CN109754946A - 航天航空用抗电磁电缆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航天航空用抗电磁电缆及其制备方法，该电缆包括由内而外依次设置的电缆芯主体、聚四氟乙烯薄膜绕包层、铝屏蔽层、铜屏蔽层和聚四氟乙烯外护层，其中，所述电缆芯主体包括5‑7个束线组和位于所述5‑7个束线组中心的主导线组；每个束线组至少7根以上超细铜导线组成，主导线组由11‑17根超细铜导线无规则绞合而成。该电缆具有良好的机械性能、电缆的传输功率较高，并且具有较好的抗弯折性能，机械稳相性较好，保证电缆传输的稳定性。

Description

航天航空用抗电磁电缆及其制备方法

技术领域

本发明涉及电缆，具体地，涉及一种航天航空用抗电磁电缆及其制备方法。

背景技术

随着通信工业的发展，与之配套的产品也在不断的更新换代，装备的电气化、自动化、系统化程度不断提高，作为“血管和神经”的电缆的使用量越来越大，对产品的质量水平和安全可靠性提出了更新更高的要求。在通信工业蓬勃发展的今天，为适应航天航空发展的需要，研制开发高性能电缆具有重要作用及意义。而近年来，随着太空宇航领域工作的深入开展，对航天航空用电缆的各项性能要求都提出了进一步的要求。

鉴于航天航空用电缆对抗电磁脉冲性能以及耐弯折后传输的稳定性要求，因此，开发航天航空用抗电磁电缆以适应航天航空电缆的应用要求，是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种航天航空用抗电磁电缆及其制备方法，该电缆具有良好的机械性能、电缆的传输功率较高，并且具有较好的抗弯折性能，机械稳相性较好，保证电缆传输的稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种航天航空用抗电磁电缆，包括由内而外依次设置的电缆芯主体、聚四氟乙烯薄膜绕包层、铝屏蔽层、铜屏蔽层和聚四氟乙烯外护层，其中，所述电缆芯主体包括5-7个束线组和位于所述5-7个束线组中心的主导线组；每个束线组至少7根以上超细铜导线组成，主导线组由11-17根超细铜导线无规则绞合而成。

优选地，每根所述超细铜导线的横截面的直径设置为0.03-0.10mm。

优选地，所述铝屏蔽层包括若干个铝丝，且各铝丝呈圆形阵列设置；所述铜屏蔽层包括若干个铜丝，且各铜丝呈圆形阵列设置；其中，两个相邻的铝丝之间的间隙为0.3-0.6mm；所述铝丝的绞入角为18°-20°；两个相邻的铜丝之间的间隙为0.6-0.8mm；所述铜丝的绞入角为10°-12°。

优选地，所述铝丝采用s向或z向绞合，所述铜丝的绞合方向与所述铝丝的绞合方向相反。

优选地，所述铝屏蔽层、所述铜屏蔽层的绞合节径比均为20-25倍。

优选地，所述铜丝的直径为0.4-0.6mm，所述铝丝的直径为0.2-0.5mm。

优选地，所述铝丝的材质为铝合金，其中，所述铝合金的抗拉强度≥90Mpa、断裂伸长率≥10％、体积电阻率≤0.028264Ω·m/mm²。

优选地，所述聚四氟乙烯薄膜绕包层的厚度为0.22-0.27mm；所述聚四氟乙烯外护层的厚度为0.25-0.28mm。

一种前文所述的航天航空用抗电磁电缆的制备方法，包括以下步骤：将聚四氟乙烯薄膜绕包在待加设护套的电缆芯体上，形成聚四氟乙烯薄膜绕包层；再将若干个铝丝绞合在聚四氟乙烯薄膜绕包层的外侧，形成铝屏蔽层；然后再在铝屏蔽层的外侧绞合若干个铜丝，形成铜屏蔽层，再通过挤出机将聚四氟乙烯外护层包覆于所述铜屏蔽层的外侧。

优选地，所述挤出机的工作温度为290-320℃；螺杆转数为25-35转/min，牵引速度为30-70m/min。

在上述技术方案中，本发明中的电缆包括由内而外依次设置的电缆芯主体、聚四氟乙烯薄膜绕包层、铝屏蔽层、铜屏蔽层和聚四氟乙烯外护层，其中，所述电缆芯主体包括5-7个束线组和位于所述5-7个束线组中心的主导线组；每个束线组至少7根以上超细铜导线组成，主导线组由11-17根超细铜导线无规则绞合而成。这样，使得电缆不仅具有良好的机械性能和对外的绝缘性，而且，具有较好的屏蔽性，而电缆芯主体包括5-7个束线组和位于所述5-7个束线组中心的主导线组；每个束线组至少7根以上超细铜导线组成，主导线组由11-17根超细铜导线无规则绞合而成，这样的设置方式，使得电缆耐弯折，且柔性较好，提高电缆的适用性，不仅如此，电缆的传输功率较高，机械稳相性较好。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图。

