專利名稱：超低損耗、超低溫度opgw光纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種超低損耗、超低溫度OPGW光纜特別適用于遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗的特高壓長距離輸電網(wǎng)絡(luò)，可用于海拔高、低溫嚴(yán)寒、氣候干燥且復(fù)雜多變、多風(fēng)沙等多種惡劣環(huán)境的通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著輸送距離近700km的IOOOkV晉東南-南陽-荊門特高壓交流試驗示范工程的成功運(yùn)行，中國建成了世界上正在運(yùn)行的電壓等級最高、技術(shù)水平最高、輸送能力最強(qiáng)的輸電線路工程，標(biāo)志著中國在遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗的特高壓核心技術(shù)上取得重大突破， 并走在了世界的前列。隨著向家壩 上海、錦屏 蘇南士SOOkV特高壓直流輸電工程、淮南-上海IOOOkV交流雙回輸電線路等更多的特高壓交直流輸電線路的建成，中國將形成世界上最大的特高壓長距離輸電網(wǎng)絡(luò)。為進(jìn)一步提升電力線路通信技術(shù)水平，建設(shè)傳輸距離更遠(yuǎn)、傳輸容量更大、傳輸損耗更低的超長站距無中繼光通信工程顯得尤為重要。青藏士400kV直流聯(lián)網(wǎng)工程OPGW光纜線路是中國第一條高海拔、超低溫地區(qū)長距離架空通信線路，由西寧-格爾木750kV輸變電工程(1492公里)和格爾木-拉薩士400kV 直流輸電工程(1038公里)兩部分組成。青藏聯(lián)網(wǎng)工程的“世界之最”(1)距離最長的高海拔直流輸電線路線路最高海拔5300m，平均海拔4500m，其中海拔4000米以上地區(qū)占87% ；(2)穿越凍土里程最長的直流輸電線路(多年連續(xù)凍土約565公里):需要采用“隨開挖、隨支護(hù)、早封閉、快襯砌”的施工方案，解決“含土冰層”、“富冰凍土”等技術(shù)難題；(3)生態(tài)環(huán)境最脆弱的高海拔直流輸電線路海拔高、低溫嚴(yán)寒、氣候干燥且復(fù)雜多變、多風(fēng)沙。努力建設(shè)具有高原特色的生態(tài)環(huán)保型工程。(4)目前缺少一種適用于青藏士400kV直流聯(lián)網(wǎng)工程OPGW光纜線路的OPGW光纜。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是針對上述不足之處提供一種超低損耗、超低溫度OPGW光纜，是一種適用于遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗的特高壓長距離輸電網(wǎng)絡(luò)，可用于海拔高、低溫嚴(yán)寒、氣候干燥且復(fù)雜多變、多風(fēng)沙等多種惡劣環(huán)境的通信領(lǐng)域。ULL超低損耗光纖經(jīng)OPGW生產(chǎn)工序即光纖著色工序、光單元造管工序、絞合成纜工序后，在1550nm下光纖衰減不大于0. 175dB/km, G652D光纖經(jīng)OPGW生產(chǎn)工序即光纖著色工序、光單元造管工序、絞合成纜工序后，在1550nm下光纖衰減不大于0. 190dB/km。由ULL超低損耗光纖和G652D光纖共同生產(chǎn)的OPGW光纜在超低溫_60°C的惡劣低溫下，光纖在1310nm和1550nm波長下附加衰減小于0. OldB。OPGW 光纜(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire)也稱光纖復(fù)合架空地線。把光纖放置在架空高壓輸電線的地線中，用以構(gòu)成輸電線路上的光纖通信網(wǎng)，這種結(jié)構(gòu)形式兼具地線與通信雙重功能，一般稱作OPGW光纜。