CN113035416A - 一种低压柔性电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低压柔性电缆，涉及电缆的技术领域，其包括支撑芯，支撑芯的侧壁上设有多个沿其周向布置的电力线芯，电力线芯的外部包有绝缘层，各绝缘层及支撑芯的外部设有填充层；外护套，套设于填充层周部；外护套与填充层之间设有缓冲带，缓冲带与外护套之间形成有第一缓冲间隙，第一缓冲间隙内设有热固性树脂；低压柔性电缆工作温度大于热固性树脂的固化温度。在电缆处于非工作状态时，热固性树脂处于非固化状态，让电缆本体具有柔性；当电缆处于工作状态时，电缆的工作温度高于热固性树脂的固化温度，从而让热固性树脂固化，提高电缆整体的刚性。让电缆在前期运输、安装以及后期使用过程中具有不同物理属性，在不同情况下均能有效保护电缆。

Description

一种低压柔性电缆

技术领域

本发明涉及电缆的技术领域，尤其涉及一种低压柔性电缆。

背景技术

随着社会的发展，电缆的种类越来越多，而电缆的内部结构一般都是由单股或多股线芯和绝缘层组成，并具有多组导线，每组导线之间相互绝缘，常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电缆按其用途可分为电力电缆、通信电缆和控制电缆等，一般用于连接电路、电器等。

目前在电力传输中，铺设电缆的过程中会频繁移动电缆，会进行各种挤压、拖拽和弯扭，传统的电缆内部导线间连接紧密，电缆外部受力时，内部导线受到的多向作用力，长时间致使导线断裂，严重缩短电缆后期使用寿命。若提高电缆柔性，虽然能够让其在前期的安装、运输的过程不易破坏，但是，在后期使用过程中又无法满足电缆的刚性需求，同样会导致其在使用过程中结构被破坏，给社会带来巨大经济损失。

发明内容

本发明实施例的目的在于：提供一种低压柔性电缆，在第一缓冲间隙内设置热固性树脂从而对电缆进行保护，电缆在非工作状态下保证其柔性，电缆在工作状态下提高其刚性，从而解决现有技术中存在的上述问题。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种低压柔性电缆，包括支撑芯，所述支撑芯的侧壁上设有多个沿其周向布置的电力线芯，所述电力线芯的外部包有绝缘层，各所述绝缘层及所述支撑芯的外部设有填充层；外护套，套设于所述填充层周部；所述外护套与所述填充层之间设有缓冲带，所述缓冲带缠绕在所述填充层的外周面，并与所述外护套之间形成有第一缓冲间隙，所述第一缓冲间隙沿所述低压柔性电缆的长度方向延伸；所述第一缓冲间隙内设有多个沿其长度方向延伸的热固性树脂；所述低压柔性电缆工作温度大于所述热固性树脂的固化温度。

进一步地，所述填充层为阻水缓冲绳，所述阻水缓冲绳的外周与所述缓冲带之间设置有阻水膜；所述阻水缓冲绳包括多根阻水带，多根所述阻水带之间交叉环绕并包覆在由所述绝缘层及所述支撑芯所形成的表面，所述阻水膜包覆于所述阻水缓冲绳的外表面。

进一步地，所述外护套与所述缓冲带之间形成有多道所述第一缓冲间隙，多道所述第一缓冲间隙之间相互间隔并绕设于所述缓冲带的周部；多道所述第一缓冲间隙内分别设置有所述热固性树脂。

进一步地，所述热固性树脂的上表面以及下表面分别抵贴于所述外护套以及所述缓冲带；每道所述第一缓冲间隙中还设置有多个缓冲气囊，多个所述缓冲气囊分别设置在所述热固性树脂的相对两侧，位于所述热固性树脂同一侧的多个所述缓冲气囊沿所述第一缓冲间隙的长度方向依次排列；所述缓冲气囊一侧抵于所述热固性树脂，所述缓冲气囊的另一侧分别抵于所述外护套以及所述缓冲带。

进一步地，所述缓冲带截面呈矩形，所述缓冲带包括四道直边以及分别与任意两所述直边相连的直角边；所述缓冲带的四个所述直角边均抵顶于所述外护套，以使所述缓冲带与所述外护套之间形成有四道所述第一缓冲间隙；所述直角边均为圆角。

进一步地，所述填充层截面呈圆形，所述填充层的外表面分别与四道所述直边的内侧面相切；所述填充层与所述直角边之间形成有第二缓冲间隙，所述第二缓冲间隙内填充有相变材料，所述低压柔性电缆的工作温度大于所述相变材料的气液相变温度。

