高强耐候绝缘光单元制备工艺、装置、光单元及复合线缆的制作方法

本发明涉及光缆，提供高强耐候绝缘光单元制备工艺、制备装置、光单元及复合线缆。

背景技术：

1、电网建设正加速向智能化、数字化快速发展，形成了将光纤与电网地线、导线复合的电力光缆如opgw、oppc等，并得到普遍应用，但传统的电力光缆采用不锈钢管光单元与电网地线或导线复合在一起，不锈钢管在电网运行中也存在带电情况，在电网中安装使用时需要对光纤和金属导线做光电分离，施工困难、效率低，安装成本高，同时光纤接续位置的不锈钢管存在电荷，存在高压放电问题，日常运维困难。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中电力光缆安装应用困难、接头位置带电和日常维护安全性不足等问题，提供一种光单元的制备工艺、制备装置、光单元及复合线缆，高强耐候绝缘光单元能够代替不锈钢管光单元，能够与电网地线、导线的线缆复合，形成光电复合缆，能够满足与金属单线同芯绞合和户外长期架线使用需求。

2、第一方面，为解决上述技术问题，本发明提供了高强耐候绝缘光单元制备工艺，包括具体步骤如下：

3、s1、将制备高强耐候绝缘套管所需的组分混合物，通过搅拌机以10-20转/分钟，搅拌10-20分钟，使混合物中各种材料混合均匀；

4、s2、将混合均匀的混合物在烘料炉中以100～200℃温度，烘料4-8小时，并将烘好的混合材料进入挤塑机的料斗内；

5、s3、将挤塑机的螺膛温度设定在340～410℃，挤塑机的机头温度设定在350～450℃；

6、s4、将纤膏加热至80～200℃；

7、s5、将光纤与加热后的纤膏一起导入挤塑成型的高强度耐候绝缘套管中；

8、s6、对光纤、纤膏和高强度耐候绝缘套管进行恒温冷却定型，温度设定为50～200℃；

9、s7、高强耐候塑料套管在恒温冷却定型时发生收缩，光纤被挤压成非直线状态；

10、s8、高强耐候塑料套管冷却收缩时，在高强耐候塑料套管的四周通过抽气方式形成负压，对已经挤塑成型的高强耐候塑料套管的外径进行控制，实现高强度耐候绝缘套管的定型。

11、第二方面，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高强耐候绝缘光单元的制备装置，应用于第一方面中所述的高强耐候绝缘光单元制备工艺，包括：

12、挤塑模具，其通过调心固定装置和挤塑模套固定在所述挤塑机内；

13、定型装置，设置在所述挤塑机外侧，且与所述挤塑模套相对设置，所述定型装置与挤塑模具设于同一水平线上，所述定型装置的外侧包裹设置恒温装置，用于对所述定型装置预热或冷却；

14、光纤纤膏汇聚导入管，其穿插在所述调心固定装置和所述挤塑模具的内部，用于将纤膏包裹在光纤的外侧；所述汇聚导入管中心设有通孔一，所述光纤纤膏汇聚导入管上设有与所述通孔一连通的纤膏导入口；

15、导纤管，其设置在所述光纤纤膏汇聚导入管的通孔一内，且所述导纤管的一端与所述光纤纤膏汇聚导入管的尾部连接。

16、在本发明的一个实施例中，所述纤膏导入口上还设有纤膏加热导管，所述纤膏加热导管与纤膏填充机连接。

17、在本发明的一个实施例中，所述通孔一的直径由纤膏导入口处向着所述挤塑模具的方向逐渐变小。

18、在本发明的一个实施例中，所述定型装置的中心位置有通孔二，所述通孔二的四周设置若干与所述通孔二贯通的导气孔，且所述导气孔与所述通孔二垂直设置，所述导气孔通过气体通道与抽气孔连通，所述抽气孔与外接的抽气泵连接。

19、在本发明的一个实施例中，所述调心固定装置包括基座和与所述基座一体成型的锥形定位套，所述锥形定位套内设有与所述挤塑模具适配的定位腔一和与所述光纤纤膏汇聚导入管端部适配的定位腔二。

20、第三方面，本发明提供了一种光单元，通过第一方面中高强耐候绝缘光单元制备工艺制得，包括光纤、纤膏、高强度耐候绝缘套管；所述光纤以非直线状态穿插在所述高强度耐候绝缘套管的内部，所述纤膏填充在所述光纤与高强度耐候绝缘套管之间；所述光纤呈螺旋状或波浪状；其中，所述高强度耐候绝缘套管以质量百分比计，包括以下组分：

21、结晶型芳香族热塑性聚合物 80％～99.5％；

22、芳杂环高分子化合物 0～20％；

23、炭黑 0～10％；

24、抗氧化剂 0～5％。

25、在本发明的一个实施例中，所述结晶型芳香族热塑性聚合物为聚醚醚酮(peek)、聚芳醚酮(paek)、聚醚酮(pek)、聚醚酮酮(pekk)、聚醚醚酮酮(peekk)或聚醚酮醚酮酮(pekekk)中的一种或几种；

