一种架空光缆的制作方法

1.本发明属于线缆领域，尤其涉及一种架空光缆。


背景技术：

2.光缆是用于传输光信号的线缆，其敷设方式有架空、直埋、管道、水底等。
3.直埋光缆外部有钢带或钢丝的铠装，直接埋设在地下，要求有抵抗外界机械损伤的性能和防止土壤腐蚀的性能。管道光缆一般是在城市地区使用，一般无需铠装。水底光缆的敷设环境比管道、直埋敷设的条件差得多，必须采用钢丝或钢带铠装的结构。架空光缆是架挂在电杆上使用的光缆，一般用于长途二级或二级以下的线路，适用于专用网光缆线路或某些局部特殊地段。
4.我国西、北部，地势、环境复杂，一般采用架空的方式敷设光缆，但架空光缆易受台风等自然灾害的威胁，在风力较大的季节，架空光缆经常被拉扯扭曲，导致通信中断，因此架空光缆的故障率高于直埋和管道敷设的光缆。现有的改善方式，是在架空光缆中也增加金属加强件等抗拉原件，但设置较多的金属加强件会增加光缆的重量，增加了架设难度和成本，而金属加强件设置较少时，抗拉强度可能达不到预期效果。此外，金属加强件的设置也增加了雷击的风险。