进一步地，所述第一缓冲间隙截面呈环形结构；所述热固性树脂为多个，多个所述热固性树脂依次排列并环绕设置于所述第一缓冲间隙，任意两相邻的所述热固性树脂之间形成有缓冲缝隙。

进一步地，所述热固性树脂截面呈矩形，所述热固性树脂的上表面以及下表面分别抵贴于所述外护套以及所述缓冲带，任意两相邻的所述热固性树脂的下部相互抵贴配合，任意两相邻的所述热固性树脂的上部形成所述缓冲缝隙。

进一步地，所述支撑芯的侧壁上设有数量与所述电力线芯一致的容纳槽，所述电力线芯对应嵌置于所述容纳槽之中；所述电力线芯为三根，三根所述电力线芯在所述支撑芯的侧壁上构成等边三角形结构，等边三角形结构的所述电力线芯外部包裹有闭合的缓冲垫。

进一步地，所述绝缘层外还设置有屏蔽层以及光纤单元保护层，所述屏蔽层设置在所述光纤单元保护层以及所述绝缘层之间；所述光纤单元保护层中设有光纤带。

本发明的有益效果为：设置的支撑芯可保证电缆的内层具有一定的强度，以使在前期运输、安装下，多股线芯也不容易被破坏；

在电缆的外护套与填充层之间设有缓冲带，缓冲带缠绕在填充层的外周面，能够为电缆本体提供一定的保护，在电缆的运输、安装过程中，以及投入使用后，都能抵抗一定的切向力、扭力。缓冲带与外护套之间形成的第一缓冲间隙，内设有热固性树脂，在前期电缆处于非工作状态时，热固性树脂处于非固化状态，让电缆本体具有一定柔性，让电缆在运输、拖拽、安装过程中能够承受一定的挤压力；当电缆被安装并固定在相应的位置后，处于工作状态时，电缆的工作温度高于热固性树脂的固化温度，从而让热固性树脂固化变硬，提高电缆整体的刚性，满足电缆使用过程中的刚性需求，保护电缆在使用过程中不易被破坏。最终让电缆在前期运输、安装以及后期使用过程中具有不同物理属性，在不同情况下均能有效保护电缆。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施方式之一所述低压柔性电缆结构示意图；

图2为图1的A部放大示意图；

图3为本发明实施方式之二所述低压柔性电缆结构示意图。

图中：10、支撑芯；11、容纳槽；20、电力线芯；21、绝缘层；22、缓冲垫；23、屏蔽层；24、光纤单元保护层；241、光纤带；30、填充层；31、阻水缓冲绳；32、阻水膜；40、外护套；50、缓冲带；51、直边；52、直角边；60、第一缓冲间隙；61、热固性树脂；62、缓冲气囊；611、缓冲缝隙；70、第二缓冲间隙；71、相变材料。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-图3所示，为了让电缆既在运输、安装过程中不易产生刚性破坏，又能在使用过程中具有一定刚性自我保护功能，本实施例提供一种低压柔性电缆，其内层包括有支撑芯10，支撑芯10的侧壁上设有多个沿其周向布置的电力线芯20，电力线芯20可以为多股线芯或单股线芯，每股线芯垂直于长度方向上的截面为圆形，线芯的材料可选择铜或铜合金。若电力线芯20为多股线芯，可在线芯之间的缝隙中或在线芯绞合过程中填充导电拒水膏，将线芯间缝隙密实填充，本例中采用单股线芯作为附图示例。电力线芯20的外部包有绝缘层21，避免各组电力线芯20之间产生相互影响，绝缘层21优选高密度聚乙烯，电绝缘性、韧性及耐寒性较好，而且对液态分子的渗透性小，一定程度也可起到防水的效果，当然，也可采用绝缘防火材料，使电缆绝缘层21具备阻水及阻燃的效果。

各绝缘层21及支撑芯10的外部设有填充层30，填充层30可采用防水和/或防火材料，进一步提高电缆内层的绝缘性、防水性以及防火性能。

外护套40，套设于填充层30周部，外护套40优选由耐磨耐热的绝缘材料制成，在其他实施例中，可以对保护层进行进一步的优化，如设置有多层，以增强保护性、耐磨性，或者，在保护层内部分设置/填充相变材料71，延缓电缆的温度增加等，这些均属于本领域技术人员容易想到的，理应属于本公开的保护范围。

