CN106057327B - 一种防潮地下电缆的保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防潮地下电缆的保护装置，属于电缆技术领域，包括防潮地下电缆和保护套，防潮地下电缆，包括电缆本体，电缆本体由内向外依次包括导芯、绝缘层Ⅰ、内衬层、第一阻水层、金属护套、第二阻水层及外被层，导芯为多根，导芯外包绝缘层Ⅱ，导芯之间填充交联聚烯烃，交联聚烯烃中掺加碳纤维，外被层的外表面涂覆防腐材料；保护套，套设在防潮地下电缆的外部，包括保护套本体，保护套本体的形状与防潮地下电缆的形状相适应，内表面为凹面与凸面交替相接的结构，并涂覆防腐材料。本发明对现有地下电缆的保护装置进行结构的改进和优化，使电缆的综合性能得到提高，尤其是抗腐蚀性能显著提高，阻水性能优异，稳定性强。

Description

一种防潮地下电缆的保护装置

技术领域

本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种防潮地下电缆的保护装置。

背景技术

电缆是由一根或多根相互绝缘的导体外包绝缘层和保护层制成，用于将电力或信息从一处传递到另一处的导线。地下电缆，和常见的架空线相比，常埋于地下。不同于高架高压线路，电缆常铺设于电缆沟、隧道、管道或室内。进入现代社会后，由于城市用地紧张，交通压力大，市容建设等原因，大城市普遍采用地下电缆输电方式。地下电缆由于处于地下环境，极容易被破坏或腐蚀，因此，绝大多数的地下电缆都会装于管道中，由管道来隔绝外界环境，从而达到保护电缆的目的；但是很多不可控因素会导致管道破损，从而使得电缆暴露于外部地下环境中，这样容易导致电缆进水或者腐蚀，大大减少了电缆的使用寿命以及地下工作的安全性。目前，现有技术的电缆大多不是针对地下环境设计的，人们对地下电缆的安全性仅仅依赖管道保护，但是我们无法时刻监控管道的是否损坏，而且即使监控到管道损坏，也需要较长时间的维修，此时，对电缆的要求比较高。

针对上述现状，现有技术出现了很多针对地下电缆的防潮、防腐及防水等进行优化和改善的措施。申请号为201510048598.6的专利公开了一种多芯防潮耐腐蚀电缆，它包括电缆本体，所述电缆本体包括绝缘层、导体、屏蔽层和外护套。所述电缆本体横截面为圆形结构；所述电缆本体内部设置有多根导体；且所述导体之间均为独立结构；所述导体外设置一层波纹管；所述波纹管外挤包一层绝缘层；所述波纹管和绝缘层之间的间隙部分填充有阻水绳；所述绝缘层外紧密挤包一层屏蔽层；所述屏蔽层由内向外依次挤包有防水层和铠装层；所述防水层内部设置有多根引流芯；所述铠装层外紧密挤包一层外护套。该发明电缆具有良好的屏蔽性能、耐弯曲性能，导电率高，同时还具有耐高压以及防潮等性能。申请号为201520796612.6公开了一种防潮阻水型电缆，包括绝缘线芯，所述绝缘线芯包括无氧铜导体，所述无氧铜导体外，自内而外依次绕包有第一阻水带、挤包交联聚乙烯绝缘、绕包第二阻水带；多根所述绝缘线芯绞合成缆、并由无纺布扎紧，所述绝缘线芯间隙填充有阻水填充绳，所述无纺布外层绕包有缓冲阻水带，所述缓冲阻水带外层纵包有波纹型金属护套，所述金属护套外涂覆有沥青层，所述沥青层外挤包有聚乙烯外护套。该电缆同时具备纵向、径向防水结构，阻水性好，可有效地避免电缆长期在水中容易产生绝缘水树枝老化而造成的绝缘破坏，有效地延长电缆的使用寿命。上述公开技术针对电缆的防潮、防水等缺陷进行了结构上的优化和改进，以提高电缆的使用寿命，但是在实践应用中，存在阻水效果稳定性差，综合性能相对下降的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种防潮地下电缆的保护装置，通过电缆与保护套的配合，使得该电缆阻水性能优异，稳定性强，同时有效防止电缆的腐蚀和化学破坏，提高电缆的综合性能。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种防潮地下电缆的保护装置，包括防潮地下电缆和保护套，

所述防潮地下电缆，包括电缆本体，所述电缆本体由内向外依次包括导芯、绝缘层Ⅰ、内衬层、第一阻水层、金属护套、第二阻水层及外被层，所述导芯为多根，所述导芯外包绝缘层Ⅱ，所述导芯之间填充交联聚烯烃，所述交联聚烯烃中掺加2~10wt%的碳纤维，所述外被层的外表面涂覆防腐材料，所述防腐材料由重量份的下述原料制备而成：10~18份聚丙乙烯、5~8份醋酸乙酯、15~20份纳米凹凸棒土、5~10份聚酰胺蜡、12~18份酚醛树脂、5~10份滑石粉、3~5份硅烷偶联剂；

所述保护套，套设在所述防潮地下电缆的外部，包括保护套本体，所述保护套本体的形状与所述防潮地下电缆的形状相适应，内表面为凹面与凸面交替相接的结构，并涂覆所述防腐材料。

优选地，所述导芯为至少2根铝导线螺旋绞合1根碳纤维线构成，所述导芯与所述绝缘层Ⅱ的间隙添加阻水粉。

优选地，所述第一阻水层为无纺布阻水带。

优选地，所述第二阻水层为吸水膨胀型阻水材料，所述吸水膨胀型阻水材料中掺加0.02~0.05wt%纳米凹凸棒土。

优选地，所述防腐材料由重量份的下述原料制备而成：12份聚丙乙烯、6份醋酸乙酯、18份纳米凹凸棒土、8份聚酰胺蜡、15份酚醛树脂、8份滑石粉、4份硅烷偶联剂。

优选地，所述保护套本体的凹面敷设无源RFID标签，所述无源RFID标签内设温湿度传感器，所述无源RFID标签与RFID读卡器信号连接，所述RFID读卡器与手持终端连接，所述手持终端与具有温湿度监控系统的上位机连接，所述上位机连接报警系统。

本发明相比现有技术，其有益效果如下：

本发明针对现有地下电缆易腐蚀、易受水浸泡等实际问题，设计了一种防潮地下电缆的保护装置，通过对电缆及其保护套进行结构优化，实现有效防止电缆的腐蚀损坏，阻水性能优异，稳定性强，使用寿命明显增加的效果。本发明的防潮地下电缆，包括电缆本体，所述电缆本体由内向外依次包括导芯、绝缘层Ⅰ、内衬层、第一阻水层、金属护套、第二阻水层及外被层，其中，所述导芯为多根，所述导芯外包绝缘层Ⅱ，绝缘层Ⅱ采用外包的方式与导芯结合，以减小导芯的变形和挤压。通过设置第一阻水层和第二阻水层以提高电缆的横向阻水性，防止水分进入。同时，所述导芯之间填充交联聚烯烃，所述交联聚烯烃中掺加2~10wt%的碳纤维，交联聚烯烃相比普通聚烯烃，在延伸，耐油，耐寒，防开裂等方面性能提升了很多；碳纤维具有诸多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好；良好的导电、导热性能和电磁屏蔽性能等，两者通过适当比例相结合可显著提高电缆的抗拉性及抗开裂性能，导热性能优异。本发明中，所述外被层的外表面涂覆防腐材料，同时对防腐材料进行优化和改进，以使其与本发明电缆结构更好地协同，增强抗腐蚀性能，并通过长期实验和实践探索最终确定防腐材料的配方，所述防腐材料由重量份的下述原料制备而成：10~18份聚丙乙烯、5~8份醋酸乙酯、15~20份纳米凹凸棒土、5~10份聚酰胺蜡、12~18份酚醛树脂、5~10份滑石粉、3~5份硅烷偶联剂。而且，本发明根据防潮地下电缆的结构及材料特点设计了相适应的保护套，以增强地下电缆的综合性能，尤其是抗腐蚀性能、阻水性能和机械性能。

