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簡(jiǎn)介:本實(shí)用新型專利涉及一種光纜及其制造技術(shù),主要用于電力領(lǐng)域,使用精密不銹鋼管替代聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)管工藝,而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一種新型低損耗無(wú)縫鋁管式OPGW電力光纜。 背景技術(shù): OPGW(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire)光纜是把光纖放置在架空高壓輸電線的地線中,用以構(gòu)成輸電線路上的光纖通信網(wǎng),兼具地線與通信雙重功能,目前采用普通聚甲基丙烯酸丁二醇脂(PBT)工藝保護(hù)光纖的方法,在惡劣環(huán)境強(qiáng)腐蝕條件下對(duì)光纜的使用壽命有較大影響。使用精 | |
本實(shí)用新型專利涉及一種光纜及其制造技術(shù),主要用于電力領(lǐng)域,使用精密不銹鋼管替代聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)管工藝,而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一種新型低損耗無(wú)縫鋁管式OPGW電力光纜。 背景技術(shù): OPGW(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire)光纜是把光纖放置在架空高壓輸電線的地線中,用以構(gòu)成輸電線路上的光纖通信網(wǎng),兼具地線與通信雙重功能,目前采用普通聚甲基丙烯酸丁二醇脂(PBT)工藝保護(hù)光纖的方法,在惡劣環(huán)境強(qiáng)腐蝕條件下對(duì)光纜的使用壽命有較大影響。使用精密不銹鋼管替代聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)管工藝,而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一種新型低損耗無(wú)縫鋁管式OPGW電力光纜可以有效解決上述的問(wèn)題。不銹鋼管相對(duì)于PBT管具有不同的特性,傳統(tǒng)的使用PBT管制作光纜的工藝并不適用,因此需要對(duì)該工藝進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。 技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是,提供一種高強(qiáng)度、耐腐蝕的光纜。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種低損耗無(wú)縫鋁管式OPGW電力光纜,自內(nèi)芯向外皮由纜芯、無(wú)縫鋁管、外層絞線三部分組成,其中,所述纜芯是由位于中心的中心加強(qiáng)件和位于四周的若干不銹鋼管絞合而成的,且在所述不銹鋼管內(nèi)設(shè)置有光纖和光纖膏。所述外層絞線以絞合的方式設(shè)置在無(wú)縫鋁管的外圍。所述的無(wú)縫鋁管是使用無(wú)油鋁桿擠包在纜芯周圍形成無(wú)縫無(wú)縫鋁管。所述外層絞線為鋁包鋼線或者鋁管合金線。所述光纖表面噴印色環(huán)。所述光纖應(yīng)當(dāng)滿足以下指標(biāo)要求:光纖衰減1550nm衰減系數(shù)≤0.185dB/km;1310nm衰減系數(shù)≤0.335dB/km;MAC≤7.1,其中,MAC是指單模光纖中衡量光纖抗彎曲性能,是模場(chǎng)直徑與截止波長(zhǎng)的比值。