組合架空絞線的製作方法

2023-06-29 13:16:31 2

專利名稱:組合架空絞線的製作方法
本發明涉及到一種改進型組合架空絞線，在這種架空輸電線或架空地線中組合有光導纖維束。
裝有光導纖維的組合式架空絞線通常在架空輸電線或架空地線中作為保護和控制該架空輸電線路之用。
圖1所示為先有技術中一種組合式架空絞線的橫斷面，其中示出，導線具有中心纖維單元1，該纖維單元被一組諸如鋁包鋼芯線類的絞線6′所構成的導線層6所包裹著。
光導纖維單元1由間隔器2和做為屏蔽的保護管5構成，間隔器2一般由鋁製成，在它的外周內設有多個螺旋槽3，每槽內裝有一根纖維絞線4，保護管5通常也為鋁製，裝在每條螺旋槽3內的一根纖維絞線4的橫截面示於圖3中，該纖維絞線由光纖玻璃7敷以墊層形成，其第一墊層8為由矽酮樹脂構成，而第二層9一般為由氟樹脂構成。
具有上述構造的組合架空絞線，由於纖維絞線4被裝在間隔器2的每條螺旋槽3元內，並且間隔器本身又受到保護管5的保護，所以具有足夠的機械強度。但是，這種絞線構造不太適於在絞線中裝設更多的帶護層的纖維線，因為，為了保證使它能夠代換現有的架空絞線，它的外徑必須基本上等於通常的架空絞線的外徑，然而在光纖單元1內裝設帶護層纖維線的有效空間是不充足的，並且減少了相應於間隔器2斷面那麼大的空間，此外，由於間隔器外徑有限而使間隔器外周上能形成槽的數目受到限制。
舉例來說，假定一根光導玻璃纖維7具有的外徑為125micron(微米)，若在該玻璃纖維的外圍敷塗一層矽酮樹脂形成第一護層8，它所提供的外徑為0.4mm，而後以一般的用氟樹脂敷塗形成第二護層9，其外徑為0.7mm，則在間隔器2外周上每個螺旋槽內最多只能裝入5根帶護層的纖維絞線4，這時間隔器2的外徑設為4.0mm。
在運行中組合架空絞線經常會暴露在高溫100℃到150℃之間的，並且在發生接地或相間短路故障而在導線中流過大電流的情況下，往往被加熱近達300℃。這種光導纖維的傳輸損耗與其溫度有關，因為在溫度升高時第二護層縮變而使光導玻璃纖維微曲，於是造成損耗增大。
本發明的主要目的在於提供一種不存在上述問題的組合架空絞線，這種絞線能夠容納很多帶護層的纖維線而並不增大光纖單元的外徑。本發明的特徵在於，在光導纖維束被裝在間隔器外周上形成的每個螺旋槽內之前，先用薄的阻熱帶包裹它而形成第一護層。
圖1是通用的組合架空絞線橫剖面圖;
圖2A和2B的透視圖為裝在本發明的組合絞線中一股光導纖維線的兩個實施例;
圖3為用常規方法製成的一股帶護層的光導纖維的橫剖面;
圖4和圖5為用於裝在本發明組合架空絞線中的一根光導纖維束的兩個另外的實施例，為其橫剖面圖;
圖6是一個光導纖維單元的橫剖面，其中一股纖維束具有圖5所示的結構，它們被密實地嵌裝在間隔器的每槽內;
圖7的特性曲線表示光纖單元的傳輸損耗與振動關係的試驗結果。
對圖1所示的裝在組合絞線中間隔器2的每個螺旋槽3內的光導纖維束4，在下面用圖2A和圖2B加以說明。
