專利名稱：防獸電纜的制作方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種防獸電纜。
架設在電桿之間的通訊電纜或那些埋在地下的電纜易遭受諸如動物侵害、機械磨損和碾壓等損害。地鼠對于地埋電纜的侵害和松鼠對架空電纜的侵害已是一個人們長期關心的問題。例如，地鼠表現(xiàn)出施加高達124，044KPa的咬嚙壓力。具有外徑低于約2厘米臨界尺寸的電纜比大的電纜更易受到損害，因為動物可以直接咬住它們。對于大尺寸電纜，只產(chǎn)生刮壞或晃動作用。實際上，在直徑超過約5.1厘米的電纜上，地鼠的侵害就很少見。在第25屆國際電線和電纜專題討論會上提出了這個問題的很好的討論，并在名為“嚙齒動物咬嚙壓力和咀嚼動作及它們對電線和電纜護套的影響”的那個會刊第117頁首次發(fā)表。
很多嚙齒動物，特別是平原袋地鼠(Geomysbursarius)和狐鼠(Scirusniger)，常常咀嚼通訊電纜。這種咀嚼常常立即造成電纜導線或光學纖維的損壞，或者當雨水或其它潮濕進入保護外套被咬的孔而導致?lián)p壞。就嚙齒動物來說，咀嚼結構結實的物體對于防止它們日益增長的切齒生長過速是必須的。因此，簡單提供一個硬的外電纜物是不夠的，并且甚至可以不是阻止嚙齒動物的咀嚼而是提供一個誘因。
由于人們往往不希望簡單地殺死嚙齒動物，所以必須設計不致死的設備和方法，以防止或阻止嚙齒動物侵害電纜。已經(jīng)進行了許多心理學研究，它們指出在動物一個動作被執(zhí)行以后立即產(chǎn)生的不快感覺可以引起心理障礙。這個動物然后把不快結果和上述瞬間動作聯(lián)系起來，以后改變它的行為防止不快結果。在現(xiàn)有技術的專利中，這種知識被用于在電纜組裝中加入一種不致死但有毒的化學試劑，它可以引起急性疾病從而引起心理障礙產(chǎn)生一個相反于電纜咀嚼的行為變化。
已經(jīng)找到防止直接暴露電纜受嚙齒動物侵害的有效方法是把它們包在金屬鎧裝里。軸向使用的鎧裝，如果其它方面合適，從制造經(jīng)濟觀點來看是恰當?shù)摹，F(xiàn)有技術包括使用不銹鋼鎧裝以防止嚙齒動物侵害。使用不銹鋼從而在初次侵害之后，鎧裝完整性的局部破壞不會引起腐蝕和不會引起由于暴露在潮濕中而產(chǎn)生接著出現(xiàn)的洞孔。對于超過臨界尺寸的電纜，使用具有軸向搭接縫的瓦棱形鎧裝一般提供了足夠的保護。但是，在小尺寸情況下，這樣一個鎧裝安排會導致失敗。嚙齒動物可能用它們的牙齒圍繞電纜拉開這個縫。
在探討嚙齒動物保護的另一現(xiàn)有技術中，一個完全絕緣的光纖電纜被安排在一個擠壓塑性管內，管的內徑遠大于電纜的外徑。這樣一個構造被公開在名為“帶有擠壓外套的纖維電纜”一文中，它發(fā)表在1985年4月15日一期上，始于第100頁。管的外徑大得足以使嚙齒動物用咀咬不了管子。
至今上述的解決辦法都不令人滿意。使用和處理有毒化學物品當然是不希望的，同樣，材料成本的花費以及使用可能吸引雷電的不銹鋼鎧裝或額外的管子這些解決辦法無疑引起人們想要對它加以改變。
所尋求的電纜一定是成本適宜并且易于制造。所希望的是，提供一個防止嚙齒動物侵害的電纜而無需考慮電纜的其它性能，如柔性。同時，所尋求的保護一定是作為護套系統(tǒng)的一部分而被包含，用于只要是包含光纖或金屬導體的任何電纜。
存在的另一要求，即尋求的電纜包含一個全絕緣護套系統(tǒng)。許多電纜被安裝在具有高雷電區(qū)性質的地方。地理和架空電纜都受雷擊的損害。