[0012]本實用新型的目的是為了結(jié)合青藏地區(qū)海拔高、溫度低、晝夜溫差大、多風(fēng)沙天氣等惡劣氣候條件，對OPGW所用光纖、纖膏及OPGW配套金具附件等提出了更高的使用要求， 有很多的技術(shù)及應(yīng)用難點需進(jìn)行研制攻關(guān)，以達(dá)到本工程環(huán)境及氣象條件下的運(yùn)行要求。超低損耗、超低溫度OPGW光纜是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的超低損耗、超低溫度OPGW光纜包括超低損耗光纖(ULL光纖)、G652D光纖、低溫纖膏、第一不銹鋼管、第二不銹鋼管、內(nèi)層高強(qiáng)度鋁包鋼線和外層高強(qiáng)度鋁包鋼線。在第一不銹鋼管內(nèi)安裝有超低損耗光纖(ULL光纖)，并均勻填充有低溫纖膏組成第一不銹鋼光纖單元，在第二不銹鋼管內(nèi)安裝有G652D光纖，并均勻填充有低溫纖膏組成第二不銹鋼光纖單元，所述第一不銹鋼光纖單元與第二不銹鋼光纖單元的外徑為Φ2. 5 Φ2. 7mm。第一不銹鋼光纖單元和第二不銹鋼光纖單元與內(nèi)層鋁包鋼線同步絞合，均勻涂抹有纜膏，外層采用外層鋁包鋼線進(jìn)行絞合，形成雙層鎧裝的超低損耗、超低溫度OPGW光纜。所述超低溫度為-60°C超低溫度。所述超低損耗光纖(ULL光纖)為美國康寧公司生產(chǎn)的超低損耗ULL光纖，簡稱ULL光纖，中國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在1550nm窗口下，光纖衰減不大于0. 22dB/km，康寧ULL超低損耗光纖的衰減遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，所以稱之為超低損耗光纖。所述G652D光纖為無水峰單模光纖。所述第一不銹鋼管和第二不銹鋼管為304不銹鋼管。所述低溫纖膏為-60°C低溫纖膏。所述第一不銹鋼光纖單元和第二不銹鋼光纖單元采用縱包焊接結(jié)構(gòu)；所述的高強(qiáng)度鋁包鋼線鎧裝單元為正公差鋁包鋼線，采用層絞式結(jié)構(gòu)。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的光纖單元采用康寧ULL超低損耗光纖、 G652D光纖、低溫纖膏和不銹鋼帶縱包焊接而成，直徑Φ2. 5mm、Φ 2. 7mm,壁厚 0. 2mm。為提高光纖單元的耐低溫能力，即在超低溫_60°C的惡劣低溫下，光纖在1310nm和 1550nm波長下附加衰減小于0. OldB，我們采用了耐低溫纖膏和超低損耗光纖(ULL光纖)。 采用高強(qiáng)度鋁包鋼線進(jìn)行鎧裝，提高光纜的抗拉強(qiáng)度和承載能力，所述的高強(qiáng)度鋁包鋼線采用正公差型，高強(qiáng)度鋁包鋼線直徑為 Φ 2. 5mm、Φ 2. 75mm、Φ 3. Imm和Φ 3. 25mm,光纜抗拉強(qiáng)度大于137. 4kN。所述超低損耗、超低溫度OPGW光纜為青藏士400kV直流聯(lián)網(wǎng)工程配套OPGW光纜。超低損耗、超低溫度OPGW光纜生產(chǎn)方法如下1、將不銹鋼卷材裝到鋼帶放帶架上，再通過鋼帶牽引機(jī)將鋼帶牽送到鋼管成型臺處，放帶的張力要穩(wěn)定，不能有抖動的現(xiàn)象，放帶張力控制在80 90N。2、在鋼管成型臺處將不銹鋼帶進(jìn)行分切到成型模具所需的寬度，不銹鋼帶寬度為 10. 35mm，厚度為0.2mm，然后進(jìn)入到Φ 3. 4mm的鋼管成型模具中，縱包成有縫的不銹鋼管， 同時將超低損耗光纖(ULL光纖)導(dǎo)入，光纖油膏通過氣泵加壓至0. 2MPa,經(jīng)過充油針填充進(jìn)不銹鋼鋼管；再經(jīng)過激光焊接機(jī)，將不銹鋼帶縱包成型后的縱向縫口焊接完整，焊接好后的不銹鋼光纖單元，通過拉拔模具，進(jìn)行拉拔，拉拔?？趶匠呤铅?. 7mm和Φ 2. 5mm,再經(jīng)過履帶式牽引機(jī)牽引便成了完整的不銹鋼光纖單元。拉拔成型后的不銹鋼光纖單元，經(jīng)過牽引機(jī)送至收線架，牽引機(jī)的牽引力為90 110N，收上卷繞鋼管的線盤上，即制成第一不銹鋼光纖單元。第一不銹鋼光纖單元的余長控制在2. 