本實(shí)用新型中,按特殊要求選取原材料,通過(guò)首創(chuàng)的工藝技術(shù)和模具,結(jié)合設(shè)備先進(jìn)構(gòu)造,設(shè)計(jì)實(shí)用新型一種新的產(chǎn)品和技術(shù)。產(chǎn)品使用精密不銹鋼管替代聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)管工藝,多根光纖不銹鋼管采用層絞式結(jié)構(gòu),成纜后再包敷一層無(wú)縫無(wú)縫鋁管作為光纖金屬增強(qiáng)保護(hù)管,外層絞合一層或多層鋁包鋼或鋁合金線。無(wú)縫不銹鋼管和無(wú)縫鋁管質(zhì)地均勻,與整個(gè)地線鋁包鋼線或鋁合金線的材質(zhì)協(xié)調(diào)一致,耐疲勞性能較好,有極佳的耐電化學(xué)腐蝕性能,更優(yōu)的短路電流和雷擊電氣特性,短路電流對(duì)光纖傳輸性能的影響小,對(duì)光纖的保護(hù)比較完善,無(wú)電化學(xué)腐蝕之慮,更適用于較大短路電流的線路和極端腐蝕環(huán)境。附圖說(shuō)明附圖1是新型無(wú)縫鋁管式OPGW電力光纜的結(jié)構(gòu)示意圖;附圖2是擠壓包覆設(shè)備工作部分結(jié)構(gòu)圖;附圖標(biāo)記說(shuō)明:100纜芯,101光纖,102光纖膏,103不銹鋼管,104中心加強(qiáng)件,200無(wú)縫鋁管,300外層絞線。401腔體,402擠壓輪,403檔料塊,404溝槽,405包覆型腔,501鋁桿,502芯線,601凸模,602凹模。具體實(shí)施方式參照說(shuō)明書(shū)附圖1對(duì)本無(wú)縫鋁管式OPGW光纜作以下詳細(xì)地說(shuō)明。本無(wú)縫鋁管式OPGW光纜,自內(nèi)芯向外皮由纜芯100、無(wú)縫鋁管200、外層絞線300部分組成。所述的纜芯100由光纖101、光纖膏102、不銹鋼管103和中心加強(qiáng)件104組成,所述的無(wú)縫鋁管200是使用無(wú)油鋁桿擠包在纜芯周圍形成鋁包保護(hù)管套,進(jìn)行二次保護(hù),所述的外層絞線300是繞在無(wú)縫鋁管200外圓的,呈均分狀絞合在無(wú)縫鋁管上。上述的外層絞線300可以為鋁包鋼線或者鋁合金線,都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。下面分別介它們的成型工藝和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。首先,選取光纖并在合格光纖表面噴印色環(huán),其中,選取的光纖應(yīng)當(dāng)滿足以下指標(biāo)要求:光纖衰減1550nm衰減系數(shù)≤0.185dB/km;1310nm衰減系數(shù)≤0.335dB/km;MAC≤7.1,其中,MAC是指單模光纖中衡量光纖抗彎曲性能,是模場(chǎng)直徑與截止波長(zhǎng)的比值,越小抗彎曲性能越好。噴印色環(huán)指標(biāo)要求:使用M嘴噴碼設(shè)備,色墨厚度0.05±0.005mm;雙色環(huán)打環(huán)后,測(cè)試1550nm附加衰減最大不超過(guò)0.002dB/km。正如上面所描述的那樣,纜芯包括由多根光纖101、纖膏102、高精密無(wú)縫不銹鋼管103、中心加強(qiáng)件104絞合而成。本實(shí)用新型中,該纜芯在生產(chǎn)時(shí),采用如下工藝,首先準(zhǔn)備一套不銹鋼管生產(chǎn)線,并在不銹鋼管生產(chǎn)線上增加一套精密成型模具,用于不銹鋼管半成品和光纖的復(fù)合,在該精密成型模具中,完成光纖的與不銹鋼管半成品的復(fù)合。