聊聊一种光纤分布式测温中压变频电缆及其制作方法与流程

liukai · 发表于 2023-8-3 15:51:28

　　1.本技术涉及电缆制备技术领域，尤其是涉及一种光纤分布式测温中压变频电缆及其制作方法。管道本体及地灾监测平台的相关资讯可以到我们网站了解一下，从专业角度出发为您解答相关问题，给您优质的服务！

　　背景技术：

　　2.电缆的光纤分布式测温技术，其原理是利用光在光纤中传输时产生的自发喇曼散射和光时域反射原理来获取空间温度分布信息，当在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲时，它在光纤中向前传输的同时不断产生后向的喇曼散射光波，这些后向喇曼散射光波的强度受所在光纤散射点的温度影响而有所改变，散射回来的后向喇曼光波经过光学滤波、光电转换、放大、模-数转换后，送入信号处理器，系统便可将温度信息实时显示出来，同时根据光纤中光波的传输速度和后向光回波的时间对温度信息定位，以计算出温度沿光纤的分布曲线，实现对电缆各检测点温度的实时监控。

　　3.现有技术中的分布式光纤测温电缆中，主要将检测光纤设置于电缆铠装内侧，以避免光纤置于铠装外侧，导致检测光纤易受到外界的作用产生形变甚至损坏。

　　4.上述技术方案中，安装检测光纤时需要同电缆的生产工艺同步，但检测光纤主要成分为玻璃纤维，直接安装于电缆内部极易受到因电缆生产工艺的挤压碰撞造成检测光纤形变受损，影响后期检测光纤的检测质量。

　　技术实现要素：

　　5.为了减少测温光纤埋设于电缆内部时对测温光纤的损伤，本技术提供一种光纤分布式测温中压变频电缆及其制作方法。

　　6.本技术提供的一种光纤分布式测温中压变频电缆及其制作方法采用如下的技术方案：第一方面，一种光纤分布式测温中压变频电缆，包括缆芯和外护套，所述外护套套设于所述缆芯上，所述外护套和所述缆芯之间设置有光纤测温带，所述光纤测温带包括设置于所述外护套和所述缆芯两者之间的铜丝布，所述铜丝布内埋设有若干测温光纤。

　　7.通过采用上述技术方案，在缆芯和外护套之间埋设带有测温光纤的光纤测温带，将光纤测温带内设可通过外护套对其起到保护作用，其中光纤测温带中的测温光纤由铜丝布包裹，铜丝布利用其特性能够很好的保护测温光纤，使得在加工分布式测温电缆时，能够直接通过埋设测温光纤的铜丝布间接进行测温光纤的埋设，避免直接将测温光纤埋设于电缆内造成测温光纤的损坏。

　　8.可选的，各所述测温光纤沿所述铜丝布的纵线同向设置，并沿所述铜丝布的横线方向等间距设置。

　　9.通过采用上述技术方案，各测温光纤沿铜丝布纵线方向同向设置，且沿铜丝布横向方向等间距设置，以将铜丝布埋设于电缆内部时，使得铜丝布内部的测温光纤可均匀的

　　分布缆芯上。

　　10.可选的，所述铜丝布包括外丝层、中丝层和内丝层，三层依次相叠，所述内丝层设置于所述缆芯外侧，所述外丝层设置于所述外护套的内侧，所述测温光纤埋设于所述中丝层内，所述中丝层的纵线为铜丝并其直径大于所述测温光纤直径，且间隔于各所述测温光纤设置。

　　11.通过采用上述技术方案，铜丝布划为外丝层、中丝层和内丝层，其中外丝层和内丝层分别对埋设的测温光纤起到缓冲作用力的效果，而由于中丝层内纵线的直径大于测温光纤，使得铜丝布整体受到作用力时，外丝层和内丝层先起到缓冲作用，而中丝层在受力时会产生形变，但通过直径大于测温光纤的铜丝，使其先于测温光纤承受由外丝层传递的作用力，并将集中应力传递至内丝层，避免测温光纤直接遭受应力集中，进一步提高对测温光纤的保护。

　　12.可选的，所述缆芯和所述光纤测温带之间设置有至少一层包带，所述包带和所述光纤测温带之间留有间隙，所述外护套和所述光纤测温带之间设置有金属屏蔽层，所述金属屏蔽层紧抵于所述光纤测温带。