0 -2.5%。。3、在鋼管成型臺處將不銹鋼帶進(jìn)行分切到成型模具所需的寬度，不銹鋼帶寬度為 10. 35mm，厚度為0.2mm，然后進(jìn)入到Φ 3. 4mm的鋼管成型模具中，縱包成有縫的不銹鋼管，同時將G652D導(dǎo)入，光纖油膏通過氣泵加壓至0. 2 MPa，經(jīng)過充油針填充進(jìn)不銹鋼鋼管；再經(jīng)過激光焊接機(jī)，將不銹鋼帶縱包成型后的縱向縫口焊接完整，焊接好后的不銹鋼光纖單元，通過拉拔模具，進(jìn)行拉拔，拉拔?？趶匠呤铅?. 7mm和Φ 2. 5mm,再經(jīng)過履帶式牽引機(jī)牽引便成了完整的不銹鋼光纖單元。拉拔成型后的不銹鋼光纖單元，經(jīng)過牽引機(jī)送至收線架， 牽引機(jī)的牽引力為90 110N，收上卷繞鋼管的線盤上，即制成第二不銹鋼光纖單元。第二不銹鋼光纖單元的的余長控制在2.0 -2.5%。。4、將第一不銹鋼光纖單元和第二不銹鋼光纖單元與內(nèi)層高強(qiáng)度鋁包鋼線同步絞合，均勻涂抹纜膏，外層再用外層高強(qiáng)度鋁包鋼線進(jìn)行絞合，形成雙層鎧裝的OPGW光纜，即制成超低損耗、超低溫度OPGW光纜。超低損耗、超低溫度OPGW光纜可用于青藏士400kV直流聯(lián)網(wǎng)工程OPGW光纜，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，生產(chǎn)工藝方法獨特，衰減損耗低，簡單可靠，使用性好。經(jīng)本實用新型制作的超低損耗、超低溫度OPGW光纜技術(shù)特點1、超低溫光纖單元的光纖耐低溫溫度最高可達(dá)-60°C，高溫最高可達(dá)+80°C。2、ULL低損耗光纖經(jīng)OPGW生產(chǎn)工序即光纖著色工序、光單元造管工序、絞合成纜工序后，在1550nm下光纖衰減不大于0. 175dB/km, G652D光纖經(jīng)OPGW生產(chǎn)工序即光纖著色工序、光單元造管工序、絞合成纜工序后，在1550nm下光纖衰減不大于0. 190dB/km。、由ULL低損耗光纖和G652D光纖共同生產(chǎn)的OPGW光纜在超低溫_60°C的惡劣低溫下，光纖在1310nm和1550nm波長下附加衰減小于0. OldB。4、青藏士400kV直流聯(lián)網(wǎng)工程OPGW光纜線路是中國第一條高海拔、超低溫地區(qū)長距離架空通信線路，被稱之為青藏聯(lián)網(wǎng)工程的“世界之最”。

以下將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明圖1是超低損耗、超低溫度OPGW光纜結(jié)構(gòu)示意圖，光纜規(guī)格型號為0PGW-2S2/ (12B1 (ULL)+20B1(G652D))(0/108-54. 5)。圖中標(biāo)號1、超低損耗光纖；2、低溫纖膏；3、第一不銹鋼管；4、第二不銹鋼管；5、 內(nèi)層高強(qiáng)度鋁包鋼線；6、外層高強(qiáng)度鋁包鋼線；7、G652D光纖。
具體實施方式
參照附圖1，超低損耗、超低溫度OPGW光纜包括超低損耗光纖(ULL光纖)1、G652D 光纖7、低溫纖膏2、第一不銹鋼管3、第二不銹鋼管4、內(nèi)層高強(qiáng)度鋁包鋼線5和外層高強(qiáng)度鋁包鋼線6。在第一不銹鋼管3內(nèi)安裝有超低損耗光纖(ULL光纖)1，并均勻填充有低溫纖膏2組成第一不銹鋼光纖單元，在第二不銹鋼管4內(nèi)安裝有G652D光纖7，并均勻填充有低溫纖膏2組成第二不銹鋼光纖單元，所述第一不銹鋼光纖單元與第二不銹鋼光纖單元的外徑為Φ2.5 Φ2.7πιπι。第一不銹鋼光纖單元和第二不銹鋼光纖單元與內(nèi)層鋁包鋼線5同步絞合，均勻涂抹有纜膏，外層采用外層鋁包鋼線6進(jìn)行絞合，形成雙層鎧裝的超低損耗、 超低溫度OPGW光纜。所述超低溫度為-60°C超低溫度。所述超低損耗光纖(ULL光纖)為美國康寧公司生產(chǎn)的超低損耗ULL低損耗光纖，中國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在1550nm窗口下，光纖衰減不大于0. 