CN113900200A - 光缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光缆。光缆包括：缆芯本体；阻水层，包覆在缆芯本体的外周；自缆芯本体的中心向外侧，依次设置有第一耐火层、内护套、第二耐火层和外护套，第一耐火层位于阻水层的外侧；以及隔热层，设置在阻水层和第一耐火层之间。本发明的技术方案中，光缆具有隔热层，隔热层能够有效隔热，从而保障电力供应和光信息的传输。

Description

光缆

技术领域

本发明涉及光缆技术领域，具体而言，涉及一种光缆。

背景技术

随着国家新基建的提出以及电力物联网的建设，对于非金属光缆的应用需求日益增多，但是同时给非金属光缆的性能提出了巨大的考验。电力隧道及管沟中的消防安全要求较高，一旦发生火灾，带来的损失很大，不仅影响电力供应，同时也影响光信息的传输。

传统的电力用阻燃耐火光缆采用高阻燃料以及云母带等材料，高阻燃料以及云母带有一定的阻燃耐火的效果，但在热隔绝上无法起到很好的作用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光缆，光缆具有隔热层，隔热层能够有效隔热，从而保障电力供应和光信息的传输。

为了实现上述目的，本发明提供了一种光缆，包括：缆芯本体；阻水层，包覆在缆芯本体的外周；自缆芯本体的中心向外侧，依次设置有第一耐火层、内护套、第二耐火层和外护套，第一耐火层位于阻水层的外侧；以及隔热层，设置在阻水层和第一耐火层之间。

进一步地，隔热层的厚度尺寸为大于等于0.05毫米且小于等于0.1毫米。

进一步地，隔热层由聚酰亚胺制成。

进一步地，缆芯本体包括子缆芯，子缆芯包括套管、光纤和第一阻水件，光纤和第一阻水件间隔设置在套管内；其中，套管由PC材质制成。

进一步地，缆芯本体包括多个子缆芯，缆芯本体还包括中心加强件和第二阻水件，多个子缆芯绕中心加强件的中心轴线依次设置，子缆芯和中心加强件均与第二阻水件相邻设置。

进一步地，第二阻水件包括阻水纱。

进一步地，第一阻水件包括阻水纱。

进一步地，外护套由低烟无卤材料和驱鼠剂制成。

进一步地，外护套的厚度尺寸为大于等于2.0毫米。

进一步地，阻水层包括由阻水材料制成的阻水带。

应用本发明的技术方案，自缆芯本体的中心向外侧，光缆包括依次设置的缆芯本体、阻水层、隔热层、第一耐火层、内护套、第二耐火层和外护套，隔热层能够隔绝大部分的热量，使外部的热量难以传导至缆芯本体，也就是说，由于光缆具有隔热层，并且隔热层能够有效隔热，因此能够保障火灾发生后电力供应和光信息的传输。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的光缆的实施例的横截面的结构示意图；以及

图2示出了图1的光缆的生产流程图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、阻水层；20、第一耐火层；30、内护套；40、第二耐火层；50、外护套；60、隔热层；70、套管；80、光纤；90、第一阻水件；100、中心加强件；110、第二阻水件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

传统的电力用阻燃耐火光缆采用高阻燃料以及云母带等材料，高阻燃料以及云母带有一定的阻燃耐火的效果，但在热隔绝上无法起到很好的作用。

为了解决上述问题，本发明及本发明的实施例提供了一种光缆。

如图1所示，本发明的实施例中，光缆包括缆芯本体、阻水层10、第一耐火层20、内护套30、第二耐火层40、外护套50和隔热层60，阻水层10包覆在缆芯本体的外周；自缆芯本体的中心向外侧，依次设置有第一耐火层20、内护套30、第二耐火层40和外护套50，第一耐火层20位于阻水层10的外侧；以及隔热层60，设置在阻水层10和第一耐火层20之间。

