一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜的制作方法
【專利摘要】一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜,由內(nèi)到外依次是芯層、包層、涂覆層、緊包層、加強(qiáng)層與外護(hù)層;所述芯層為實(shí)心結(jié)構(gòu),芯層的外壁包裹有包層,包層的外壁包裹有涂覆層,涂覆層的外壁包裹有緊包層,緊包層的外壁包裹有加強(qiáng)層,加強(qiáng)層的外壁包裹有外護(hù)層;所述緊包層采用阻燃級(jí)別的Hytrel材料制造,外護(hù)層采用氟塑料制造,加強(qiáng)層由芳綸填充而成,且芯層的折射率大于包層的折射率。本設(shè)計(jì)不僅能在最大限度保證產(chǎn)品整體耐超高壓等級(jí)和阻燃等級(jí)的前提下,不影響光纖在800nm–1400nm范圍內(nèi)近紅外波段的傳輸性能,而且耐腐蝕、耐高低溫、阻燃、絕緣、耐超高電壓、耐踩踏、不破損。
【專利說明】一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種輸電領(lǐng)域的傳輸觸發(fā)光纜,尤其涉及一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜,具體適用于提供一種耐特高電壓、高阻燃、高絕緣、耐污穢、高強(qiáng)度的觸發(fā)光纜,屬于高壓、特高壓直流輸電光纜傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在特高壓直流輸電領(lǐng)域中,晶閘管的觸發(fā)已經(jīng)由光纖來代替,由于晶閘管的光敏面積較大,因此國際上通用的是使用大芯徑的石英芯層塑料包層光纖來進(jìn)行觸發(fā),以保證接觸面的觸發(fā)效率。在使用的光纜結(jié)構(gòu)選型中,目前主流設(shè)計(jì)仍為PVC材料護(hù)層,主要原因是由于此種材料的良好的阻燃性能;同時(shí)為了在高壓絕緣性能上取得效果,光纜整體采用全緊套結(jié)構(gòu),但該種設(shè)計(jì)具有以下缺陷:
[0003]首先,PVC材料護(hù)套在室內(nèi)應(yīng)用中有著較大的局限,其高溫下散發(fā)的有毒物質(zhì)和低溫下材料變質(zhì)等本征材料性能劣勢將限制其應(yīng)用環(huán)境;
[0004]其次,光纜無抗拉強(qiáng)度材料全緊套設(shè)計(jì)降低了光纜設(shè)計(jì)的整體強(qiáng)度和端頭連接器的強(qiáng)度,影響了組件在實(shí)際應(yīng)用中的使用性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的采用PVC材料護(hù)套、抗拉強(qiáng)度較弱的缺陷與問題,提供一種不采用PVC材料護(hù)套、抗拉強(qiáng)度較強(qiáng)的用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜。
[0006]為實(shí)現(xiàn)以上目的,本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜,包括芯層、包層與涂覆層,所述芯層為實(shí)心結(jié)構(gòu),芯層的外壁包裹有包層,該包層的外壁包裹有涂覆層;
[0007]所述觸發(fā)光纜還包括緊包層、加強(qiáng)層與外護(hù)層;所述涂覆層的外壁包裹有緊包層,該緊包層的外壁包裹有加強(qiáng)層,該加強(qiáng)層的外壁包裹有外護(hù)層。
[0008]所述緊包層采用阻燃級(jí)別的Hytrel材料制造,其厚度為0.3mm - 0.5mm。
[0009]所述外護(hù)層采用氟塑料制造而成,其厚度為0.2mm - 0.5mm。
[0010]所述加強(qiáng)層由芳綸填充而成,填充股數(shù)為2 - 6股,填充方式為直放或編織;所述加強(qiáng)層的厚度為0.2mm - 0.4mm。
[0011]所述芯層的制造材料為均質(zhì)摻雜石英玻璃或純石英玻璃,芯層的折射率為1.43 -1.49,芯層的直徑為 0.06mm - 0.1lmm ;
[0012]所述包層的制造材料為均質(zhì)摻雜石英玻璃或純石英玻璃,包層的折射率為1.42 -1.46,包層的直徑為 0.123mm-0.126mm ;
[0013]所述芯層的折射率大于包層的折射率。
[0014]所述涂覆層的制造材料為丙烯酸樹脂或硅橡膠,涂覆層的折射率為1.5 - 1.7,涂覆層的厚度為0.05mm - 0.07mm。[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果為:
