本發(fā)明涉及一種綜合纜，尤其涉及一種城市管廊用光電綜合纜。

本發(fā)明還涉及一種城市管廊用光電綜合纜的制備方法。

背景技術(shù)：

城市市政公用管線是城市賴以正常運行的生命線，傳統(tǒng)的市政公用管線各自為政地敷設在道路的淺層空間內(nèi)，因管線增容擴容不但造成了“拉鏈路”現(xiàn)象，而且導致了管線事故頻發(fā)，極大地影響了城市的安全運行。據(jù)統(tǒng)計每年由于路面開挖造成的直接經(jīng)濟損失高達2000億元。目前，我國城鎮(zhèn)化進程十分迅速。為提升管線建設水平，保障市政管線的安全運行，有必要采用新的管線敷設方式-綜合管廊。2015年4月國家已下發(fā)文件，包頭、沈陽、蘇州等十個城市為首批管廊建設試點城市，對綜合管廊運行的狀態(tài)進行實時監(jiān)控，從而確保管廊安全運行是十分重要的，這就要求有一種能感知管廊運行狀態(tài)的技術(shù)和載體。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了滿足管理城市管廊運行狀態(tài)的需要，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是在管廊內(nèi)敷設一條綜合纜，這條纜能同時具備通信、管廊內(nèi)溫度監(jiān)測、水油氣泄漏監(jiān)測、外物入侵監(jiān)測、供電等功能，這條纜還具備優(yōu)異的耐火、高阻燃和防小動物嚙咬特性。

本發(fā)明提供一種城市管廊用光電綜合纜，它包括不銹鋼光單元、同軸電纜、饋電線、隔熱帶、聚烯烴護套、鎧裝鋼絲和聚烯烴護層，所述不銹鋼光單元包括光纖和不銹鋼管，所述不銹鋼光單元、饋電線絞合在同軸電纜周圍，并在外包覆隔熱帶形成纜芯，纜芯外擠包一層聚烯烴護套，再將鎧裝鋼絲和緊包單或雙芯光單元絞合在外，鎧裝鋼絲絞合時嵌入緊包單或雙芯光單元，最后擠包聚烯烴護層。也就是將含有光纖的同軸電纜、不銹鋼光單元、饋電線以一定節(jié)距“s”或“sz”絞合。

所述鎧裝鋼絲為鍍鋅鋼絲；所述饋電線為單芯軟導體rv聚乙烯絕緣層無護套電纜；所述聚烯烴護套、聚烯烴護層的材料為可瓷化低煙無鹵聚烯烴；所述不銹鋼管為304不銹鋼激光焊接的鋼管；所述隔熱帶材料為聚酰亞胺；所述同軸電纜為sywv75-5四屏蔽64網(wǎng)1.0無氧銅同軸電纜。

所述同軸電纜包括阻燃聚氯乙烯、屏蔽層、發(fā)泡絕緣和導體，所述導體外設有發(fā)泡絕緣，所述發(fā)泡絕緣外設有屏蔽層，所述屏蔽層外設有阻燃聚氯乙烯。

所述緊包單芯光單元包括低煙無鹵聚烯烴、芳綸和一根緊包光纖；所述緊包雙芯光單元均包括低煙無鹵聚烯烴、芳綸和兩根緊包光纖。

一種城市管廊用光電綜合纜的制造方法，包括以下步驟：

（1）不銹鋼光單元的制備

a、光纖著色：通過光纖著色機將光纖外涂敷不同顏色的油墨，通過紫外光固化使得顏色不遷徙、不褪色，著色層厚度3-5μm；

b、焊接拉拔工藝制備不銹鋼光單元；

（2）饋電線的制備

a、導體的制備：采用拉絲機拉制銅絲并經(jīng)過退火處理的單根軟銅絲做導體；

b、絕緣層的擠制：采用聚乙烯擠出機在導體外擠包一層聚乙烯絕緣層，經(jīng)過導體放線、擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、火花試驗、牽引、計米印字、收線，完成饋電線的制備；聚乙烯需裝入帶有烘干功能的擠出機，烘干設置溫度為90℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為180℃、200℃、210℃、220℃、230℃、250℃、260℃；