該過(guò)程中,弧形的不銹鋼帶穿入精密成型模具擠壓成管狀,再將(通常為2-48根)光纖以一定速度的牽引張力放線引入復(fù)合模頭,在復(fù)合摸頭內(nèi)有油針將光纖膏噴涂在光纖周圍,保證填充飽滿、均勻,且不漏光纖膏。然后形成不銹鋼管與光纖的復(fù)合,并在光纖的周圍形成光纖膏填充物。隨后使用高功率激光器對(duì)不銹鋼管的間隙進(jìn)行焊接,在光纖和光纖膏四周形成不銹鋼管包覆層,隨著快速的牽引力向前移動(dòng),光纖和不銹鋼管同步前進(jìn),產(chǎn)出高精密無(wú)縫不銹鋼管和光纖的復(fù)合體。具體是為滿足大長(zhǎng)度不銹鋼管生產(chǎn)的需要,預(yù)先將若干盤不銹鋼帶采用尾首相連的方式焊接成一體,采用變頻技術(shù)控制的主動(dòng)放帶機(jī)勻速放帶,不銹鋼帶進(jìn)入成型模具前,利用精密計(jì)量泵將航空煤油輸送到與不銹鋼帶接觸的羊毛氈上,由于不銹鋼帶和羊毛氈之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)可及時(shí)清除不銹鋼帶表面的污漬(從而保證鋼帶成型時(shí)的穩(wěn)定性和潤(rùn)滑性),不銹鋼帶在牽引力的作用下,在兩對(duì)切邊刀具之間移動(dòng),廢邊被刀具按預(yù)定的尺寸沿縱向連續(xù)從不銹鋼帶上切除,刀具可按縱向和橫向調(diào)節(jié),以適應(yīng)不銹鋼帶不同的厚度和寬度,使得鋼帶尺寸滿足焊接成型的要求,經(jīng)5組預(yù)成型滾輪,4組成型滾輪,1組成型模,對(duì)不銹鋼帶實(shí)行逐漸變形,最終形成管狀,然后利用20000瓦的激光將鋼管上的縫隙焊接成一體,形成密閉的不銹鋼管。兩級(jí)鉗式牽引機(jī)通過(guò)鉗式牽引機(jī)上的28對(duì)夾鉗,緊緊地夾緊焊接后的不銹鋼管,防止不銹鋼管發(fā)生扭轉(zhuǎn),激光焊接與工作成型臺(tái)一體,已避免震動(dòng)引起的漏焊,焊接頭三維調(diào)整采用緊密的導(dǎo)軌以確保焊接點(diǎn)精確定位,避免激光焊接點(diǎn)位置發(fā)生變化,不銹鋼管焊接成型后,為達(dá)到要求線徑,利用拉拔裝置對(duì)不銹鋼管進(jìn)行縮徑,通過(guò)拉拔模后的不銹鋼管直徑尺寸由大變小,外形更加圓潤(rùn)、光滑,拉拔模具采用聚晶材質(zhì)(耐高溫、使用壽命長(zhǎng)),拉拔時(shí)會(huì)有很大的阻力,而且在阻力作用下產(chǎn)生熱量,需要冷卻油對(duì)此進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑作用。為達(dá)到最佳的成管效果,鋼管無(wú)縫焊接技術(shù)要求:不銹鋼帶延伸率要求>45%、厚度要求0.18±0.01mm;為消除不銹鋼帶自身存在的應(yīng)力,放置時(shí)間要達(dá)到二個(gè)月以上;降溫潤(rùn)滑用拉拔油無(wú)細(xì)微雜質(zhì),每間隔生產(chǎn)100km鋼管需要強(qiáng)制更換拉拔油;鋼管內(nèi)余長(zhǎng)要求1.8±0.2‰,超出標(biāo)準(zhǔn)禁止使用。生產(chǎn)線上多根(本實(shí)用新型中為三根)無(wú)縫不銹鋼管同步生產(chǎn),并在一種總的轉(zhuǎn)盤模具上進(jìn)行,然后,將多根(本實(shí)用新型中為三根)不銹鋼管(內(nèi)含光纖)絞合在一起,絞合的同時(shí),中心加強(qiáng)件104(例如鋼絞線)一并絞合,以螺旋絞的方式,絞合成纜芯,纜芯繼續(xù)向前,形成纜芯100。