jī)，烘干設(shè)置溫度為90℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為130℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃。外徑2.0mm，采用擠套式配模方式，拉伸比1.5。

（4）纜芯的制備

將饋電線、同軸電纜、不銹鋼管光單元、填充繩根據(jù)一定的節(jié)距s或sz絞合，同時(shí)在外包覆0.05mm厚度的隔熱帶形成纜芯；纜芯的制備需要特制款籠式成纜機(jī)，放線搖籃要采用主動(dòng)放線裝置，同時(shí)對(duì)于不銹鋼光單元和饋電線需進(jìn)行預(yù)成型。確保饋電線、不銹鋼管光單元絞合后不散股，同時(shí)無(wú)應(yīng)力。

（5）纜芯外擠制可瓷化低煙無(wú)鹵聚烯烴護(hù)套，經(jīng)過(guò)放線、可瓷化低煙無(wú)鹵聚烯烴擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、牽引、計(jì)米、收線過(guò)程完成生產(chǎn)；可瓷化低煙無(wú)鹵聚烯烴需裝入帶有烘干功能的擠出機(jī)，烘干設(shè)置溫度為90℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為130℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、170℃；本工序采用了纜芯外擠制可瓷化低煙無(wú)鹵聚烯烴護(hù)套，在低煙無(wú)鹵聚烯烴基料中加入一定比例的陶瓷化粉，再加入耦合劑等添加劑。制成的護(hù)套在經(jīng)過(guò)600℃燃燒后轉(zhuǎn)成陶瓷，對(duì)纜芯起到隔熱作用，避免纜芯燒壞。纜在發(fā)生火災(zāi)時(shí)仍然能正常使用。

（6）利用籠絞機(jī)在護(hù)套外鎧裝27根低碳鍍鋅軟鋼絲、單芯或雙芯纜。絞合節(jié)徑比12倍。采用低碳軟鋼絲，可以改善光纜的彎曲性能。

（7）擠制可瓷化低煙無(wú)鹵聚烯烴外護(hù)層，經(jīng)過(guò)放線、可瓷化低煙無(wú)鹵聚烯烴擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、牽引、計(jì)米、收線過(guò)程完成生產(chǎn)?？纱苫蜔煙o(wú)鹵聚烯烴需裝入帶有烘干功能的擠出機(jī)，烘干設(shè)置溫度為90℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為130℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃。采用擠壓式配模方式。外徑24mm，生產(chǎn)速度40m/min。

本發(fā)明的纜具備通信、供電、視頻監(jiān)控、測(cè)溫、振動(dòng)傳感等功能，敷設(shè)一根纜即可解決上述要求。這樣可以避免生產(chǎn)幾根光纜或電纜，達(dá)到節(jié)約材料的效果；只施工敷設(shè)一次，降低了多根纜敷設(shè)時(shí)的施工費(fèi)用。通過(guò)此纜可以全面掌握管廊的運(yùn)行狀態(tài)，并可以對(duì)水、油、氣管路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)控。