深海光纜的製作方法

2023-06-29 23:30:36

專利名稱：深海光纜的製作方法
技術領域：
本實用新型深海光纜及其製作方法涉及的是一種抗張緊湊型組合結 構深海光纜及其製作方法，是一種採用不鏽鋼光纖單元外利用專門的工裝 設備進行三種不同規格的高強度鋼絲鎧裝，再進行金屬管包覆鎖緊，外層 採用電氣性能極優的絕緣材料保護，鋼絲間隙和鋼絲與金屬導體間隙全部
採用高粘性彈性材料密封。此種結構海底光纜適用於最大水深5000米的
海況，承受5000米水壓下的光通信系統。
背景技術：
目前，國際上深海光纜技術已完成結構驗證和完善過渡，其結構主要 採用緊包光纖加彈性體結構、塑料松套管結構、三片式壓合結構和金屬 管光纖單元加塑料、 一層鋼絲、雙層鋼絲等結構。其結構不夠合理可靠， 特別是深海水深大於1000米的環境運行，光纜壽命不能得到有效保證。 發明內容
本實用新型目的是針對上述不足之處提供一種深海光纜及其製作方 法，用於深海領域的應用，為我國參與國際海光纜通信提供一定的基礎條 件。區別於常規海纜外鎧結構，採用特高強度鋼絲內鎧，光纖由不鏽鋼松 套管進行保護，鎧裝後再進行金屬導體的包覆鎖緊，構成了本實用新型的 抗張緊湊型組合結構，在增強結構完成後擠包絕緣護套，構成了新型深海 光纜。
本實用新型深海光纜的纜芯已從過去國外推行的緊包光纖加彈性體 型逐步轉化為金屬光纖單元加內鎧裝型，其結構更合理可靠，是所有鎧裝 結構鋼絲單位面積密度最大的結構，提供了更大的抗拉強度，更適應深海
水深大於自米的環境運行，光纜壽命能得到有效保證。
深海光纜及其製作方法是採取以下方案實現的
深海光纜包括若干根全色譜高強度光纖、高強耐蝕型不鏽鋼管、海纜 光纖專用油膏、特高強度三種不同直徑鎧裝鋼絲、高粘阻水劑、金屬導電體銅管、有機塑性複合材料、聚乙烯絕緣材料保護層。若干根全色譜高強 度光纖外套裝有高強耐蝕型不鏽鋼管，高強耐蝕型不鏽鋼管內充填海纜光 纖專用油膏，高強耐蝕型不鏽鋼管外鑲嵌有特高強度三種不等徑鎧裝鋼 絲，在鎧裝三種不同尺寸的特高強度鋼絲中充填足量的高粘阻水劑，在特 高強度三種不等徑鎧裝鋼絲外包覆有金屬導電體銅管，形成了特殊的抗張 緊湊型組合結構，在金屬導電體銅管外加上有機塑性複合材料後擠包有聚 乙烯絕緣材料保護層。
高強度光纖是專門用於海底光纜系統的，其張力篩選力大於2%，長
度滿足中繼段設計長度的需要， 一般為50 70km每段，特殊情況下長度 更長。
高強度光纖由耐腐蝕性能更好的不鏽鋼帶成型焊接成管保護，鋼管內 充填海纜光纖專用油膏，由於深海光纜要承受5000m水深的高水壓，因此 不鏽鋼帶厚度經過特殊計算，保證了抗水壓性能。
在深海光纜外鎧裝雙層鋼絲，構成了淺海用的重型深海光纜。
在深海光纜外加鋼帶，在鋼帶外包有塑料層，構成了專門用於鯊魚出 沒的海域的防護型深海光纜。
在深海光纜外鎧裝一層鋼絲，填充瀝青防水，再在外面採用PP繩進 行外被保護，構成了輕型鎧裝深海光纜。
在深海光纜鎧裝一層鋼絲，在鋼絲外再進行一層粗鋼絲鎧裝，構成了 耐磨型巖石鎧裝深海光纜。
深海光纜抗張力由特高強度的鋼絲經鎧裝保證，特高強度鋼絲有三種 不同規格尺寸，通過特殊的成型工藝有機在鑲嵌在相互形成的間隙中，達 到了相同截面下絞合密度最大的工藝化設計。再在鎧裝鋼絲外採用金屬導 電體-銅帶進行包覆焊接鎖緊，達到了鎧裝和導電體有效組合設計的目的， 形成了特殊的抗張緊湊型組合結構。