为了解决背景技术中所提及的技术问题，外护套40与填充层30之间设有缓冲带50，缓冲带50缠绕在填充层30的外周面，缓冲带50一般选用具有一定韧性，且具有弹性复位能力的材料，为电缆提供一定的保护能力，并且能够提高电缆内层结构的稳定性，当电缆表面受压时，缓冲带50会受到一定的挤压力并且受压部分的截面会发生形变，对受压部产生一个相向的回弹力，能够让电缆具有一定抵抗切向力、扭力的能力，一定程度上保护电力线芯20，当电缆外部压力消除，缓冲带50能够快速复原，保证不影响电缆内部结构，缓冲带50与外护套40之间形成有第一缓冲间隙60，第一缓冲间隙60沿低压柔性电缆的长度方向延伸，其延伸长度与低压柔性电缆长度一致，在第一缓冲间隙60内设有多个沿其长度方向延伸的热固性树脂61，低压柔性电缆工作温度大于热固性树脂61的固化温度。

热固性树脂61具有非固化状态以及固化状态，在其处于非固化状态下，热固性树脂61材质较软，甚至偏向于流体，而在固化状态下，热固性树脂61硬度将会大幅提高，从而让其具有一定的刚性。将热固性树脂61用于本发明的低压柔性电缆中，让电缆在前期处于非工作状态时，即电缆温度低于热固性树脂61的固化温度，热固性树脂61处于非固化状态，从而使得电缆具备一定柔性，热固性树脂61能够适应电缆在运输、拖拽、安装过程中产生一定程度上的形变量，让其能够承受一定的挤压力，避免电缆在相互堆叠，或安装运输过程中产生刚性破坏。而当电缆被安装并固定在相应的位置后，通电并处于工作状态时，低压电缆的工作温度一般会保持在60-70摄氏度，而电缆的工作温度需高于热固性树脂61的固化温度，这样，才能让电缆工作过程中使热固性树脂61固化变硬，从而让电缆外层结构的刚性得到提高，满足电缆使用过程中的刚性需求，避免电缆在埋设后被挤压导致破损的情况。最终让电缆在前期运输、安装以及后期使用过程中具有不同物理属性，在不同情况下均能有效保护电缆。

具体的，热固性树脂61通过包括以下步骤的方法形成：

混合

至少一种环氧树脂；

至少一种硬化剂；和

至少一种吸热转变添加剂，其中，基于环氧树脂、硬化剂和吸热转变添加剂的总重量，至少一种吸热转变添加剂为1重量％至50重量％，至少一种环氧树脂为30重量％至99重量％，并且至少一种硬化剂为0.01重量％至60重量％；并且至少一种吸热转变添加剂在环境温度和压力下是固体，具有50J/g至600J/g的吸热转变焓且具有5nm-500微米范围内的平均粒度，并且选自五水合硫代硫酸钠、三水合乙酸钠、十水合硫酸钠、一水合氢氧化钡、四水合硝酸镍、六水合硝酸锌、它们的混合物、它们的合金和它们的低共熔混合物，以形成可固化的组合物；和在至少60℃的温度下热固化可固化的组合物，以形成热固性树脂61，其中当与不含吸热转变添加剂的相同的基于环氧树脂的配方相比时，反应放热温度降低至少30℃。

而电缆在完成安装，投入使用后，由于热固性树脂61已经形成固化状态，因此，如电缆需要维护、更换时，工作人员需要将损坏部分的电缆裁切，或在电缆做成多段式结构，更替所需替换的电缆段，然后将带有未固化热固性树脂61的电缆重新装入电缆整体当中，让其投入使用后热固性树脂61固化起到保护更换后的电缆的作用。

填充层30为阻水缓冲绳31，阻水缓冲绳31的外周与缓冲带50之间设置有阻水膜32，能够提高电缆内层的阻水性能。阻水缓冲绳31包括多根阻水带，多根阻水带之间交叉环绕并包覆在由绝缘层21及支撑芯10所形成的表面，阻水膜32包覆于阻水缓冲绳31的外表面。阻水带是由条形基带和通过粘接剂粘接在基带一面的膨胀微粒组成，条形基带可采用无纺布、玻璃纤维布或涤纶布中的任一种，膨胀微粒为纤维素、丙烯酰胺、丙烯酸聚合物。

作为上述方案的具体实施方式之一：

如图1所示，外护套40与缓冲带50之间形成有多道第一缓冲间隙60，多道第一缓冲间隙60之间相互间隔并绕设于缓冲带50的周部，多道第一缓冲间隙60内分别设置有热固性树脂61。