22dB/km，康寧ULL超低損耗光纖的衰減遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，所以稱之為超低損耗光纖。所述G652D光纖7為無水峰單模光纖。所述第一不銹鋼管和第二不銹鋼管為 304不銹鋼管。所述低溫纖膏為_60°C低溫纖膏。所述第一不銹鋼光纖單元和第二不銹鋼光纖單元采用縱包焊接結(jié)構(gòu)；所述的高強(qiáng)度鋁包鋼線鎧裝單元為正公差鋁包鋼線，采用層絞式結(jié)構(gòu)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的光纖單元采用康寧ULL超低損耗光纖、G652D光纖、低溫纖膏和不銹鋼帶縱包焊接而成，直徑 Φ 2. 5mm、Φ 2. 7mm,壁厚0. 2mm。為提高光纖單元的耐低溫能力，即在超低溫_60°C的惡劣低溫下，光纖在1310nm和1550nm波長下附加衰減小于O.OldB，我們采用了耐低溫纖膏和超低低損耗光纖(ULL光纖)。采用高強(qiáng)度鋁包鋼線進(jìn)行鎧裝，提高光纜的抗拉強(qiáng)度和承載能力，所述的高強(qiáng)度鋁包鋼線采用正公差型，高強(qiáng)度鋁包鋼線直徑為 Φ 2. 5mm、Φ 2. 75mm、Φ 3. Imm和Φ 3. 25mm,光纜抗拉強(qiáng)度大于 137. 4kN。所述超低損耗、超低溫度OPGW光纜為青藏士400kV直流聯(lián)網(wǎng)工程配套OPGW光纜。超低損耗、超低溫度OPGW光纜生產(chǎn)方法如下1、將不銹鋼卷材裝到鋼帶放帶架上，再通過鋼帶牽引機(jī)將鋼帶牽送到鋼管成型臺處，放帶的張力要穩(wěn)定，不能有抖動的現(xiàn)象，放帶張力控制在80 90N。2、在鋼管成型臺處將不銹鋼帶進(jìn)行分切到成型模具所需的寬度，不銹鋼帶寬度為 10. 35mm，厚度為0.2mm，然后進(jìn)入到Φ 3. 4mm的鋼管成型模具中，縱包成有縫的不銹鋼管， 同時將超低損耗光纖(ULL光纖)導(dǎo)入，光纖油膏通過氣泵加壓至0. 2MPa，經(jīng)過充油針填充進(jìn)不銹鋼鋼管；再經(jīng)過激光焊接機(jī)，將不銹鋼帶縱包成型后的縱向縫口焊接完整，焊接好后的不銹鋼光纖單元，通過拉拔模具，進(jìn)行拉拔，拉拔?？趶匠呤铅?. 7mm和Φ 2. 5mm,再經(jīng)過履帶式牽引機(jī)牽引便成了完整的不銹鋼光纖單元。拉拔成型后的不銹鋼光纖單元，經(jīng)過牽引機(jī)送至收線架，牽引機(jī)的牽引力為90 110N，收上卷繞鋼管的線盤上，即制成第一不銹鋼光纖單元。第一不銹鋼光纖單元的余長控制在2. 0 -2.5 %。。3、在鋼管成型臺處將不銹鋼帶進(jìn)行分切到成型模具所需的寬度，不銹鋼帶寬度為 10. 35mm，厚度為0.2mm，然后進(jìn)入到Φ 3. 4mm的鋼管成型模具中，縱包成有縫的不銹鋼管， 同時將G652D導(dǎo)入，光纖油膏通過氣泵加壓至0. 2MPa，經(jīng)過充油針填充進(jìn)不銹鋼鋼管；再經(jīng)過激光焊接機(jī)，將不銹鋼帶縱包成型后的縱向縫口焊接完整，焊接好后的不銹鋼光纖單元， 通過拉拔模具，進(jìn)行拉拔，拉拔?？趶匠呤铅?.7πιπι和Φ2.5πιπι，再經(jīng)過履帶式牽引機(jī)牽引便成了完整的不銹鋼光纖單元。拉拔成型后的不銹鋼光纖單元，經(jīng)過牽引機(jī)送至收線架，牽引機(jī)的牽引力為90 110Ν，收上卷繞鋼管的線盤上，即制成第二不銹鋼光纖單元。第二不銹鋼光纖單元的的余長控制在2. 0 2. 5%。。4、將第一不銹鋼光纖單元和第二不銹鋼光纖單元與內(nèi)層高強(qiáng)度鋁包鋼線同步絞合，均勻涂抹纜膏，外層再用外層高強(qiáng)度鋁包鋼線進(jìn)行絞合，形成雙層鎧裝的OPGW光纜，即制成超低損耗、超低溫度OPGW光纜。第一不銹鋼光纖單元中超低損耗光纖(ULL光纖)和第二不銹鋼光纖單元中G652D 光纖的衰減要求高，ULL超低損耗光纖經(jīng)OPGW生產(chǎn)工序即光纖著色工序、光單元造管工序、絞合成纜工序后，在1550nm下光纖衰減不大于0. 175dB/km, G652D光纖經(jīng)OPGW生產(chǎn)工序即光纖著色工序、光單元造管工序、絞合成纜工序后，在1550nm下光纖衰減不大于
