CN102610301A

CN102610301A - 大型射电望远镜主动面系统专用电缆

Info

Publication number: CN102610301A
Application number: CN2012100812768A
Authority: CN
Inventors: 叶骞; 余宏; 金惠良; 王锦清; 凌权宝; 周君瑜
Original assignee: Shanghai Jiaotong University; Shanghai Astronomical Observatory of CAS
Current assignee: Shanghai Jiaotong University; Shanghai Astronomical Observatory of CAS
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2012-07-25

Abstract

一种大型射电望远镜主动面系统专用电缆，包括有缆芯，该缆芯外周由内向外依次包裹有绕包层、内护套层、屏蔽层和外护套层；缆芯包括两信号分电缆、两电源分电缆以及填充物；信号分电缆包括信号缆芯，该信号缆芯外周由内向外依次包裹有屏蔽层和护套层，信号缆芯包括一信号地线和两信号导线，该信号导线由信号线芯外围包裹绝缘层而成，两信号导线绞合以后外周缠绕有绕包层；电源分电缆由电源缆芯外围包裹电源电缆护套层组成；八针脚电缆接头的八支针脚分别与各缆芯和屏蔽层引出导线焊接连接；电缆接头使用电气胶进行灌胶与封胶。本发明功能齐全、结构紧凑、绝缘性好、屏蔽电磁干扰能力强、抗雷击、抗老化防腐蚀、使用寿命长、强度高、散热能力好。

Description

大型射电望远镜主动面系统专用电缆

技术领域

本发明涉及一种新型专用电缆，尤其涉及大型射电望远镜反射面主动调整系统中使用的专用电缆，属于电缆技术领域。

背景技术

大型射电望远镜上使用的电缆要求既能够进行5V的RS485通讯信号的传递来完成RS485通信，又能够传输48V的直流电力信号。射电望远镜长期工作在室外环境，连续工作周期长且安装及维护成本高，这就要求电缆有很好的稳定性和较长的使用寿命，铺设在射电望远镜辐射梁上部的电缆及其接头也就必须具有防潮、防腐蚀、抗老化、散热能力好、阻燃、屏蔽干扰、抗雷击等功能，尤其是接头自身以及内部各个导线之间必须具有相当高的绝缘性和可靠性，而现有市场上在设计价位上的现有标准电缆的功能和稳定性都很难满足大型射电望远镜主动面系统电缆的工作需要。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的不足，提供一种大型射电望远镜主动面系统专用电缆，既能满足望远镜中的通讯和电力传输功能，又达到稳定性好、寿命长、接头可靠性高的要求。

本发明解决以上技术问题的技术方案如下：

一种大型射电望远镜主动面系统专用电缆，包括有缆芯，该缆芯外周由内向外依次包裹有绕包层、内护套层、屏蔽层和外护套层；所述的缆芯包括结构相同的两信号分电缆、结构相同的两电源分电缆以及填充物，该填充物充满于所述两信号分电缆和两电源分电缆与所述绕包层之间的空隙内；所述的信号分电缆包括有信号缆芯，该信号缆芯外周由内向外依次包裹有信号导线屏蔽层和信号导线护套层，所述信号缆芯包括一信号地线和结构相同的两信号导线，该信号导线由信号线芯外围包裹信号导线绝缘层而成，所述两信号导线绞合以后外周共同缠绕有信号导线绕包层；所述电源分电缆由电源缆芯外围包裹电源电缆护套层而成。

本发明所述的大型射电望远镜主动面系统专用电缆还包括有电缆接头，该电缆接头包括前后依次相接的针脚座、前护套、主壳体、引导套、后护套，所述针脚座设有八支针脚，该八支针脚分别与所述屏蔽层、两电源分电缆的共2根电源缆芯、两信号分电缆的共4根信号导线和绞合后的2根信号地线进行电连接，所述的针脚使用电气胶点胶封漏且使用电气胶封胶固定于所述针脚座上，该针脚座与所述主壳体旋紧后在该主壳体内使用电气胶灌胶；所述的信号线芯由7根Φ0.2的镀锡金属丝绞合而成，所述的信号地线由7根Φ0.3的镀锡金属丝绞合而成，所述的电源缆芯由128根Φ0.2的镀锡金属丝绞合而成；所述的绕包层和信号导线绕包层为塑料薄膜；所述的内护套层和信号导线护套层采用具有高耐磨性和绝缘性的PVC材料，所述的外护套层和电源电缆护套层采用高密度聚乙烯材料；所述的屏蔽层由铝箔与金属丝屏蔽网组成双层结构，所述的信号导线屏蔽层为铝箔；所述的填充物采用纸质材料。

与现有的技术相比，本发明取得了以下有益效果：

1、本发明所述的大型射电望远镜主动面系统专用电缆采用电源分电缆与信号分电缆结合在同一根电缆中的结构，使得电缆集信号传递和电力输送功能为一体，因而具有结构紧凑、功能齐全的优点。

2、屏蔽层采用铝箔和金属丝屏蔽网实现双层屏蔽，其引出导线与电缆接头焊接连接，使得电缆具备很高的防电磁干扰和抗雷电冲击的能力，同时也增加了电缆的抗拉能力；此外，信号缆芯外部绕包铝箔制成的信号导线屏蔽层，避免了电源分电缆对信号分电缆产生的干扰。

3、采用防水性能良好、耐紫外线抗老化的PE聚乙烯作为外护套层，使得电缆具有优异的电气性能、机械性能、耐热老化性能、耐环境应力和耐化学腐蚀的能力，而且具有重量轻、长期工作温度高(90℃)等特点。

4、电缆接头采用三粗五细的八针脚座，各个针脚分工明确，针脚在针脚座上采用上粗下细并对称的布置，结构紧凑，外形美观，各个针脚与电缆各个导线之间采用焊接，保证了针脚与电缆的连接可靠性。

5、电缆接头的针脚座和主壳体内使用电气胶封胶和灌胶，从而固化了接头的各个元件，防止了各元件之间因不确定原因(如金属细物的碰触、落入等)造成短路，增加了电缆与接头的结合力，封胶和灌胶后使构件部分隔绝空气，提高了电缆的抗腐蚀能力和绝缘性，高热导率的封胶还有利于元件的散热；经测试，在耐压520V条件下，所述大型射电望远镜主动面系统专用电缆的绝缘电阻都在600MΩ以上。

附图说明

图1为本发明的结构截面示意图。

图2为本发明的电缆接头结构简图。

图3为本发明电缆接头的针脚座的前视图。

图中，

1第一信号分电缆，1a第一信号导线，1b第二信号导线，1c信号线芯，1d信号导线绝缘层，1e信号导线绕包层，1f信号地线，1g信号导线屏蔽层，1h信号导线护套层，2第一电源分电缆，2a电源缆芯，2b电源电缆护套层，3填充物，4第二信号分电缆，5绕包层，6内护套层，7铝箔，8金属丝屏蔽网，9外护套层，10第二电源分电缆；

α针脚座β前护套γ主壳体δ引导套ε后护套；

a电缆地线针脚，b红色电源线针脚，c黑色电源线针脚，d信号地线针脚，e红色信号线针脚，f白色信号线针脚，g黄色信号线针脚，h黑色信号线针脚。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本发明所述的大型射电望远镜主动面系统专用电缆包括有缆芯、绕包层5、内护套层6、屏蔽层、外护套层9和电缆接头，该绕包层5、内护套层6、屏蔽层和外护套层9由内向外依次包裹在缆芯的外周。

所述的缆芯包括两信号分电缆、两电源分电缆以及填充物3。所述两信号分电缆分别为第一信号分电缆1和第二信号分电缆4，它们结构完全相同，所述两电源分电缆分别为第一电源分电缆2和第二电源分电缆10，它们结构也完全相同。所述的填充物3充满于该两信号分电缆1、4和两电源分电缆2、10与所述绕包层5之间的空隙内，从而使得电缆缆芯圆整，该填充物3采用纸质材料。