在這兩個實施例中，多根光導玻璃纖維線7具有的外徑例如為125micron，敷上第一護層8後形成的外徑為0.4mm，而合成的纖維束10絞線在耐張線12外面;在圖2A所示的實施例中，圍著纖維束縱向地纏上一層薄的阻熱帶11，該帶一般可用四氟樹脂做成的厚0.075mm、寬6mm的帶，將帶11相疊交的邊緣粘結起來。在圖2B所示的實施例中，薄的阻熱帶11′通常可用厚0.0125mm的聚醯亞胺帶以適當的繞法盤旋地繞著纖維束，例如用疊繞、對接繞、或開螺線繞等進行纏繞。耐張線12以用非金屬材料做成較好。
帶的取材不受上述實施例所用材料之限，諸如選擇適當薄的工程塑料做成的阻熱帶，譬如用氟樹脂而不用聚醯亞胺樹脂和聚苯撐硫(PPS)樹脂，這取決於對比熱阻的要求。
若在光導纖維上的護層因溫升而縮變則將使纖維發生微曲，而且由於帶繞元件表面的不平(這是由於阻熱帶增厚處引起的)而致不可避免地產生了一些側壓力。為了減少這種微曲和側壓力的產生，期望阻熱帶的厚度不大於0.1mm。
圖4所示為利用多層阻熱帶的實施例，如圖所示的多護層光導纖維束10被繞在一根耐張線12外圍，並且雙層帶14由一層薄的外阻熱帶11和一層內墊層13所組成，該14對纖維線橫向地纏繞。這樣的構造改善了對光導纖維絞線4的側壓縮性。該墊層13可以用楊氏模量低於阻熱帶11的並可提供合適的墊性質的任意材料形成。
在圖5所示的實施例中，其中多根帶護層的光導纖維束10被絞繞在耐張線12的外圍，並具有以阻熱纖維15充填成的墊層，例如由Kevlar(凱夫拉爾)構成的一種填料在薄阻熱帶11被橫繞在纖維束上之前即填滿並高過纖維束之上，如圖4所示的實施例中一樣，該墊層具有改進的側壓縮性。此外，假若由於輸電線故障的原因使間隔器的溫度瞬時地升高，該墊層即起著隔熱的作用，所以使光導纖維束溫升保持在最低限度。
圖6所示的一根光導纖維單元，是由圖5所示的構造的纖維束密實地嵌裝在間隔器外圍上形成的相應螺旋槽中，該纖維線在用薄阻熱帶橫向纏繞它之前已用阻熱纖維充填構成墊層，而且間隔器上的外圍槽的尺寸基本上等於或小於相應纖維束的外徑，由於墊層的彈性，於是纖維束被緊密地嵌在該槽中，並與間隔器形成整體，故在光導纖維中將不會產生局部微曲現象，甚至由於風、短路以及雷擊等原因造成該絞導線伸長或縮短時也不會發生上述問題。
本發明的組合式架空絞線具有以下優點1)儘管在導線溫度上升的情況下由於纖維線因其第二護層受熱縮作用而造成微曲致使光導纖維的傳輸損耗上升，因為裝在本發明組合絞線內光導纖維束具有阻熱帶作為它的第二護層，並且帶厚不大於0.15mm的一半(該值0.15mm是先有技術行之有效的製造條件下擠壓成型技術中可做到的最小值)，所以由於第二護層的縮變而加在光導纖維束上的應力被降到最低限，2)嵌裝在組合架空絞線中的光導纖維束具有附帶的優點是，它們的第二護層可以很容易地被剝除，以便進行接頭或與先有技術中的光導纖維束形成不同的連接，這是由擠壓成型法做成的第二護層所提供的，3)本發明組合絞線中所用的纖維束結構比起先有技術中第二護層的光導纖維束更有利於實現「較小直徑的多纖維單元」，4)本發明中所用的光導纖維構造與多根光導纖維束無阻熱帶挷在一起被鬆散地裝在間隔器的槽內者相比具有較好的可靠性和傳輸特性，在鬆散的結構中，在個個纖維線間和在每根纖維線和間隔器上槽的內表面間的摩擦係數在縱向方面分布不均勻，而且這些光導纖維線在槽內獨自地挪動，所以在受到外力，例如伸張、壓縮和振動的作用時，局部應力很容易影響到光導纖維線上去。