60.190dB/km。第一不銹鋼光纖單元中超低損耗光纖(ULL光纖)和第二不銹鋼光纖單元中G652D 光纖在低溫_60°C環(huán)境下，光纖附加衰減要求高。光纖在1310nm和1550nm波長下附加衰減小于 0. OldB0所述雙層鎧裝的OPGW光纜的鎧裝層外分別用高強(qiáng)度鋁包鋼線進(jìn)行一層鎧裝和二層鎧裝，所述的高強(qiáng)度鋁包鋼線單絲的放線張力控制在10 Ukg，高強(qiáng)度鋁包鋼線排列緊密，預(yù)應(yīng)力定型，光纜截斷后斷面形狀穩(wěn)定，不發(fā)生鋁包鋼線松散。超低損耗、超低溫度OPGW光纜直徑達(dá)到14. Imm 14. 55mm,最大抗拉強(qiáng)度達(dá)到 136. 5KN，最小彎曲半徑達(dá)到282 mm，超低損耗光纖成纜后1550nm衰減系數(shù)彡0. 18 dB/km; G652D光纖成纜后1550nm衰減系數(shù)彡0. 195 dB/km,成纜后溫度范圍安裝溫度_10°C至 +500C，運(yùn)輸和運(yùn)行溫度為_60°C至+80°C。
權(quán)利要求1.一種超低損耗、超低溫度OPGW光纜，其特征在于包括超低損耗光纖、G652D光纖、低溫纖膏、第一不銹鋼管、第二不銹鋼管、內(nèi)層高強(qiáng)度鋁包鋼線和外層高強(qiáng)度鋁包鋼線；在第一不銹鋼管內(nèi)安裝有超低損耗光纖，并均勻填充有低溫纖膏組成第一不銹鋼光纖單元，在第二不銹鋼管內(nèi)安裝有G652D光纖，并均勻填充有低溫纖膏組成第二不銹鋼光纖單元，第一不銹鋼光纖單元和第二不銹鋼光纖單元與內(nèi)層鋁包鋼線同步絞合，均勻涂抹有纜膏，外層采用外層鋁包鋼線進(jìn)行絞合，形成雙層鎧裝的超低損耗、超低溫度OPGW光纜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低損耗、超低溫度OPGW光纜，其特征在于所述第一不銹鋼光纖單元與第二不銹鋼光纖單元的外徑為Φ 2. 5 Φ 2. 7mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低損耗、超低溫度OPGW光纜，其特征在于超低損耗、超低溫度OPGW光纜直徑達(dá)到14. Imm 14. 55mm,最大抗拉強(qiáng)度達(dá)到136. 5KN，最小彎曲半徑達(dá)到 282 mm，超低損耗光纖成纜后1550nm衰減系數(shù)彡0. 18 dB/km; G652D光纖成纜后1550nm 衰減系數(shù)彡0.195 dB/km，成纜后溫度范圍安裝溫度-10°C至+50°C，運(yùn)輸和運(yùn)行溫度為-60°C至+80°C。
專利摘要本實用新型涉及的是一種超低損耗、超低溫度OPGW光纜，特別適用于遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗的特高壓長距離輸電網(wǎng)絡(luò)，可用于海拔高、低溫嚴(yán)寒、氣候干燥且復(fù)雜多變、多風(fēng)沙等多種惡劣環(huán)境的通信領(lǐng)域。包括超低損耗光纖、G652D光纖、低溫纖膏、第一不銹鋼管、第二不銹鋼管、內(nèi)層高強(qiáng)度鋁包鋼線和外層高強(qiáng)度鋁包鋼線；在第一不銹鋼管內(nèi)安裝有超低損耗光纖，并均勻填充有低溫纖膏組成第一不銹鋼光纖單元，在第二不銹鋼管內(nèi)安裝有G652D光纖，并均勻填充有低溫纖膏組成第二不銹鋼光纖單元，第一不銹鋼光纖單元和第二不銹鋼光纖單元與內(nèi)層鋁包鋼線同步絞合，均勻涂抹有纜膏，外層采用外層鋁包鋼線進(jìn)行絞合，形成雙層鎧裝的超低損耗、超低溫度OPGW光纜。
文檔編號G02B6/44GK202166765SQ201120245958
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者何倉平, 沈輝, 石亞梅, 薛濟(jì)萍, 陳兆峰, 顧禮明 申請人:中天日立光纜有限公司