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不锈 钢光纤单元管及其制造方法

阅读：254发布：2023-01-15

专利汇可以提供不锈钢光纤单元管及其制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及光纤复合导线技术领域，涉及不锈钢光纤单元管及其制造方法。对不锈钢卷材进行放带；通过钢管成型台将不锈钢带进行分切到成型模具所需的宽度，然后进入到钢管成型模具中，纵包成有缝的不锈钢管；通过填充装置同时将惰性保护气体、光纤和光纤油膏填充进不锈钢钢管，通过激光焊接机将不锈钢带纵包成型后的纵向缝口焊接完整；焊接好后的不锈钢光纤单元管，通过拉拔模具，进行多道拉拔；收卷；在输电电缆中计入通过此方法制得的不锈钢光纤单元管，能够实现城市配电网 35kV以下线路输电和通信的双重功能及实时在线监测功能，实现在线测温、测载流量、测应力及故障定位和预警功能。不锈钢光纤单元管与现有技术相比具有上述的优势。，下面是不锈钢光纤单元管及其制造方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种不锈钢光纤单元管生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
对不锈钢卷材进行放带；
通过钢管成型台将不锈钢带进行分切到成型模具所需的宽度，然后进入到钢管成型模具中，纵包成有缝的不锈钢管；
通过填充装置同时将惰性保护气体、光纤和光纤油膏填充进不锈钢钢管；
通过激光焊接机将不锈钢带纵包成型后的纵向缝口焊接完整；
焊接好后的不锈钢光纤单元管，通过拉拔模具，进行多道拉拔；
通过钳式牵引机牵引形成不锈钢光纤单元管；
收卷。
2.根据权利要求1所述的不锈钢光纤单元管生产方法，其特征在于，在填充光纤过程中光纤存在以满足导线在不同温度条件下弧垂变化的余长。
3.根据权利要求1所述的不锈钢光纤单元管生产方法，其特征在于，在拉拔结束后对不锈钢光纤单元管进行焊缝检测。
4.根据权利要求1所述的不锈钢光纤单元管生产方法，其特征在于，所述放带过程包括：将不锈钢卷材装到钢带放带架上，通过钢带牵引机将钢带牵送到钢管成型台。
5.根据权利要求4所述的不锈钢光纤单元管生产方法，其特征在于，放带的张力控制在
80～90N。
6.根据权利要求1所述的不锈钢光纤单元管生产方法，其特征在于，不锈钢带宽度为
9.2～9.5m，厚度为0.25～0.35mm。
7.根据权利要求1所述的不锈钢光纤单元管生产方法，其特征在于，填充装置加0.3～
0.4Mpa的压。
8.根据权利要求1所述的不锈钢光纤单元管生产方法，其特征在于，多道拉拔模口径尺寸分别是φ3mm、φ2.5mm、φ2mm。
9.根据权利要求1－8任一项所述的不锈钢光纤单元管生产方法，其特征在于，所述收卷的牵引力为90～110N。
10.一种不锈钢光纤单元管，其特征在于，包括不锈钢管、光纤和光纤油膏；
所述光纤和所述光纤油膏位于所述不锈钢管内。

说明书全文

不锈钢光纤单元管及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光纤复合导线技术领域，具体而言，涉及不锈钢光纤单元管及其制造方法。

背景技术

[0002] 我国电力系统通信目前在干线上主要通过架设光纤复合架空地线及全介质自承式光缆实现光纤通信，在线路本身无地线，无法架设光纤复合架空地线；地面安全距离不
足、无法解决交叉跨越、杆塔强度裕度不足，限制了全介质自承式光缆架设线路中能过架设
光纤复合架空相线实现光纤通信，对于无地线或单地线特别是城市、农村配电网用绝缘导
线架空线路难以架设光纤复合架空地线及全介质自承式实现光纤通信的，目前主要是靠载
波或架设普通室外光缆实现通信。采用光电复合缆可以大幅度的降低投资，节约成本，可以
提高网络的综合运营效率。

[0003] 传统的输电线路检查主要依靠运维人员周期性巡视，虽能发现一些设备隐患，但由于实时性差、监测范围有限，缺乏对特殊环境和气候下的检测，在巡视周期真空期也不能
及时掌握线路走廊外力变化，极易在下一个巡视未到之前由于缺乏监测发生线路事故。