上述设置中，自缆芯本体的中心向外侧，光缆包括依次设置的缆芯本体、阻水层10、隔热层60、第一耐火层20、内护套30、第二耐火层40和外护套50，隔热层60能够隔绝大部分的热量，使外部的热量难以传导至缆芯本体，也就是说，由于光缆具有隔热层，并且隔热层能够有效隔热，因此能够保障火灾发生后电力供应和光信息的传输。

优选地，本发明的实施例中，隔热层60由聚酰亚胺制成。由聚酰亚胺制成的隔热层60形成耐高温隔热带，耐高温隔热带的耐高温性能能够达到1000℃，且具备有效的隔热作用，能够隔绝大部分的热传导至缆芯本体内，保障火灾发生后光信息的传输。

具体地，如图1所示，隔热层60为具有内部通孔的环状结构。优选地，为圆环状结构。这样设置，可以使隔热层60对缆芯本体进行360度全方位隔热，提高隔热效果。

当然，在附图未示出的替代实施例中，隔热层60还可以是矩形或者椭圆形等。

优选地，本发明的实施例中，第一耐火层20包括耐火云母带。第二耐火层40包括耐火云母带。

本发明的实施例中，光缆包括两层耐火云母带与一层耐高温隔热带，在缆芯本体外分别放置一层由聚酰亚胺形成的耐高温隔热带与一层耐火云母带，且又在内护套30外放置一层耐火云母带，其中耐火云母带主要是为了阻止火焰往光缆内部蔓延，但是无法起到隔热的作用，燃烧时热量的传导也会影响到云母带下材料的分子结构，光纤会受应力作用出现损耗，影响光信息的传输，因此缆芯本体外的耐高温隔热带十分关键，此耐高温隔热带的耐高温性能必须达到1000℃，且具备有效的隔热作用，能够隔绝大部分的热传导至缆芯本体内，从而保障火灾发生后光信息的传输。

如图1所示，本发明的实施例中，阻水层10、第一耐火层20、内护套30、第二耐火层40、外护套50和隔热层60的横截面均为圆形，也就是说，阻水层10、第一耐火层20、内护套30、第二耐火层40、外护套50和隔热层60均为圆筒形结构。

优选地，本发明的实施例中，隔热层60的厚度尺寸为大于等于0.05毫米且小于等于0.1毫米。

上述设置中，当隔热层60的厚度尺寸为小于0.05毫米时，隔热层60太薄，会使隔热层60的隔热效果较差；当隔热层60的厚度尺寸大于0.1毫米时，隔热层60太厚，会使光缆的整体尺寸变大，使光缆对安装空间的要求较高，不便于布置和安装光缆；当隔热层60的厚度尺寸为大于等于0.05毫米且小于等于0.1毫米时，既能够使隔热层60具有很好的隔热效果，有能够将光缆的整体尺寸控制在合理范围内，便于布置和安装光缆。

传统的电力用阻燃耐火光缆采用高阻燃料以及云母带等材料，高阻燃料以及云母带有一定的阻燃耐火的效果，但在热隔绝上无法起到很好的作用，而且云母带下的PBT套管、纤膏等都是可燃材料，燃烧时所产生的热量会传递到云母带内的PBT套管、纤膏以及光纤上，在高温的作用下，PBT套管、纤膏以及光纤都会受到影响，导致光纤损耗偏大，甚至会出现光纤断裂的现象；另一方面，即使光纤在光缆燃烧时经受住了高温的侵蚀，但是在火焰熄灭时也会因为温度急剧下降，内部收缩应力作用出现光纤断裂的现象，影响了火灾发生后通信信号的传输，难以满足高安全等级环境下光通讯稳定性与及时性的要求。

优选地，内护套30由低烟无卤材料制成。低烟无卤材料能够保护人员及设备不会接触到有毒、腐蚀性气体，提高光缆的使用安全性。

如图1所示，本发明的实施例中，缆芯本体包括子缆芯，子缆芯包括套管70、光纤80和第一阻水件90，光纤80和第一阻水件90间隔设置在套管70内；其中，套管70由PC材质制成。