金屬護套光纖電纜可能在幾方面受雷電影響。熱損害，它是金屬護套元件的燃燒、炭化和熔化，它由雷電弧光的熱效應引起，并且線芯或護套的金屬部分將電流導入大地。在地理電纜中，第二種損壞方式是機械的，造成護套的碾壓和變形。這是由于某種所謂氣錘效應的爆炸性沖擊引起的，這種現(xiàn)象是電纜的雷電通道中土壤水份的瞬間汽化造成的。直接雷電極易毀壞電纜置于直擊的部分。間接雷擊可能造成一個針孔，它將使水進入電纜。
現(xiàn)有技術有很多關于銅芯電纜金屬護套系統(tǒng)的專利，例如其中之一含有每個具有軸向縫的碳鋼鎧裝包繞的鋁鎧裝。該護套系統(tǒng)提供了防止機械損害，電磁干擾和雷電保護，并且它的成本很低，因為它是以較高線速度在單通道中制成的。不過，使用碳鋼制成的鎧裝偶然會產(chǎn)生長期失效，甚至在大于2厘米的電纜中也是這樣。產(chǎn)生的失效是由于埋藏的鋼質鎧裝由于嚙齒動物侵害外害而暴露出來。一旦暴露，經(jīng)得起嚙齒動物侵害的鋼鎧裝立即腐蝕。這使得它對于一般的機械保護和對于防止任何后來的嚙齒動物侵害的保護無效。在這一點上，應當指出地鼠是地域性動物，它們反復回到它們原先占據(jù)過的地方。因此沿一個電纜同一地點經(jīng)受第二次侵害是常有的事。
不難想像，一個具有防嚙齒動物侵害防雷電的全絕緣護套系統(tǒng)電纜是會受到歡迎的。這樣一個電纜還提供許多其他優(yōu)點。例如，海水和導體金屬起反應，電纜中的金屬護套氧化導致氫氣產(chǎn)生，引起光纖傳輸損耗。全絕緣電纜護套系統(tǒng)避免了這個問題。同時，全絕緣電纜護套系統(tǒng)提供了電磁脈沖效應(EMP)的耐久性。
看來，現(xiàn)有技術不能提供擺脫上述現(xiàn)有缺點的電纜。有些電纜具有全絕緣的護套系統(tǒng)，有些電纜能防止嚙齒動物損害、防雷電，但看來沒有提供兩種保護的護套系統(tǒng)。我們長期尋求的這樣一種電纜一定是有成本競爭性的。進而，它一定包含一個對于安全地進出線芯可易于移動的護套系統(tǒng)，線芯可能包括諸如光纖之類的東西。
本發(fā)明的電纜已經(jīng)克服上述現(xiàn)有技術的缺點。一種防獸電纜包含至少有一個傳輸介質的線芯，和包繞所述線芯的一個護套系統(tǒng)。護套系統(tǒng)是非金屬的并包含多個軸向延伸予制的強度元件，每個元件具有一個橫切于縱軸的弧狀橫截面。稱之為拼塊的軸向延伸元件形成包繞線芯的一個殼體。為了將以埋裝方法楔入地里的電纜提供足夠的柔性，殼體拼塊元件一定是每個拼塊包繞少于線芯園周一半且殼體拼塊螺旋地絞合在線芯周圍。一個由塑料材料組成的外套包繞殼體拼塊。
殼體拼塊一般是沿面向相鄰軸向邊緣表面互相鄰接以便對線芯形成一個牢固的園封閉。就這樣，每個具有較大曲率半徑的表面是朝外取向的。殼體拼塊予制使得每個軸向邊緣表面從電纜縱軸徑向延伸。在優(yōu)選實施例中，防嚙齒動物電纜護套系統(tǒng)包括8個殼體。每個殼體延伸大約相等的拼塊內表面規(guī)定的園周長度。
每個殼體都是由防止同一動物反復侵害的材料制成的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)殼體可由嵌入固體基質材料中的纖維制做。該纖維可以是有機物或無機物材料，基質材料可以是硫化樹脂材料，例如是一個環(huán)氧樹脂。雖然殼體最好由環(huán)氧基質中纖維玻璃材料制造，但本發(fā)明不限于此。該護套系統(tǒng)防嚙齒動物部分可以由任何幾種材料制成，即Kevlar、炭纖維等等，這些是防嚙齒動物的并且它們可以做得充分薄以便不對電纜柔性產(chǎn)生不利影響。因為殼體在電纜縱軸周圍絞合，護套系統(tǒng)的柔性被加強，也由于被用來提供園封閉的殼體數(shù)量的緣故。
還采取防止潮濕進入電纜線芯的予防措施，這可通過把防水材料引入護套系統(tǒng)來實現(xiàn)，它們或者作為拼塊上的涂層，或者作為護套系統(tǒng)的分離元件。
