1.本发明属于光缆领域，尤其涉及一种长距离架空用光缆。


背景技术：

2.光缆是现代通信最主要的媒介，没有光缆的大规模应用，光纤到户无从谈起。在一些丘陵、山脉、河流或沙漠等人烟稀少的特殊环境，光缆通常采用架空的方式进行布线。现有的架空光缆通常采用自承式，即在光缆中设置钢绞线，以提升光缆的抗拉强度。
3.但现有的架空光缆易受台风、冰雪、洪水等自然灾害的威胁，架空光缆也容易受到外力和本身机械强度减弱等影响，因此架空光缆的故障率高于直埋和管道式的光缆，如在风力较强的环境中，光缆的晃动幅度增加，扭曲严重；在积雪结冰等低温环境中，光缆受到压力下垂，容易导致光纤受损，同时积雪也会导致光缆扭曲，从而导致光纤受损，而一旦光纤受损，架空光缆的更换难度将远高于直埋光缆。
4.综上，现有技术存在以下不足：(1)在光缆中设置钢绞线，导致光缆重量增大；(2)抗压、抗扭曲性能较弱，光纤易受损，更换难度大。


技术实现要素：

5.本发明针对上述问题，克服至少一个不足，提出了一种长距离架空用光缆，解决了现有技术中架空光缆重量大、抗压、抗扭曲性能较弱，光纤易受损等问题。
6.本发明采取的技术方案如下：
7.一种长距离架空用光缆，截面为圆形，由内而外依次设置有光单元、骨架、加强部、缓冲块和护套；
8.光单元，为单模或多模光纤、光纤束或光纤带；
9.骨架，截面为圆形，中心具有轴向的通孔，光单元沿轴向设置在通孔中，骨架外周均匀、间隔的设置有多个凸起，凸起的数量至少有3个，凸起之间形成凹部；
10.加强部，呈内部中空的环状结构，骨架设置在加强部内部的中空位置，加强部的内测均匀、间隔设置有多个“y”形支撑部，所述支撑部由一个主骨架和两个第一分支架构成，支撑部与骨架外侧的凸起数量相等且一一对应，主骨架的内端为槽状部，骨架的凸起嵌入槽状部，每个“y”形支撑部的两个第一分支架分别向两侧延伸，形成连接部，使加强部成为一体结构，相邻的支撑部之间形成空腔；
11.缓冲块，设置在每个所述“y”形支撑部的两个第一分支架之间的空隙中，缓冲块的内表面与每个“y”形支撑部两个第一分支架之间的空隙完全贴合，其外侧面与连接部等高同圆；
12.护套，挤塑在缓冲块和加强部的外表面。
13.可选的，所述骨架由内部的第一骨架和嵌设在第一骨架外部的第二骨架构成，第一骨架的内测为空腔，光单元设置在第一骨架的内部，第一骨架和第二骨架外表面均均匀、间隔设置有凸起，第一骨架相邻凸起之间形成第一凹部，第二骨架相邻凸起之间形成第二
凹部，第二骨架的内测沿光缆径向设有与第一骨架凸起数量相等的卡槽，且卡槽的宽度大于第一骨架凸起的宽度，第一骨架的凸起嵌入在卡槽内。
14.可选的，所述第二凹部之间设置有填充纱，填充纱的外侧面成弧形，且所有第二凹部之间的填充纱的外侧面，均处于以骨架轴心为圆心的等圆上，凸起的高度高于填充纱的外侧面。
15.可选的，所述第二骨架内测设置的多个卡槽，彼此相通。
16.可选的，所述第一骨架和缓冲块为弹性材料。
17.可选的，所述第二骨架和加强部为cfrp或gfrp材料。
18.可选的，所述弹性材料为tpu或mdpe。
19.可选的，所述“y”形支撑部的主骨架上还设置有缓冲腔，所述缓冲腔截面面积不超过主骨架截面面积的1/2。
20.可选的，所述缓冲块之间通过缓冲带连接，形成一体结构，缓冲带的内表面贴合支撑部的连接部。
21.可选的，每个所述“y”形支撑部主骨架的两侧还贴合设有支撑片，所述支撑片与支撑部所用材料相同，支撑片的内端与支撑部的内端共用一个槽状部，支撑片的外端贴合主骨架向外侧延伸，直至第一分支架的外端。