　　13.通过采用上述技术方案，设置的包带与光纤测温带之间留有间隙，为光纤测温带因外界热胀冷缩而产生形变提供间隙空间；而设置的金属屏蔽层与光纤测温带之间相紧抵，以对光纤测温带进行确定的位置限位，分别对光纤测温带的内外两侧部分进行加固。

　　14.可选的，所述缆芯包括至少设置三组的主线芯、至少设置三组的副线芯、将各所述主线芯和各所述副线芯两者注塑成缆的填充层，各所述主线芯和各所述副线芯呈对称布置，所述主线芯包括由内向外依次设置的主线导体、半导电屏蔽层、绝缘层、半导电外屏蔽层和铜带屏蔽层，所述副线芯包括由内向外依次设置的副线导体和副绝缘层。

　　15.通过采用上述技术方案，缆芯通过多主线芯和多副线芯对称分布，以减少电缆运行时与周围环境的相互干扰，增强电缆抗高次谐波的能力、加强屏部作用；而于主线导体外侧依次设置的半导电内屏蔽层、绝缘层、半导电外屏蔽层和铜带屏蔽层，起到均匀主线芯外表面电场，避免因导体表面不光滑以及线芯绞合产生的气隙而造成导体和绝缘层发生局部放电的效果。

　　16.第二方面一种光纤分布式测温中压变频电缆的制作方法，其包括以下步骤：s1：将线芯材料进行拉丝、退火，分别形成主线导体和副线导体；s2：于主线导体表面挤包半导电内屏蔽层，在半导电内屏蔽层表面挤包绝缘层，在绝缘层表面挤包半导电外屏蔽层，在半导电外屏蔽层表面绕包铜带屏蔽层；s3：于副线导体表面挤包副绝缘层；s4：将各主线芯及各副线芯绞合，并于两者间的空隙部位增加填充料获得缆芯；s5：在缆芯的表面绕包至少一层包带，包带表面缠绕光纤测温带；s6：在光纤测温带层表面制作金属屏蔽层；s7：在电缆的金属屏蔽层表面挤包电缆外护套。

　　17.通过采用上述技术方案，首先制作主线芯和副线芯，后进行注塑成缆形成缆芯，于缆芯上绕包包带后，再绕包光纤测温带，后在光纤测温带上依次铺设金属屏蔽层和外护套后完成电缆生产。

　　18.可选的，s4中，各主线芯和各副线芯在绞合成缆前分别预先涂设填充料。

　　19.通过采用上述技术方案，各主线芯和各副线芯在绞合前预先涂装填充料，使得主线芯和副线芯在绞合后，两者间的间隙减少，填充层填充的更加完整、紧实，为光纤测温带的均匀缠绕提供扎实的物质基础。

　　20.可选的，s5中，包带绕包于缆芯上时部分重叠，于缆芯外侧形成凹凸结构，同缠绕于包带外侧的光纤测温带之间形成空隙。

　　21.通过采用上述技术方案，包带采用重叠的绕包方式，以形成凹凸结构，为光纤测温带的受温形变提供容错空间。

　　22.可选的，s6中，金属屏蔽层由金属带绕包而成，且金属屏蔽层和光纤测温带之间涂设有用于填隙的热熔胶。

　　23.通过采用上述技术方案，金属屏蔽层由金属带绕包形成，且于金属带和光纤测温带之间设置热熔胶，以实现金属屏蔽层对光纤测温带的紧抵。

　　24.可选的，s6中，金属屏蔽层由熔融状的液态金属附着于光纤测温带上，液态金属分若干次附着于光纤测温带上。

　　25.通过采用上述技术方案，金属屏蔽层通过熔融状的液态金属进行若干次附着于金属屏蔽层的表面，通过若干次的分次附着方式以便于散热，而熔融的液态金属能够更好的实现与金属屏蔽层的紧抵。

　　26.综上所述，本技术至少包括以下一种有益技术效果：1、将光纤埋设于铜丝布内，利用铜丝布对光纤起到保护作用，使其在埋设至电缆内部时，避免或减少因挤压碰撞所产生的损伤；2、铜丝布分为外丝层、中丝层和内丝层三层，其中中丝层纵向铜丝的直径大于测温光纤的直径，已在外丝层传递的作用力主要集中于中丝层的纵向铜丝上，进一步保护测温光纤。