[0016]1、本實(shí)用新型一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜一共包括六層結(jié)構(gòu),從內(nèi)到外依次是芯層、包層、涂覆層、緊包層、加強(qiáng)層與外護(hù)層,其中,芯層、包層、涂覆層主要負(fù)責(zé)光的傳遞精度與響應(yīng)速度,緊包層、加強(qiáng)層與外護(hù)層主要負(fù)責(zé)光纜的強(qiáng)度,即耐超高壓、阻燃、抗拉強(qiáng)度、耐踩踏,不破損等;前述觸發(fā)光纜的六層結(jié)構(gòu),既使本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了 SOOnm-1400nm近紅外功率光信號(hào)長期穩(wěn)定可靠地傳輸和高效率穩(wěn)定的耦合兩個(gè)重要指標(biāo)保證,又能使本設(shè)計(jì)滿足耐超高壓、耐環(huán)境變化、絕緣、阻燃、強(qiáng)度等實(shí)際工程使用中的需求,保證了光纜產(chǎn)品在工程中的長期穩(wěn)定可靠工作。因此,本實(shí)用新型不僅能確保800nm- 1400nm范圍內(nèi)近紅外功率光信號(hào)的傳輸效果,而且強(qiáng)度較強(qiáng)。
[0017]2、本實(shí)用新型一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜中的緊包層采用阻燃級(jí)別的Hytrel材料制造,從而能在最大限度保證產(chǎn)品整體耐超高壓等級(jí)和阻燃等級(jí)的前提下,不影響光纖在800nm - 1400nm范圍內(nèi)近紅外波段的傳輸性能,同時(shí),Hytrel材料也不會(huì)像現(xiàn)有技術(shù)采用的PVC材料產(chǎn)生種種缺陷,具備較大的應(yīng)用范圍。因此,本實(shí)用新型不僅耐超高壓、阻燃、在800nm - 1400nm范圍內(nèi)近紅外波段的傳輸性能較好,而且應(yīng)用范圍較廣。
[0018]3、本實(shí)用新型一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜中的外護(hù)層采用氟塑料制造而成,該材料不僅具有耐腐蝕、耐高低溫、阻燃、絕緣等優(yōu)良性能,而且能滿足抗外界踩踏、不破損、阻燃、耐超高電壓等要求,是外護(hù)材料的完善選擇。因此,本實(shí)用新型耐腐蝕、耐高低溫、阻燃、絕緣、耐超高電壓、耐踩踏、不破損。
[0019]4、本實(shí)用新型一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜中芯層、包層的制造材料均為均質(zhì)摻雜石英玻璃或純石英玻璃,芯層的折射率大于包層的折射率,且芯層采用較大芯層直徑多模設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)不僅能夠兼顧高測溫精度、高溫度響應(yīng)性能、高可靠傳輸、長壽命工作等需求,而且能滿足接續(xù)方面通用的要求,提高接頭、熔接產(chǎn)品互換性能,延長使用壽命。因此,本實(shí)用新型不僅傳輸信號(hào)穩(wěn)定、傳輸效率較高,而且使用壽命較長。
[0020]5、本實(shí)用新型一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜中的加強(qiáng)層由芳綸填充而成,填充股數(shù)為2 - 6股,填充方式為直放或編織;該處采用多股高強(qiáng)性能芳綸填充的設(shè)計(jì),不僅保證了光纜整體的強(qiáng)度,延長了使用壽命和工作可靠性,而且較滿的填充率也確保了絕緣的要求。因此,本實(shí)用新型不僅抗拉強(qiáng)度較強(qiáng),而且絕緣效果較好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:芯層1、包層2、涂覆層3、緊包層4、加強(qiáng)層5、外護(hù)層6。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合【專利附圖】
【附圖說明】和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0024]參見圖1,一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜,包括芯層1、包層2與涂覆層3,所述芯層I為實(shí)心結(jié)構(gòu),芯層I的外壁包裹有包層2,該包層2的外壁包裹有涂覆層3 ;