22.本发明的有益效果是：对架空光缆的结构进行改进，避免使用钢绞线，减轻了光缆的重量，当光缆受到压力时，通过骨架和加强部的作用，可以将压力进行分散与削弱，同时设计特殊的骨架结构，缓解、避免光纤受压、扭曲受损，提升了光缆的抗压、抗扭曲效果，可以满足积雪、风力较大等特殊环境的使用要求。
附图说明：
23.图1是本发明的结构示意图；
24.图2是本发明的另一结构示意图；
25.图3是本发明的骨架结构示意图；
26.图4是本发明在某方向的受力示意图；
27.图5是本发明的某方向另一情况受力示意图；
28.图6是本发明在另一方向的受力示意图。
29.图中各附图标记为：
30.1、光单元，11、通孔，2、骨架，21、第一骨架，211、第一凹部，22、第二骨架，221、第二凹部，222、卡槽，3、加强部，31、主骨架，311、槽状部，312、缓冲腔，32、第一分支架，33、连接部，34、支撑片，35、延伸部，4、缓冲块，5、护套。
具体实施方式：
31.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。
32.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“抵接”、“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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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。
34.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。
35.实施例
36.下面结合各附图，对本发明做详细描述。
37.如图1所示，一种长距离架空用光缆，截面为圆形，由内而外依次设置有光单元1、骨架2、加强部3、缓冲块4和护套5；
38.骨架中心具有轴向的通孔11，光单元沿轴向设置在通孔中，所述骨架的外周均匀、间隔的设置有多个凸起，凸起的数量至少有3个，凸起之间形成凹部，为保证光缆的圆度，本实施例中，凹部之间还设置有填充纱，填充纱的外侧面成弧形，且所有凹部之间的填充纱的外侧面，均处于以骨架轴心为圆心的等圆上，凸起的高度高于填充纱的外侧面，所述光单元为单模或多模光纤、光纤束或光纤带。
39.进一步的，如图2所示，骨架由内部的第一骨架21和嵌设在第一骨架外部的第二骨架22构成，第一骨架的内测为空腔，光单元设置在第一骨架的内部，第一骨架和第二骨架外表面均均匀、间隔设置有凸起，第一骨架相邻凸起之间形成第一凹部211，第二骨架相邻凸起之间形成第二凹部22，第二骨架的内测沿光缆径向设有与第一骨架凸起数量相等的卡槽222，且卡槽的宽度大于第一骨架凸起的宽度，第一骨架的凸起嵌入在卡槽内，且在卡槽内可进行一定幅度的自由旋转，具体结构见图3。当光缆外部受到压力、或光缆扭曲时，第一骨架可在第二骨架内进行一定程度的旋转，从而分散、缓解或避免光纤受到压力或扭曲，避免光纤受损。
40.更进一步的，第二骨架的内测沿光缆径向设置的多个卡槽，彼此相通，形成一个大的卡槽，优势在于，在光缆的压力或扭曲程度较大时，第一骨架的旋转自由度更高。
41.如图1、2所示，加强部3呈内部中空的环状结构，骨架设置在加强部内部的中空位置，加强部的内测均匀、间隔设置有多个支撑部，每个支撑部为“y”形，由一个主骨架31和两个第一分支架32构成，支撑部与骨架外侧的凸起数量相等且一一对应，主骨架的内端为槽状部311，骨架的凸起嵌入槽状部，实现加强部与骨架的连接固定，每个“y”形支撑部的两个第一分支架之间形成的空隙，设置有缓冲块4，两个第一分支架向两侧延伸，形成连接部33，使加强部成为一体结构，缓冲块的内表面与每个“y”形支撑部两个第一分支架之间的空隙完全贴合，外侧面与连接部等高同圆，相邻的支撑部之间形成空腔，空腔内可选择性的设置