附图标记说明

1薄膜绕包层 2铝屏蔽层

3铜屏蔽层 4聚四氟乙烯外护层

5电缆芯主体

2a铝丝 3a铜丝

5a主导线组 5b束线组

L两个相邻的铝丝之间的间隙

d两个相邻的铜丝之间的间隙

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，“内、外、侧”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。

如图1所示，本发明提供一种航天航空用抗电磁电缆，包括由内而外依次设置的电缆芯主体5、聚四氟乙烯薄膜绕包层1、铝屏蔽层2、铜屏蔽层3和聚四氟乙烯外护层4，其中，所述电缆芯主体5包括5-7个束线组5b和位于所述5-7个束线组中心的主导线组5a；每个束线组至少7根以上超细铜导线组成，主导线组由11-17根超细铜导线无规则绞合而成。

在上述技术方案中，本发明中的电缆包括由内而外依次设置的电缆芯主体5、聚四氟乙烯薄膜绕包层1、铝屏蔽层2、铜屏蔽层3和聚四氟乙烯外护层4，其中，所述电缆芯主体5包括5-7个束线组5b和位于所述5-7个束线组中心的主导线组5a；每个束线组至少7根以上超细铜导线组成，主导线组由11-17根超细铜导线无规则绞合而成。这样，使得电缆不仅具有良好的机械性能和对外的绝缘性，而且，具有较好的屏蔽性，而电缆芯主体5包括5-7个束线组5b和位于所述5-7个束线组中心的主导线组5a；每个束线组至少7根以上超细铜导线组成，主导线组由11-17根超细铜导线无规则绞合而成，这样的设置方式，使得电缆耐弯折，且柔性较好，提高电缆的适用性，不仅如此，电缆的传输功率较高，机械稳相性较好。

在本发明一种优选的实施方式中，每根所述超细铜导线的横截面的直径设置为0.03-0.10mm。这样，可进一步在具有较高传输功率的基础上，提高电缆的柔性和抗折弯性能。

在本发明一种优选的实施方式中，所述铝屏蔽层2包括若干个铝丝2a，且各铝丝2a呈圆形阵列设置；所述铜屏蔽层3包括若干个铜丝3a，且各铜丝3a呈圆形阵列设置；其中，两个相邻的铝丝2a之间的间隙L为0.3-0.6mm；所述铝丝2a的绞入角为18°-20°；两个相邻的铜丝3a之间的间隙d为0.6-0.8mm；所述铜丝3a的绞入角为10°-12°。这样，结合四氟乙烯薄膜绕包层1和聚四氟乙烯外护层4良好的机械性能和绝缘性，而铝屏蔽层2、铜屏蔽层3的绞合方式，可以提高屏蔽效果，另一方面，在本发明的设置方式下，既预留了铝丝2a和铜丝3a的移动空间又能相互遮蔽，具有较好的屏蔽效果，而在弯折的情况下，铜丝3a和铝丝2a的移动幅度不同，从而提高在弯折情况下的屏蔽稳定性和抗弯折性能，而且制得的电缆比常规线缆柔软。以本发明的电缆为例，该电缆的可传输功率达到2000W(1GHz)，远高于普通电缆的500W(1GHz)，该电缆损耗方面，该电缆在高速振动和弯折前后，其损耗变化低于1.9％；机械稳相方面，电缆在弯曲机械条件下的相位角变化为3.7°以内，优于常规电缆的5°；驻波性能即信号失真方面，在40GHz以下频段的驻波值为≤1.07，即使在高速振动弯曲变化后其值也不超出1.18，有效的保证了信号传输特性。

在本发明一种优选的实施方式中，所述铝丝2a采用s向或z向绞合，所述铜丝3a的绞合方向与所述铝丝2a的绞合方向相反。这样，可在弯折的过程中，铜丝3a和铝丝2a的移动方向相反，而不会出现空隙，提高屏蔽的稳定性。

在本发明一种优选的实施方式中，所述铝屏蔽层2、所述铜屏蔽层3的绞合节径比均为20-25倍。这样，可进一步提高屏蔽的稳定性。

在本发明一种优选的实施方式中，所述铜丝3a的直径为0.4-0.6mm，所述铝丝2a的直径为0.2-0.5mm。在该种实施方式中，自弯折移动的情况下，屏蔽层不会出现空隙，更加提高屏蔽的稳定性。

在本发明一种优选的实施方式中，所述铝丝2a的材质为铝合金，其中，所述铝合金的抗拉强度≥90Mpa、断裂伸长率≥10％、体积电阻率≤0.028264Ω·m/mm²。这样，可克服常规铝丝强度不高的缺陷，而富于该护套良好的机械性能。