技术实现要素：

5.为解决现有的架空光缆在台风等自然灾害的影响下，普遍存在抗拉、抗扭性能弱，在设置金属加强件后，增加了架设难度和成本或抗拉效果仍不达预期，同时也增加了雷击等风险等问题，本发明提供了一种架空光缆。
6.本发明的目的在于：
7.一、提高架空光缆的抗拉、抗扭性能；
8.二、减少光缆在风力、雨水作用下的摆动幅度，提升光缆的稳定性；
9.三、降低架空光缆的放电或雷击风险，提升光缆的使用寿命。
10.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
11.一种架空光缆，外层为护套，由承载部和本体构成，所述承载部轴心处设有金属加强件，所述本体截面呈u形，承载部设在本体的上端中部，所述本体内部设有容纳腔，容纳腔内填充有sap材料，容纳腔的下端设有椭圆形空腔，空腔的长轴沿竖直方向，空腔内设有光单元，所述本体的上端、承载部的两侧对称设有凹槽，所述凹槽内设有孔道，所述孔道与容纳腔贯通，所述容纳腔与空腔之间、靠近本体的中下端嵌设有导电单元。
12.作为优选，
13.所述光单元由单根束管或多根束管成束而成，束管内设有单根或多根光纤，光单元的外壁与椭圆形空腔的短轴相抵接；
14.所述导电单元由内至外依次为金属导体、绝缘层、屏蔽层、内护套和防潮层。
15.作为优选，
16.所述导电单元半包在本体中。
17.作为优选，
18.所述sap材料主要成分为聚丙烯酸钠，其经过预吸水处理，预吸水倍率控制在20-25倍。
19.作为优选，
20.所述容纳腔的内壁贴合设有可降解薄膜层。
21.作为优选，
22.所述孔道沿光缆轴向均匀、间隔设置。
23.作为优选，
24.所述孔道内设有毛细管。
25.作为优选，
26.所述金属加强件的外侧设有隔离层，所述隔离层包括直部和包覆部，包覆部包覆在金属加强件外侧，直部以包覆部上下对称设置，向上延伸至承载部的护套外侧，向下延伸穿至本体的护套中。
27.作为优选，
28.所述隔离层与承载部护套的结合处喷镀有金属膜，金属膜的厚度在5-10μm。
29.作为优选，
30.所述金属膜为铜-氧化锌铝复合体，铜-氧化锌铝的厚度比为7:3，氧化锌铝中铝的掺杂量为0.5-2wt％。
31.本发明的有益效果是：
32.本发明通过金属加强件与导电单元配合，提高了光缆的抗拉抗扭性能；同时导电单元采用半包结构结合光缆本体的特殊形状，在风力作用下易形成“下坠”效果，能够有效降低金属加强件的拉力；在风力或雷雨天气，光缆容易积聚静电，这些静电会导致光缆放电、降低光缆的使用寿命，在承载部内设置了金属膜，能够及时将光缆内的电荷导出，降低了架空光缆的放电或雷击风险；此外，本体的容纳腔内填充有sap材料，在雨水伴随着大风天气时，水汽将通过孔道渗透至容纳腔内，sap材料吸水膨胀，增大了光缆的自重，也可以降低光缆在风力下的摆动幅度。
附图说明
33.图1为本发明的结构示意图；
34.图2为本发明的孔道沿光缆轴向示意图；
35.图3为本发明在风力作用下的示意图；
36.图中：承载部1、本体2、护套3、金属加强件4、容纳腔5、sap材料6、空腔7、光单元8、凹槽9、孔道10、导电单元11、可降解薄膜层12、毛细管13、隔离层14、直部141、包覆部142、金属膜15。
具体实施方式
37.以下结合具体实施例和说明书附图对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到
的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。
39.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.如无特殊说明，本发明实施例所用原料均为市售或本领域技术人员可获得的原料；如无特殊说明，本发明实施例所用方法均为本领域技术人员所掌握的方法。
41.实施例
42.一种如图1所示的架空光缆，由位于上端的承载部1和本体2构成，本体截面呈u形，承载部设在本体的上端中部，承载部和本体的最外层均为护套3，在实际制造中，承载部和本体的外层护套同时通过同一挤塑机一体成型，所述承载部轴心处设有金属加强件4，金属加强件对整体光缆起到支撑的作用，本实施例中，金属加强件为钢绞线，本体内部设有容纳腔5，容纳腔内填充有sap(高分子吸水树脂)材料6，其主要成分为低交联型聚丙烯酸钠，本实施例中，采用日本住友-60s型号的sap材料，其对纯水的吸水倍率约为260，0.9％的生理盐水吸水倍率约为100，雨水中由于含有较多的杂质，吸水倍率仅约50(市售的sap材料对纯水的吸水倍率差异很大，但对于自来水或杂质较多的水吸水倍率基本接近)，容纳腔的下端设有椭圆形空腔7，椭圆形空腔呈上下结构设置，即长轴沿竖直方向，空腔内设有光单元8，光单元由单根束管或多根束管成束而成，束管内设有单根或多根光纤，束管内填充有阻水材料，光单元的外壁与椭圆形空腔的短轴相抵接。