阻水纱。
42.进一步的，为提高本发明光缆的抗压、抗扭能力，第一骨架和缓冲块选择具有一定弹性的材料，如tpu或mdpe等，第二骨架和加强部选择cfrp或gfrp材料，cfrp或gfrp材料均具有抗弯、抗拉、抗压强度高，性能稳定，耐盐水、化学物质，不受酸雨、盐及大部分化学物质的环境影响的特点，且基体是树脂，与一般材料的匹配度较高。
43.根据使用环境的不同，可以选择不同的材料，在风里较大的区域，选择cfrp，原因在于，风力较大的区域，光缆的晃动程度、第一骨架的旋转频率较高，容易产生静电，静电积聚较多时，容易加快护套的老化，采用cfrp，由于其具有一定的导电性，有助于电荷的导出；如在积雪较为严重的区域，因cfrp成本更高，加强部优先选择gfrp。
44.更进一步的，为降低本发明光缆的重量，在本实施例中，“y”形支撑部的主骨架上，还设置有缓冲腔312，缓冲腔的形状无特别要求，但其截面面积不超过主骨架截面面积的1/2。
45.此外，缓冲块可以为分体结构，也可以彼此之间通过缓冲带连接，形成一体结构，缓冲带的内表面贴合支撑部的连接部。
46.为进一步提高本发明光缆的抗压效果，每个“y”形支撑部主骨架的两侧还贴合设有支撑片34，所述支撑片与支撑部所用的材料相同，支撑片的内端与支撑部的内端共用一个槽状部，支撑片的外端贴合主骨架向外侧延伸，直至第一分支架的外端。
47.结合图4、图5对光缆受力情况进行详细分析，当本发明光缆应用于积雪较大的环境中时，受力情况分两种情况讨论：(1)当压力(积雪)主要集中在连接部时(见图4)，外力f分解为直接向下的力f1和沿两个“y”形支撑部相邻的第一分支架传导的力f2和f3，以力f2进行分析，f2进一分解为沿主骨架的力f21和沿另一第一分支架传导的力f22，力f21继续向光缆内部周向和径向传导，力f22沿光缆外部周向传导，直至将力分散至整个光缆，需要注意的是，沿主骨架的力f21和力f31进一步向内传导时，沿第二骨架周向的部分分力相抵消(如图中f211和f311，方向相反，力部分或全部抵消)，剩余的力通过第二骨架向内传导至第一骨架，由于第一骨架为弹性材料，将大幅度削弱传导力，避免光纤受损，此外在力传导的过程中，第一骨架由于受力不均可能会在第二骨架内呈一定幅度的旋转，也能起到分散力的作用，实现对光纤的保护，而力f1向内传导至空腔时，空腔通过变形来减弱力继续向内部传导，当主骨架两侧设置有支撑片时，支撑片将进一步阻止空腔的变形，形成较强的抗压效果；(2)当压力(积雪)主要集中在缓冲块时(见图5)，力f经过缓冲块的缓冲，减弱分解为直接向下的力f4和沿一个“y”形支撑部两个第一分支架传导的力f5和f6，力f5和f6传导至支撑片和空腔，空腔通过变形削弱力的传导，而支撑片对传导力形成抵抗，力f4沿主骨架传导至槽状部分解，部分沿第二骨架周向分散传导，部分沿第二骨架径向继续向第一骨架传导，同情况(1)相似，由于第一骨架为弹性材料，将大幅度削弱传导力，避免光纤受损，同时第一骨架由于受力不均也可能会在第二骨架内呈一定幅度的旋转，也能起到对光纤的保护的作用。
48.当本发明光缆应用于风力较强的环境中时，如图6所示，光缆受到从右向左的强风时，假设光缆上方的风力强于下方，那么光缆会出现逆时针旋转的趋势，而在光缆内部，第一骨架在第二骨架内部具有一定的位移自由度，从而具有向顺时针旋转的趋势，从而使得光纤的相对位置基本不变，光纤不易受到扭曲。