CN113302706A - 以太网电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以太网电缆。具体而言，本发明涉及一种以太网电缆，其柔韧性优异，耐震性优异，从而耐久性优异的同时，电特性优异，能够节约制造费用。

Description

以太网电缆
技术领域
本发明涉及一种以太网电缆。具体而言，本发明涉及一种以太网电缆，其柔韧性优异，耐震性优异，从而耐久性优异的同时，电特性优异，能够节约制造费用。
背景技术
以太网电缆是指通信电缆。图1示意性地示出了现有的以太网电缆的横向剖视图。如图1所示，现有的以太网电缆具有包括以预定的节距彼此绞合的一对芯10和整体地包覆所述一对芯10的外皮层20的结构，所述一对芯10包括导体11和包覆所述导体11的绝缘体12。
另外，根据以太网电缆的用途和铺设环境，要求现有的以太网电缆具有优异的柔韧性和耐震性，因此，通常采用由复数条导线绞合而成的绞线作为所述导体11。
在此，在以太网电缆的柔韧性达不到一定标准的情况下，将电缆铺设在曲面区间时，可能由于一对芯彼此分开而导致其电特性出现问题，另外，在以太网电缆的耐震性达不到一定标准的情况下，将所述电缆应用于汽车、船舶、火车、航空器等移动工具和其他可能发生晃动的铺设环境时，可能因震动而发生电缆破坏，从而通信功能降低或成为无法通信的情况，在这种情况下，例如雷达等各种通信设备因以太网电的缆破坏而无法通信时，在安全方面构成较大威胁。
但是，在以绞线的方式使用所述导体11的情况下，虽然柔韧性和耐震性会提高，但是会产生用于绞合导线，尤其是以预定的节距绞合导线的加工费和人工费，从而以太网电缆的制造费用会增加，在为了满足今后高规格的电特性而需要降低电阻的情况下，存在不必要地增大电缆外径的问题等。
因此，目前的现状为，迫切地需要一种以太网电缆，其柔韧性优异，耐震性优异，从而耐久性优异的同时，电特性优异，能够节约制造费用。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于，提供一种柔韧性优异，耐震性优异，从而耐久性优异的以太网电缆。
另外，本发明的目的在于，提供一种电特性优异，从而能够在不增大电缆外径的情况下降低电阻的以太网电缆。
此外，本发明的目的在于，提供一种能够节约制造费用的以太网电缆。
解决问题的技术方案
为了解决上述问题，本发明提供一种以太网电缆，其特征在于，包括：一对芯，包括单线导体和包覆所述单线导体的绝缘体；以及外皮，整体地包覆所述一对芯，所述一对芯彼此扭绞而形成，沿着电缆长度方向具有绞距(P1)，所述一对芯的绞距(P1)满足下述数学式1：
[数学式1]
2.2mm≤P2-P1≤4mm
在所述数学式1中，P2是指假设的以太网电缆中的芯的绞距，所述假设的以太网电缆将在一股中心导线外围配置有六股导线且这种导线的绞距(P3)为10mm的绞合导体用作导体，由此与所述以太网电缆相比，除了导体的标称截面积和一对芯的绞距不同以外，导体的材料和导体的总直径、绝缘体的材料和厚度、芯的数量、外皮的材料和厚度以及电缆弯曲180°时弯曲部的塑性变形率实质相同。
在此，提供一种以太网电缆，其特征在于，所述塑性变形率是通过采用有限元分析方法的数值分析进行测定。
另外，提供一种以太网电缆，其特征在于，所述塑性变形率是通过ABAQUS程序(制造商：达索系统(dassault systemes))作为数值分析程序进行测定。
并且，提供一种以太网电缆，其特征在于，所述芯的绞距为7mm至28mm。
此外，提供一种以太网电缆，其特征在于，所述塑性变形率为7％至25％。
另外，提供一种以太网电缆，其特征在于，所述一对芯的绞距(P1)满足下述数学式2：
[数学式2]
2.2mm≤P2-P1≤3mm
在所述数学式2中，P2与如上述数学式1中所定义的一样。
另一方面，提供一种以太网电缆，其特征在于，所述单线导体的半径为0.19mm至0.5mm，所述单线导体的标称截面积为0.11mm2至0.79mm2。
另外，提供一种以太网电缆，其特征在于，所述绝缘体包含聚烯烃系树脂，所述外皮包含聚氯乙烯树脂。
并且，提供一种以太网电缆，其特征在于，所述外皮为填充所述一对芯之间的空隙的填充式外皮。
此外，提供一种以太网电缆，其特征在于，所述绝缘体的厚度为0.18mm至1.5mm，所述电缆的总外径为3mm至6mm。