在其他的實施例中，使用兩個重選的殼體。這些其它實施例之一包含一個安排在兩殼體之間的內套。
附圖的簡要說明

圖1是本發(fā)明電纜的一個透視視圖;
圖2是圖1電纜端部橫截面視圖;
圖3是本發(fā)明另一實施例中連接殼體拼塊部分的放大視圖;
圖4是本發(fā)明電纜替換實施例的透視視圖;
圖5是圖4電纜的端部橫截面視圖;
圖6是一個曲線圖它描述經(jīng)受籠閉試驗(cagetest)的電纜百分比與被稱為修正韌性指數(shù)參數(shù)的關系曲線。
圖7和圖8是本發(fā)明更進一步的另一實施例的透視和端部橫截面視圖，其中的外殼體包繞一個電纜線芯;并且圖9和10是圖7和8電纜的一個替換實施例的透視和端部橫截面視圖。
現(xiàn)參見圖1和2，在此示出一個電纜，用20表示，它是一個具有全絕緣護套系統(tǒng)21的電纜。該結構提供了一個嚙齒動物侵害和雷電的極好防護。
由圖1和2可以看出，電纜20包括一個線芯22，它包含至少一個傳輸介質。例如，線芯22可以包含1個或多個部件24-24，每一個包括多個光纖26-26。部件24-24的每一個具有一個扎線28。單個或多個部件被安排在管狀元件30里，該元件是由塑性材料，例如聚乙烯制成。
管狀元件30的內徑是這樣確定的，以便控制在線芯里包著的光纖全部橫截面面積與管壁內表面決定的橫截面面積之間比值。這樣在處理，安裝和溫度周期內允許光纖單個部件或多個部件充分移動以避免由于稍稍彎曲造成的損失。
還有，管狀元件，或通常所說的線芯管，可以填充適當?shù)姆浪牧?2。這樣一個材料可以是如在美國專利4701016中公開申請的所示的材料。
在線芯管周圍安排了一個絕緣鎧裝，它形成殼體并用40來表示。殼體40包含多個分別予制的拼塊42-42。拼塊42-42共同為線芯管提供一個普通的園殼體40。因此，每個拼塊42是弧狀的并且是這樣安排在線芯管周圍，使具有較大曲率半徑的表面46朝向電纜的外邊。還有，拼塊是這樣安排的，使得每個軸向延伸邊緣表面48-48與鄰近拼塊軸向延伸邊緣表面相連接。每個殼體拼塊是予制的，使得當殼體拼塊安排在線芯周圍時，軸向邊表面48-48從電纜的縱軸沿軸向延伸。在一實施例中，拼塊42-42可以用扎線捆起來(未示出)，扎線被螺旋地包在殼體周圍，雖然對于把拼塊固定在一起是不必須的。殼體拼塊47-47(見圖3)也屬本發(fā)明范圍之內，它們沿軸向邊緣表面49-49連接并且具有一個諸如舌狀或槽狀外形。這就有助于防止潮濕通過護套系統(tǒng)侵入線芯，有利于在制造過程中組裝時拼塊排列。
殼體40必須不削弱電纜的柔性。對于具有非金屬護套系統(tǒng)的電纜和以埋裝方式楔入地里的電纜，必須能夠經(jīng)受等于或小于10和電纜外徑乘積的彎曲曲率而不損傷電纜。合適的柔性可以兩種方式實現(xiàn)，首先是使拼塊被螺旋地包在管元件的周圍。當然，絞距可依電纜尺寸和使用而不同。同時，適當?shù)娜嵝砸部赏ㄟ^控制殼體40中拼塊42-42的數(shù)目來達到。
殼體40可以包含任意數(shù)目的拼塊42-42，只要每個拼塊的覆蓋面少于線芯園周的一半。在一優(yōu)選實施例中，采用了8個拼塊。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)拼塊數(shù)越多，電纜越柔軟。不過在線芯周圍組裝拼塊以形成殼體30時過多的拼塊將妨礙拼塊的直線排列。同時，因為殼體拼塊間的接縫易招致嚙齒動物侵入，拼塊數(shù)目不必要的增加可能增加電纜被嚙齒動物損害的易損性。
拼塊42-42中每一個都是由諸如嵌入固體絕緣基質中的有機或無機纖維等絕緣材料制成的。在一優(yōu)選實施例中，每個拼塊包含嵌入硫化環(huán)氧基質中的玻璃纖維。不過，制造拼塊的材料可以是市場上可得的那些材料的任何一種。重要的是，這些材料有較高的張力強度和較高的壓力強度，是非金屬材料，是當與嚙齒動物咀接觸時就阻止它再侵害的材料。其它的這種材料包括諸如在環(huán)氧基質中的KEVLAR纖維材料，S型玻璃，T型玻璃或炭纖維材料。
在一優(yōu)選實施例中，使用市場上可以買到的航空后勤公司(AirLogisticsCorp)標明E型玻璃帶的玻璃棒。每個殼體拼塊42包含一個基片，基片包括環(huán)氧材料基質中捆在一起的多到4000根連續(xù)單向纖維玻璃絲。這使得基片變得相當硬并使之能經(jīng)受住予期的壓力和張力。壓縮應力包括諸如溫度周期變化，和護套材料初始收縮引起的應力等。在一優(yōu)選實施例中，每個殼體拼塊42特點是，每百分之一的變形就有大約131公斤的張力硬度。
每個拼塊的徑向厚度也很重要。如果太厚，電纜柔性可能受不利影響。如果太薄，在施加于電纜的應力下拼塊會破損。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)厚度在大約0.51～1.02毫米范圍內是可行的，當然，這要取決于電纜的尺寸。
對于包括3個部件24-24，每個部件包括具有250微米外徑的12根包覆光纖的電纜20，線芯管30的內徑可以是大約0.63厘米，外徑大約是0.78厘米。每個具有大約0.90毫米厚度的8個殼體拼塊被用來提供一封閉殼體40。殼體拼塊螺旋式地絞合，每一個拼塊具有大約20厘米的絞距。
電纜20包括防止水侵入線芯的予防裝置也是重要的。在圖1和2的實施例中，防止水進入線芯是通過在殼體40在管元件30之間安排一個防水帶60實現(xiàn)的。
防水帶60可由一個薄片制品組成，它包括安排在兩層纖維薄片之間的可膨脹的極好吸收性的粉末。最好是，帶60由已被涂上防水材料的疏水材料做成。有利的是，所處理的帶子是親水性的。親水材料對于水有強化合力，即它容易吸水。
最好是，帶60是一個裹接的(Spunbonded)，非紡織聚脂材料，并且包括一個隨意安排纖維組成的在單纖維交叉處主要粘接的網(wǎng)狀結構。網(wǎng)纖維的連續(xù)性給網(wǎng)增加了張力強度。纖維可以由任何塑性樹脂或其它合適材料形成，它實際上是非吸濕的，它在電纜20部分擠出產(chǎn)生溫升時能夠保持它的形狀。設置網(wǎng)狀結構纖維使得空氣室或袋得以形成。
如上所述，形成網(wǎng)狀結構的聚乙烯對酞酸鹽纖維產(chǎn)品已由E.I.duPontdeNemoursandCompany，Ineorporatedof Wilmington.Del.注冊商標“Reemay”所標明。目前，不同厚度和密度的Reemay網(wǎng)狀結構可由Reemay.Inc of Old Hickory，Tennessee得到。在E.I.du Pont de Nemours and Company，Incorporated Wilmington，Delaware提供的公報R-1，1986年3月，題為“Reemay繞連聚脂的性能和處理”中進一步規(guī)定和敘述了Reemay(R)帶的性能。
雖然在優(yōu)選實施例中，使用裹接聚脂帶，但其它帶子也是可行的。例如，將盛行的帶子可能是尼龍裹接織品，非紡織玻璃，聚丙烯熔吹非紡織品，聚氨酯裹接織品或TCF纖維品等。
帶60的另一重要特性是組成帶子材料體的硬度。在限度范圍以內，當帶60的材料被逐步增加硬度制作時，更易在線芯管30周圍軸向形成帶，而不皺紋。不過，重要的是材料充分柔軟和松馳足以適應線芯管外表面的形狀從而得到一個殼體拼塊42-42裝于其上的最小園周尺寸。如所希望的結果，對于滿足所有必要要求的電纜，獲得最小全直徑。