在本发明一种优选的实施方式中，所述聚四氟乙烯薄膜绕包层1的厚度为0.22-0.27mm。这样，该护套既具有良好的屏蔽效果，又使得电缆更加轻柔。

在本发明一种优选的实施方式中，所述聚四氟乙烯外护层4的厚度为0.25-0.28mm。这样，该护套既具有良好的屏蔽效果，又使得电缆更加轻柔。

本发明还提供一种一种前文所述的航天航空用抗电磁电缆的制备方法，包括以下步骤：将聚四氟乙烯薄膜绕包在待加设护套的电缆芯体上，形成聚四氟乙烯薄膜绕包层1；再将若干个铝丝2a绞合在聚四氟乙烯薄膜绕包层1的外侧，形成铝屏蔽层2；然后再在铝屏蔽层2的外侧绞合若干个铜丝3a，形成铜屏蔽层3，再通过挤出机将聚四氟乙烯外护层4包覆于所述铜屏蔽层3的外侧。

在上述技术方案中，本发明中的电缆包括由内而外依次设置的电缆芯主体5、聚四氟乙烯薄膜绕包层1、铝屏蔽层2、铜屏蔽层3和聚四氟乙烯外护层4，其中，所述电缆芯主体5包括5-7个束线组5b和位于所述5-7个束线组中心的主导线组5a；每个束线组至少7根以上超细铜导线组成，主导线组由11-17根超细铜导线无规则绞合而成。这样，使得电缆不仅具有良好的机械性能和对外的绝缘性，而且，具有较好的屏蔽性，而电缆芯主体5包括5-7个束线组5b和位于所述5-7个束线组中心的主导线组5a；每个束线组至少7根以上超细铜导线组成，主导线组由11-17根超细铜导线无规则绞合而成，这样的设置方式，使得电缆耐弯折，且柔性较好，提高电缆的适用性，不仅如此，电缆的传输功率较高，机械稳相性较好。

在本发明一种优选的实施方式中，所述挤出机的工作温度为290-320℃。

在本发明一种优选的实施方式中，螺杆转数为25-35转/min，牵引速度为30-70m/min。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种航天航空用抗电磁电缆，其特征在于，包括由内而外依次设置的电缆芯主体(5)、聚四氟乙烯薄膜绕包层(1)、铝屏蔽层(2)、铜屏蔽层(3)和聚四氟乙烯外护层(4)，其中，所述电缆芯主体(5)包括5-7个束线组(5b)和位于所述5-7个束线组中心的主导线组(5a)；每个束线组至少7根以上超细铜导线组成，主导线组由11-17根超细铜导线无规则绞合而成。

2.根据权利要求1所述的航天航空用抗电磁电缆，其特征在于，每根所述超细铜导线的横截面的直径设置为0.03-0.10mm。

3.根据权利要求2所述的航天航空用抗电磁电缆，其特征在于，所述铝屏蔽层(2)包括若干个铝丝(2a)，且各铝丝(2a)呈圆形阵列设置；所述铜屏蔽层(3)包括若干个铜丝(3a)，且各铜丝(3a)呈圆形阵列设置；其中，两个相邻的铝丝(2a)之间的间隙(L)为0.3-0.6mm；所述铝丝(2a)的绞入角为18°-20°；两个相邻的铜丝(3a)之间的间隙(d)为0.6-0.8mm；所述铜丝(3a)的绞入角为10°-12°。

4.根据权利要求3所述的航天航空用抗电磁电缆，其特征在于，所述铝丝(2a)采用s向或z向绞合，所述铜丝(3a)的绞合方向与所述铝丝(2a)的绞合方向相反。

5.根据权利要求4所述的航天航空用抗电磁电缆，其特征在于，所述铝屏蔽层(2)、所述铜屏蔽层(3)的绞合节径比均为20-25倍。

6.根据权利要求5所述的航天航空用抗电磁电缆，其特征在于，所述铜丝(3a)的直径为0.4-0.6mm，所述铝丝(2a)的直径为0.2-0.5mm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的航天航空用抗电磁电缆，其特征在于，所述铝丝(2a)的材质为铝合金，其中，所述铝合金的抗拉强度≥90Mpa、断裂伸长率≥10％、体积电阻率≤0.028264Ω·m/mm²。

8.根据权利要求1-6任一项所述的航天航空用抗电磁电缆，其特征在于，所述聚四氟乙烯薄膜绕包层(1)的厚度为0.22-0.27mm；所述聚四氟乙烯外护层(4)的厚度为0.25-0.28mm。

9.一种权利要求1-8任一项所述的航天航空用抗电磁电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将聚四氟乙烯薄膜绕包在待加设护套的电缆芯体上，形成聚四氟乙烯薄膜绕包层(1)；再将若干个铝丝(2a)绞合在聚四氟乙烯薄膜绕包层(1)的外侧，形成铝屏蔽层(2)；然后再在铝屏蔽层(2)的外侧绞合若干个铜丝(3a)，形成铜屏蔽层(3)，再通过挤出机将聚四氟乙烯外护层(4)包覆于所述铜屏蔽层(3)的外侧。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述挤出机的工作温度为290-320℃；螺杆转数为25-35转/min，牵引速度为30-70m/min。