[0004] 因此，制造一种能够实时监测线路安全的不锈钢光纤单元管及其制造方法成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

[0005] 本发明的第一目的在于提供一种不锈钢光纤单元管生产方法，以缓解现有技术中没有实时监测输电电缆状体的光纤单元导线的技术问题。

[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种不锈钢光纤单元管生产方法，包括以下步骤：

[0007] 对不锈钢卷材进行放带；

[0008] 通过钢管成型台将不锈钢带进行分切到成型模具所需的宽度，然后进入到钢管成型模具中，纵包成有缝的不锈钢管；

[0009] 通过填充装置同时将惰性保护气体、光纤和光纤油膏填充进不锈钢钢管；

[0010] 通过激光焊接机将不锈钢带纵包成型后的纵向缝口焊接完整；

[0011] 焊接好后的不锈钢光纤单元管，通过拉拔模具，进行多道拉拔；

[0012] 通过钳式牵引机牵引形成不锈钢光纤单元管；

[0013] 收卷。

[0014] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，在填充光纤过程中光纤存在以满足导线在不同温度条件下的弧垂变化余长。

[0015] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，在拉拔结束后对不锈钢光纤单元管进行焊缝检测。

[0016] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，放带过程包括：将不锈钢卷材装到钢带放带架上，通过钢带牵引机将钢带牵送到钢管成型台。

[0017] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，放带的张力控制在80～90N。

[0018] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，不锈钢带宽度为9.2～9.5m，厚度为0.25～0.35mm。

[0019] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，填充装置加0.3～0.4Mpa的压。

[0020] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，多道拉拔模口径尺寸分别是φ3mm、φ2.5mm、φ2mm。

[0021] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述收卷的牵引力为90～110N。

[0022] 本发明的第二目的在于提供一种不锈钢光纤单元管，以缓解现有技术中没有实时监测输电电缆状体的光纤单元导线的技术问题。

[0023] 第二方面，本发明提供了一种不锈钢光纤单元管，包括不锈钢管、光纤和光纤油膏；

[0024] 所述光纤和所述光纤油膏位于所述不锈钢管内。

[0025] 有益效果：

[0026] 本发明实施例提供了一种不锈钢光纤单元管生产方法，包括以下步骤：对不锈钢卷材进行放带；通过钢管成型台将不锈钢带进行分切到成型模具所需的宽度，然后进入到
钢管成型模具中，纵包成有缝的不锈钢管；通过填充装置同时将惰性保护气体、光纤和光纤
油膏填充进不锈钢钢管；通过激光焊接机将不锈钢带纵包成型后的纵向缝口焊接完整；焊
接好后的不锈钢光纤单元管，通过拉拔模具，进行多道拉拔；通过钳式牵引机牵引形成不锈
钢光纤单元管；收卷；在输电电缆中计入通过此方法制得的不锈钢光纤单元管，能够实现城
市配电网35kV以下线路输电和通信的双重功能及实时在线监测功能，实现在线测温、测载
流量、测应力及故障定位和预警功能。

[0027] 本发明提供了一种不锈钢光纤单元管，包括不锈钢管、光纤和光纤油膏；光纤和光纤油膏位于不锈钢管内，不锈钢光纤单元管与现有技术相比具有上述的优势，此处不再赘
述。

[0028] 本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书
以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

[0029] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0030] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的
附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前
提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0031] 图1为本发明实施例提供的不锈钢光纤单元管生产方法的工艺流程图；

[0032] 图2为本发明实施例提供的不锈钢光纤单元管的截面结构示意图。

[0033] 附图标记：

[0034] 100－不锈钢光纤单元管；110－不锈钢管；120－光纤油膏；130－光纤。

具体实施方式

[0035] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术
人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0036] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0037] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。

[0038] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情
况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0039] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表
示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是
第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0040] 下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

[0041] 参考图1－图2所示：

[0042] 本发明实施例提供了一种不锈钢光纤单元管100生产方法，包括以下步骤：对不锈钢卷材进行放带；通过钢管成型台将不锈钢带进行分切到成型模具所需的宽度，然后进入
到钢管成型模具中，纵包成有缝的不锈钢管110；通过填充装置同时将惰性保护气体、光纤
130和光纤油膏120填充进不锈钢钢管；通过激光焊接机将不锈钢带纵包成型后的纵向缝口
焊接完整；焊接好后的不锈钢光纤单元管100，通过拉拔模具，进行多道拉拔；通过钳式牵引
机牵引形成不锈钢光纤单元管100；收卷。