所述缆芯的外周包裹有绕包层5，该绕包层5采用透明塑料薄膜。所述绕包层5的外周再挤包有内护套层6，该内护套层6采用具有高耐磨性和绝缘性的PVC材料以作为绝缘层，其厚度达到1.25～1.50mm。所述内护套层6的外周用银色铝箔7包裹，该铝箔7外周再包覆金属丝屏蔽网8，金属丝屏蔽网8密度达到60％以上，所述铝箔7和金属丝屏蔽网8组成双层结构的屏蔽层。该屏蔽层的外周挤包有采用防水、耐紫外线抗老化性能良好的高密度PE聚乙烯材料制成的外护套层9，外护套层9的厚度要达到1.20～1.25mm，最后电缆的整体外径在15.0～15.5mm之间。

所述的第一信号分电缆1包括有信号缆芯、信号导线屏蔽层1g和信号导线护套层1h。所述信号缆芯包括一信号地线1f和结构相同的两信号导线：第一信号导线1a及第二信号导线1b；所述的第一信号导线1a由信号线芯1c外围包裹信号导线绝缘层1d而成，该信号线芯1c由7根直径为0.2mm的镀锡金属丝绞合而成(总截面0.22mm²)，其外围再包裹信号导线绝缘层1d之后的外径控制在1.5～2.0mm，所述的第二信号导线1b与该第一信号导线1a结构完全一样；所述两信号导线1a和1b自然绞合以后外周共同缠绕有透明塑料薄膜制成的信号导线绕包层1e；所述的信号地线1f由7根直径为0.3mm的镀锡金属丝绞合而成，外围没有绝缘层。所述信号导线屏蔽层1g和信号导线护套层1h由内向外依次包裹在所述信号缆芯的外周，形成一根信号分电缆；该信号导线屏蔽层1g为银色铝箔，该信号导线护套层1h采用具有高耐磨性和绝缘性的黑色PVC材料制成作为绝缘层。

所述的第二信号分电缆4与第一信号分电缆1的结构完全相同。两信号分电缆1和4中的四根信号导线使用显著不同的颜色进行区分，实际中分别使用用了红、白、黄、黑进行区分。

所述第一电源分电缆2由电源缆芯2a外围包裹电源电缆护套层2b而成。所述的电源缆芯2a由128根Φ0.2的镀锡金属丝绞合而成，所述电源电缆护套层2b采用具有阻燃性能的高密度聚乙烯材料制成，包裹后的外径控制在4.9～5.0mm。第二电源分电缆10与第一电源分电缆2结构完全相同，两者用显著不同的颜色进行区分，实际中均采用了红和黑或者红和白。

如图2所示，所述的电缆接头包括前后依次相接的针脚座α、前护套β、主壳体γ、引导套δ和后护套ε。再参阅图3，所述针脚座α是本发明专用的构件，其采用三粗五细的八针接头，该针脚座α设有八支针脚：电缆地线针脚a、红色电源线针脚b、黑色电源线针脚c、信号地线针脚d、红色信号线针脚e、白色信号线针脚f、黄色信号线针脚g、黑色信号线针脚h，八支针脚在针脚座α上采用上粗下细对称布置。

所述八支针脚分别与所述屏蔽层、两电源分电缆的共2根电源缆芯、两信号分电缆的共4根信号导线和绞合后的2根信号地线进行电连接；具体地说，所述电缆地线针脚a与所述屏蔽层(铝箔7和金属丝屏蔽网8)引出的导线焊接连接，所述红色电源线针脚b和黑色电源线针脚c分别与两电源分电缆2和10的电源缆芯焊接，所述信号地线针脚d与绞合后的两信号分电缆1和4中的两根信号地线焊接，所述红色信号线针脚e、白色信号线针脚f、黄色信号线针脚g和黑色信号线针脚h分别与两信号分电缆1和4中的红白黄黑四根信号导线的信号线芯焊接。所述的八支针脚使用电气胶点胶封漏且使用电气胶封胶固定于所述针脚座α上，该针脚座α与所述主壳体γ旋紧后在该主壳体γ内使用电气胶灌胶。