　　附图说明

　　27.图1是本技术实施例的电缆截面剖视图。

　　28.图2是本技术实施例的主线芯和副线芯的结构示意图。

　　29.图3是本技术实施例的光纤测温带结构示意图。

　　30.附图标记说明：1、缆芯；11、主线芯；111、主线导体；112、半导电内屏蔽层；113、绝缘层；114、半导电外屏蔽层；115、铜带屏蔽层；12、副线芯；121、副线导体；122、副绝缘层；13、填充层；2、外护套；3、光纤测温带；31、铜丝布；311、外丝层；312、中丝层；313、内丝层；32、测温光纤；4、包带；5、金属屏蔽层。

　　具体实施方式

　　31.以下结合附图1-3对本技术作进一步详细说明。

　　32.本技术实施例公开一种光纤分布式测温中压变频电缆，参照图1和图2，一种光纤分布式测温中压变频电缆包括横截面层圆形的缆芯1，缆芯1包括三组主线芯11、三组的副线芯12、将各主线芯11和各副线芯12两者注塑成缆的填充层13，各主线芯11和各副线芯12

　　呈对称并呈中心对称布置，且两者相互紧抵并间隔设置；主线芯11包括由内向外依次设置的主线导体111、半导电屏蔽层、绝缘层113、半导电外屏蔽层114和铜带屏蔽层115，副线芯12包括由内向外依次设置的副线导体121和副绝缘层122，其中主线导体111和副线导体121皆为铜材料。

　　33.参照图1，缆芯1的外侧绕包设置包带4，包带4为两层设置，包带4外侧设置有一层光纤测温带3，包带4与光纤测温带3之间留有间隙，光纤测温带3包括铜丝布31，铜丝布31内埋设有四根测温光纤32，测温光纤32的材料为石英纤维，各测温光纤32沿铜丝布31的纵线同向设置，并沿铜丝布31的横线方向等间距设置。

　　34.参照图1和图3，铜丝布31包括外丝层311、中丝层312和内丝层313，三层依次相叠，内丝层313设置于包带4外侧，测温光纤32埋设于中丝层312内，中丝层312的纵线为铜丝并其直径大于测温光纤32直径，且间隔于各测温光纤32设置，铜丝布31采用绕包方式缠绕于包带4外侧。

　　35.参照图1，光纤测温带3的外侧设置有金属屏蔽层5，金属屏蔽层5同为铠装层，金属屏蔽层5紧抵于光纤测温带3，金属屏蔽层5的外侧挤包设置外护套2。

　　36.本技术实施例一种光纤分布式测温中压变频电缆的实施原理为：通过设置的铜丝布31作为承接，能够间接的将测温光纤32埋设于光纤内，进而避免或减少测温光纤32在加工过程中受到的损害。

　　37.本技术实施例还公开一种光纤分布式测温中压变频电缆的制作方法，参照图1，一种光纤分布式测温中压变频电缆的制作方法包括以下步骤：s1：将铜原材料通过铜大拉连续退火机、依靠规格拉丝模具进行拉丝、退火，分别形成主线导体111和副线导体121；s2：于主线导体111表面通过注塑机及对应模具、挤包半导电内屏蔽层112，在半导电内屏蔽层112表面挤包绝缘层113、在绝缘层113表面挤包半导电外屏蔽层114、在半导电外屏蔽层114表面绕包铜带屏蔽层115；s3：于副线导体121表面通过注塑机及对应模具挤包副绝缘层122；s4：先将各主线芯11和各副线芯12外侧预先涂设填充料，再将各主线芯11和各副线芯12通过盘绞成缆机进行绞合成缆，在绞合过程中，盘绞成缆机的模具内持续注射填充料；s5：在缆芯1的表面通过绕包机绕包有双层的包带4，包带4绕包于缆芯1上时部分重叠，于缆芯1外侧形成凹凸结构，包带4表面缠绕光纤测温带3，包带4和光纤测温带3之间形成空隙；s6：在光纤测温带3层表面制作金属屏蔽层5，金属屏蔽层5由绕包或液态金属塑型两种方式；当金属屏蔽层5采用绕包方式时，先于光纤测温带3层的表面涂抹一层热熔胶，并在热熔胶未完全冷却的时刻将金属带通过绕包机绕包至热熔胶的表面，形成金属屏蔽层5；当金属屏蔽层5采用液态金属塑型的方式时，使用纵包氩弧焊焊接的方式，在电缆整体还在输送过程中，即时于其的光纤测温带3上进行焊接整圆，经过首次纵包氩弧焊焊接后，待温度降至要求温度后，可重复进行焊接直至要求成型。

　　38.s7：于电缆的金属屏蔽层5表面通过注塑机挤包电缆外护套2。

　　39.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。