热固性树脂61的上表面以及下表面分别抵贴于外护套40以及缓冲带50，每道第一缓冲间隙60中还设置有多个缓冲气囊62，多个缓冲气囊62分别设置在热固性树脂61的相对两侧，位于热固性树脂61同一侧的多个缓冲气囊62沿第一缓冲间隙60的长度方向依次排列；缓冲气囊62一侧抵于热固性树脂61，缓冲气囊62的另一侧分别抵于外护套40以及缓冲带50。

进一步，缓冲带50截面呈矩形，缓冲带50包括四道直边51以及分别与任意两直边51相连的直角边52；缓冲带50的四个直角边52均抵顶于外护套40，以使缓冲带50与外护套40之间形成有四道第一缓冲间隙60，直角边52均为圆角，实现缓冲带50与热固性树脂61共同为电缆结构提供抗压、抗拉性能，并且，在热固性树脂61固化后，电缆仍然具有一定的韧性，让其能够抵御更强的压力，而缓冲带50用于承受压力的分别为四个直角边52，其能够承受的压力也更大，圆角结构也能够让缓冲带50的受力面积更加均匀，降低缓冲带50所受压强。

在此基础上，填充层30截面呈圆形，填充层30的外表面分别与四道直边51的内侧面相切；填充层30与直角边52之间形成有第二缓冲间隙70，第二缓冲间隙70能够协助缓冲带50对外部应力进行缓冲，第二缓冲间隙70内填充有相变材料71，低压柔性电缆的工作温度大于相变材料71的气液相变温度，在电缆处于非使用状态下，即电力线芯20未通电使用时相变材料71呈液态，使电缆柔性进一步提高，适应弯折、拉伸或拖拽等在运输、安装过程中会产生的情况，并且，在电缆表面受压的情况下，相变材料71也能够配合缓冲带50缓冲并且对受力的位置进行很好的承托，使电缆相互堆叠等情况下，电缆内层不会受到外部刚性应力的影响，有效保护在非使用状态下电缆的内部结构，而当电缆在使用过程中，电力线芯20在通电后会升温，相变材料71在此状态下气化，气化后的相变材料71体积相比液态时会增加，从而让第二缓冲间隙70内压力增大并挤压在第二缓冲间隙70内，从而增加相应位置的硬度、刚性。

作为上述方案的具体实施方式之二：

如图2所示，第一缓冲间隙60截面呈环形结构，热固性树脂61为多个，多个热固性树脂61依次排列并环绕设置于第一缓冲间隙60，任意两相邻的热固性树脂61之间形成有缓冲缝隙611。

热固性树脂61截面呈矩形，热固性树脂61的上表面以及下表面分别抵贴于外护套40以及缓冲带50，任意两相邻的热固性树脂61的下部相互抵贴配合，任意两相邻的热固性树脂61的上部形成缓冲缝隙611，缓冲缝隙611能够使得热固性树脂61在非固化状态下受挤压时能够具有形变缓冲的空间，提高电缆受压能力，相较于第一种方案，该种方案成本更低，电缆处于工作状态时，由于第一缓冲间隙60环绕于缓冲带50，因此其表面刚性更高。

为了稳定电力线芯20，支撑芯10的侧壁上设有数量与电力线芯20一致的容纳槽11，电力线芯20对应嵌置于容纳槽11之中，电力线芯20嵌入容纳槽11的深度不小于自身直径的1/3，电力线芯20为三根，三根电力线芯20在支撑芯10的侧壁上构成等边三角形结构，等边三角形结构的电力线芯20外部包裹有闭合的缓冲垫22，缓冲垫22设置在填充层30之内。缓冲垫22内部包裹三个电力线芯20，使内部电力线芯20安装结构牢固，当电缆外部受到作用力时，缓冲垫22内部的电力线芯20能够被缓冲垫22保护，且缓冲垫22处于紧绷状态，也能够起到一定泄力的作用，提供缓冲的功能，提高了电缆的韧性。

而为了让电缆还具有信号传输功能，绝缘层21外还设置有屏蔽层23以及光纤单元保护层24，屏蔽层23设置在光纤单元保护层24以及绝缘层21之间，光纤单元保护层24中设有光纤带241。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低压柔性电缆，其特征在于，包括：

支撑芯(10)，所述支撑芯(10)的侧壁上设有多个沿其周向布置的电力线芯(20)，所述电力线芯(20)的外部包有绝缘层(21)，各所述绝缘层(21)及所述支撑芯(10)的外部设有填充层(30)；

