ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к волоконно-оптическим кабелям.
Известен волоконно-оптический кабель, описанный в патенте RU71470U1, включающий сердечник, скрученный из четного числа изолированных полиэтиленом токопроводящих медных жил, поясную изоляцию, грузонесущий элемент в виде двух повивов из высокопрочных нитей, защитную оболочку на основе пористого полиэтилена, сердечник выполнен из оптического модуля, расположенного в центре, вокруг которого наложен повив из четного числа чередующихся изолированных жил и заполняющих элементов в виде корделей. Недостатком такой конструкции является недостаточная прочность кабеля к растягивающим нагрузкам при подвесе, что делает такой кабель ненадежным. Кроме того, при снижении температуры окружающей среды до минус 60°С, в таком кабеле возникают продольные сжимающие нагрузки. Из-за этого, при воздействии продольной сжимающей нагрузки, которая возникает в результате усадки конструкции пропорционально эквивалентному температурному коэффициенту линейного расширения (ТКЛР) материалов при снижении температуры окружающей среды, будет наблюдаться увеличение коэффициента затухания сигнала, передаваемого по оптическому волокну, вследствие чрезмерного увеличения избыточной длины волокна в центральном оптическом модуле и возникновения микроизгибов в волокне.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание волоконно-оптического кабеля, способного выдерживать длительные растягивающие нагрузки, возникающие при подвесе, и продольные сжимающие нагрузки, возникающие при снижении температуры окружающей среды до минус 60°С.
Техническими результатами, достигаемыми заявленной полезной моделью, являются повышение надежности работы волоконно-оптического кабеля за счет повышения устойчивости кабеля к растягивающим нагрузкам при подвесе и продольным сжимающим нагрузкам, возникающим при снижении температуры окружающей среды до минус 60°С.
Технический результат достигается волоконно-оптическим кабелем, включающим наружную оболочку, центральную трубку, внутри которой расположены оптические волокна, причем вокруг центральной трубки расположены повивы медных жил, корделей заполнения и силовых элементов в виде стеклопластиковых прутков.
Силовые элементы выполнены в виде двух равноудаленных друг от друга стеклопластиковых прутков, расположенных на противоположных сторонах кабеля.
Силовые элементы в виде стеклопластиковых прутков и полиэтиленовые кордели расположены таким образом, что разделяют медные жилы.
Оптическое волокно находится во внутримодульном гидрофобном геле.
Оболочка центральной трубки выполнена из полибутилентерефталата.
Повивы медных жил, корделей заполнения и силовых элементов находятся в межмодульном гидрофобном заполнителе.
Вокруг повива медных жил, корделей заполнения и силовых элементов выполнена лента изолирующая из пленки полиэтилентерефталатной (ПЭТ-Э), а над лентой изолирующей выполнен элемент продольной водоблокировки: водонабухающая лента.
Между наружной оболочкой и лентой изолирующей (ПЭТ-Э) расположен бронепокров из ленты стальной гофрированной, наложенной продольно.
Наружная оболочка выполнена из композиции полиэтилена высокой плотности.
Заявленная полезная модель поясняется чертежами фиг. 1.
1. Наружная оболочка.
2. Центральная трубка.
3. Оптическое волокно.
4. Медные жилы.
5. Кордели заполнения.
6. Силовой элемент в виде стеклопластикового прутка.
7. Элемент продольной водоблокировки: внутримодульный гидрофобный гель.
8. Элемент продольной водоблокировки: межмодульный гидрофобный заполнитель.
9. Лента изолирующая.
10. Элемент продольной водоблокировки: водонабухающая лента.
11. Бронепокров.
12. Арамидная нить.
Волоконно-оптический кабель, по меньшей мере включает наружную 1 оболочку и центральную трубку 2, внутри которой расположены оптические волокна 3. Вокруг центральной трубки 2 расположены повивы медных жил 4, корделей заполнения 5 и силовых элементов в виде стеклопластиковых прутков 6. За счет силовых элементов 6 в виде стеклопластиковых прутков обеспечивается стойкость к растягивающим нагрузкам. Кроме того, за счет таких силовых элементов 6, ТКЛР которых близок ТКЛР оптического волокна 3, предотвращается усадка при воздействии пониженной температуры окружающей среды и сохраняется работоспособность оптических волокон в составе конструкции кабеля в диапазоне от минус 60°С до плюс 70°С.
Дополнительно для усиления технического результата силовые элементы 6 можно выполнить в виде двух равноудаленных друг от друга стеклопластиковых прутков, расположенных на противоположных сторонах кабеля. Такая симметричная компоновка обеспечит распределение нагрузки и позволит избежать появления напряжений из-за деформации материалов кабеля при температурном воздействии. Это позволит увеличить надежность кабеля.
Силовые элементы в виде стеклопластиковых прутков 6 и полиэтиленовые кордели 5 расположены таким образом, что разделяют медные жилы 4. Такая компоновка позволит дополнительно распределить растягивающие нагрузки и деформации материалов кабеля при температурном воздействии, тем самым дополнительно увеличить надежность кабеля. Кроме того, такая компоновка одновременно позволит создать увеличенный диэлектрический барьер, за счет увеличения расстояния между медными жилами.
