本發(fā)明涉及光電復(fù)合纜技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種艦船用光電復(fù)合纜及其制備工藝。

背景技術(shù)：

光纖具有容量大、重量輕、抗電磁干擾等優(yōu)異性能，光纖技術(shù)在艦船上的應(yīng)用將具有很大的優(yōu)勢。近年來，我國船舶制造業(yè)占世界造船市場份額的比重逐漸上升，我國已經(jīng)成為全球重要的造船中心之一。光纖光纜在艦船上的應(yīng)用日趨廣泛，我國對(duì)于艦船用光纖光纜和電力電纜的需求日益增長。由于艦船內(nèi)部空間狹窄，環(huán)境比較復(fù)雜，對(duì)線纜的耐壓、耐沖擊、低煙無鹵等性能要求較高；同時(shí)，為保障電力電纜的運(yùn)行安全，解決上述難題，采用一種新型結(jié)構(gòu)的光電復(fù)合纜，將電單元與光單元合理的有機(jī)結(jié)合，集光電一體，傳感于一體，制備一種采用不銹鋼鋼管鎧裝的光電復(fù)合纜將成為未來艦船用光電傳感復(fù)合纜的重要趨勢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種艦船用光電復(fù)合纜及其制備工藝。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：該種一種艦船用光電復(fù)合纜，包括光單元、電單元、阻水層、內(nèi)護(hù)層、鎧裝層、抗拉層和外護(hù)層，所述光單元包括第一光單元和第二光單元，第一光單元位于中心，在第一光單元外層為三個(gè)相互外切的電單元，電單元外層為與電單元內(nèi)切的阻水層，阻水層外層依次為緊密相接的與第一光單元同圓心的內(nèi)護(hù)層、鎧裝層、抗拉層和外護(hù)層，電單元與阻水層間的間隙有第二單元和阻水紗。

進(jìn)一步地，所述第一光單元包括光纖、緊套層、鎧裝層和護(hù)套，所述光纖位于中心，光纖外層依次為緊密連接的與光纖同圓心的緊套層、鎧裝層和護(hù)套。

進(jìn)一步地，所述第二光單元包括光纖、緊套層、鎧裝層、抗拉層和護(hù)套，所述光纖位于中心，光纖外層依次為緊密連接的與光纖同圓心的緊套層、鎧裝層、抗拉層和護(hù)套。

進(jìn)一步地，所述電單元包括導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層和金屬屏蔽層，所述導(dǎo)體位于中心，導(dǎo)體外層依次為緊密連接的與導(dǎo)體同圓心的導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層絕緣屏蔽層和金屬屏蔽層。

進(jìn)一步地，所述光纖外是紫外固化丙烯酸雙涂層，紫外固化丙烯酸雙涂層外為尼龍制的緊套層，緊套層外為金屬螺旋軟管制的鎧裝層，最外層為熱塑性聚氨酯彈性體制的外護(hù)層。

一種船艦用光電復(fù)合纜的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

1)光纖采用單模耐彎曲光纖，光纖外圍采用紫外固化丙烯酸雙涂層，在涂覆層外擠包尼龍料作為緊套層；

2)不銹鋼絲通過鋼絲壓扁機(jī)壓制成厚度和寬度均勻的金屬帶，該金屬帶通過長尺自動(dòng)制管機(jī)制備成螺旋狀金屬軟管，并通過退扭處理，獲得不同外徑的金屬軟管，其中間隙為0.1mm～0.5mm，外徑最小為φ0.9mm，最大為φ15mm，金屬軟管對(duì)緊套光纖和復(fù)合纜纜芯進(jìn)行鎧裝保護(hù)；

3)對(duì)光纜鎧裝層外均勻放置芳綸紗，在復(fù)合纜鎧裝層外第二次平行放置芳綸紗，分兩次放置芳綸紗；

4)電單元導(dǎo)體采用電線絞線設(shè)備，絞合銅線作為導(dǎo)體；

5)采用三層共擠干法交聯(lián)工藝在導(dǎo)體外分別擠制導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層，并對(duì)各層進(jìn)行輻照交聯(lián)，制備交聯(lián)聚乙烯，導(dǎo)體屏蔽層和絕緣屏蔽層都通過交聯(lián)聚乙烯添加炭黑、防老劑、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等配合劑混合而成，導(dǎo)體屏蔽層厚度大于絕緣屏蔽層的厚度；

6)采用盤式籠絞設(shè)備，在絕緣導(dǎo)體外繞包一層軟銅帶作為金屬屏蔽層，銅帶間的搭蓋率為銅帶寬度的15％，最小搭蓋率應(yīng)不小于5％，銅帶厚度最小為0.1mm；

7)采用精度較高的成纜設(shè)備，把第一光單元和第二光單元和3芯電單元通過同向螺旋絞合方式絞合，中心放置一根第一光單元，外面三根電單元相切，最外層采用先對(duì)兩根第二光單元并列放置和一根阻水紗排列并線，通過絞合而成，繞在成纜盤上；在光單元纏繞成纜盤前，通過繞包方式纏繞一層阻水帶做為阻水層；