更高的耐受電壓的能力，同時提供了更好的施工耐磨要求。 抗張緊湊型組合結構深海光纜製作方法
1、將若干根全色譜高強度光纖裝到放纖軸上，調整好每盤光纖的放纖張力30 80g;所述的全色譜高強度光纖數為4 48芯的光纖數；2、 將光纖經張力控制器按正確的方向引出，並引入到不鏽鋼光纖套 管模具中；3、 調整好不鏽鋼帶成型模具，啟動焊接機、主牽引機，不鏽鋼帶縱 包成型後經雷射悍接製成不鏽鋼管，同時在不鏽鋼管內充入海纜光纖專用 油膏，並控制好充入量，充入量為管內腔截面的90 95%;所述的海纜光 纖專用油膏採用海纜專用防析氫纖膏；4、 對上述完成的不鏽鋼管光纖單元進行光纖衰減、餘長檢測，合格 後在鋼絲裝鎧機上進行特高強度鋼絲的裝鎧;所述的特高強度三種不等徑 鎧裝鋼絲採用抗拉強度達2000MPa的高強度三種不同直徑、相同根數鎧裝 鋼絲，鎧裝鋼絲每種為6 12根，鎧裝鋼絲直徑為0. 8 3mm;5、 鎧裝時先調整好鋼絲張力和鑲嵌式成型，將不鏽鋼光單元引入成 型模內；6、 在上述裝鎧的同時充填足量的高粘阻水劑，保證全截面的阻水； 所述的高粘阻水劑採用20CTC時粘度大於200Pa. s的高粘阻水粘合劑；7、 將鎧裝後的纜芯送入銅帶成型模內，將銅帶包覆於纜芯上，焊接 成銅管；8、 再將銅管進行拉拔緊貼於鎧裝後的纜芯外周；9、 對上述裝鎧後的纜芯進行光纖衰減、餘長檢測，確保光纖衰減《 0. 20dB/km(1550nm)、餘長控制在》3%。以上的要求合格後，在金屬導電體 銅管外加上有機塑性複合材料後，在擠塑機上擠包聚乙烯絕緣材料保護 層，擠出溫度在15(TC 23(TC之間，製成抗張緊湊組合結構深海光纜。此深海光纜結構設計合理，鎧裝設計緊湊、緻密，製作工藝流程可靠。 經本實用新型製作的深海光纜具有如下特點-1. 本實用新型深海光纜為數量相等的三種不同尺寸鋼絲鑲嵌設計，2. 本實用新型深海光纜具有耐受5000m深海的阻水性能，比其它結 構更合理和可靠；能耐受萬伏高壓的電能傳輸，滿足了深海光纜長度通信 所需的中繼放大器供電需要，滿足了幾千公裡大長度海纜使用的要求。3. 本實用新型的深海光纜抗張力更強(破斷張力超過80KN以上)、 抗側壓性能達20認以上，遠優於國家標準IO認的要求；
4. 本實用新型的深海光纜光纖數可達48芯，為國內首創；
5. 適用於敷設海水深度達5000米，深海環境的操作應用，其設計高 阻水材料採用進口高粘阻水材料，性能非常優越。
6. 可擴展應用於更多光纖芯數的海底系統要求，保證使用的高可靠性。
本實用新型的深海光纜除了能保證光信號的穩定可靠傳輸外，還能提 供海底系統中繼器供電的需要，並能承受深海光纜在盤繞、敷設、運行過 程中施加的操作張力及側壓力。

以下將結合附圖對本實用新型作進一步說明。 圖1是深海光纜示意圖。
圖2是深海光纜使用狀態示意圖1 (外層為鋼帶和塑料保護防齧咬深 海光纜)。
圖3是深海光纜使用狀態示意圖2 (外層為一層鋼絲輕鎧結構深海光纜)。
圖4是抗深海光纜使用狀態示意圖3 (外層為雙層鋼絲鎧裝結構深海 光纜)。
圖5是深海光纜使用狀態示意圖4 (外層為粗鋼絲重鎧結構巖石深海 光纜)。
具體實施方式
參照附圖1 5，深海光纜包括若干根全色譜高強度光纖1、高強耐蝕 型不鏽鋼管2、海纜光纖專用油膏3、特高強度三種不等徑鎧裝鋼絲4、 高粘阻水劑5、金屬導電體銅管6、有機塑性複合材料7、聚乙烯絕緣材
