[发明专利]光纤架空地线线缆及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学通信网络领域。特别地，本发明涉及光纤架空地线（简称为OPGW）线缆及其制造方法。

背景技术

光纤架空地线（简称为OPGW）是适于在电力输送或配电线路中采用的高空线缆。例如，OPGW线缆可以在电力输送或配电线路的高压塔的顶部之间延伸，并且同时执行两种截然不同的功能：接地功能（即，它把高空线路连接到地，用于保护电力输送或配电线路不受雷击）和通信功能（即，它支持数据的传输）。

OPGW线缆的构造一般包括在内管中包含光纤的光芯——其中内管通常是由不锈钢、铝或聚合物材料制成的——该内管被一层或多层金属丝包围，所述金属丝又被外部的铝层环绕。光纤执行通信功能，而金属层执行接地功能同时保护光芯不受机械应力。

EP 0 092 980公开了一种架空电导体。特别地，柔性细长主体包括：基本上沿圆周刚性而且基本上沿圆周连续的铝或铝基合金的中央芯部，该芯部具有位于其中而且延伸通过其整个长度的细长隔室；松散地封装所述细长隔室中的至少一根光纤；围绕所述中央芯部的至少一层裸钢细长元件；及至少一个基本上沿圆周连续的铝或铝基合金的外层，该外层围绕裸钢细长元件的层，中央芯部的和/或外层的铝或铝基合金至少部分地填充裸钢细长元件之间的空隙。铝或铝基合金的沿圆周连续的外层最初是基本C形横截面的单个压出物，C的一个或每个分支都向内合拢，使得分支的自由端之间的间隙闭合。另选地，铝或铝基合金的沿圆周连续的外层可以是下拉式管。

US5,787,217公开了与架空电力输送线路一起使用的地线线缆。特别地，单个的光纤芯部结构被高张力金属或金属合金加强件（优选地是钢丝）包围。径向地向外移动，又被包在金属或金属合金管中，所述金属或金属合金管密封地封住光纤芯部结构并约束高张力丝。在地面接地线的情况下，管子可以是例如铝的。

GB2101505公开了一种制造水下使用的光纤线缆的方法。光纤线缆芯部包括围绕加强件保持到一起的多根光纤，包括光纤预制件。该预制件布置在铝管中。一层高张力钢丝螺旋形地绞合在该铝管之上，由此形成绞合的加强件。然后，通过连续的挤压处理直接在绞合的加强件之上同轴挤出一个超尺寸的铝管。随后，这个铝管被拉下并旋到绞合的加强件上，使得管子的材料填充至少丝线之间的空隙空间并且与绞合丝线层紧密接触。

发明内容

本申请人已经注意到，以上已知的线缆在其结构中所包括的丝线周围呈现出空的空隙。由于填充空隙的空气的导电率比在这种线缆中提供接地功能的金属材料的导电率低得多，因此这种空隙降低了线缆的导电率（因此也降低了其短路容量，即，其接地效率）。原理上，线缆的导电率可以通过增大线缆的外直径来增大，使得提供接地功能的金属材料的横截面积也可以增加。但是，这种解决方案意味着成本的增加和更大的线缆尺寸。

鉴于以上所述，本申请人已经解决了提供包括增强结构的光纤架空地线（简称为OPGW）线缆的问题，该增强结构由至少一层丝线构成，所述线缆具有增大的传导率而且使得线缆中可能存在的基本上全部空隙都被金属填充，尤其是丝线与内管之间的空隙，在现有技术的线缆中这种空隙是没有填充的。

另外，本申请人已经解决了提供用于制造包括增强结构的OPGW线缆的方法的问题，该增强结构由至少一层在光芯上绞合的丝线构成，所述方法允许基本上完全填充丝线与内层和外层之间的空隙，所述方法是尽可能简单的而且具有损坏线缆中所包含的光纤的最小风险。

这个问题是通过提供具有增强结构的OPGW线缆来解决的，该增强结构由至少一层丝线构成，所述丝线的至少一部分用第一金属材料包覆，并且在第二金属材料的外层中嵌入所述丝线，其中第二金属材料具有与丝线包层的第一金属材料的软化点基本类似的软化点。嵌入步骤是通过挤压外层并在挤压之后马上对其冷却来执行的。

在本说明书中和权利要求中，表述“丝线的至少一部分被包覆”意味着，如果R是线缆中所包含的丝线数量，则有K根丝线被包覆，K小于或者等于R，而且使得线缆不包括两根相邻的未包覆丝线。

在本说明书中和权利要求中，“金属材料的软化点”意味着金属材料可以被挤压的温度，这种温度在金属材料熔点的50%至75%的范围内。

在本说明书中和权利要求中，一种金属材料具有与另一种金属材料基本类似的软化点的概念意味着，所讨论的金属材料的软化温度范围至少部分重叠。

在外层的挤压过程中，丝线的包层软化而且基本上完全地填充丝线之间的空隙以及丝线和下面层的外表面之间的空隙。

为了方便用包层的金属填充空隙，对外层的挤压有利地是在压力之下执行的。