其次，为了增强电缆的纵向阻水性，以在水分进入电缆后，防止其沿纵向扩散，本发明的导芯采用如下结构：所述导芯为至少2根铝导线螺旋绞合1根碳纤维线构成，所述导芯与所述绝缘层Ⅱ的间隙添加阻水粉，上述结构增强了电缆的抗压、抗拉等机械性能，同时，显著减弱水分的纵向渗透能力，提高电缆的综合性能。

本发明立足于现状，有针对性地对现有地下电缆保护装置进行结构的改进和优化，使其综合性能得到提高，尤其是抗腐蚀性能显著提高，阻水性能优异，稳定性强。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

图1：本发明防潮地下电缆的结构示意图；

图2：本发明保护套的结构示意图；

图3：本发明导芯的结构示意图；

其中：1-导芯，2-绝缘层Ⅰ，3-内衬层，4-第一阻水层，5-金属护套，6-第二阻水层，7-外被层，8-铝导线，9-碳纤维线，10-绝缘层Ⅱ，11--阻水粉，12-交联聚烯烃，13-防腐材料，14-保护套本体，15-凹面，16-凸面，17-无源RFID标签，18-温湿度传感器，19-RFID读卡器，20-手持终端，21-上位机，22-报警系统。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容，但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。实施例1

参阅图1~2，一种防潮地下电缆的保护装置，包括防潮地下电缆和保护套，所述防潮地下电缆包括电缆本体，所述电缆本体由内向外依次包括导芯1、绝缘层Ⅰ2、内衬层3、第一阻水层4、金属护套5、第二阻水层6及外被层7，所述导芯1为多根，所述导芯1外包绝缘层Ⅱ10，所述导芯1之间填充交联聚烯烃，所述交联聚烯烃12中掺加5wt%的碳纤维，所述外被层7的外表面涂覆防腐材料13，所述防腐材料13由重量份的下述原料制备而成：12份聚丙乙烯、6份醋酸乙酯、18份纳米凹凸棒土、8份聚酰胺蜡、15份酚醛树脂、8份滑石粉、4份硅烷偶联剂；

所述保护套，套设在所述防潮地下电缆的外部，包括保护套本体14，所述保护套本体14的形状与所述防潮地下电缆的形状相适应，内表面为凹面15与凸面16交替相接的结构，并涂覆所述防腐材料13。

本实施例中，所述第一阻水层4优选为无纺布阻水带。所述第二阻水层6优选吸水膨胀型阻水材料，如膨胀阻水纱、膨胀油膏、或吸水膨胀橡胶。通过第一阻水层4和第二阻水层6与电缆结构的合理优化结合，可以显著改善和提高电缆的阻水性能，而且金属护套5的设置，可以减弱第二阻水层6的膨胀压力。

本发明中，所述交联聚烯烃12中掺加5wt%的碳纤维，即指将碳纤维掺加在交联聚烯烃中，进行混合，得到混合物，且碳纤维的质量占混合物质量的5%；两者通过适当比例相结合可显著提高电缆的抗拉性及抗开裂性能，导热性能优异。

实施例2

参阅图1~2，一种防潮地下电缆的保护装置，包括防潮地下电缆和保护套，所述防潮地下电缆包括电缆本体，所述电缆本体由内向外依次包括导芯1、绝缘层Ⅰ2、内衬层3、第一阻水层4、金属护套5、第二阻水层6及外被层7，所述导芯1为多根，所述导芯1外包绝缘层Ⅱ10，所述导芯1之间填充交联聚烯烃12，所述交联聚烯烃12中掺加7wt%的碳纤维，所述外被层7的外表面涂覆防腐材料13，所述防腐材料13由重量份的下述原料制备而成：12份聚丙乙烯、6份醋酸乙酯、18份纳米凹凸棒土、8份聚酰胺蜡、15份酚醛树脂、8份滑石粉、4份硅烷偶联剂；

所述保护套，套设在所述防潮地下电缆的外部，包括保护套本体14，所述保护套本体14的形状与所述防潮地下电缆的形状相适应，内表面为凹面15与凸面16交替相接的结构，并涂覆所述防腐材料13。

