CN107331462A - 一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆 - Google Patents

一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆 Download PDF

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Abstract

一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆，包括线芯、第三屏蔽层和聚氯乙烯胶绝缘层；所述线芯由通信线和电力线组成，所述通信线从内到外依次由镀银铜导体、第一绝缘层、第一屏蔽层、第二屏蔽层组成；所述电力线从内到外依次由镀锡铜导体、第二绝缘层组成。本发明中的第一屏蔽层、第二屏蔽层和第三屏蔽层构成了多层屏蔽，提高了电缆的抗干扰能力，所述绝缘层采用了热塑性弹性体和聚氯乙烯胶材料，提高了电缆的柔软性，使电缆不易撕裂，聚氯乙烯胶绝缘层外表面具有仿生结构，可以减少电缆在敷设和移动过程中的磨损量。

Description

一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆
技术领域
本发明涉及一种复合电缆，具体涉及一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆。
背景技术
电缆敷设通常采用直埋或架空等方式，在电缆敷设或拖动过程中容易磨损外护套使线芯裸露在外失去保护，甚至造成电缆的断裂；在长距离输送信号的时候，距离越长受到的干扰越多，信号衰减越严重。
因此工程中迫切需要一种耐磨、抗干扰的电缆，在敷设和使用过程中避免造成电缆的损坏，并且在远距离传输的过程中尽量减少信号的损失，提高用户的使用舒适度。因此本发明提供了一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆，由于其外护套具有模仿新疆岩蜥体表鳞片形状的凸起，能够提高电缆的耐磨性，在电缆敷设时，使电缆不易磨损；在电缆中由于设置了多层屏蔽层，使电缆在远距离输送信号时，避免被外部信号干扰，提高电缆的抗干扰能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆，适用于室外长距离敷设，具有柔性、耐磨、抗干扰的特点。
本发明通过以下技术方案来实现：一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆，包括线芯、第三屏蔽层和聚氯乙烯胶绝缘层，第三屏蔽层包覆在线芯外，聚氯乙烯胶绝缘层包覆在第三屏蔽层外；线芯由通信线和电力线组成；通信线由镀银铜导体、第一绝缘层、第一屏蔽层、第二屏蔽层组成；第一绝缘层挤包在镀银铜导体外，第一屏蔽层设置在第一绝缘层外，第二屏蔽层包覆在第一屏蔽层外；电力线由镀锡铜导体、第二绝缘层组成；第二绝缘层挤包在镀锡铜导体外。
第一绝缘层和第二绝缘层均为厚度为3~3.5 mm的热塑性弹性体绝缘层，材料为聚四氟乙烯。
第一屏蔽层由一串紧密缠绕在第一绝缘层外的空心小球构成，空心小球的材料为聚氯乙烯，其外径为1.2~2.2 mm，内径为1~2 mm，空心小球间以直径为0.5~1 mm，长度为1~1.5 mm的聚氯乙烯丝连接，在空心小球内填充满镍、铁、碳化锆、氮化钛、二硼化铪粉混合粉末，混合粉末的配比为：目数为1000的镍粉45~55份、目数为1000的碳化锆粉20~35份、目数为600的铁粉15~25份、粒径为1~3μm的锌粉10~15份、粒径为1~3μm的二硼化铪粉5~10份。
第二屏蔽层为单面铝箔，单面铝箔的厚度为0.022~0.053 mm。
第三屏蔽层为双面铝箔，紧密绕包在线芯外。
聚氯乙烯胶绝缘层的A、B表面设置模仿新疆岩蜥体表鳞片形状的凸起，凸起形状为菱形块，菱形块的边长为1~2.4 mm，相邻角之比为5:1至5:2之间，菱形块纵向截面的顶部曲线方程为：，其中a的取值范围是（-0.8473, -0.3251），b的取值范围是（1.159, 2.899），c的取值范围是（-3.495, -1.669），d的取值范围是（1.083, 1.715），e的取值范围是（-0.01388, 0.03824）。