[0025]所述觸發(fā)光纜還包括緊包層4、加強(qiáng)層5與外護(hù)層6 ;所述涂覆層3的外壁包裹有緊包層4,該緊包層4的外壁包裹有加強(qiáng)層5,該加強(qiáng)層5的外壁包裹有外護(hù)層6。
[0026]所述緊包層4采用阻燃級(jí)別的Hytrel材料制造,其厚度為0.3mm - 0.5mm。[0027]所述外護(hù)層6采用氟塑料制造而成,其厚度為0.2mm - 0.5_。
[0028]所述加強(qiáng)層5由芳綸填充而成,填充股數(shù)為2 - 6股,填充方式為直放或編織;所述加強(qiáng)層5的厚度為0.2mm - 0.4mm。
[0029]所述芯層I的制造材料為均質(zhì)摻雜石英玻璃或純石英玻璃,芯層I的折射率為1.43 - 1.49,芯層 I 的直徑為 0.06mm - 0.1lmm ;
[0030]所述包層2的制造材料為均質(zhì)摻雜石英玻璃或純石英玻璃,包層2的折射率為1.42 - 1.46,包層 2 的直徑為 0.123mm - 0.126mm ;
[0031]所述芯層I的折射率大于包層2的折射率。
[0032]所述涂覆層3的制造材料為丙烯酸樹脂或硅橡膠,涂覆層3的折射率為1.5 - 1.7,涂覆層3的厚度為0.05mm - 0.07mm。
[0033]本實(shí)用新型的原理說明如下:
[0034]在特高壓直流輸電領(lǐng)域中,主流設(shè)計(jì)仍為PVC材料護(hù)層,同時(shí)為了在高壓絕緣性能上取得效果,光纜整體采用全緊套結(jié)構(gòu),但該種設(shè)計(jì)具有以下缺陷:首先,PVC材料護(hù)套在室內(nèi)應(yīng)用中有著較大的局限,其高溫下散發(fā)的有毒物質(zhì)和低溫下材料變質(zhì)等本征材料性能劣勢將限制其應(yīng)用環(huán)境;其次,光纜無抗拉強(qiáng)度材料全緊套設(shè)計(jì)降低了光纜設(shè)計(jì)的整體強(qiáng)度和端頭連接器的強(qiáng)度,影響了組件在實(shí)際應(yīng)用中的使用性能。
[0035]此外,在特高壓直流輸電領(lǐng)域的觸發(fā)傳輸應(yīng)用中,所使用的光波段一般為近紅外800nm -1OOOnm范圍之內(nèi),在此傳輸波段范圍之內(nèi),低摻雜石英芯層或純石英芯層的傳輸效
率較高。
[0036]為克服以上缺陷和滿足以上要求,本實(shí)用新型在光纖的設(shè)計(jì)選型、光纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型等關(guān)鍵技術(shù)上進(jìn)行了綜合考慮,從而設(shè)計(jì)出能滿足特高壓直流輸電應(yīng)用所需求的耐特高電壓、高阻燃、高絕緣、耐污穢、高強(qiáng)度、長使用壽命等嚴(yán)苛要求的一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜。
[0037](一)、芯層:
[0038]芯層一折射率為1.43 - 1.49 (超出這個(gè)范圍,在工藝上比較難實(shí)現(xiàn),需要調(diào)整摻雜量較大),直徑為0.06mm -0.1lmm (這個(gè)設(shè)計(jì)取決于光纖耦合的效率,太小耦合效率不高,太大容易產(chǎn)生彎曲損耗漏光),由均質(zhì)摻雜石英玻璃(摻氟、摻鍺、摻磷或摻硼等)或純石英玻璃組成,所使用的光波段一般為近紅外800nm-1OOOnm范圍之內(nèi),在此傳輸波段范圍之內(nèi),低摻雜石英芯層或純石英芯層的傳輸效率較高。
[0039]本芯層為實(shí)心結(jié)構(gòu),采用較大芯層直徑多模設(shè)計(jì),較普通多模光纖的芯層直徑較大,提高了光纖的測溫效率和精度(芯層大,包層厚度減少,阻擋效果變?nèi)?,外層的溫度就能更快傳到芯層進(jìn)行作用),確保了長期穩(wěn)定導(dǎo)光的效果,延長了產(chǎn)品的使用壽命,同時(shí)芯層采用均質(zhì)摻雜材料設(shè)計(jì),區(qū)別于普通多模光纖的漸變摻雜材料設(shè)計(jì),避免了芯層截面在導(dǎo)光過程中,光功率能量的聚焦燒壞芯層局部的問題,確保了長期穩(wěn)定導(dǎo)光的效果,延長了產(chǎn)品的使用壽命,最終兼顧高耦合效率、低耦合損耗、均勻芯層功率密度、導(dǎo)光功率均勻分配、高可靠傳輸、長壽命工作等需求,實(shí)現(xiàn)了 800nm - 1400nm近紅外功率光信號(hào)長期穩(wěn)定可靠地傳輸和高效率穩(wěn)定的耦合兩個(gè)重要指標(biāo)保證。