本实施例中，所述第一阻水层4为无纺布阻水带。所述第二阻水层6为吸水膨胀型阻水材料，所述吸水膨胀型阻水材料中掺加0.03wt%纳米凹凸棒土。吸水膨胀型阻水材料为本领域常规用料，可以选择膨胀阻水纱或阻水粉。此处所述的掺加，是指在吸水膨胀型阻水材料中均匀喷洒或混合纳米凹凸棒土，纳米凹凸棒土的质量占吸水膨胀型阻水材料与纳米凹凸棒土之和的0.03%。公知的，凹凸棒土为非常优异的吸水膨胀材料，而且环保无污染，与现有的吸水膨胀型阻水材料结合，可以提高阻水性能和电缆的机械性能，且短期稳定性实验（230°C，10min）和长期稳定性实验（90℃，24h）均无变化。

实施例3

参阅图1~2，一种防潮地下电缆的保护装置，包括防潮地下电缆和保护套，所述防潮地下电缆包括电缆本体，所述电缆本体由内向外依次包括导芯1、绝缘层Ⅰ2、内衬层3、第一阻水层4、金属护套5、第二阻水层6及外被层7，所述导芯1为多根，所述导芯1外包绝缘层Ⅱ10，所述导芯1之间填充交联聚烯烃12，所述交联聚烯烃12中掺加2wt%的碳纤维，所述外被层7的外表面涂覆防腐材料13，所述防腐材料13由重量份的下述原料制备而成：10份聚丙乙烯、8份醋酸乙酯、15份纳米凹凸棒土、5份聚酰胺蜡、12份酚醛树脂、10份滑石粉、3份硅烷偶联剂；

所述保护套，套设在所述防潮地下电缆的外部，包括保护套本体14，所述保护套本体14的形状与所述防潮地下电缆的形状相适应，内表面为凹面15与凸面16交替相接的结构，并涂覆所述防腐材料13。

本实施例中，所述第一阻水层4为无纺布阻水带。所述第二阻水层6为吸水膨胀型阻水材料，如膨胀阻水纱、阻水粉，掺加0.02wt%纳米凹凸棒土。凹凸棒土的掺加量以与吸水膨胀型阻水材料相结合后，以膨胀倍率及稳定性为参考标准。此处所述的掺加，是指在吸水膨胀型阻水材料中均匀喷洒或混合纳米凹凸棒土，纳米凹凸棒土的质量占吸水膨胀型阻水材料与纳米凹凸棒土之和的0.02%。

实施例4

参阅图1~2，一种防潮地下电缆的保护装置，包括防潮地下电缆和保护套，所述防潮地下电缆包括电缆本体，

所述电缆本体由内向外依次包括导芯1、绝缘层Ⅰ2、内衬层3、第一阻水层4、金属护套5、第二阻水层6及外被层7，所述导芯1为多根，所述导芯1外包绝缘层Ⅱ10，所述导芯1之间填充交联聚烯烃12，所述交联聚烯烃12中掺加10wt%的碳纤维，所述外被层7的外表面涂覆防腐材料13，所述防腐材料13由重量份的下述原料制备而成：18份聚丙乙烯、8份醋酸乙酯、20份纳米凹凸棒土、10份聚酰胺蜡、18份酚醛树脂、5份滑石粉、5份硅烷偶联剂；

所述保护套，套设在所述防潮地下电缆的外部，包括保护套本体14，所述保护套本体14的形状与所述防潮地下电缆的形状相适应，内表面为凹面15与凸面16交替相接的结构，并涂覆所述防腐材料13。

本实施例中，所述第一阻水层4为无纺布阻水带。所述第二阻水层6为吸水膨胀型阻水材料，如膨胀阻水纱、阻水粉，掺加0.05wt%纳米凹凸棒土。此处所述的掺加，是指在吸水膨胀型阻水材料中均匀喷洒或混合纳米凹凸棒土，纳米凹凸棒土的质量占吸水膨胀型阻水材料与纳米凹凸棒土之和的0.05%。

实施例5

参阅图3，本实施例所描述的防潮地下电缆的保护装置，在实施例1~4的基础上进行改进，具体为：所述导芯1为至少2根铝导线8螺旋绞合1根碳纤维线9构成，所述导芯1与所述绝缘层Ⅱ10的间隙添加阻水粉11。