（3）緊包單或雙芯光單元制備

a、光纖緩沖層涂覆：使用著色機在光纖外涂敷環(huán)氧丙烯酸酯，利用紫外光uv固化；

b、緊包護層擠制：使用聚氯乙烯擠出機生產(chǎn)，經(jīng)過光纖放線、光纖預熱、聚氯乙烯擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、牽引、計米、收線過程完成生產(chǎn)；聚氯乙烯需裝入帶有烘干功能的擠出機，烘干設置溫度為70℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為125℃、130℃、140℃、145℃、150℃；

c、外護套的擠制：使用低煙無鹵聚烯烴擠出機生產(chǎn)，經(jīng)過光纖和芳綸放線、低煙無鹵聚烯烴擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、牽引、計米、收線過程完成生產(chǎn)；低煙無鹵聚烯烴需裝入帶有烘干功能的擠出機，烘干設置溫度為90℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為130℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃；

（4）纜芯的制備

將饋電線、同軸電纜、不銹鋼管光單元、填充繩根據(jù)一定的節(jié)距s或sz絞合，同時在外包覆隔熱帶形成纜芯；

（5）纜芯外擠制可瓷化低煙無鹵聚烯烴護套，經(jīng)過放線、可瓷化低煙無鹵聚烯烴擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、牽引、計米、收線過程完成生產(chǎn)；可瓷化低煙無鹵聚烯烴需裝入帶有烘干功能的擠出機，烘干設置溫度為90℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為130℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、170℃；

（6）利用籠絞機在護套外鎧裝鋼絲、單芯或雙芯纜；

（7）擠制可瓷化低煙無鹵聚烯烴外護層，經(jīng)過放線、可瓷化低煙無鹵聚烯烴擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、牽引、計米、收線過程完成生產(chǎn)；可瓷化低煙無鹵聚烯烴需裝入帶有烘干功能的擠出機，烘干設置溫度為90℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為130℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃。

在焊接拉拔工藝制備不銹鋼光單元過程中，首先利用多組成型滾輪將不銹鋼帶逐漸滾壓成管狀，然后將一根或多根有色別的光纖同油膏一起填充在不銹鋼管內(nèi)部；與此同時，利用激光焊接技術(shù)將不銹鋼管沿縫隙縱向焊接成一體，再經(jīng)過兩次拉拔，將不銹鋼管拉拔至所需要的外形尺寸；最后，通過對不銹鋼管施加張力的方法，促使不銹鋼管發(fā)生彈性變形，從而形成一定的光纖余長，最終得到符合要求的不銹鋼管光單。

纜中不銹鋼光單元負責大容量數(shù)據(jù)信息的傳輸功能；饋電線負責為中間控制設備（如：攝像頭、中繼器、自動化控制閥門等）遠程供電；同軸電纜負責視頻信號傳輸；緊包單或雙芯纜通過分布式傳感技術(shù)負責測溫、振動傳感以及通信技術(shù)對自動控制設備的信號進行傳輸；鎧裝鋼絲層承擔光纜機械性能及防治小動物嚙咬功能；可瓷化低煙無鹵聚烯烴作用是當管廊發(fā)生火災時燃燒無煙，同時經(jīng)過一段時間燃燒轉(zhuǎn)為陶瓷起到隔熱作用，使得纜內(nèi)光電單元性能不受影響，在火災時纜仍能承擔各種功能。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的綜合纜具備通信、供電、視頻監(jiān)控、測溫、振動傳感等功能，敷設一根纜即可解決上述要求。這樣可以避免生產(chǎn)幾根光纜或電纜，達到節(jié)約材料的效果；只施工敷設一次，降低了多根纜敷設時的施工費用。通過此纜可以全面掌握管廊的運行狀態(tài)，并可以對水、油、氣管路實現(xiàn)自動化調(diào)控。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中同軸電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3a為圖1中緊包單芯光單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3b為圖1中緊包雙芯光單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為工藝流程圖。

