[發(fā)明專利]微型光纜

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110377978.6
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102401953A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫義興;張臘生;譚會良;許建國;廖鄭洪;李炳惠;張華;李濤;陳曲;謝河彬
• 申請（專利權(quán)）人: 成都亨通光通信有限公司
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務(wù)所 51213
• 代理人: 伍孝慈

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力電纜產(chǎn)品，具體涉及一種采用高模對位芳綸加強的微型光纜。

背景技術(shù)

高強度微型光纜在水下機器人、光纖制導(dǎo)武器等對微型光纜的抗拉強度要求了極高的高科技領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。惡劣的通信環(huán)境對光纜外徑尺寸、抗拉強度提出了越來越高的要求，通常按照加強層選用材料的不同，其可分為金屬加強結(jié)構(gòu)微型光纜和非金屬加結(jié)構(gòu)微型光纜(圖1)兩種，金屬加強結(jié)構(gòu)金屬加強結(jié)構(gòu)微纜的加強材料一般選用強度高、韌性好、外徑小的優(yōu)質(zhì)鋼絲。例如，Φ0.05mm的12根鋼絲。為保證加強效果一般選用密度大的金屬材料，由此造成自重過大，運輸安裝過程不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種非金屬加強結(jié)構(gòu)光纜，并具有好的拉伸強度和側(cè)壓強度，其特征在于，高強度微型光纜一般由緊套光纖(裸纖涂覆一層或多層緩沖層)、加強層(抗拉元件)、外護套三部分組成，其中加強層選用非金屬材料。

其特征還在于，所述加強層非金屬材料是高模對位芳綸。

附圖說明

圖1是本發(fā)明非金屬加強結(jié)構(gòu)光纜結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實施方式

高強度微型光纜一般由緊套光纖(裸纖涂覆一層或多層緩沖層)、加強層(抗拉元件)、外護套三部分組成。選用密度較小的非金屬材料。非金屬加強結(jié)構(gòu)微纜的加強材料一般選用高強度纖維。例如，對位芳綸和高強度玻璃纖維。芳綸纖維(Aramid?fiber)即芳香族聚酰胺纖維的通稱，其大分子一般由酰胺基與苯環(huán)鏈接而成。穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)賦予了該纖維優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性及高強度、高模量等特性。S玻纖又稱為高強度玻璃纖維，是一種高強度、高模量的特種纖維，由硅、鋁、鎂系玻璃經(jīng)過特殊工藝拉制而成。其抗拉強度可以與芳綸纖維媲美，且其與芳綸纖維相比具有價格優(yōu)勢。此外，含有芳香雜環(huán)的聚苯唑聚合物也是一種新型的加強纖維，與其他纖維的性能對比在高性能纖維中具有最高的拉伸強度和拉伸模量。一般是無捻絲，為了得到最佳拉伸強力一般施加一定的捻度。復(fù)絲最佳捻系數(shù)在10左右時，捻系數(shù)與拉伸強度和模量的關(guān)系規(guī)律與普通復(fù)絲相同，強度隨捻系數(shù)的增加而提高；達到最佳捻系數(shù)之后強度隨捻系數(shù)的增加而降低；模量隨捻系數(shù)的增加而降低。沖擊能量吸收比高，蠕變性能好，在一定載荷下，一定時間之后纖維會發(fā)生斷裂。使用外推法，可得到在55％斷裂應(yīng)力水平下其斷裂時間為107min(19年)，耐磨與耐彎曲疲勞性能優(yōu)良。在相同的時間1500d，以及相同的1g/d初始張力的條件下對位芳綸、高模對位芳綸、共聚對位芳綸等纖維進行磨斷循環(huán)試驗，試驗結(jié)果分別為5000，3900，1000，200和5000次。拉伸強度、拉伸模量、沖擊能量吸收、蠕變性能、耐磨與耐彎曲疲勞等性能均高于普通非金屬加強材料纖維，伸長率、密度、單絲直徑與普通非金屬加強材料纖維相近，在緊套光纖周圍，根據(jù)緊套光纖的抗側(cè)壓能力和工藝合理地選擇絞合(編織)角度，再根據(jù)抗拉力、微型光纜外徑等的要求合理選擇股數(shù)和絞合層數(shù)。對于一根采用直徑為0.5mm的緊套光纖，光纜外層包覆一層0.1mm厚的聚氨酯外護套，總外徑為1mm的微型光纜(見圖1)來說，其理論的最大抗拉力為：F＝E×S(N)S＝π(R2-r2)cosθ(mm2)式中，F(xiàn)為微型光纜的理論的最大抗拉力，或拉斷力(N)；E為抗拉強度，取為5.8×103MPa；S為軸向橫截面有效截面積(mm2)；R為外直徑(mm)；r為內(nèi)直徑，也是緊套光纖的外直徑(mm)；θ為絞合角(°)。作為加強材料的設(shè)計和生產(chǎn)經(jīng)驗，絞合角θ取為10°～15°，則可計算出其理論的最大抗拉力約為6840～7018N。通常光纜允許的最大工作拉力為其最大抗拉力的1/10，因此，最大工作拉力為684～710.8N，即安全系數(shù)取為10。

綜上所述，可以看出，本發(fā)明的抗拉強度和彈性模量全面超越高強度鋼絲的抗拉強度。在微型光纜的抗拉強度要求極高特殊環(huán)境里，超高性能纖維是優(yōu)良的加強材料。