本发明的有益效果：
本发明采用了一串缠绕在绝缘层外的空心小球构成屏蔽层，在空心小球内部填充屏蔽粉末，在试验条件下测得其屏蔽效能高于普通铜丝编织而成的屏蔽层，使数据线可以在复杂电磁干扰环境中正常工作；由于电缆的外护套设置了模仿新疆岩蜥体表鳞片形状的凸起，使电缆外护套具有优异的耐磨性能，防止电缆在敷设时由于摩擦对电缆造成损害，提高了电缆的适用性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明外护套表面凸起轮廓曲线图；
图3为本发明轴测图。
图中：1为通信线，1-1为镀银铜导体，1-2为第一绝缘层，1-3为第一屏蔽层，1-4为第二屏蔽层，2为电力线，2-1为镀锡铜导体，2-2为第二绝缘层，3为第三屏蔽层，4为聚氯乙烯胶绝缘层。
具体实施方式
下面结合附图1、图2、图3对本发明的实施例做详细介绍：
实施例1：
一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆，包括线芯、第三屏蔽层3和聚氯乙烯胶绝缘层4，第三屏蔽层3包覆在线芯外，聚氯乙烯胶绝缘层4包覆在第三屏蔽层3外；线芯由通信线1和电力线2组成；通信线1由镀银铜导体1-1、第一绝缘层1-2、第一屏蔽层1-3、第二屏蔽层1-4组成；第一绝缘层1-2挤包在镀银铜导体1-1外，第一屏蔽层1-3设置在第一绝缘层1-2外，第二屏蔽层1-4包覆在第一屏蔽层1-3外；电力线2由镀锡铜导体2-1、第二绝缘层2-2组成；第二绝缘层2-2挤包在镀锡铜导体2-1外。
第一绝缘层1-2和第二绝缘层2-2均为厚度为3 mm的热塑性弹性体绝缘层，材料为聚四氟乙烯。
第一屏蔽层1-3由一串紧密缠绕在第一绝缘层1-2外的空心小球构成，空心小球的材料为聚氯乙烯，其外径为1.2 mm，内径为1 mm，空心小球间以直径为0.5 mm，长度为1 mm的聚氯乙烯丝连接，在所述屏蔽小球内填充满镍、铁、碳化锆、氮化钛、二硼化铪粉混合粉末，混合粉末的配比为：目数为1000的镍粉45份、目数为1000的碳化锆粉20份、目数为600的铁粉15份、粒径为1~3 μm的锌粉10份、粒径为1~3 μm的二硼化铪粉5份。
第二屏蔽层1-4为单面铝箔，单面铝箔的厚度为0.022 mm。
第三屏蔽层3为双面铝箔，紧密绕包在线芯外。
聚氯乙烯胶绝缘层4的A、B表面设置模仿新疆岩蜥体表鳞片形状的凸起，凸起形状为菱形块，菱形块的边长为1 mm，相邻角之比为5:1，菱形块纵向截面的顶部曲线方程为：，其中a的取值是-0.8473，b的取值是1.159，c的取值是-3.495，d的取值是1.083，e的取值是-0.01388。
实施例2：
本例的一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆结构参阅图1、图2、图3。本例所述的电缆与实施例1不同的是：第一绝缘层1-2和所述第二绝缘层2-2均为厚度为3.5 mm的热塑性弹性体绝缘层，材料为聚四氟乙烯。
第一屏蔽层1-3由一串紧密缠绕在第一绝缘层1-2外的空心小球构成，空心小球的材料为聚氯乙烯，其外径为2.2 mm，内径为2 mm，空心小球间以直径为1 mm，长度为1.5 mm的聚氯乙烯丝连接，在空心小球内填充满镍、铁、碳化锆、氮化钛、二硼化铪粉混合粉末，混合粉末的配比为：目数为1000的镍粉55份、目数为1000的碳化锆粉35份、目数为600的铁粉25份、粒径为1~3μm的锌粉15份、粒径为1~3μm的二硼化铪粉10份。
第二屏蔽层1-4为单面铝箔，单面铝箔的厚度为0.053 mm。
聚氯乙烯胶绝缘层4的A、B表面设置模仿新疆岩蜥体表鳞片形状的凸起，凸起形状为菱形块，菱形块的边长为2.4 mm，相邻角之比为5:2，菱形块纵向截面的顶部曲线方程为：，其中a的取值是-0.3251，b的取值是2.899，c的取值是-1.669，d的取值是1.715，e的取值是0.03824。
其余未述之处与实施例 1中所述相同。
实施例3：