上述這些問題當第一護層系由高摩擦係數的矽酮樹脂做成時尤其嚴重，在具有這種矽酮樹脂的多根光導纖維線不被挷扎在一起地裝在一個槽內時，在矽酮樹脂和槽的內表面之間的接觸程度沿纖維的長度方向有所不同，從而造成縱向方面作用到光纖和槽內表面之間的摩擦力不均勻而產生局部應力，並在組合架空絞線遭受外力，如壓縮和振動的情況下，在光導纖維束中產生微曲現象。根據本發明用阻熱帶將多根光導纖維線組合併在一起而形成整體的纖維束，這樣一來，由於作用在纖維束和槽的內表面間的摩擦力在絞線的縱方向是均勻的，整根纖維束即能在槽內滑動而不會增大絞線的傳輸損耗。
圖7所示為對10米長的光導纖維單元施加振動波(振幅+5mm，頻率35HZ)時連續側得的光導纖維束的傳輸損耗變化結果，對圖2A和2B所示本發明的光導纖維結構所測量的結果為圖中實線所示，圖中虛線所描繪的為對由光導纖維線無阻熱帶挷扎在一起地放在間隔器外周的每個槽內所形成的光導纖維單元測得的結果。從圖可見，振動造成傳輸損耗增加了0.6dB/m，而應用本發明的光導纖維結構即能將此值降低到零值。
權利要求
1.一種帶光導纖維的組合架空絞線包括有一個套在間隔器外的保護管，間隔器的外周上具有多個螺旋槽用以嵌裝光導纖維束，其特徵為，嵌裝在每個螺旋槽內的光導纖維束包括有多根玻璃纖維線，這些纖維線具有第一護層並且這些絞繞在一起的纖維線束被一層薄的阻熱帶包裹。
2.按照權利要求
1的組合架空絞線，其中所述的薄阻熱帶是縱向地包住該纖維絞線束，並且所述的帶被繞後是邊搭邊地連接在一起。
3.按照權利要求
1所述的組合架空絞線，其中所述的薄阻熱帶是螺旋地纏繞著所述的纖維束。
4.按照權利要求
1所述的組合架空絞線，其中所述的阻熱帶的融點不低於200℃和厚度不小於0.1mm。
5.按照權利要求
1所述的組合架空絞線，其中所述的玻璃纖維塗有矽酮樹脂層，並且具有的外徑不大於0.6mm。
6.按照權利要求
1所述的組合架空絞線，其中所述的薄阻熱帶至少有兩層，所述兩層中的內層具有的楊氏模量低於其外層者，所述的內層藉此提供了墊的性質。
7.按照權利要求
1所述的組合架空絞線，還包括有設置在所述的薄阻熱帶和所述的玻璃絞纖維束之間的墊層，所述的墊層由阻熱纖維構成。
8.按照權利要求
7所述的組合架空絞線，其中所述間隔器上各槽的大小基本上等於或小於所述的每根光導纖維束的外徑，以便使所述的光導纖維束牢固地被限制在每個所述的槽內。
專利摘要
一種能容納多根帶護層而外徑不大的光導纖維束的組合架空絞線，減少了微曲及其造成的傳輸損耗，光導纖維束裝在間隔器外周上設置的多個螺旋槽內，間隔器外圍被一根保護管包圍著，槽內的光導纖維束是由多根帶第一護層的玻璃纖維線組成，纖維束被用薄阻熱帶縱向地包裹，該帶在繞後邊搭邊地連接。另外，帶也可繞著纖維束旋繞，帶的熔點不小於200℃及厚度不大於0.1mm較好。
文檔編號G02B6/44GK86102701SQ86102701
公開日1986年10月15日 申請日期1986年4月17日
發明者北山佳延 申請人:住友電氣工業株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan