阅读说明：本技术 一种防啮咬光缆 (Optical cable for preventing biting ) 是由 吴海港 王醒东 周杭明 于 2020-03-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于光缆领域,尤其涉及一种防啮咬光缆。其包括：铠装层,外护套和芯缆；所述铠装层包覆在外护套外部,芯缆设置在外护套中；所述外护套和芯缆之间设有聚酯纤维层,聚酯纤维层由若干聚酯纤维丝组成。本发明所制得的防啮咬光缆能够有效减轻啮齿类动物的啮咬损伤；防啮咬性能能够长久地保持；所产生的静电安全,对人体无损伤、于自然环境中不产生安全隐患；成本较低,有利于推广和大规模生产使用；光缆成分无毒无害,对环境友好。(The invention belongs to the field of optical cables, and particularly relates to an anti-biting optical cable. It includes: the armor layer, the outer sheath and the core cable; the armor layer is coated outside the outer sheath, and the core cable is arranged in the outer sheath; and a polyester fiber layer is arranged between the outer sheath and the core cable and consists of a plurality of polyester fiber yarns. The anti-rodent optical cable prepared by the invention can effectively reduce the rodent damage caused by the rodent; the anti-biting performance can be kept for a long time; the generated static electricity is safe, has no damage to human bodies and does not generate potential safety hazard in natural environment; the cost is low, and the popularization and large-scale production and use are facilitated; the optical cable components are nontoxic and harmless and are environment-friendly.)

一种防啮咬光缆

技术领域

本发明属于光缆领域，尤其涉及一种防啮咬光缆。

背景技术

近年来，国内通信业飞速发展，光缆作为支撑通信的基础资源也随之大规模地进行建设，从施工难度和经济的角度出发，架空光缆是主要的敷设方式之一。

在野外架空光缆敷设的环境周围，植被都比较发达、自然条件比较好，适合许多野生动物生活，因此自然而然遭受啮咬损伤较为严重。而其中松鼠和田鼠等具有顽强生命力和繁殖力的啮齿类动物所造成的尤为巨大，此类啮齿类由于门齿特别发达而且会不断地生长，养成了需要持续性地啃咬物体以保持其牙齿锋利的习性，光缆从丛林中穿过，不仅给这些啮齿类动物提供了休闲娱乐的平台，而且现有的光缆护套所具备的特有的硬度和芳香气味也吸引着他们，使得光缆对于啮齿类动物产生了极大的吸引力。

为克服野外架空光缆敷设时容易产生啮咬损伤的问题，目前开发出了多种具有防啮咬性能的光缆。如常见的GYTA光缆，而部分雷电多发区采用了全非金属结构的架空光缆，但在植被发达的地区，现有的防啮咬光缆大多无法产生非常优异的防啮咬效果，其中大部分防啮咬光缆采用物理强化的方式以提升光缆的防啮咬性能，但其治标不治本，在长期使用后仍容易产生损伤，而化学法防啮咬光缆大多采用添加合成辣椒素的方式，合成辣椒素在光缆服役过程中容易产生扩散和挥发，导致其有效期较短，并且化学法防啮咬光缆普遍存在一定的毒性，对环境具有一定的污染性，而余下的部分防啮咬光缆则普遍存在着生产制造成本严重过高等问题。

发明内容

为解决现有的光缆防啮咬性能有限，物理法治标不治本，而化学法防治啮咬损伤由于化学成分的挥发和扩散导致其有效期较短等问题，本发明提供了一种防啮咬光缆。本发明的目的在于：一、使得光缆能够动态地产生静电以实现驱赶啮齿类动物、防啮咬的效果；二、确保静电处于安全范围内，不会引起对人的损伤且在自然环境中不产生安全隐患；三、降低制备成本，以使其具有良好的普适性和推广价值；四、确保光缆无毒害，对环境友好。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种防啮咬光缆，包括：

铠装层，外护套和芯缆；

所述铠装层包覆在外护套外部，芯缆设置在外护套中；

所述外护套和芯缆之间设有聚酯纤维层，聚酯纤维层由若干聚酯纤维丝组成。

作为优选，

所述聚酯纤维层设有2～4层。

作为优选，

所述外护套芯部设有芯腔，芯缆设置在芯腔内；

所述芯腔为椭圆形。

作为优选，

所述外护套为蝶形，其在芯腔长轴两端相对应的外壁处设有外套陷槽；

所述外套陷槽内填充有PMMA胶条。

作为优选，

所述芯缆由内护套包覆光纤形成，所述内护套为蝶形；

内护套的外壁设有内套陷槽；

所述内套陷槽与外套陷槽位置相错。

作为优选，

所述内护套内套陷槽对应的芯腔内壁设有定位凸起。

作为优选，

所述外护套内设有相对称的加强构件；

所述加强构件的径向截面为弧形。

作为优选，

所述加强构件由导静电材料包覆FRP材料制得的非金属胶条或导电金属条。

作为优选，

所述铠装层和外护套均采用FPR材料进行制备。

本发明的有益效果是：

1)能够有效减轻啮齿类动物的啮咬损伤；

2)防啮咬性能能够长久地保持；

3)所产生的静电安全，对人体无损伤、于自然环境中不产生安全隐患；

4)成本较低，有利于推广和大规模生产使用；

5)光缆成分无毒无害，对环境友好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A部分的放大示意图。

图中：1铠装层，2外护套，201外套陷槽，202定位凸起，203芯腔，3芯缆，301内护套，302光纤，303填充绳，304内套陷槽，4加强构件，5聚酯纤维层，6PMMA胶条。

具体实施方式

以下结合具体实施例和说明书附图对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如无特殊说明，本发明实施例所用原料均为市售或本领域技术人员可获得的原料；如无特殊说明，本发明实施例所用方法均为本领域技术人员所掌握的方法。

实施例

一种如图1和图2所述的防啮咬光缆，其包括：

铠装层1、外护套2和芯缆3部分，其中外护套2为蝶形的护套，其外壁设有外套陷槽201；

所述铠装层1包覆在外护套2外部，外护套2的几何中心处设有芯腔203，芯缆3设置在芯腔203内，即芯缆3被外护套2包覆在其几何中心处；

所述芯腔203为椭圆形，其长轴两端对准外护套2的外套陷槽201；

所述外护套2内设有加强构件4，加强构件4所示如图1所示截面为弧形，其可为导静电材料包覆FRP材料制得的非金属胶条也可为低成本的导电金属条，本实施例优选为外包0.3～0.5mm厚导静电材料的GFRP条构成；

所述外护套2同样采用FRP材质，最优选为GFRP材质，其具有良好的力学性能并具备一定防啮咬效果，在动物对其进行啮咬时口腔会产生刺痛感因而通常会放弃啮咬或显著缩短连续啮咬的时长；

所述外护套2和铠装层1之间沿整体光缆的轴向铺设有若干聚酯纤维，形成聚酯纤维层5，聚酯纤维层5优选设置至少两层，如图1和图2所示，即设有两层的聚酯纤维层5，并且聚酯纤维层5所采用的聚酯纤维优选为长丝聚酯纤维，相对应的铠装层1采用松套的方式包覆在聚酯纤维层5外侧，其采用CFRP材料进行制备，CFRP材料具备一定的导电性能够实现释放静电的作用，并且具有极高的弹性、断裂韧性、抗疲劳性和抗蠕变性，由于采用松套的方式包覆在聚酯纤维层5外侧，其受外力作用如风力、动物攀爬时产生的扭力作用时，相对内部结构必然产生一定的扭转，因此选用铠装层1材料时必须综合其强度、抗扭曲性、抗疲劳性等进行多方面的综合考量，并且在本发明技术方案中，还进一步需要综合考量其导静电能力，因此在大量的试验后，发现CFRP是目前已知的最优选择，其力学性能和导静电能力均处于较高且合适的范围内。

通过松套的方式设置铠装层1，并配合在铠装层1和外护套2之间设置多层的聚酯纤维层5，使得动物在攀爬以及驻停在光缆上时，必然会带动铠装层1进行不断轻微的旋转，而外铠装层1具有良好的弹性，在扭转后容易恢复，首先致使动物在攀爬和驻停光缆时行动的稳定性下降，增大动物在光缆上行动和停留难度以首先减轻动物对光缆的啮咬损伤，进一步的，在铠装层1发生轻微扭动时会带动铠装层1和外护套2之间的聚酯纤维层5中聚酯纤维的轻微运动，使得聚酯纤维之间产生摩擦，本发明技术方案特选聚酯纤维作为铠装层1和外护套2之间的功能性层结构，即是聚酯纤维具有非常容易摩擦产生静电的特点，动物在光缆上进行攀爬和驻停时带动铠装层1产生连续性的轻微扭动，使得聚酯纤维层5中的聚酯纤维发生不断的摩擦，产生并积蓄静电，静电可通过CFRP材质的铠装层1释放、作用在动物身上，通过静电的刺激使得攀爬和驻停的动物产生不适感，以实现驱赶动物防止啮咬的效果，并且通过研究试验发现，设置2～4层的聚酯纤维层5均能够产生相应的静电显著减少动物在光缆上的驻停时间、攀爬次数，并且使得动物在光缆上的单次攀爬通过的时间显著缩短，产生显著的驱赶动物效果，具体试验参照下述进行：

设置四个易观察的2m×2m×2m尺寸的全透玻璃房，均在高0.35m处搭设5根长1.5m的受试缆，并在每个全透玻璃房内投入8只具有较强攀爬习性和啮咬习性的雄性赤腹松鼠，所选用的赤腹松鼠体征基本相同，符合动物实验标准，进行为期3d的摄像持续观察记录，记录每个全透玻璃房内所搭设受试缆的总攀爬次数、单次攀爬通过的平均时长、平均驻停时长和啮咬次数，并参照[覃宁.防鼠光缆的研究应用[J].中国新通信,2012,000(016):54-55.]一文中啮咬指数对受试缆的损伤程度进行判定，指数计5根受试缆的均值，试验和对比结果如下表表1所示：

表1：缆线对于驱赶动物的试验结果和对比

表1中除总攀爬次数和啮咬次数外所有数据均精确至小数后两位，且：

S-1受试缆为本发明结构光缆(双层聚酯纤维层5)；

S-2受试缆为本发明结构光缆基础上采用填充绳303替代聚酯纤维；

S-3受试缆为在S-2的基础上采用紧套配合胶固定的方式设置铠装层1；

S-4为空白对照组的PVC缆；

且S-1至S-4四种受试缆均具有相同的外径(1.8cm)、均以相同染料涂制外表面为黑色，均以1.5mm线径的PP纤维线作为芯缆3，所有受试缆均有明黄色三等分标记，攀爬次数以攀爬至少1.0m距离算，小于1.0m记为0，大于或等于1.0m记为1，单次攀爬通过平均时长以爬完全程的时长计，未爬完全程不计入在内以减小误差，平均驻停时长以在光缆上某一定点位置保持1s及以上时长时计算，不计算保持1s以下。

通过上述驱赶试验可以明显看出，在静电作用下，赤腹松鼠在攀爬和驻停过程中产生了显著的不适感，由于不适感的产生明显减少了总攀爬次数和啮咬次数，显著降低了单次攀爬通过的平均时长、平均驻停时长和光缆损坏指数，通过上述结构即产生了显著的驱赶动物、防啮咬效果。

在此基础上，进行人体触摸试验，在模拟约21m/s风速的烈风吹拂环境中，S-1受试缆所产生的静电对人体有轻微的不适感或基本无感，但对人体基本无害。

所述芯缆3由内护套301包覆光纤302形成，内护套301内空隙处填充有填充绳303，内护套301与外护套2相同是截面均为蝶形的护套，且其外壁设有同样设有内套陷槽304，内套陷槽如图1所示与外套陷槽201位置相错，优选为两者相互垂直设置且内套陷槽处于芯腔203的短轴方向上，使得内套陷槽之间的连线与外套陷槽201之间的连线相互垂直，由于本发明技术方案的结构的特殊性以及必须要实现产生静电的特殊性，因此芯缆3需要特殊结构进行配合以提高对芯缆3内光纤302保护能力，通过相错设置的外护套2和内护套301，使得芯缆3部分具有较优的抗折和抗扭性。

所述内护套301的内套陷槽304相对应的芯腔203内壁设有定位凸起202，定位凸起的设置能够有效避免内护套301和外护套2的相对转动，以确保芯缆3的抗折能力和抗扭能力不会由于相对转动而下降。

所述外护套2的外套陷槽201内填充有PMMA胶条6，PMMA胶条6具有良好的柔弹性，对蝶形外护套2本身所具备的结构特点、力学性能影响轻微，而其具有良好的储存静电的能力，在自然环境中能够在日常受风力吹拂时进行静电的积攒，以在动物进行攀爬时产生更显著的静电驱赶效果。

在上述动物驱赶试验的基础上，进行3h风速约为6.5m/s的和风吹拂后保持和风吹拂状态对S-5和S-6受试缆的同等试验，其中：

S-5受试缆为设有PMMA胶条6的防啮咬光缆；

S-6受试缆为不设有PMMA胶条6、利用天然乳胶替代的防啮咬光缆。

具体测试结果和对比如下表表2所示；

表2：蓄静电结构对驱赶效果的实验结果和对比

表2中除总攀爬次数和啮咬次数外所有数据均精确至小数后一位。

从上述表2可明显看出，在增设PMMA胶条6以实现一定的蓄静电效果后，驱赶动物的效果进一步得到提升。

进行人体触摸试验，在模拟约13m/s风速的强风吹拂环境中保持3h后，S-5受试缆所产生的静电对人体有轻微的不适感且不适感相对S-6略有明显，但同样对人体基本无害，在强风吹拂作用下虽然能够持续不断地产生静电并积蓄，但由于CFRP铠装层1以及尤其是外护套2内的外包导静电材料的GFRP条加强构件4，具有良好的释放静电能力，能够持续性地释放静电以确保光缆静电的积蓄量始终保持在对人体无害的程度内，不具备使用风险性。