[0040](二)、包層:
[0041]包層——折射率為1.42-1.46,直徑為0.123mm-0.126mm (超出這個(gè)范圍,熔接或做接頭進(jìn)行耦合的時(shí)候,工藝上很難實(shí)現(xiàn),也會(huì)增大耦合損耗),由均質(zhì)摻雜石英玻璃(摻氟、摻鍺、摻磷或摻硼等)或純石英玻璃組成,且芯層的折射率大于包層的折射率。包層的直徑范圍的設(shè)計(jì)能滿足接續(xù)方面通用的要求,提高接頭、熔接產(chǎn)品互換性能,延長使用壽命。此外,芯層的折射率大于包層的折射率是形成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的必要條件,對(duì)光纖傳光性能有作用。
[0042](三)、涂覆層:
[0043]涂覆層——折射率為1.5-1.7,厚度為0.05mm - 0.07mm,由丙烯酸樹脂或硅橡膠等制成。涂覆層的折射率較高,主要起著保護(hù)包層表面的作用,同時(shí)還應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境選擇不同的耐溫等級(jí)的材料,比如丙烯酸樹脂或硅橡膠等,并綜合考慮阻燃的要求,對(duì)涂覆層的厚度做一定的要求,以完善產(chǎn)品整體的耐超高壓和阻燃性能需求。
[0044](四)、緊包層:
[0045]緊包層-厚度為0.3mm - 0.5mm,采用阻燃級(jí)別的Hytrel材料制造。緊包層采用
阻燃等級(jí)的Hytrel材料進(jìn)行設(shè)計(jì),能在最大限度保證產(chǎn)品整體耐超高壓等級(jí)和阻燃等級(jí)的前提下,不影響光纖在800nm - 1400nm范圍內(nèi)近紅外波段的傳輸性能(跟Hytrel材料的材料特性有關(guān),在加工過程中這種材料的收縮比不會(huì)太大,不會(huì)對(duì)光纖的傳輸造成明顯的影響)。根據(jù)不同的使用環(huán)境的要求,緊包層的厚度有一定的區(qū)別,以保證使用環(huán)境、絕緣、阻燃等多方面的性能需求。
[0046]Hytrel材料——熱塑聚酯彈性體嵌段共聚物,包含結(jié)晶的聚丁烯對(duì)苯二酸鹽和非結(jié)晶的長鏈乙二醇兩種結(jié)構(gòu);強(qiáng)韌性和彈性、防變形、防沖擊、抗撓曲性、低溫彈性、抗烴類化合物等。
[0047](五)、加強(qiáng)層:
[0048]加強(qiáng)層——厚度為0.2mm - 0.4mm (加強(qiáng)層的厚度主要是要配合股數(shù),達(dá)到一定的股數(shù)方能實(shí)現(xiàn)足夠的抗拉強(qiáng)度,但過厚又會(huì)增加工藝難度和產(chǎn)品成本),由芳綸填充而成,填充股數(shù)為2 - 6股,填充方式為直放或編織。加強(qiáng)層采用芳綸材料填充,保證光纜產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度,加強(qiáng)層厚度的要求主要是為了滿足芳綸股數(shù)填充的體積要求,較滿的填充率也確保了絕緣的要求。
[0049](六)、外護(hù)層:
[0050]外護(hù)層-厚度為0.2mm - 0.5mm (若外護(hù)層的厚度太薄,則強(qiáng)度不夠,抗彎折、摩
擦、刮擦等外界環(huán)境影響的能力下降;厚度太厚又會(huì)增加工藝難度和產(chǎn)品成本),采用氟塑料(杜邦公司)或聚氨酯制造而成,該材料具有耐腐蝕、耐高低溫、阻燃、絕緣等優(yōu)良性能,是外護(hù)材料的較完善選擇。外護(hù)層的厚度取決于性能整體需求,滿足抗外界踩踏,不破損,抗刮擦,耐酸,耐堿,阻燃(UL94-V0等級(jí)),耐超高電壓等要求,厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求方能保證光纜在施工和使用的過程中不會(huì)出現(xiàn)破損的現(xiàn)象。
[0051]實(shí)施例:
[0052]參見圖1,一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜,由內(nèi)到外依次是芯層1、包層2、涂覆層3、緊包層4、加強(qiáng)層5與外護(hù)層6 ;所述芯層I為實(shí)心結(jié)構(gòu),芯層I的外壁包裹有包層2,該包層2的外壁包裹有涂覆層3,該涂覆層3的外壁包裹有緊包層4,該緊包層4的外壁包裹有加強(qiáng)層5,該加強(qiáng)層5的外壁包裹有外護(hù)層6 ;