8)不銹鋼金屬鎧裝層外平行放置芳綸紗后，通過擠塑機(jī)在芳綸紗外擠制一層熱塑性聚氨酯彈性體作為外護(hù)層。

綜上，本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

1.本新型采用耐彎曲單模光纖，具有小彎曲半徑，適合艦船內(nèi)部的狹小空間的布線；

2.電纜采用節(jié)能三層共擠出設(shè)備制備導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層一次性擠出，厚度均勻，生產(chǎn)效率高，屏蔽半導(dǎo)電層改善電場分布，避免導(dǎo)體局部放電，該節(jié)能共擠干法交聯(lián)電纜生產(chǎn)線，自動(dòng)化程度高，效率高，電能消耗少，相比傳統(tǒng)設(shè)備節(jié)能高達(dá)40％左右，低碳綠色；

3.該復(fù)合纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，采用3(三芯電單元)+多(多芯光單元)的結(jié)構(gòu)，光傳輸單元多，容量大；

4.電纜外采用銅帶屏蔽，提高了電纜抗干擾性能，光纜具有抗電磁干擾、保密性強(qiáng)、高性能信號(hào)傳輸；

5.集中了艦船光纜和艦船電纜的優(yōu)點(diǎn)，艦船用光電復(fù)合纜將光通信和電纜傳輸電能的兩大功能進(jìn)行了合理的有機(jī)結(jié)合，并且光電單元相互獨(dú)立的，可以單獨(dú)使用；

6.光單元中光纖衰減低、頻帶寬、通信容量大，采用金屬螺旋管鎧裝和芳綸紗加強(qiáng)保護(hù)，增強(qiáng)其抗拉和抗側(cè)壓性能；

7.中心光單元作為測溫光纜，可對(duì)工作中電力電纜溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證光電復(fù)合纜的運(yùn)行安全；

8.艦船光電復(fù)合纜纜芯采用金屬螺旋管和芳綸紗作為抗拉曾加強(qiáng)保護(hù)，提高該纜的抗拉、抗側(cè)壓和耐彎曲性；

9.光纜外護(hù)套采用熱塑性聚氨酯彈性體材料，具有低煙、無鹵、阻燃、低毒，并具有防霉菌、防鹽霧、防濕熱能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明電單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明第一光單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明第二光單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：

1第一光單元、2第二光單元、3電單元、4阻水層、5內(nèi)護(hù)層、6鎧裝層、7抗拉層、7’抗拉層、8外護(hù)層、9阻水紗、10光纖、10’光纖、11緊套層、11’緊套層、12鎧裝層、12’鎧裝層、13護(hù)套、13’護(hù)套、14導(dǎo)體、15導(dǎo)體屏蔽層、16絕緣層、17絕緣屏蔽層、18金屬屏蔽層.

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖1-4對(duì)本發(fā)明的特征和原理進(jìn)行詳細(xì)說明，所舉實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并非以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1-4所示，該發(fā)明結(jié)構(gòu)包括第一光單元1、電單元3、第二光單元2、阻水層4、內(nèi)護(hù)層5、鎧裝層6、抗拉層7、外護(hù)層8。其中包括七個(gè)光單元和三個(gè)電單元，中心為一個(gè)第一光單元1，第一光單元外層為三個(gè)電單元3，等外徑的三個(gè)電單元相互外切，充分利用該結(jié)構(gòu)空間.在三個(gè)電單元中心空隙位置放置第一光單元作為測溫光纜，為提高纜芯的圓整度，在電單元兩兩相切外側(cè)間隙位置放置多根第二光單元作為通信光纜。

電單元外層為有六個(gè)第二光單元和阻水紗9，每兩個(gè)第二光單元和阻水紗9放置于兩個(gè)電單元外層與阻水層間的間隙位置。纜芯外圍是阻水帶繞包層，繞包層外圍是內(nèi)護(hù)層，內(nèi)護(hù)層為金屬軟管鎧裝層，鎧裝層外為芳綸抗拉層，最外層為外護(hù)層。

對(duì)照?qǐng)D3，第一光單元包括光纖10、緊套層11、鎧裝層12、護(hù)套13；其中光纖外圍是紫外固化丙烯酸雙涂層，涂覆層外圍為尼龍緊套層，緊套層外為金屬螺旋軟管鎧裝層，最外層為熱塑性聚氨酯彈性體護(hù)套。

對(duì)照?qǐng)D4，第二光單元包括光纖10’、緊套層11’、鎧裝層12’、抗拉層7’、護(hù)套13’；其中光纖外圍是紫外固化丙烯酸雙涂層，涂覆層外圍為尼龍緊套層，緊套層外為金屬螺旋軟管鎧裝層，鎧裝層外為芳綸抗拉層，最外層為熱塑性聚氨酯彈性體護(hù)套。