其中：1、聚烯烴護層，2、緊包單或雙芯光單元，21、低煙無鹵聚烯烴，22、芳綸，23、緊包光纖，3、鎧裝鋼絲，4、聚烯烴護套，5、隔熱帶，6、填充繩，7、饋電線，8、同軸電纜，81、阻燃聚氯乙烯，82、屏蔽層，83、發(fā)泡絕緣，84、導體，9不銹鋼光單元，91、光纖，92、不銹鋼管。

具體實施方式

為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護范圍的限定。

如圖1所示，本發(fā)明的一種城市管廊用光電綜合纜，它包括不銹鋼光單元9、同軸電纜8、饋電線7、隔熱帶5、聚烯烴護套4、鎧裝鋼絲3和聚烯烴護層1，不銹鋼光單元9包括光纖91和不銹鋼管92，將不銹鋼光單元9、饋電線7絞合在同軸電纜8周圍，也可以加入填充繩6與不銹鋼光單元9、饋電線7進行絞合，并在外包覆隔熱帶5形成纜芯，纜芯外擠包一層聚烯烴護套4，再將鎧裝鋼絲3和緊包單或雙芯光單元2絞合在外，鎧裝鋼絲3絞合時嵌入緊包單或雙芯光單元2，最后擠包聚烯烴護層1。

同軸電纜8包括阻燃聚氯乙烯81、屏蔽層82、發(fā)泡絕緣83和導體84，導體84外設有發(fā)泡絕緣83，發(fā)泡絕緣83外設有屏蔽層82，屏蔽層82外設有阻燃聚氯乙烯81。

緊包單芯光單元或緊包雙芯光單元均包括低煙無鹵聚烯烴21、芳綸22和緊包光纖23。

上述所述的鎧裝鋼絲3為鍍鋅鋼絲；上述所述的饋電線7為單芯軟導體rv聚乙烯絕緣層無護套電纜；上述所述的聚烯烴護套4、聚烯烴護層1材料為可瓷化低煙無鹵聚烯烴；上述所述的不銹鋼管92為304不銹鋼激光焊接的鋼管；上述所述的隔熱帶5材料為聚酰亞胺；上述所述的同軸電纜8為sywv75-5四屏蔽64網(wǎng)1.0無氧銅同軸電纜。

本發(fā)明的綜合纜具有通信、管廊內(nèi)溫度監(jiān)測、水油氣泄漏監(jiān)測、外物入侵監(jiān)測、供電等功能，還具備優(yōu)異的耐火、高阻燃和防小動物嚙咬特性。

本發(fā)明的一種城市管廊用光電綜合纜的制備方法，包括如下步驟：

（1）不銹鋼光單元的制備

a、光纖著色：通過光纖著色機將光纖外涂敷不同顏色的油墨通過紫外光固化使得顏色不遷徙、不褪色，著色層厚度3-5μm。將48根光纖標識不同色譜和色標。

b、焊接拉拔工藝制備不銹鋼光單元，其工藝流程見圖4。

首先利用多組成型滾輪將不銹鋼帶逐漸滾壓成管狀，然后將一根或多根有色別的光纖同油膏一起填充在不銹鋼管內(nèi)部；與此同時，利用激光焊接技術(shù)將不銹鋼管沿縫隙縱向焊接成一體，再經(jīng)過兩次拉拔，將不銹鋼管拉拔至所需要的外形尺寸；最后，通過對不銹鋼管施加張力的方法，促使不銹鋼管發(fā)生彈性變形，從而形成一定的光纖余長，最終得到符合要求的不銹鋼管光單。采用0.2mm厚度304不銹鋼，光單元外徑4.2mm，生產(chǎn)速度20m/min。為了獲得想要的各種余長，而且余長控制準確；拉拔過程對焊縫質(zhì)量進行了驗證，降低了焊縫缺陷流入下道工序的幾率。

（2）饋電線的制備

a、導體的制備：采用拉絲機拉制銅絲并經(jīng)過退火處理的單根軟銅絲做導體，導體截面為6平方；

b、絕緣層的擠制：采用普通聚乙烯擠出機在導體外擠包一層聚乙烯絕緣層，經(jīng)過導體放線、擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、火花試驗、牽引、計米印字、收線，完成饋電線的制備；聚乙烯需裝入帶有烘干功能的擠出機，烘干設置溫度為90℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為180℃、200℃、210℃、220℃、230℃、250℃、260℃；采用擠套式配模方式，拉伸比為2，擠出速度100m/min。