上述设置中，光纤80用于实现光电信号的传输。第一阻水件90用于阻水，防止水分浸入，使光纤80受潮影响使用。套管70对光纤80和第一阻水件90均具有保护作用。

本发明的实施例中，使用PC材质替代了传统光缆中使用PBT材料作为套管材料的技术，相对于传统的PBT套管，PC套管在硬度以及熔点上都比PBT套管高不少，能提高光缆的整体硬度，增强一定的防生物噬咬能力，另外高熔点的特性可以在光缆燃烧时延缓自身分子结构的改变，增加对套管内光纤保护能力。

如图1所示，本发明的实施例中，缆芯本体包括多个子缆芯，缆芯本体还包括中心加强件100和第二阻水件110，多个子缆芯绕中心加强件100的中心轴线依次设置，子缆芯和中心加强件100均与第二阻水件110相邻设置。

上述设置中，设置多个子缆芯，可以提高光缆的光电传输能力。中心加强件100能够提高光缆的结构强度。第二阻水件110用于阻水，防止水分浸入子缆芯影响光纤80使用。多个子缆芯绕中心加强件100的中心轴线依次设置，可以对多个子缆芯进行较均匀地布置，从而较均匀地提高光缆的结构强度。

优选地，本发明的实施例中，第二阻水件110包括阻水纱。

优选地，本发明的实施例中，第一阻水件90包括阻水纱。

传统的充油结构采用纤膏和缆膏进行阻水，而此类油膏物质中含有芳香烃，往往对于鼠类会有一定的吸引作用，导致光缆容易被侵蚀。本发明的实施例中，阻水纱可以实现干式阻水，不会对动物有吸引作用，更环保，而且减轻了光缆重量，施工更为便利，并且能够提高光缆的阻燃耐火性能。

本申请的技术方案通过合理的结构设计以及阻燃材料的选取，极大的提高了非金属阻燃耐火光缆的性能，为火灾发生后的一段时间内光缆能够有效的维持各类报警信号及控制信号传输提供保障。

电力隧道及管沟中的消防安全要求较高，一旦发生火灾，带来的损失很大，不仅影响电力供应，同时也影响光信息的传输。此外，随着生态环境的改善，生物活动愈发频繁，这也导致了光缆被噬咬的情况频发，给工程维护及通信保障都带来了不小的压力，因此，光缆需具备优异的防鼠性能。

传统阻燃耐火光缆注重光缆的阻燃耐火性能，对于光缆的防生物噬咬性能并未有太大关注，往往会采用玻纤纱或非金属杆来防鼠，但是硬度相对于金属光缆会逊色不少，光缆被鼠咬时无法长期有效的起到保护光纤的作用，因此光纤被咬断的现象也是层出不穷。

优选地，本发明的实施例中，外护套50由低烟无卤材料和驱鼠剂制成。

上述设置中，外护套50由低烟无卤材料和驱鼠剂制成；其中，低烟无卤材料能够保护人员及设备不会接触到有毒、腐蚀性气体，提高光缆的使用安全性。驱鼠剂用于防鼠、驱鼠，通过加入驱鼠剂，可以使光缆具备优异的防鼠性能，从而降低光缆被噬咬的可能性，进而长期有效的保护光纤，保障光电信号的传输。

需要说明的是，本发明的实施例中，驱鼠剂可以采用本领域成熟的技术，例如，CN102919282 B公开的一种驱鼠剂，或者，CN 104045903 B公开的一种防鼠低烟无卤料中的驱鼠材料。

当然，本发明的实施例还提供了一种新型的驱鼠添加剂，该新型的驱鼠添加剂可以作为驱鼠剂和低烟无卤材料一起通过挤塑的方式形成外护套50。该新型的驱鼠添加剂通过化感物质的作用达到驱鼠的效果，有效的保障了光缆的安全性，同时也减轻了光缆维护的压力。