帶60的材料硬度是由多種因素綜合控制的，例如單位體積纖維數(shù)目、材料的厚度、纖維的尺寸和材料中使用的扎線數(shù)量和類型。增加材料厚度明顯增加所鋪電纜單位表面積材料的成本。增加單位體積纖維的數(shù)量或增加扎線數(shù)量將會減少材料防止熱傳導的性能。這樣，至少4個因素，帶60的可成形性，帶的成本，帶的絕緣性能，和它的防水性能在為使用特種電纜提供適合材料時必須考慮和平衡。
在優(yōu)選實施例中，裹接聚脂帶60把聚脂纖維的溫度，化學及機械性能和裹接結構結合起來提供了一種適于使用在通訊電纜中的帶。這些性能包括較高的張力強度和拉長度，極好的抗撕裂強度，和抗高達約254℃溫度的性能。
為了使基帶在與潮濕接觸時膨脹，載帶60由適合的水膨脹材料浸漬，此處稱為最佳吸收材料。最佳吸收劑是親水材料，它在壓力下可以吸收并保持水分而在被吸收的液體中不會溶解。參看J.C.Djock和R.E.Klern合著的，為在1983年11月16-17日在圣安東奧，德克薩斯州召開的吸收物產(chǎn)品會上發(fā)表的“關于合成和淀粉接枝共聚物最佳吸收劑的評述”一文及結合參考文獻。各種性能如酶穩(wěn)定性，生物降解能力，吸收性能和吸收率被用來構成最佳的吸收材料的特征。最早的最佳吸收物之一是皂化淀粉接枝聚丙烯腈共聚物。見美國專利3425971。上述指出的專利公開了皂化淀粉接枝聚丙烯腈共聚物，含有多水基。
現(xiàn)在可以得到的兩個主要的最佳吸收劑是纖維或淀粉接枝共聚物和合成最佳吸收劑。有兩主要廣泛應用的合成最佳吸收劑。它們是聚合電解質和非電解質。聚合電解質是最重要的，它分為四類聚丙烯酸最佳吸收劑，聚縮平果酸酸酐乙烯基單體最佳吸收劑，聚丙烯腈基最佳吸收劑和聚乙烯基醇最佳吸收劑。其中聚丙烯酸和聚丙烯腈基最佳吸收劑是最普遍的。對于纖維-接枝共聚物最佳吸收劑，隨著增加鹽濃度合成最佳吸收劑的性能降低。
最佳吸收劑的聚丙烯酸類包括丙烯酸和丙烯酸鹽酯的均聚物和共聚物。單體元通常被聚合以產(chǎn)生一個水溶聚合物，然后它通過離子和/或共價交聯(lián)而變得不溶。聚合物交聯(lián)可以通過一個多價陽離子、輻射，或通過一交聯(lián)劑來完成。產(chǎn)品的吸收能力是由可電離基，通常是羰化物的數(shù)目和交聯(lián)密度來決定。
交聯(lián)密度不僅影響吸收能力，而且也影響吸收所需要的時間和所形成凍膠的強度。一般地說，交聯(lián)密度越高，所形成的凍膠越強。當交聯(lián)密度增加時，達到吸收劑性能的時間就減少，吸收劑性能也降低，在基帶60被浸漬以后，最佳吸收劑材料被干燥以便在帶上形成一個薄膜。所希望的是，用浸漬材料的薄膜而不是粉末浸漬帶60。該被浸漬帶60可以有一大約0.04到0.06Kg/m2的密度，它是用處理材料增加即擴大未處理帶10%到80%的密度。
裹接載帶60可以浸漬任幾種阻水最佳吸收劑材料?？梢杂脧亩嗨荏w得來的最佳吸收劑材料浸漬，多水溶體包含丙烯酸鹽聚合材料，它使丙烯酸和鈉丙烯酸鹽和水混合。
在另一實施例中，Reemay裹接聚酯帶是由多水溶體浸漬的，多水溶體包含與水混合的丙烯酸鹽和丙烯酰胺聚合物粉末。被用這樣一個合成物浸漬的帶具有一表示增加高達未處理帶60的密度約80%。
一般，帶60可以用(1)含有聚丙烯酸的材料，或(2)含有聚丙烯酰胺的材料，或(3)由(1)和(2)混合或其鹽，或(4)丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物和其鹽類，或(5)由(1)和(2)的共聚物，包括苯乙烯以及其它類似最佳吸收劑浸漬。在一優(yōu)選實施例中，當浸漬材料為多水溶液并被采用時，浸漬材料是一個水和最佳吸收材料的混合物，其中混合物含有約4-12%的固體。
有益的是，在與水接觸的反應中，電纜結構20中的最佳吸收劑膨脹阻止水的流動，包括軸向上水的流動。最佳吸收劑材料也形成一個凍膠并改變在與最佳吸收劑材料接觸點上流進水的粘性，使它更粘并因此對水產(chǎn)生更大阻力。結果，水從進入點沿電纜縱向流動就被大大減少。
帶60也具有諸如多孔率和厚度的特殊性能，這加強了它作為用于電纜的一個阻水元件的使用，特別是通訊電纜。重要的是需要具有較高多孔率材料制成的帶。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當帶的多孔率增加時，帶的阻水性也增加。多孔率可以通過在指定水壓下每平方米秒的立方米單位的空氣透氣率來測量。在124Pa水壓上，標準的多孔率是在約0.7到5.1m3/m2·s的范圍內。
顯然，因為它是如此多孔的，從而其結構也是多孔的，帶60可以容納大量浸漬材料。結果，流進的水和浸漬的阻水材料大面積接觸。在阻水材料和水之間有一驚人的反應速度，它使阻水材料膨脹并阻止水進一步沿電纜軸向流動。
未處理帶60的多孔率隨厚度的增加而減少。在優(yōu)選實施例中，Reemay
帶是在水壓為124Pa多孔率為4.1m3/m2·s的2014型。在標碼2014市售的Reemay帶具有每平方米0.03Kg的密度，具有0.20mm的厚度并由大量直的聚乙烯對酞酸鹽纖維形成。其它不同品級Reemay裹接聚脂帶或其它類似材料可以被使用。每平方米達約0.07Kg的材料密度是有實際價值的。
從另一觀點來看帶的厚度也是重要的。為了使電纜與標準尺寸的硬件端接，電纜直徑必須保持在應有范圍以內。從而，護套系統(tǒng)每個元件的厚度必須加以考慮。因此，應認真考慮多孔率和張力強度以確定厚度。帶60一定不能太薄，否則張力強度會受不利影響，而如果太厚，多孔率和整個電纜外徑要受不利影響。實際材料厚度可以在約0.13mm到0.30mm之間。這些值決不是限制本發(fā)明而只是表示目前較好的范圍。
電纜20的護套系統(tǒng)也包括一個外套65。外套65可以由諸如聚乙烯等塑料制成，并且對于包含三個部件24-24而每個部件有12根光纖的電纜來說，具有一個約1.24厘米的外徑。
在一優(yōu)選實施例中，套65被與殼體拼塊分開。不過，在本發(fā)明的范圍內是使殼體拼塊連于外套內表面上。例如，如圖3所示，每個拼塊47的外表面有一個適當粘性材料的涂層67，它將使套65和殼體連接。
有益的是，本發(fā)明的殼體40也充當熱屏障。當套在殼體40上被擠出時，得到傳向線芯的熱。電纜20的拼塊隔離線芯防止套被擠出產(chǎn)生的熱。實際上，殼體拼塊排除了對一個單獨的，在線芯管30周圍的眾所周知的熱線芯繞包的需要。
在圖4和5所示另一實施例中，電纜80包括一個線芯82，它包含傳輸介質84和一個線芯管85。傳輸介質84可以被安排在介質和線芯管85之間的線芯繞包83包繞。線芯繞包83在線芯管85擠出時保護介質84。在該實施例中，傳輸介質84可以包括多個迭式帶狀物86-86。每個帶狀物86包括一個平面排列的光纖87-87。包繞線芯管85的是一個殼體88，殼體包含多個弧形拼塊90-90。在該實施例中，殼體88包含4個拼塊90-90。
在圖4和圖5的實施例中，每個殼體拼塊90-90具有最佳吸收材料的涂層92。最佳吸收材料可以是用于浸漬載帶60的材料。必須注意保證每個殼體的軸向邊緣表面93及94和主表面96及98都具有涂層材料。這樣的涂層材料布置和具有充分接觸的相鄰軸向邊緣表面的殼體拼塊的安排將保證經(jīng)過相鄰拼塊之間接縫的水流被阻止。
在殼體88上安裝了一個套99。如前所述的實施例，套99可以是塑料例如聚乙烯。
上述電纜是一個具有全絕緣護套系統(tǒng)的電纜，從許多角度來看它是是可取的。由于全絕緣它一定適用于多雷電地區(qū)，因為它不吸引雷電。同時，它不會腐蝕并有助于在光纖電纜中產(chǎn)生氫氣問題的解決。
它的最重要特點之一是它能阻止嚙齒動物侵害。由于制作材料是諸如玻璃之類，它不會作為咀嚼物去吸引嚙齒動物。拼塊具有很高的強度、耐久性并能阻止嚙齒動物在初次遭遇之后再次侵害。
護套系統(tǒng)幾種韌性計量之一是稱為韌性指數(shù)的一個參數(shù)。它通過把材料的臨界張力強度和斷裂張力相乘而得到。修正以每立方米牛頓·米為單位的單位體積材料所吸收能量的數(shù)量表示的韌性指數(shù)，以便把對電纜其它參數(shù)的影響減到最小。因為用每米牛頓·米單位表示的被修正韌性指數(shù)是防止嚙齒動物引起變形損失的可靠指示標記，在增加韌性和改進籠閉試驗操作之間有一相互關系?；\閉試驗(Cagetest)是眾所周知的，并在N·J·Cogelia的前述論文中，以及其它論文中已有描述。
在所修正的韌性指數(shù)和經(jīng)受住試驗的樣品百分率之間的關系易由圖6所示曲線圖確定。改進操作和增加韌性的相互關系是極明顯的。
在Cogelia的以及其它文章中，提供一個圖表示出一對和二對具有螺旋形鎧裝的地埋或配電線的有關性能比較。所修正的韌性指數(shù)和由CPA195型急淬火銅合金構成的鎧裝經(jīng)受住籠閉試驗百分比分別為53和20，而304型退火不銹鋼制成的鎧裝參數(shù)為142和100。對于具有8個厚0.76-0.89mm、抗裂強度357Kg的拼塊的本發(fā)明光纖電纜，所修正的韌性指數(shù)是105，并經(jīng)受住籠閉試驗的百分率是在90到100的范圍內。
可以看出，本發(fā)明的電纜優(yōu)于使用不銹鋼鎧裝的那種電纜。從排除氫氣產(chǎn)生可能性而具有固有防雷電保護性能的全絕緣護套系統(tǒng)電纜的優(yōu)點來看，人們可以立即體會到本發(fā)明電纜的價值。
本發(fā)明的電纜已被說成是抗嚙齒動物電纜。嚙齒動物咬進安裝在環(huán)氧樹脂基質中的玻璃纖維將感覺到針狀刺激，玻璃纖維穿透嚙齒動物咀的軟牙床。該感覺阻止同一嚙齒動物再次侵害電纜。很顯然，這種電纜不僅防嚙齒動物而且也防諸如鯊魚之類的任何動物，這些動物有侵害電纜的嗜好。
由上所述看來，顯然本發(fā)明電纜在戶外環(huán)境中有極好的實用性，因為它出色地防止嚙齒動物和雷電。但是，本發(fā)明的電纜也適于戶內使用。當然，在戶內使用要求電纜是耐火的。形成殼體的拼塊具有極好的抗火抗煙性。如果外套是由諸如聚乙烯氯化物之類的耐火材料制做的，電纜也可用于做為立柱電纜。
現(xiàn)在參看圖7和8，這里示出了本發(fā)明另一實施例，電纜110包括圖1的線芯22和塑料線芯管30和殼體40。
在該實施例中，殼體40是一內殼體，一個外殼體114包圍該內殼體，安排在外殼體114上的是一塑料套116。
殼體40和114的每一個分別包繞多個軸向延伸的拼塊42和120。拼塊120-120和電纜20的拼塊42-42及電纜80的拼塊90-90類似。就這樣每一個拼塊都具有弧形橫截面而且都是由基質材料中包含的纖維材料制成。相鄰拼塊的軸向邊緣表面沿徑向線彼此鄰接。還有，內殼體40的拼塊42-42和外殼體114的拼塊120-120是以相反方向螺旋式地包在電纜線芯的周圍。特別是殼體114中拼塊數(shù)目比殼體40中的數(shù)目多1。因為用了兩個殼體層，每個殼體拼塊的厚度，例如約0.6-0.76mm，可以小于電纜20中拼塊40的厚度。