對(duì)照?qǐng)D2，電單元包括導(dǎo)體14、導(dǎo)體屏蔽層15、絕緣層16、絕緣屏蔽層17、金屬屏蔽層18；其中導(dǎo)體外圍為添加炭黑交聯(lián)聚乙烯半導(dǎo)電屏蔽層，導(dǎo)體屏蔽層外圍為交聯(lián)聚乙烯絕緣層，絕緣外圍為添加炭黑交聯(lián)聚乙烯半導(dǎo)電屏蔽層，最外圍為軟銅帶繞包組成的金屬屏蔽層。

1)光纖采用單模耐彎曲光纖，光纖外圍采用紫外固化丙烯酸酯雙涂層，在涂覆層外擠包尼龍料作為緊套層；

2)不銹鋼絲通過鋼絲壓扁機(jī)壓制成厚度和寬度均勻的金屬帶，該金屬帶通過長尺自動(dòng)制管機(jī)制備成螺旋狀金屬軟管，并通過退扭處理，獲得不同外徑的金屬軟管，其中間隙為0.1mm～0.5mm，外徑最小為φ0.9mm，最大為φ15mm，金屬軟管對(duì)緊套光纖和復(fù)合纜纜芯進(jìn)行鎧裝保護(hù)；

3)為提高光纜的抗拉性能，對(duì)光纜鎧裝層外均勻放置芳綸紗，在復(fù)合纜鎧裝層外第二次平行放置芳綸紗，提高復(fù)合纜的抗拉性能，分兩次放置芳綸紗，可顯著提高光電復(fù)合纜的抗拉性能；

4)電單元導(dǎo)體采用電線電纜束線機(jī)，正規(guī)絞合銅線作為導(dǎo)體，導(dǎo)體截面積可根據(jù)客戶要求選擇；

5)采用三層共擠干法交聯(lián)工藝在導(dǎo)體外分別擠制導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層，并對(duì)各層進(jìn)行輻照交聯(lián)，制備交聯(lián)聚乙烯，導(dǎo)體屏蔽層和絕緣屏蔽層都通過交聯(lián)聚乙烯添加炭黑、防老劑、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等配合劑混合而成，導(dǎo)體屏蔽層厚度大于絕緣屏蔽層；

6)采用盤式籠絞設(shè)備，在絕緣導(dǎo)體外繞包一層軟銅帶作為金屬屏蔽層，銅帶間的搭蓋率為銅帶寬度的15％，最小搭蓋率應(yīng)不小于5％，銅帶厚度最小為0.1mm；

7)采用精度較高的成纜設(shè)備，把7根光單元和3芯電單元通過螺旋絞合方式絞合，中心放置一根第一光單元，外面三根電單元，最外面采用先對(duì)每兩根第二光單元并列和一根阻水紗排列并線，有規(guī)律的通過簡單非正規(guī)絞合而成，繞在成纜盤上，在纏繞成纜盤前阻水帶通過纏繞的方式繞包一層阻水層；

8)不銹鋼金屬鎧裝層外平行放置芳綸紗后，通過擠塑機(jī)在芳綸紗外擠制一層熱塑性聚氨酯彈性體作為外護(hù)套。

采用熱塑性聚氨酯彈性體(tpu)材料，使用溫度范圍-50～+120℃；艦船用光電復(fù)合纜采用芳綸紗作為抗拉加強(qiáng)件，增強(qiáng)內(nèi)部光纜和外部復(fù)合纜的抗拉性能；光纜和復(fù)合纜都采用金屬不銹鋼螺旋管對(duì)內(nèi)部光纜和外部復(fù)合纜加強(qiáng)保護(hù)，使其具有高抗壓性能，避免艦船內(nèi)部鋼板砸壓對(duì)光纖和電纜的影響；光電復(fù)合纜纜芯采用干式阻水紗和阻水帶，保證纜芯的干凈整潔，并且無環(huán)境污染；光纖采用g657耐彎曲光纖，避免復(fù)合纜在使用中因彎曲半徑小，對(duì)光纖衰減的影響；采用三層共擠干法交聯(lián)工藝在導(dǎo)體外分別擠制導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層，并對(duì)各層進(jìn)行輻照交聯(lián)，導(dǎo)體絕緣性和屏蔽性好；電纜最外層采用軟銅帶對(duì)電纜進(jìn)行繞包，可以保證電場均勻；光單元分別放置于復(fù)合纜中心和邊緣位置，充分利用纜芯的結(jié)構(gòu)，使纜芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)更科學(xué)合理；復(fù)合纜內(nèi)部光纜和電纜是相互獨(dú)立布置，可以單獨(dú)使用；第一光單元放置于三芯電纜中心位置，與電單元緊密接觸，可對(duì)電纜表面進(jìn)行溫度監(jiān)控測試；產(chǎn)品具有外徑小、重量合適、耐老化、低煙無鹵阻燃、耐側(cè)壓、抗拉等性能優(yōu)異，并有優(yōu)異的電氣性能和光學(xué)性能，電纜可以滿足低于8.7/15kv電力系統(tǒng)供電要求。

上述實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，并非對(duì)本新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)擴(kuò)入本發(fā)明權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。