8。^m全色譜高強fe1^ i ^^WSimM'TWI^ 2，
高強耐蝕型不鏽鋼管2內充填海纜光纖專用油膏3，高強耐蝕型不鏽鋼管 2外鑲嵌有特高強度三種不等徑鎧裝鋼絲4，在鎧裝三種不同尺寸的特高 強度鋼絲4中充填足量的高粘阻水劑5，在特高強度三種不等徑鎧裝鋼絲4外包覆有金屬導電體銅管6，形成了特殊的抗張緊湊型組合結構，在金 屬導電體銅管外加上有機塑性複合材料7後，在金屬導電體銅管6外擠包 有聚乙烯絕緣材料保護層8 (見附圖1)。深海光纜在使用時，還可在深海 光纜外加鋼帶9進行保護，再進行塑料層10防護，構成了專門用於鯊魚 出沒的海域的防護型深海光纜(見附圖2);在深海光纜外進行一層鋼絲 11鎧裝增強，再進行瀝青12防水填充，再在外面採用PP繩13進行外被 保護，構成了輕型鎧裝深海光纜(見附圖3);在深海光纜外進行雙層鋼 絲鎧裝，分別是鋼絲11和鋼絲14，構成了淺海用的重型深海光纜(見附 圖4);在深海光纜鎧裝一層鋼絲ll外再進行一層粗鋼絲15鎧裝，構成 了耐磨型巖石鎧裝深海光纜(見附圖5)。所述的高強耐蝕型不鏽鋼管2採用市售高強耐蝕304型不鏽鋼管。所 述的海纜光纖專用油膏3採用市售海纜專用防析氫纖膏。所述的特高強度 三種不等徑鎧裝鋼絲4採用市售抗拉強度達2000MPa的特高強度三種不同 直徑、相同根數鎧裝鋼絲，鎧裝鋼絲每種為6 12根，鎧裝鋼絲直徑為 0. 8 3mm。所述的高粘阻水劑5採用市售20(TC時粘度大於200Pa. s的高 粘阻水粘合劑。所述的全色譜高強度光纖數為4 48芯的光纖數。所述的 有機塑性複合材料採用市售熱熔膠。抗張緊湊型組合結構深海光纜製作方法-1. 將若干根全色譜高強度光纖(一般48芯以下)裝到放纖軸上，調 整好每盤光纖的放纖張力30 80g;所述的全色譜高強度光纖數為4 48 芯的光纖數；2. 將光纖經張力控制器按正確的方向引出，並引入到不鏽鋼光纖套 管模具中；3. 調整好不鏽鋼成型模具，啟動焊接機、主牽引機，不鏽鋼帶縱包 成型經雷射焊接製成不鏽鋼管，同時在不鏽鋼管內充入海纜光纖專用油 膏，^mWf充入量，充入量為管內腔截面的的 照％; 0fMWIt^f 專用油膏3採用市售海纜專用防析氫纖膏，所述的不鏽鋼管為高強耐蝕型 不鏽鋼管，採用市售高強耐蝕304型不鏽鋼帶包成型經雷射焊接製成；4. 對上述完成的不鏽鋼管光纖單元進行光纖衰減、餘長檢測，合格後在鋼絲裝鎧機上進行特高強度鋼絲的裝鎧。特高強度三種不等徑鎧裝鋼絲
採用市售抗拉強度達2000MPa的特高強度三種不同直徑、相同根數鎧裝鋼 絲，鎧裝鋼絲每種為6 12根，鎧裝鋼絲直徑為0. 8 3mm;
5. 鎧裝時先調整好鋼絲張力和鑲嵌式成型，將不鏽鋼光單元引入成 型模內；
6. 在上述裝鎧的同時充填足量的高粘阻水粘合劑，保證全截面的阻 水，高粘阻水劑採用市售20(TC時粘度大於200Pa. s的高粘阻水粘合劑；
7. 將鎧裝後的纜芯送入銅帶成型模內，將銅帶包覆於纜芯上，焊接 成銅管；
8. 再將銅管進行拉拔緊貼於鎧裝後的纜芯外周；
9. 對上述裝鎧後的纜芯進行光纖衰減、餘長等檢測，確保光纖衰減 《0. 20dB/km(1550nm)、餘長控制在》3%。以上的要求合格後，在金屬導電 體銅管外加上有機塑性複合材料後，在擠塑機上擠包聚乙烯絕緣材料保護 層，擠出溫度在15(TC 23(TC之間，製成抗張緊湊組合結構深海光纜(見 附圖l)。有機塑性複合材料採用市售熱熔膠。