具体地，本发明的实施例中，该新型的驱鼠添加剂以EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物，Ethylene Vinyl Acetate Copolymer)为基材，添加入一种有效成分，此有效成分为一种从植物精油中提取的纯天然环保物质，含有迷迭香等成分，该有效成分在外护套50的生产材料中的添加比例(重量比)在3％至5％之间，由于该新型的驱鼠添加剂以EVA为基材，且添加比例较低，因此对于外护套50的阻燃性能不会产生影响。具体的添加比例需要根据使用者的使用环境、有效年限等来进行选择。

区别于传统的增加光缆硬度来增强防鼠性能的方式，该新型的驱鼠添加剂采用的是一种基于生物学原理的化感作用的驱鼠方式，此化感物质相当于是一种驱虫剂或一种阻止捕食的防御性化合物，所以相当于是发出一个假信号，让目标动物感知到危险从而远离，并且它能够将此种信号在群体之间进行传递，从而达到群体驱避的效果。该种材料的耐候性能、耐高温性能(在800℃下不会分解)也是十分优异的，能够长期有效的起到驱鼠的作用，且由于其本身纯天然的特性，因此不会对人体及环境造成任何负面影响。

当然，在本申请的替代实施例中，还可以根据实际需要，在内护套30和外护套50之间设置铠装加强层，提高光缆的结构强度和硬度，起到防鼠的作用。优选地，铠装加强层为非金属铠装加强层。优选地，铠装加强层位于内护套30和第二耐火层40之间或第二耐火层40和外护套50之间。非金属防鼠的要求可通过非金属加强件铠装的方式实现，但是这种防鼠方式与本发明的实施例中驱鼠剂的驱鼠原理大不相同，本发明的实施例采用添加驱鼠剂的方式实现驱鼠，该新型的驱鼠添加剂也是光缆行业内首创，具有很强的独立性。

优选地，本发明的实施例中，外护套50的厚度尺寸为大于等于2.0毫米。

上述设置中，当外护套50的厚度尺寸小于2.0毫米时，外护套50较薄，这样一方面会使外护套50起不到很好的保护作用，另一方面由于外护套50的生产材料中含有驱鼠剂，因此，当外护套50较薄时，外护套50内的驱鼠剂含量就较少，这样就会使光缆的防鼠性能降低。当外护套50的厚度尺寸大于等于2.0毫米时，既能够使外护套50起到很好的保护作用，又能够使光缆具备优异的防鼠性能。

优选地，本发明的实施例中，阻水层10包括由阻水材料制成的阻水带。

上述设置中，阻水带可以实现干式阻水，阻水层10用于阻水，防止水分浸入缆芯本体，保护光纤80，保证光电信号正常、顺利传输。

优选地，阻水材料包括阻水带、阻水纱以及阻水粉等。

本发明的实施例中，第一阻水件90和第二阻水件110均包括阻水纱，阻水层10包括由阻水材料制成的阻水带，阻水纱和阻水带均可以实现干式阻水，也就是说，本发明的实施例中光缆为全干式结构。本发明的实施例使用全干式结构替代了传统的充油结构，传统的充油结构采用纤膏和缆膏进行阻水，而此类油膏物质中含有芳香烃，往往对于鼠类会有一定的吸引作用，导致了光缆被侵蚀，而采用全干结构后则可以规避此问题，虽不会增加光缆的硬度，但是不会对动物有吸引作用，更环保，而且减轻了光缆重量，施工更为便利；此外，纤膏与缆膏都为可燃物，且所占光缆总体可燃物体积的比例也不小，使用干式材料替代油膏填充后，可以大大的减少可燃物的占比，提高光缆的阻燃耐火性能。

目前，在非金属阻燃耐火领域中，常用的结构都为充油结构，有一定的阻燃耐火作用，但是难以达到GB/T 19216.11《在火焰条件下电缆或光缆的线路完整性试验》要求。

本发明主要解决的技术问题是针对目前传统阻燃耐火光缆的不足而设计的一种结构新颖、性能优良的通信用室外光缆。光缆采用全干式全介质结构，光缆内包含了由PC套管绞合成的缆芯本体，一层耐高温隔热带、两层耐火云母带以及两层高阻燃低烟无卤护套料，其中外护套50由低烟无卤材料和驱鼠剂制成。并且，本发明的实施例提供了一种新型的驱鼠添加剂。