纜芯絞制技術(shù)要求:選用自主定制24盤絞體(6盤*4段),無(wú)縫鋼管線盤間隔放置在第三段(減小放線夾角造成的應(yīng)力)絞盤,每根鋼管放線張力7±0.2kg,絞合節(jié)距為140±1mm,絞合使用Φ5.0mm合金絞合模,絞合模處間隔點(diǎn)滴潤(rùn)滑油避免鋼管摩擦產(chǎn)生應(yīng)力造成光纖指標(biāo)超標(biāo),絞合成纜后測(cè)試:滿足1310nm/1550nm附加衰減不超過(guò)0.002dB/km。本實(shí)用新型中,無(wú)縫鋁管采用高精密無(wú)縫無(wú)縫鋁管,高精密無(wú)縫無(wú)縫鋁管是使用無(wú)油鋁桿通過(guò)專業(yè)擠壓包覆設(shè)備擠制而成。專業(yè)擠壓包覆設(shè)備是指,將無(wú)油鋁桿在包覆生產(chǎn)線上提前包覆成無(wú)縫鋁管,把纜芯以一定速度的牽引張力放線引入包覆機(jī)擠壓模具中,隨著快速的牽引力向前移動(dòng),過(guò)定型拉拔模形后成無(wú)縫鋁管,該過(guò)程包括無(wú)油鋁桿的擠壓變形、包覆纜芯無(wú)縫鋁管成型,完成纜芯和無(wú)縫鋁管的復(fù)合。擠壓包覆設(shè)備工作部分(附圖2)由腔體401和擠壓輪402構(gòu)成,擠壓輪的外周上開(kāi)了兩個(gè)沿周向的溝槽404,可分別喂入兩根鋁桿501,擠壓輪與腔體之間保持一合理的工作間隙,工作過(guò)程中擠壓輪向生產(chǎn)線前進(jìn)方向旋轉(zhuǎn),從而將鋁桿咬入,同時(shí)被包覆的芯線也通過(guò)凸模601和凹模602的模孔穿過(guò)型腔,當(dāng)鋁桿達(dá)腔體上兩個(gè)與擠壓輪溝槽相吻合的檔料塊403凸起部位時(shí),受阻沿周向的運(yùn)動(dòng),在擠壓輪槽與鋁坯料間摩擦力的作用下產(chǎn)生剪切變形,升溫升壓,當(dāng)達(dá)到使鋁材產(chǎn)生塑性變形所需的溫度和壓力時(shí),鋁坯料沿著向上的流道進(jìn)入包覆型腔405,在500℃度和1000Mpa的壓力下結(jié)合,并隨中間的芯線502一起從模口擠出,形成無(wú)縫無(wú)縫鋁管包覆,鋁坯料不停地送入、芯線不停地牽出、擠壓輪不停地旋轉(zhuǎn),就可得到任意長(zhǎng)度的產(chǎn)品。芯線包覆技術(shù)要求:凸模包覆模具自主研發(fā),凸模模嘴8mm最佳;纜芯張力30±2N;無(wú)縫鋁管內(nèi)孔較纜芯間隙0.2±0.05mm;模具安裝完畢腔體升溫至500℃需要保溫2小時(shí)。本無(wú)縫鋁管式OPGW光纜,所述鋁包鋼或鋁合金絞線是采用螺旋絞的方式均勻絞合而成。將內(nèi)含纜芯的無(wú)縫鋁管安放到絞線機(jī)放線架上,絞線機(jī)絞盤上裝上所用鋁包鋼或鋁合金線,本實(shí)用新型中為11根,隨著牽引和絞盤的運(yùn)動(dòng),鋁包鋼或鋁合金線按照一定的節(jié)徑比均勻絞合在無(wú)縫鋁管的表面,并且不松不散。通過(guò)以上步驟完成復(fù)合過(guò)程,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)是否合格,技術(shù)要求:可通過(guò)1級(jí)(100C)雷擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。綜合上述,本產(chǎn)品的生產(chǎn)流程技術(shù)是:1.選取光纖–2.噴印色環(huán)–3.鋼管無(wú)縫焊接–4.纜芯絞制–5.鋁包覆–6.成纜-7.試驗(yàn)。除說(shuō)明書(shū)所述的技術(shù)特征外,均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。 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