43.如图1、2所示，本体的上端、承载部的两侧对称设有凹槽9，凹槽内设有孔道10，所述孔道沿光缆轴向均匀、间隔设置，孔道根据需要设置为单列或多列，本实施例为多列，孔道与容纳腔贯通，容纳腔与空腔之间、靠近本体的中下端嵌设有导电单元11，所述导电单元由内至外依次为金属导体、绝缘层、屏蔽层、内护套和防潮层，本实施例中，金属导体为铜材。
44.导电单元设置在本体的中下端，导电单元的强度及韧性较高，在光缆被架设时，能起到“托举”光缆的作用，与金属加强件一起配合，对光缆起到支撑作用，光缆的抗拉抗扭性能更高。
45.进一步的，导电单元采用半嵌入式的方式半包在本体中，即导电单元的圆弧面高于所在本体的u形弧面。如图3所示，在风力较大时，光缆受到右侧来风为例(f箭头)，风遇到导电单元分别吹向a、b箭头方向，由于导电单元较高的圆弧面、靠近下端的设置以及本体下
端较小的截面积，风力将快速从本体下端流过(b箭头)，造成光缆的下端压力小于上端压力，使得光缆有“下坠”的趋势(c箭头)，从而使得重心下移，有助于减小光缆在风力作用下的摆动幅度。
46.当遇到强风伴随着雨水(或湿度较大)天气时，本体上端的凹槽有助于承接雨水，并通过孔道向下渗透，直至被容纳腔中的sap材料吸收，sap材料的吸水能力较强，将使得光缆的重量增加，重心下移，光缆的摆动幅度降低。此时，增重后的sap材料将向下挤压椭圆形空腔，空腔的长轴变短、短轴变长，光单元的两端与空腔短轴脱离，不会对光单元造成挤压，光纤也不易受损。
47.干燥的sap材料有极强的吸水能力，为避免sap吸水急剧膨胀导致光缆变形，需对sap进行预吸水处理，预吸水倍率控制在20-25倍，然后将经过预吸水的sap材料在成缆时填充至容纳腔内。
48.在光缆刚架设时，此时金属加强件以及导电单元的支撑力度最强，随时时间的推移，其支撑力度将弱化，光缆的下垂程度增加，在风力的作用下，光缆摆动幅度相较于刚架设时会增加，本发明的思路是通过sap继续缓慢吸水膨胀适度增加光缆的重量，即在光缆的架设初期，并不需要sap发挥吸水的功效。基于此，在容纳腔的内壁贴合设有可降解薄膜层12，本实施例中，可降解薄膜层主要成分为聚乳酸(pla)，可降解薄膜层初始起到包覆、隔离预吸水的sap材料的作用，随着时间的推移，在水或空气或二者的共同作用下，可降解薄膜层逐渐分解，孔道中的水再缓慢渗透至sap材料中，sap材料则继续缓慢吸水逐渐增加光缆的重量，直至sap材料饱和。为加快水的渗透速率，可在孔道内设置毛细管13。
49.在风力或雷雨天气，光缆发生扭转、内部件之间相互摩擦产生静电，金属加强件周围也容易产生感应电荷，电荷积聚容易导致光缆放电对周围的线缆造成损伤，也会降低自身的使用寿命，因此在金属加强件的外侧还设有隔离层14，隔离层采用热绝缘材料，本实施例中为frp，所述隔离层包括直部141和包覆部142，包覆部包覆在金属加强件外侧，直部以包覆部上下对称设置，直部向上延伸至承载部的护套外侧，与承载部护套的外壁齐平，向下延伸穿至本体的护套中，穿过本体护套1-3mm，隔离层与护套的结合处喷镀有金属膜15，金属膜的厚度在5-10μm。在护套内设置金属膜，能够及时将光缆内的电荷导出，降低架空光缆的放电或雷击风险，所述金属膜为铜-氧化锌铝复合体，铜-氧化锌铝的厚度比为7:3，氧化锌铝中铝的掺杂量为0.5-2wt％，铜在空气中容易氧化，所以在其表面沉积含铝量0.5-2wt％氧化锌铝，含铝量0.5-2wt％氧化锌铝导电性较好，既保证了光缆内部电荷的传导，又能对铜起到保护作用。金属膜的厚度控制在5-10μm，厚度较薄的金属膜被氧化后传导电荷的能力会变差，厚度过大时由于应力容易导致护套开裂。在光缆架设时，将导电单元的屏蔽层接地，可以减少电荷在光缆本体的积聚，由于金属膜向下延伸穿至本体的护套中，本体中多余的电荷也可以通过金属膜的上端向空气中释放电荷。
50.光缆因变形摩擦或因雷电在金属加强件周围产生感应电荷或静电荷时，由于隔离层较薄，电荷透过隔离层传至金属膜上，再通过金属膜传导至空气中，从而避免电荷在光缆的积聚，即使因雷电或电荷导致隔离膜击穿，由于隔离层采用热绝缘材料，热量也不易向金属加强件和光缆本体传导，不会影响光缆的通信功能。
51.为防止容纳腔中的sap材料漏出，容纳腔可沿光缆轴向间隔设置，相邻两个容纳腔对应的护套上设置标识带，以方便光缆架设、切割，也可以通过塞体将光缆两侧塞住的方式
防止sap材料泄漏。