本例的一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆结构参阅图1、图2、图3。本例所述的电缆与实施例1、实施例2不同的是：第一绝缘层1-2和第二绝缘层2-2均为厚度为3.3 mm的热塑性弹性体绝缘层，材料为聚四氟乙烯。
第一屏蔽层1-3由一串紧密缠绕在第一绝缘层1-2外的空心小球构成，空心小球的材料为聚氯乙烯，其外径为1.8 mm，内径为1.5 mm，空心小球间以直径为0.8 mm，长度为1.2mm的聚氯乙烯丝连接，在空心小球内填充满镍、铁、碳化锆、氮化钛、二硼化铪粉混合粉末，混合粉末的配比为：目数为1000的镍粉50份、目数为1000的碳化锆粉26份、目数为600的铁粉20份、粒径为1~3 μm的锌粉12份、粒径为1~3 μm的二硼化铪粉7份。
第二屏蔽层1-4为单面铝箔，单面铝箔的厚度为0.022 mm。
聚氯乙烯胶绝缘层4的A、B表面设置模仿新疆岩蜥体表鳞片形状的凸起，凸起形状为菱形块，菱形块的边长为1.8 mm，相邻角之比为10:3，菱形块纵向截面的顶部曲线方程为：，其中a的取值是-0.3251，b的取值是2.899，c的取值是-1.669，d的取值是1.715，e的取值是0.03824。
其余未述之处与实施例 1 和实施例 2 中所述相同。
对比例1：一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆如同实施例1，不同在于空心小球内添加的混合粉末按照以下方法制成：目数为1000的铜粉25份，目数为600的铝粉15份、目数为1000的镍粉60份，搅拌均匀即可。
对比例2：一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆如同实施例1，不同在于空心小球内添加的混合粉末按照以下方法制成：目数为1000的铜粉25份，目数为600的铝粉15份、目数为500的铁粉60份，搅拌均匀即可。
对比例3：一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆如同实施例1，不同在于空心小球内添加的混合粉末按照以下方法制成：目数为1000的铜粉25份，目数为600的铝粉15份、目数为1000的碳化锆25份，搅拌均匀即可。
对比例4：一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆如同实施例1，不同在于空心小球内添加的混合粉末按照以下方法制成：目数为1000的铜粉45份，目数为600的铝粉35份、粒径为1~3μm的锌粉20份，搅拌均匀即可。
对比例5：一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆,如同实施例1，不同在于屏蔽层采用普通镀锡铜丝编织而成。
根据GB/T12190-2006 电磁屏蔽效能的测量方法测试各个组的屏蔽效能，结果见表1。通过表1可见，采用本发明的实施例1、实施例2、实施例3的屏蔽效能相对于其他组有了显著的提高。
试验例1: 采用试样1进行磨料磨损性能试验，试样1为聚氯乙烯胶绝缘层，试样1呈10 mm×10 mm方形，厚度为3 mm，方形外表面具有模仿新疆岩蜥体表鳞片形状凸起，凸起的形状和尺寸同实施例1。
试验例2: 采用试样2进行磨料磨损性能试验，试样2为聚氯乙烯胶绝缘层，试样呈10 mm×10 mm方形，厚度为3 mm，外表面平整。磨损失重率计算公式如下：
式中，为磨损前试样质量，为磨损后试样质量，单位为g。
试验采用JMM型转盘式磨料磨损试验机，试验过程中将试样埋入磨料中固定不动，由转盘旋转带动磨料，实现试样与磨料之间的相对滑动，试验结果如表2。通过表2可以看出，具有仿生构型的试样1的失重率低，说明聚氯乙烯胶绝缘层外设置模仿新疆岩蜥体表鳞片形状的凸起有利于减少磨损量，提高电缆的使用寿命，扩大其使用范围。
表1 屏蔽效能测试结果
表2 试样磨损失重率
试样编号 试验前质量（g） 试验后质量（g） 磨损量（g） 失重率（%）
试样1 0.5276 0.5013 0.0263 4.98
试样2 0.4822 0.4434 0.0388 8.05