已發(fā)現(xiàn)圖7的電纜100比圖1和4的電纜具有更強的防動物侵害功能。這是由于使用雙層防嚙齒動物材料和增加了電纜直徑。同時，內殼體40對很高壓力提供的支承比圖1單殼體線芯管30更硬。
進一步防嚙齒動物功能可以從圖9和10的電纜130中獲得。其中，電纜130包含一個用安排在線芯管和套133之間的兩個殼體40和132封閉在線芯管30中的線芯22。殼體40包含多個軸向延伸拼塊42-42，殼體132包含多個軸向延伸拼塊134-134。
一個內塑料管136被安排在兩殼體40和132之間從而增加了電纜的直徑，使得嚙齒動物用咀咬它更困難。在如圖7和8所示電纜實施例中，外層殼體拼塊的數(shù)目超過內層的并每個拼塊的厚度小于電纜20殼體拼塊的厚度。
在電纜110和電纜130的優(yōu)選實施例中，在殼體40和114中和在殼體40和132中的拼塊是用相同的材料，即纖維加強環(huán)氧樹脂。不過，一個殼體中拼塊的材料不同于同一電纜中其它殼體中拼塊的材料這種情況也在本發(fā)明的范圍之內。
應該知道，上述配置僅是本發(fā)明的示例。包括本發(fā)明原理，屬于本發(fā)明思想和范圍之內的其它配置可由熟悉本技術的專業(yè)人員設計出來。
權利要求
1.一種防獸電纜，它包含一個含有至少一個傳輸介質的線芯，一個包繞所述線芯的護套系統(tǒng)，所述護套系統(tǒng)包含一塑料外套，所述護套系統(tǒng)其特征在于多個軸向延伸的拼塊，每個拼塊具有一個橫切于電纜縱軸的弧形橫截面，每個拼塊是由含有嵌入基質中纖維的絕緣材料制成，它阻止同一動物重復侵害并對所述電纜提供合適的張力和壓強，所述拼塊，以其予制成緊密接觸的面向相鄰拼塊軸向邊緣表面，共同提供一個包繞所述線芯的殼體，所述拼塊在所述線芯周圍螺旋式絞合，其數(shù)量足以使所述電纜在予定半徑路徑上安排而不損害所述電纜，所述外套安排在所述拼塊周圍。
2.權利要求1的電纜，其中絕緣殼體包含至少八個軸向延伸拼塊。
3.權利要求1的電纜，其中每個所述拼塊包含嵌入硫化環(huán)氧基質中的無機纖維。
4.權利要求3的電纜，其中每個所述拼塊包含樹脂連接玻璃纖維。
5.權利要求1的電纜，其中所述拼塊的數(shù)目被優(yōu)選以提供足夠的柔軟性和不妨礙所述電纜制造時所述拼塊的排列。
6.權利要求1的電纜，其中每個所述予定拼塊的所述軸向邊緣表面從所述電纜縱軸徑向延伸，并且其中所述予定半徑至少和10與所述電纜外徑的乘積一樣低。
7.權利要求1的電纜，它也包括一個安排在絕緣殼體和所述外套之間的阻水材料層。
8.權利要求7的電纜，其中所述拼塊形成一包繞所述線芯的園殼體并且其中每個所述殼體拼塊都具有最佳吸收劑材料的涂層。
9.權利要求1的電纜，其中每個所述拼塊的外表面被連成所述外殼的內表面。
10.權利要求9的電纜，其中每個所述殼體拼塊的外表面具有粘接所述套的粘性材料。
全文摘要
一種防獸光纖電纜包括一個線芯，線芯包含一個傳輸導體和一個護套系統(tǒng)。護套系統(tǒng)包括一個外套和一個絕緣鎧裝共同形成一個殼體。該殼體包含多個軸向延伸的預制拼塊，每個拼塊具有一個橫切電纜縱軸的拱形切面，并且每個包含嵌入基質材料的玻璃纖維。每個拼塊覆蓋線芯圓周的少一半，在一優(yōu)選實施例中采用了八個拼塊。進而，殼體拼塊以互相嚙合的鄰近拼塊的縱向側面在線芯的周圍螺旋式地絞合。再者，因為電纜具有完全絕緣的護套系統(tǒng)，它自然地就起到防雷電、防腐蝕和防電磁脈沖(EMP)的作用。
文檔編號H01B7/17GK1038704SQ8910443
公開日1990年1月10日 申請日期1989年5月16日 優(yōu)先權日1988年5月17日
發(fā)明者肯迪多·約翰·阿羅約, 帕胡?！み_雅海·帕特爾 申請人:美國電話電報公司