26、在本发明的一个实施例中，所述芳杂环高分子化合物为聚酰亚胺(pi)、聚酰胺-酰亚胺(pai)或聚醚酰亚胺(pei)中的一种或几种。

27、第四方面，为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种复合线缆，包括第三方面中所述的光单元和，所述光单元与导电金属线同芯绞合，能够进行输电及光纤通信。

28、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下有益效果：

29、本发明所述的高强耐候绝缘光单元制备工艺、装置、光单元及复合线缆，通过该制备工艺可以连续挤塑生产高强耐候绝缘套管，同时连续导入光纤和纤膏，并通过定型膜实现高强耐候绝缘光单元外径、壁厚以及光纤在高强耐候绝缘套管内的螺旋弯曲量稳定一致连续生产；制得的高强耐候绝缘光单元的强度可达到90mpa以上，同时可长期耐高温≥250℃、抗紫外线老化，抗酸、碱、盐等化学腐蚀，能够满足与金属单线同芯绞合和户外长期架线使用需求，可以复合在电网输电线路中地线、导线等线缆中，实现输电、光纤通信多项功能，并且高强耐候绝缘光单元内的光纤呈非直线状态，能够逐步抵消线缆伸长的长度，在使用过程中耐候绝缘光单元内的光纤一直不受拉伸应力，能够应对架空输电线缆架设在铁塔上长期使用导致的线缆会出现蠕变伸长的问题，延长电缆线的使用寿命。

技术特征：

1.高强耐候绝缘光单元制备工艺，其特征在于：

2.一种高强耐候绝缘光单元的制备装置，应用于权利要求1中所述的高强耐候绝缘光单元制备工艺，其特征在于：包括：

3.根据权利要求2所述的一种高强耐候绝缘光单元的制备装置，其特征在于：所述纤膏导入口上还设有纤膏加热导管，所述纤膏加热导管与纤膏填充机连接。

4.根据权利要求2所述的一种高强耐候绝缘光单元的制备装置，其特征在于：所述通孔一的直径由纤膏导入口处向着所述挤塑模具的方向逐渐变小。

5.根据权利要求2所述的一种高强耐候绝缘光单元的制备装置，其特征在于：所述定型装置的中心位置有通孔二，所述通孔二的四周设置若干与所述通孔二贯通的导气孔，且所述导气孔与所述通孔二垂直设置，所述导气孔通过气体通道与抽气孔连通，所述抽气孔与外接的抽气泵连接。

6.根据权利要求2所述的一种高强耐候绝缘光单元的制备装置，其特征在于：所述调心固定装置包括基座和与所述基座一体成型的锥形定位套，所述锥形定位套内设有与所述挤塑模具适配的定位腔一和与所述光纤纤膏汇聚导入管端部适配的定位腔二。

7.一种光单元，通过权利要求1所述的高强耐候绝缘光单元制备工艺制备得到，其特征在于：所述光单元包括光纤、纤膏和高强度耐候绝缘套管；所述光纤以非直线状态穿插在所述高强度耐候绝缘套管的内部，所述纤膏填充在所述光纤与高强度耐候绝缘套管之间，其中，所述高强度耐候绝缘套管以质量百分比计，包括以下组分：

8.根据权利要求7所述的光单元，其特征在于：所述结晶型芳香族热塑性聚合物为聚醚醚酮(peek)、聚芳醚酮(paek)、聚醚酮(pek)、聚醚酮酮(pekk)、聚醚醚酮酮(peekk)或聚醚酮醚酮酮(pekekk)中的一种或几种。

9.根据权利要求7所述的光单元，其特征在于：所述芳杂环高分子化合物为聚酰亚胺(pi)、聚酰胺-酰亚胺(pai)或聚醚酰亚胺(pei)中的一种或几种。

10.一种复合线缆，其特征在于：包括权利要求7所述的光单元，所述光单元与导电金属线同芯绞合，能够进行输电及光纤通信。

技术总结本发明涉及高强耐候绝缘光单元制备工艺，将制备高强耐候绝缘套管所需的组分混合物搅拌混合均匀；将混合物在烘料炉中烘料，将烘好的混合材料进入挤塑机的料斗内；将光纤与加热后的纤膏导入挤塑成型的高强度耐候绝缘套管中；对光纤、纤膏和高强度耐候绝缘套管进行恒温冷却定型；高强耐候塑料套管在恒温冷却定型时发生收缩，光纤被挤压成非直线状态；在高强耐候塑料套管的四周抽气形成负压对已经挤塑成型的高强耐候塑料套管的外径进行控制。本发明的高强耐候绝缘光单元可长期耐高温，抗紫外线老化，抗酸、碱、盐等化学腐蚀，能够满足与金属单线同芯绞合和户外长期架线使用需求，将其复合在电网输电线路中地线、导线等线缆中，实现输电、光纤通信。技术研发人员：田庚,吴松梅,马军,伍光磊,丰茂磊,朱兴,郭赛赛,郑宇航受保护的技术使用者：江苏亨通电力智网科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25