在本实施例中，所述导芯1为8根铝导线8螺旋绞合1根碳纤维线9构成，所述导芯1与所述绝缘层Ⅱ10的间隙添加阻水粉11，阻水粉11为本领域常规用料。对于铝导线8的数量可以为2根、4根、6根或8根，根据设计使用条件的不同，可以进行适当调整。

实施例6

参阅图2，本实施例所描述的防潮地下电缆的保护装置，针对实施例1~4保护套的基础上进行改进，具体为：所述保护套本体14的凹面15敷设无源RFID标签17，所述无源RFID标签17内设温湿度传感器18，所述无源RFID标签17与RFID读卡器19信号连接，所述RFID读卡器19与手持终端20连接，所述手持终端20与具有温湿度监控系统的上位机21连接，所述上位机21连接报警系统22。

其中，无源RFID标签17设置在所述保护套本体14的凹面15，沿所述保护套本体14的轴向方向上，每5~8米至少设置1个，所述保护套本体14的任一横截面上具有0~2个无源RFID标签17，即任一横截面所具有的无源RFID标签17数量为0个、1个或2个。

本发明根据防潮地下电缆的结构设计了相适应的保护套，以增强地下电缆的综合性能，尤其是抗腐蚀性能、阻水性能和机械性能。为了便于对地下电缆的湿度进行有效监测和控制，本发明针对保护套的结构设置了无源RFID标签17，在不影响地下电缆和保护套结构的前提下，对地下电缆的温湿度进行监控，同时，结合监控数据与设定数值的比对，进行报警提醒，以利于地下电缆的及时管理和维护，提高地下电缆的使用寿命。

实施例7

本实施例所描述的防潮地下电缆保护套的保护装置，在实施例6的基础上进行改进，具体为：所述保护套本体14的外表面设置反光标识，所述反光标识压印在所述保护套本体14的外表面。

这样设置可以避免现有粘结固定的弊端，使反光标识可以永久性地与保护套本体14结合，设置反光标识可以使得地下电缆在被挖掘的过程中更容易发现。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种防潮地下电缆的保护装置，包括防潮地下电缆和保护套，其特征在于：

所述防潮地下电缆，包括电缆本体，所述电缆本体由内向外依次包括导芯、绝缘层Ⅰ、内衬层、第一阻水层、金属护套、第二阻水层及外被层，所述导芯为多根，所述导芯外包绝缘层Ⅱ，所述导芯之间填充交联聚烯烃，所述交联聚烯烃中掺加2~10wt%的碳纤维，所述外被层的外表面涂覆防腐材料，所述防腐材料由重量份的下述原料制备而成：10~18份聚丙乙烯、5~8份醋酸乙酯、15~20份纳米凹凸棒土、5~10份聚酰胺蜡、12~18份酚醛树脂、5~10份滑石粉、3~5份硅烷偶联剂；

所述保护套，套设在所述防潮地下电缆的外部，包括保护套本体，所述保护套本体的形状与所述防潮地下电缆的形状相适应，内表面为凹面与凸面交替相接的结构，并涂覆所述防腐材料；

所述导芯为至少2根铝导线螺旋绞合1根碳纤维线构成，所述导芯与所述绝缘层Ⅱ的间隙添加阻水粉。

2.如权利要求1所述的防潮地下电缆的保护装置，其特征在于：所述第一阻水层为无纺布阻水带。

3.如权利要求1所述的防潮地下电缆的保护装置，其特征在于：所述第二阻水层为吸水膨胀型阻水材料，所述吸水膨胀型阻水材料中掺加0.02~0.05wt%纳米凹凸棒土。

4.如权利要求1所述的防潮地下电缆的保护装置，其特征在于：所述防腐材料由重量份的下述原料制备而成：12份聚丙乙烯、6份醋酸乙酯、18份纳米凹凸棒土、8份聚酰胺蜡、15份酚醛树脂、8份滑石粉、4份硅烷偶联剂。

5.如权利要求1所述的防潮地下电缆的保护装置，其特征在于：所述保护套本体的凹面敷设无源RFID标签，所述无源RFID标签内设温湿度传感器，所述无源RFID标签与RFID读卡器信号连接，所述RFID读卡器与手持终端连接，所述手持终端与具有温湿度监控系统的上位机连接，所述上位机连接报警系统。