[0043] 本发明实施例提供了一种不锈钢光纤单元管100生产方法，包括以下步骤：对不锈钢卷材进行放带；通过钢管成型台将不锈钢带进行分切到成型模具所需的宽度，然后进入
到钢管成型模具中，纵包成有缝的不锈钢管110；通过填充装置同时将惰性保护气体、光纤
130和光纤油膏120填充进不锈钢钢管；通过激光焊接机将不锈钢带纵包成型后的纵向缝口
焊接完整；焊接好后的不锈钢光纤单元管100，通过拉拔模具，进行多道拉拔；通过钳式牵引
机牵引形成不锈钢光纤单元管100；收卷；在输电电缆中计入通过此方法制得的不锈钢光纤
单元管100，能够实现城市配电网35kV以下线路输电和通信的双重功能及实时在线监测功
能，实现在线测温、测载流量、测应力及故障定位和预警功能。

[0044] 不锈钢光纤单元管100将数根耐高温光纤130放置于特制的保护管(不锈钢管110)中，管(不锈钢管110)的外径与导线铝股单丝外径相同，耐高温光纤130和空心管之间采用
防干扰材料(纤膏)进行填充，防止耐高温光纤130与管壁间相互摩擦和位移过大，因碳纤维
复合芯导线的工作允许温度可达到120℃，故采用耐高温光纤130。

[0045] 不锈钢管110采取激光无缝焊接生产工艺，保证不锈钢光纤单元管100内防干扰材料填充物在高温下不发生外泄或渗漏。

[0046] 不锈钢光纤单元管100内的耐高温光纤130应留有适量的余长，以满足导线在不同温度条件下的弧垂变化。

[0047] 不锈钢卷材进行分切后，剩余碎料进行同一回收。

[0048] 本实施例的可选方案中，在填充光纤130过程中光纤130存在以满足导线在不同温度条件下的弧垂变化余长。

[0049] 对不锈钢管110内的光纤130进行余长控制，保证光纤130具备足够的余长弥补弧垂变化余。

[0050] 本实施例的可选方案中，在拉拔结束后对不锈钢光纤单元管100进行焊缝检测。

[0051] 在进行焊缝检测完成后对不锈钢光纤单元管100打标记。

[0052] 本实施例的可选方案中，放带过程包括：将不锈钢卷材装到钢带放带架上，通过钢带牵引机将钢带牵送到钢管成型台。

[0053] 本实施例的可选方案中，放带的张力控制在80～90N。

[0054] 控制不锈钢卷材以恒大速度放带，避免不锈钢卷材受力不均造成局部应力过大造成扭曲。

[0055] 本实施例的可选方案中，不锈钢带宽度为9.2～9.5m，厚度为0.25～0.35mm。

[0056] 本实施例的可选方案中，填充装置加0.3～0.4Mpa的压。

[0057] 本实施例的可选方案中，多道拉拔模口径尺寸分别是φ3mm、φ2.5mm、φ2mm。

[0058] 通过多次拉拔形成最终成品，避免单次拉拔过大造成不锈钢管110断裂。

[0059] 本实施例的可选方案中，收卷的牵引力为90～110N。

[0060] 其中，在拉拔过程中，采用两组钳式牵引装置对不锈钢光纤单元管100进行拉拔，然后通过光纤130余长控制装置保证不锈钢管110内光纤130的余长。

[0061] 需要指出的是，不锈钢光纤单元管100生产方法如下：将不锈钢卷材装到钢带放带架上，再通过钢带牵引机将钢带牵送到钢管成型台处，放带的张力要稳定，不能有抖动的现
象，放带张力控制在90～100N。在钢管成型台处将不锈钢带进行分切到成型模具所需的宽
度，不锈钢带宽度为9.2～9.5mm，厚度为0.25～0.35mm，然后进入到φ3.5mm的钢管成型模
具中，纵包成有缝的不锈钢管110，同时将惰性保护气体、光纤130和光纤油膏120通过填充
装置加0.3MPa的压力同时导入不锈钢管110内；再经过激光焊接机，将不锈钢带纵包成型后
的纵向缝口焊接完整，焊接好后的不锈钢光纤单元管100，通过拉拔模具进行多道拉拔，多
道拉拔模口径尺寸分别是φ3.0mm、φ2.5mm、φ2.0mm，再经过钳式牵引机牵引便成了完整
的不锈钢光纤单元管100；拉拔成型后的不锈钢光纤单元管100，经过牵引机送至收线架，牵
引机的牵引力为90～110N，收上卷绕钢管的线盘上，即制成锈钢光纤130单元导线。