（3）單或雙芯光單元制備

單或雙芯光單元制備與傳統(tǒng)的單或雙芯制備增加了一道工序，采用先在光纖外涂敷緩沖層，提高光纖的強度和抗側(cè)壓性能。

a、光纖緩沖層涂覆：使用著色機在光纖外涂敷環(huán)氧丙烯酸酯，利用紫外光uv固化。外徑為400μm。生產(chǎn)速度1200m/min。

b、緊包護層擠制：使用普通聚氯乙烯擠出機生產(chǎn)，經(jīng)過光纖放線、光纖預熱、聚氯乙烯擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、牽引、計米、收線過程完成生產(chǎn)。聚氯乙烯需裝入帶有烘干功能的擠出機，烘干設置溫度為70℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為125℃、130℃、140℃、145℃、150℃。外徑為700微米。采用擠壓式擠出配模方式，生產(chǎn)速度80m/min。

c、外護套的擠制：使用普通低煙無鹵聚烯烴擠出機生產(chǎn)，經(jīng)過光纖和芳綸放線、低煙無鹵聚烯烴擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、牽引、計米、收線過程完成生產(chǎn)；低煙無鹵聚烯烴需裝入帶有烘干功能的擠出機，烘干設置溫度為90℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為130℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃。外徑2.0mm，采用擠套式配模方式，拉伸比1.5。

（4）纜芯的制備

將饋電線、同軸電纜、不銹鋼管光單元、填充繩根據(jù)一定的節(jié)距s或sz絞合，同時在外包覆0.05mm厚度的隔熱帶形成纜芯；纜芯的制備需要特制款籠式成纜機，放線搖籃要采用主動放線裝置，同時對于不銹鋼光單元和饋電線需進行預成型。確保饋電線、不銹鋼管光單元絞合后不散股，同時無應力。

（5）纜芯外擠制可瓷化低煙無鹵聚烯烴護套，經(jīng)過放線、可瓷化低煙無鹵聚烯烴擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、牽引、計米、收線過程完成生產(chǎn)；可瓷化低煙無鹵聚烯烴需裝入帶有烘干功能的擠出機，烘干設置溫度為90℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為130℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、170℃；本工序采用了纜芯外擠制可瓷化低煙無鹵聚烯烴護套，在低煙無鹵聚烯烴基料中加入一定比例的陶瓷化粉，再加入耦合劑等添加劑。制成的護套在經(jīng)過600℃燃燒后轉(zhuǎn)成陶瓷，對纜芯起到隔熱作用，避免纜芯燒壞。纜在發(fā)生火災時仍然能正常使用。

（6）利用籠絞機在護套外鎧裝27根低碳鍍鋅軟鋼絲、單芯或雙芯纜。絞合節(jié)徑比12倍。采用低碳軟鋼絲，可以改善光纜的彎曲性能。

（7）擠制可瓷化低煙無鹵聚烯烴外護層，經(jīng)過放線、可瓷化低煙無鹵聚烯烴擠出、熱水槽、溫水槽、冷水槽、吹干、牽引、計米、收線過程完成生產(chǎn)?？纱苫蜔煙o鹵聚烯烴需裝入帶有烘干功能的擠出機，烘干設置溫度為90℃，螺桿各區(qū)的溫度曲線為130℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃。采用擠壓式配模方式。外徑24mm，生產(chǎn)速度40m/min。

本發(fā)明的纜具備通信、供電、視頻監(jiān)控、測溫、振動傳感等功能，敷設一根纜即可解決上述要求。這樣可以避免生產(chǎn)幾根光纜或電纜，達到節(jié)約材料的效果；只施工敷設一次，降低了多根纜敷設時的施工費用。通過此纜可以全面掌握管廊的運行狀態(tài)，并可以對水、油、氣管路實現(xiàn)自動化調(diào)控。