本发明的实施例中，在结构方面，光缆采用全干式结构结合耐高温隔热带与云母带设计，大大降低光缆燃烧过程中热量的传递速度，提升光缆的阻燃和耐火性能，从而更好的保护内部光纤不受到高温的破坏，保证光缆具备良好的耐火性能。在材料方面，本发明的实施例中，光缆的外护套中添加驱鼠剂，通过化学防治，提升光缆的防鼠性能。

如图2所示，本发明的实施例中，光缆为非金属高阻燃耐火防鼠光缆，非金属高阻燃耐火防鼠光缆的生产流程与传统光缆生产流程类似，均经过以下流程：

1、光纤着色：采用油墨，对光纤进行着色，用于同一套管内的光纤区分；

2、小套塑：对光纤进行不同芯数划分，按照一定的余长将光纤集成在由PC材质制作的套管中，同时套管内部填充阻水纱，用于套管内阻水；

3、SZ绞合：SZ绞合是将中心加强件和套管、填充绳按照一定的顺序和节距、张力进行绞合，用扎纱固定后，填充阻水纱和纵包阻水带为光缆纵向阻水提供保护，同时绕包一层耐高温隔热带；

4、内护套：将低烟无卤型护套料通过挤塑机，挤制在光缆表面形成均匀厚度，表面光滑的护套；

5、包带层：内护套外绕包一层耐火云母带；

6、外护套：通过挤塑添加驱鼠剂的低烟无卤材料，形成均匀厚度、表面光滑的外护套层，最终光缆成型。

本发明的实施例中，光缆补充和丰富了阻燃耐火光缆系列产品。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：自缆芯本体的中心向外侧，光缆包括依次设置的缆芯本体、阻水层、隔热层、第一耐火层、内护套、第二耐火层和外护套，隔热层能够隔绝大部分的热量，使外部的热量难以传导至缆芯本体，也就是说，由于光缆具有隔热层，并且隔热层能够有效隔热，因此能够保障火灾发生后电力供应和光信息的传输。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光缆，其特征在于，包括：

缆芯本体；

阻水层(10)，包覆在所述缆芯本体的外周；

自所述缆芯本体的中心向外侧，依次设置有第一耐火层(20)、内护套(30)、第二耐火层(40)和外护套(50)，所述第一耐火层(20)位于所述阻水层(10)的外侧；以及

隔热层(60)，设置在所述阻水层(10)和所述第一耐火层(20)之间。

2.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，所述隔热层(60)的厚度尺寸为大于等于0.05毫米且小于等于0.1毫米。

3.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，所述隔热层(60)由聚酰亚胺制成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光缆，其特征在于，所述缆芯本体包括子缆芯，所述子缆芯包括套管(70)、光纤(80)和第一阻水件(90)，所述光纤(80)和所述第一阻水件(90)间隔设置在所述套管(70)内；其中，所述套管(70)由PC材质制成。

5.根据权利要求4所述的光缆，其特征在于，所述缆芯本体包括多个所述子缆芯，所述缆芯本体还包括中心加强件(100)和第二阻水件(110)，多个所述子缆芯绕所述中心加强件(100)的中心轴线依次设置，所述子缆芯和所述中心加强件(100)均与所述第二阻水件(110)相邻设置。

6.根据权利要求5所述的光缆，其特征在于，所述第二阻水件(110)包括阻水纱。

7.根据权利要求4所述的光缆，其特征在于，所述第一阻水件(90)包括阻水纱。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的光缆，其特征在于，所述外护套(50)由低烟无卤材料和驱鼠剂制成。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的光缆，其特征在于，所述外护套(50)的厚度尺寸为大于等于2.0毫米。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的光缆，其特征在于，所述阻水层(10)包括由阻水材料制成的阻水带。

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