所述电缆接头的连接工艺过程如下：如图2，首先使用一般的环氧点胶机在针脚座α的定位凸点处定量点胶，封住漏点，防止产生漏胶而导致针脚沾胶而无法使用；然后在针脚座α上安置针脚并在针脚座α相对于针脚伸出的反面进行封胶，封胶量为薄薄的一层，以盖满针脚座α底面，能够垫漏和固定住针脚为准；再将电缆的线束按规定焊接在指定的针脚上，之后进行导通、耐压、绝缘测试；测试通过以后即可旋紧主壳体γ与阵脚座α，最后在主壳体γ内采用灌胶把线束与针脚焊接部位以及缠绕的屏蔽丝全部封住，拧紧后护套ε以后自然干燥24小时即可完成整个电缆的装配。

Claims

1.一种大型射电望远镜主动面系统专用电缆，其特征是：所述专用电缆包括有缆芯，该缆芯外周由内向外依次包裹有绕包层、内护套层、屏蔽层和外护套层；所述的缆芯包括结构相同的两信号分电缆、结构相同的两电源分电缆以及填充物，该填充物充满于所述两信号分电缆和两电源分电缆与所述绕包层之间的空隙内；所述的信号分电缆包括有信号缆芯，该信号缆芯外周由内向外依次包裹有信号导线屏蔽层和信号导线护套层，所述信号缆芯包括一信号地线和结构相同的两信号导线，该信号导线由信号线芯外围包裹信号导线绝缘层而成，所述两信号导线绞合以后外周共同缠绕有信号导线绕包层；所述电源分电缆由电源缆芯外围包裹电源电缆护套层而成。

2.根据权利要求1所述的大型射电望远镜主动面系统专用电缆，其特征是：所述的专用电缆还包括有电缆接头，该电缆接头包括前后依次相接的针脚座、前护套、主壳体、引导套、后护套，所述针脚座设有八支针脚，该八支针脚分别与所述屏蔽层、两电源分电缆的共2根电源缆芯、两信号分电缆的共4根信号导线和绞合后的2根信号地线进行电连接。

3.根据权利要求2所述的大型射电望远镜主动面系统专用电缆，其特征是：所述的针脚使用电气胶点胶封漏且使用电气胶封胶将其固定于所述针脚座上，该针脚座与所述主壳体旋紧后在该主壳体内使用电气胶灌胶。

4.根据权利要求1、2或3所述的大型射电望远镜主动面系统专用电缆，其特征是：所述的信号线芯由7根Φ0.2的镀锡金属丝绞合而成，所述的信号地线由7根Φ0.3的镀锡金属丝绞合而成，所述的电源缆芯由128根Φ0.2的镀锡金属丝绞合而成。

5.根据权利要求1、2或3所述的大型射电望远镜主动面系统专用电缆，其特征是：所述的绕包层和信号导线绕包层为塑料薄膜。

6.根据权利要求1、2或3所述的大型射电望远镜主动面系统专用电缆，其特征是：所述的内护套层和信号导线护套层采用具有高耐磨性和绝缘性的PVC材料，所述的外护套层和电源电缆护套层采用高密度聚乙烯材料。

7.根据权利要求1、2或3所述的大型射电望远镜主动面系统专用电缆，其特征是：所述的屏蔽层由铝箔与金属丝屏蔽网组成双层结构，所述的信号导线屏蔽层为铝箔。

8.根据权利要求1、2或3所述的大型射电望远镜主动面系统专用电缆，其特征是：所述的填充物采用纸质材料。