[0062] 将不锈钢管110的外径做到φ2.0～φ3.0mm，大大提高了其弯曲性能，弯曲半径可达到30mm。在生产过程中，此管须经过多次拉拔工艺才能完成，大大提高了不锈钢管110的
抗侧压的性能。

[0063] 将不锈钢管110的外径做到φ2.0mm左右，其具有体积小、重量轻、强度高的特点，可直接用于国防、野战、消防等场合。

[0064] 本发明提供了一种不锈钢光纤单元管100，包括不锈钢管110、光纤130和光纤油膏120；光纤130和光纤油膏120位于不锈钢管110内。

[0065] 本发明提供了一种不锈钢光纤单元管100，包括不锈钢管110、光纤130和光纤油膏120；光纤130和光纤油膏120位于不锈钢管110内，不锈钢光纤单元管100与现有技术相比具
有上述的优势，此处不再赘述。

[0066] 本发明实施例提供了一种光纤130复合架空绝缘电缆，包括不锈钢光纤单元管100、硬铝线芯、导电线层、导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层；导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏
蔽层从内到外依次包覆在导电线层外表面；不锈钢光纤单元管100和硬铝线芯位于绞合的
导电线层内。通过这样的设置使光纤130复合架空绝缘电缆融合了光纤130通信与电力传输
的双重功能，相比单一功能传输线缆而言，它具有高可靠性数据传输、连接方便等特点，光
缆和电力线于一体，避免二次布线，降低工程费用，适用于多种业务类型，并通过导体屏蔽
层、绝缘层和绝缘屏蔽层减少导线腐蚀，相应提高线路使用寿命和配电可靠性；并且通过布
里渊光时域分析可得到输电线网各处的温度、应力及载荷量信息，无需人工检查，通过光纤
130复合架空绝缘电缆即可实时监测。

[0067] 通过采用硬铝线芯提高了光纤130复合架空绝缘电缆的拉断力，适用于长距离低弧垂线地段线路中。

[0068] 不锈钢光纤单元管100内的光纤130不与不锈钢直接接触，降低了不锈钢光纤单元管100的电腐蚀速率。提高了光纤130复合架空绝缘电缆的使用寿命。

[0069] 其中，在不锈钢光纤单元管100的切割边缘处插入一根内插管，内插管的管口边缘经过打磨光滑处理，在不锈钢管光纤单元管100接头制作时，避免不锈钢光纤单元管100的
不锈钢管110管口边缘将光纤130划伤或割断；且可以根据需要，在安装前对不锈钢光纤单
元管100进行接续加长，方便敷设施工与维护；另外，采用此接头的光纤130接续质量高，接
头处的抗拉强度可以达到光纤130单元本体的90％以上。

[0070] 本发明中至少一个实施例提供一种基于不锈钢光纤单元管的输电线路检测装置，包括光时域反射仪、用于解析电线本体温度的温度解调仪、用于解析电线本体应力分布的
应力解调仪、用于解析电线本体载流量的载流量解调仪、通信网络系统、计算机数据处理单
元和设置在输电线各监测区域上的分布式光纤传感系统；温度解调仪、应力解调仪和载流
量解调仪均与计算机数据处理单元连接；多个分布式光纤传感系统分别通过通信网络系统
与温度解调仪连接；计算机数据处理单元与布里渊光时域反射仪连接。该监测装置无需在
导线上安装温度传感器、应力传感器和载流量传感器，而是以BOTDA设备测量得到的布里渊
散射信号作为数据基础，进而通过数据处理间接得到导线的温度、应力、载流量的分布，智
能化程度高，便于计算机进行自动计算，获得输电线路导线温度分布的实时状况，具有重要
的经济价值和社会价值。

[0071] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。

[0072] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。

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不锈钢光纤单元管及其制造方法

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