Claims (6)

1.一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆，包括线芯、第三屏蔽层（3）和聚氯乙烯胶绝缘层（4），其特征在于：所述第三屏蔽层（3）包覆在所述线芯外，所述聚氯乙烯胶绝缘层（4）包覆在所述第三屏蔽层（3）外；线芯由通信线（1）和电力线（2）组成；所述通信线（1）由镀银铜导体（1-1）、第一绝缘层（1-2）、第一屏蔽层（1-3）、第二屏蔽层（1-4）组成；所述第一绝缘层（1-2）挤包在所述镀银铜导体（1-1）外，所述第一屏蔽层（1-3）设置在所述第一绝缘层（1-2）外，所述第二屏蔽层（1-4）包覆在所述第一屏蔽层（1-3）外；所述电力线（2）由镀锡铜导体（2-1）、第二绝缘层（2-2）组成；所述第二绝缘层（2-2）挤包在所述镀锡铜导体（2-1）外。
2.根据权利要求1所述的一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆，其特征在于：所述第一绝缘层（1-2）和所述第二绝缘层（2-2）均为厚度为3~3.5 mm的热塑性弹性体绝缘层，材料为聚四氟乙烯。
3.根据权利要求1所述的一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆，其特征在于：所述第一屏蔽层（1-3）由一串紧密缠绕在第一绝缘层（1-2）外的空心小球构成，所述空心小球的材料为聚氯乙烯，其外径为1.2~2.2 mm，内径为1~2 mm，所述空心小球间以直径为0.5~1mm，长度为1~1.5 mm的聚氯乙烯丝连接，在所述空心小球内填充满镍、铁、碳化锆、氮化钛、二硼化铪粉混合粉末，混合粉末的配比为：目数为1000的镍粉45~55份、目数为1000的碳化锆粉20~35份、目数为600的铁粉15~25份、粒径为1~3μm的锌粉10~15份、粒径为1~3μm的二硼化铪粉5~10份。
4.根据权利要求1所述的一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆，其特征在于：所述第二屏蔽层（1-4）为单面铝箔，单面铝箔的厚度为0.022~0.053 mm。
5.根据权利要求1所述的一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆，其特征在于：所述第三屏蔽层（3）为双面铝箔，紧密绕包在所述线芯外。
6.根据权利要求1所述的一种具有仿生耐磨效果的抗干扰复合电缆，其特征在于：所述聚氯乙烯胶绝缘层（4）的A、B表面设置模仿新疆岩蜥体表鳞片形状的凸起，凸起形状为菱形块，菱形块的边长为1~2.4 mm，相邻角之比为5:1至5:2之间，菱形块纵向截面的顶部曲线方程为：，其中a的取值范围是（-0.8473, -0.3251），b的取值范围是（1.159, 2.899），c的取值范围是（-3.495, -1.669），d的取值范围是（1.083,1.715），e的取值范围是（-0.01388, 0.03824）。
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