[0053]所述緊包層4采用阻燃級(jí)別的Hytrel材料制造,其厚度為0.3mm - 0.5mm ;所述外護(hù)層6采用氟塑料制造而成,其厚度為0.2mm - 0.5mm ;所述加強(qiáng)層5由芳纟侖填充而成,填充股數(shù)為2 - 6股,填充方式為直放或編織,加強(qiáng)層5的厚度為0.2mm - 0.4mm ;
[0054]所述芯層I的制造材料為均質(zhì)摻雜石英玻璃或純石英玻璃,芯層I的折射率為
1.43 - 1.49,芯層I的直徑為0.06mm - 0.1lmm ;所述包層2的制造材料為均質(zhì)摻雜石英玻璃或純石英玻璃,包層2的折射率為1.42 - 1.46,包層2的直徑為0.123mm - 0.126mm ;所述芯層I的折射率大于包層2的折射率;所述涂覆層3的制造材料為丙烯酸樹脂或硅橡膠,涂覆層3的折射率為1.5 - 1.7,涂覆層3的厚度為0.05mm - 0.07mm。
[0055]上述設(shè)計(jì)一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜中:芯層、包層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了800nm - 1400nm近紅外功率光信號(hào)長期穩(wěn)定可靠地傳輸和高效率穩(wěn)定的耦合兩個(gè)重要指標(biāo)保證,有利于提高耦合效率、耦合穩(wěn)定性、長期可靠性等特高壓輸電觸發(fā)需求;涂覆層、緊包層、加強(qiáng)層、外護(hù)層的設(shè)計(jì)確保了產(chǎn)品整體的耐超高壓、耐環(huán)境變化、絕緣、阻燃、抗腐蝕、抗踩踏刮擦、高強(qiáng)度等實(shí)際工程使用中的需求,保證了光纜產(chǎn)品在工程中的長期穩(wěn)定可靠工作;此外,本設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)簡單,易于加工制作,產(chǎn)品性能易于檢測,性價(jià)比高。
【權(quán)利要求】
1.一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜,包括芯層(I)、包層(2)與涂覆層(3),所述芯層(I)為實(shí)心結(jié)構(gòu),芯層(I)的外壁包裹有包層(2),該包層(2)的外壁包裹有涂覆層(3),其特征在于: 所述觸發(fā)光纜還包括緊包層(4)、加強(qiáng)層(5)與外護(hù)層(6);所述涂覆層(3)的外壁包裹有緊包層(4 ),該緊包層(4 )的外壁包裹有加強(qiáng)層(5 ),該加強(qiáng)層(5 )的外壁包裹有外護(hù)層(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜,其特征在于:所述緊包層(4)采用阻燃級(jí)別的Hytrel材料制造,其厚度為0.3mm - 0.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜,其特征在于:所述外護(hù)層(6)采用氟塑料制造而成,其厚度為0.2mm - 0.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜,其特征在于:所述加強(qiáng)層(5)由芳綸填充而成,填充股數(shù)為2-6股,填充方式為直放或編織;所述加強(qiáng)層(5)的厚度為0.2謹(jǐn)-0.4謹(jǐn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜,其特征在于: 所述芯層(I)的制造材料為均質(zhì)摻雜石英玻璃或純石英玻璃,芯層(I)的折射率為1.43 - 1.49,芯層(I)的直徑為 0.06mm-0.1lmm; 所述包層(2)的制造材料為均質(zhì)摻雜石英玻璃或純石英玻璃,包層(2)的折射率為1.42 - 1.46,包層(2)的直徑為 0.123mm-0.126mm ; 所述芯層(I)的折射率大于包層(2)的折射率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于特高壓輸電領(lǐng)域的觸發(fā)光纜,其特征在于:所述涂覆層(3)的制造材料為丙烯酸樹脂或硅橡膠,涂覆層(3)的折射率為1.5 - 1.7,涂覆層(3)的厚度為 0.05mm - 0.07mm。
【文檔編號(hào)】G02B6/44GK203587861SQ201320718232
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】但錦, 方可 申請(qǐng)人:武漢鑫光年光電技術(shù)有限公司