經本實用新型深海光纜的製作方法完成的深海光纜達到如下性能
1. 高抗拉性能，抗拉強度高達80KN以上；
2. 高抗側壓性能，抗側壓達到20KN以上；
3. 高阻水性能，阻水能力達到50MPa以上；
4. 高電性能，產品能經受萬伏以上的中繼放大器所需的電能傳輸；
5. 使用水深更高，能滿足5000m深海環境的使用要求。
權利要求1、 一種深海光纜，其特徵在於結構包括若干根全色譜高強度光纖、高 強耐蝕型不鏽鋼管、海纜光纖專用油膏、特高強度三種不同直徑鎧裝鋼絲、 高粘阻水劑、金屬導電體銅管、有機塑性複合材料、聚乙烯絕緣材料保護 層；若干根全色譜高強度光纖外套裝有高強耐蝕型不鏽鋼管，高強耐蝕型 不鏽鋼管內充填海纜光纖專用油膏，高強耐蝕型不鏽鋼管外鑲嵌有特高強 度三種不等徑鎧裝鋼絲，在鎧裝三種不同尺寸的特高強度鋼絲中充填足量 的高粘阻水劑，在特高強度三種不等徑鎧裝鋼絲外包覆有金屬導電體銅 管，形成了特殊的抗張緊湊型組合結構，在金屬導電體銅管外加上有機塑 性複合材料後擠包有聚乙烯絕緣材料保護層。
2、 根據權利要求1所述的深海光纜，其特徵在於所述的全色譜高強 度光纖數為4 48芯的光纖數。
3、 根據權利要求1所述的深海光纜，其特徵在於所述的特高強度三 種不等徑鎧裝鋼絲採用抗拉強度達2000MPa的高強度三種不同直徑、相同 根數鎧裝鋼絲，鎧裝鋼絲每種為6 12根，鎧裝鋼絲直徑為0.8 3mm。
4、 根據權利要求1所述的深海光纜，其特徵在於所述的海纜光纖專 用油膏採用海纜專用防析氫纖膏。
5、 根據權利要求1所述的深海光纜，其特徵在於所述的高粘阻水劑 採用20(TC時粘度大於200Pa. s的高粘阻水粘合劑；所述的有機塑性複合 材料採用熱烙膠。
6、 根據權利要求l所述的深海光纜，其特徵在於所述的有機塑性復 合材料採用熱熔膠。
7、 根據權利要求1所述的深海光纜，其特徵在於在深海光纜外鎧裝 雙層鋼絲，構成了淺海用的重型深海光纜。
8. 帶，在鋼帶外包有塑料層，構成了專門用於鯊魚出沒的海域的防護型深海 光纜。
9、根據權利要求1所述的深海光纜，其特徵在於在深海光纜外鎧裝一層鋼絲，填充瀝青防水，再在外面採用PP繩進行外被保護，構成了輕 型鎧裝深海光纜。
10、根據權利要求1所述的深海光纜，其特徵在於在深海光纜鎧裝一 層鋼絲，在鋼絲外再進行一層粗鋼絲鎧裝，構成了耐磨型巖石鎧裝深海光 纜。
專利摘要本實用新型深海光纜涉及的是一種抗張緊湊型組合結構深海光纜。結構包括若干根全色譜高強度光纖、高強耐蝕型不鏽鋼管、海纜光纖專用油膏、特高強度三種不同直徑鎧裝鋼絲、高粘阻水劑、金屬導電體銅管、有機塑性複合材料、聚乙烯絕緣材料保護層。若干根全色譜高強度光纖外套裝有高強耐蝕型不鏽鋼管，高強耐蝕型不鏽鋼管內充填海纜光纖專用油膏，高強耐蝕型不鏽鋼管外鑲嵌有特高強度三種不等徑鎧裝鋼絲，在鎧裝三種不同尺寸的特高強度鋼絲中充填足量的高粘阻水劑，在特高強度三種不等徑鎧裝鋼絲外包覆有金屬導電體銅管，形成了特殊的抗張緊湊型組合結構，在金屬導電體銅管外加上有機塑性複合材料後擠包有聚乙烯絕緣材料保護層。
文檔編號G02B6/44GK201156097SQ20082003184
公開日2008年11月26日 申請日期2008年2月13日 優先權日2008年2月13日
發明者吳建華, 李運發, 蔡炳餘, 馳 薛, 薛濟萍, 陸如泉, 陶新華 申請人:中天科技海纜有限公司