外护套(40)，套设于所述填充层(30)周部；

所述外护套(40)与所述填充层(30)之间设有缓冲带(50)，所述缓冲带(50)缠绕在所述填充层(30)的外周面，并与所述外护套(40)之间形成有第一缓冲间隙(60)，所述第一缓冲间隙(60)沿所述低压柔性电缆的长度方向延伸；

所述第一缓冲间隙(60)内设有多个沿其长度方向延伸的热固性树脂(61)；

所述低压柔性电缆工作温度大于所述热固性树脂(61)的固化温度。

2.根据权利要求1所述的低压柔性电缆，其特征在于，所述填充层(30)为阻水缓冲绳(31)，所述阻水缓冲绳(31)的外周与所述缓冲带(50)之间设置有阻水膜(32)；

所述阻水缓冲绳(31)包括多根阻水带，多根所述阻水带之间交叉环绕并包覆在由所述绝缘层(21)及所述支撑芯(10)所形成的表面，所述阻水膜(32)包覆于所述阻水缓冲绳(31)的外表面。

3.根据权利要求1所述的低压柔性电缆，其特征在于，所述外护套(40)与所述缓冲带(50)之间形成有多道所述第一缓冲间隙(60)，多道所述第一缓冲间隙(60)之间相互间隔并绕设于所述缓冲带(50)的周部；

多道所述第一缓冲间隙(60)内分别设置有所述热固性树脂(61)。

4.根据权利要求3所述的低压柔性电缆，其特征在于，所述热固性树脂(61)的上表面以及下表面分别抵贴于所述外护套(40)以及所述缓冲带(50)；

每道所述第一缓冲间隙(60)中还设置有多个缓冲气囊(62)，多个所述缓冲气囊(62)分别设置在所述热固性树脂(61)的相对两侧，位于所述热固性树脂(61)同一侧的多个所述缓冲气囊(62)沿所述第一缓冲间隙(60)的长度方向依次排列；所述缓冲气囊(62)一侧抵于所述热固性树脂(61)，所述缓冲气囊(62)的另一侧分别抵于所述外护套(40)以及所述缓冲带(50)。

5.根据权利要求4所述的低压柔性电缆，其特征在于，所述缓冲带(50)截面呈矩形，所述缓冲带(50)包括四道直边(51)以及分别与任意两所述直边(51)相连的直角边(52)；所述缓冲带(50)的四个所述直角边(52)均抵顶于所述外护套(40)，以使所述缓冲带(50)与所述外护套(40)之间形成有四道所述第一缓冲间隙(60)；

所述直角边(52)均为圆角。

6.根据权利要求5所述的低压柔性电缆，其特征在于，所述填充层(30)截面呈圆形，所述填充层(30)的外表面分别与四道所述直边(51)的内侧面相切；所述填充层(30)与所述直角边(52)之间形成有第二缓冲间隙(70)，所述第二缓冲间隙(70)内填充有相变材料(71)，所述低压柔性电缆的工作温度大于所述相变材料(71)的气液相变温度。

7.根据权利要求1所述的低压柔性电缆，其特征在于，所述第一缓冲间隙(60)截面呈环形结构；

所述热固性树脂(61)为多个，多个所述热固性树脂(61)依次排列并环绕设置于所述第一缓冲间隙(60)，任意两相邻的所述热固性树脂(61)之间形成有缓冲缝隙(611)。

8.根据权利要求7所述的低压柔性电缆，其特征在于，所述热固性树脂(61)截面呈矩形，所述热固性树脂(61)的上表面以及下表面分别抵贴于所述外护套(40)以及所述缓冲带(50)，任意两相邻的所述热固性树脂(61)的下部相互抵贴配合，任意两相邻的所述热固性树脂(61)的上部形成所述缓冲缝隙(611)。

9.根据权利要求1所述的低压柔性电缆，其特征在于，所述支撑芯(10)的侧壁上设有数量与所述电力线芯(20)一致的容纳槽(11)，所述电力线芯(20)对应嵌置于所述容纳槽(11)之中；

所述电力线芯(20)为三根，三根所述电力线芯(20)在所述支撑芯(10)的侧壁上构成等边三角形结构，等边三角形结构的所述电力线芯(20)外部包裹有闭合的缓冲垫(22)。

10.根据权利要求1所述的低压柔性电缆，其特征在于，所述绝缘层(21)外还设置有屏蔽层(23)以及光纤单元保护层(24)，所述屏蔽层(23)设置在所述光纤单元保护层(24)以及所述绝缘层(21)之间；

所述光纤单元保护层(24)中设有光纤带(241)。

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