Заполнение пустого пространства центральной трубки 2 и расположение оптического волокна 3 во внутримодульном гидрофобном геле 7 позволит обеспечить требуемый температурный диапазон от минус 60°С до плюс 70°С и диапазон удлинений кабеля до 1% при воздействии механической нагрузки, тем самым, за счет материала, позволит повысить устойчивость кабеля к растягивающим нагрузкам.
Выполнение оболочки центральной трубки 2, выполненной из полибутилентерефталата, позволит обеспечить наилучшее соотношение низкой усадки и высокой механической прочности в интервале рабочих температур от минус 60°С до плюс 70°С и тем самым повысить устойчивость кабеля к растягивающим нагрузкам при подвесе и продольным сжимающим нагрузкам.
Заполнение пустого пространства между повивами медных жил 4, корделей заполнения 5 и силовых элементов 6 элементом продольной водоблокировки межмодульным гидрофобным заполнителем 8 позволит обеспечить продольную герметиность конструкции и предотвратить подлипание элементов повива друг к другу вследствие воздействия механических нагрузок и изменения геометрии (вследствие разницы ТКЛР материалов) при колебании температуры от минус 60°С до плюс 70°С, тем самым исключить негативные воздействия, возникающие вследствие подлипания элементов друг к другу, которые могут негативно сказаться при работе кабеля на растяжение и при температурном сжатии.
Для повышения надежности кабеля вокруг повива медных жил 4, корделей заполнения 5 и силовых элементов 6 следует выполнить ленту изолирующую 9 из пленки полиэтилентерефталатной (ПЭТ-Э), а над лентой изолирующей 9 выполнить элемент продольной водоблокировки - водонабухающую ленту 10. Это позволит предотвратить диффузию межмодульного гидрофобного заполнителя 8 в элемент продольной водоблокировки: водонабухающую ленту 10 и, тем самым, повысить устойчивость кабеля к растягивающим нагрузкам при подвесе и сжимающим температурным нагрузкам, одновременно обеспечив продольную герметичность конструкции под бронепокровом.
Между наружной оболочкой 1 и лентой изолирующей 9 дополнительно целесообразно выполнить бронепокров 11 из ленты стальной гофрированной, наложенной продольно. Это позволит обеспечить механическую прочность конструкции к растягивающим и сжимающим нагрузкам, и одновременно повысить механическую прочность конструкции кабеля при воздействии на него раздавливающих и ударных нагрузок, а также защитить конструкцию от воздействия грызунов.
Для повышения надежности кабеля наружную оболочку 1 следует выполнять из композиции полиэтилена высокой плотности. За счет лучших механических характеристик по сравнению с полиэтиленами низкой и средней плотности, на также HF-композициями на основе полиэтилена, полиэтилен высокой плотности образует с бронепокровом 11 из ленты стальной гофрированной, наложенной продольно, единую механическую систему, сохраняющую свою геометрию (и геометрию всей конструкции кабеля) при воздействии механических нагрузок, как растягивающих, так и сжимающих.
Пример выполнения волоконно-оптического кабеля представлен на фиг. 1.
Волоконно-оптический кабель включает центральную трубку 2, оболочка которой выполнена из полибутилентерефталата, внутри которой расположены оптические волокна 3 в буферном покрытии из композиции полиэтилена, не распространяющей горение при групповой прокладке, находящиеся в элементе продольной водоблокировки: внутримодульном гидрофобном геле 7.
Вокруг центральной трубки 2 в элементе продольной водоблокировки межмодульном гидрофобном заполнителе 8 скручены повивы медных жил 4 в изоляции из композиции полиэтилена, корд ели заполнения 5, выполненные из полиэтилена, и переферийные силовые элементы 6 в виде двух равноудаленных друг от друга стеклопластиковых прутков, причем стеклопластиковые прутки 6 и полиэтиленовые кордели 5 разделяют медные жилы 4 в изоляции.
Фиксация повивов медных жил 4, корделей заполнения 5 и стеклопластиковых прутков 6 обеспечивается лентой изолирующей 9 из ПЭТ-Э.
Между указанной лентой изолирующей 9 и бронепокровом 11 из ленты стальной гофрированной, наложенной продольно, расположен элемент продольной водоблокировки - водонабухающая лента 10, а поверх бронепокрова 11 выполнена наружная оболочка 1 из композиции полиэтилена высокой плотности.
В центральной трубке 2 расположена арамидная нить 11, предназначенная для инсталляции кабеля.
Указанный пример конструкции кабеля достигает максимальный заявленный технический результат. Однако возможны и иные компоновки и варианты конструкции, дополняющие предложенную в примере конструкцию для получения максимального технического результата, или компоновки и варианты конструкций с исключенными из нее дополнительными элементами, усиливающими технический результат.
Заявленный кабель можно изготовить на известном оборудовании известными способами.