另一方面，提供一种以太网电缆，其特征在于，还包括：屏蔽层，设置在所述一对芯和所述外皮之间，包覆所述一对芯；以及衬垫层，填充所述一对芯和所述屏蔽层之间的空隙。
在此，提供一种以太网电缆，其特征在于，所述屏蔽层包括铝带和金属编织体。
另外，提供一种以太网电缆，其特征在于，所述铝带包括铝箔麦拉(Al-mylar)带，所述金属编织体包括镀锡铜编织体。
发明效果
本发明所涉及的以太网电缆通过应用单线导体并精确地调节芯的绞距，表现出实现了应用绞合导体的水平的柔韧性和耐震性的优异效果。
另外，本发明所涉及的以太网电缆通过应用单线导体并精确地调节芯的绞距，表现出电特性优异而能够在不增大电缆外径的情况下降低电阻的优异效果。
此外，本发明所涉及的以太网电缆能够通过应用单线导体，表现出降低绞合导体的加工费和人工费，从而节约制造费用的优异效果。
附图说明
图1示意性地示出了现有的以太网电缆的横向剖视图。
图2示意性地示出了关于本发明所涉及的以太网电缆的一实施例的横向剖视图。
图3示意性地示出了关于本发明所涉及的以太网电缆的另一实施例的横向剖视图。
图4是示出数学式1中导体为单线时的一对芯的绞距(P1)的图。
图5是示出数学式1中导体为绞线时的一对芯的绞距(P2)的图。
图6是示出数学式1中的绞合导体的绞距(P3)的图。
图7是整理因绞线导体和单线导体的绞距而产生的塑性变形率的差异的表。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。然而，本发明不限于在此说明的实施例，也可以以其他方式实现。相反，在此介绍的实施例是为了能够使公开的内容彻底和完整，并且为了能够充分地将发明的思想传递给本领域的技术人员而提供的。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的构成要素。
图2示意性地示出了关于本发明所涉及的以太网电缆的一实施例的横向剖视图，图3示意性地示出了关于本发明所涉及的以太网电缆的另一实施例的横向剖视图。
如图2所示，本发明所涉及的以太网电缆可以包括：一对芯100，包括单线导体110和包覆所述单线导体110的绝缘体120，以预定的节距彼此扭绞而成；以及外皮层200，整体地包覆所述一对芯100。
另外，如图3所示，本发明所涉及的以太网电缆还可以包括：屏蔽层300，设置在一对芯100和外皮层200之间，包覆所述一对芯100；以及衬垫层400，填充所述一对芯100和所述屏蔽层300之间的空隙。
在此，所述屏蔽层300通过反射或吸收从所述一对芯100发射到外部的电磁波和欲从外部穿透到本发明所涉及的以太网电缆的内部的电磁波，从而发挥阻挡这些电磁波的功能，例如，可以包括在聚酯膜上贴合有铝箔的铝箔麦拉(Al-mylar)带等铝带310和/或镀锡铜编织体等金属编织体320。
另外，在所述屏蔽层300均包括所述铝带310和所述金属编织体320的情况下，可以配置成由所述铝带310包覆所述一对芯100且由所述金属屏蔽层320包覆所述铝带310的结构。
另一方面，所述衬垫层400填充所述一对芯100和所述屏蔽层300之间的空隙，从而提高所述以太网电缆的真圆度并使其结构稳定的同时，发挥使所述一对芯100和所述屏蔽层300之间的间隔和由此产生的阻抗保持恒定等的提高通信特性的功能，例如，可以由聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、交联聚乙烯(XLPE)、聚丙烯(PP)、氟化乙烯丙烯(FEP)等树脂构成。
所述单线导体110可以由铜、铝、银等金属材料或它们的合金构成，例如，可以由电阻率为1.68×10-8Ω·m的金属材料构成，其半径可以由普通技术人员根据电缆用途来适当地选择，例如，可以为0.19mm至0.5mm，优选的是，可以为0.3mm至0.5mm，所述单线导体110的标称截面积例如可以为0.11mm2至0.79mm2。
与现有的由复数条导线以预定的节距绞合的绞合导体相比，所述单线导体110在相同的外径下标称截面积较大，因此电阻较低，从而电特性优异，在绞合导体中节约用于绞合导线的加工费和人工费，从而能够节约电缆的制造费用。
但是，由于与具有相同的外径的现有的绞合导体相比，所述单线导体110的柔韧性和耐震性不足，因而可以通过后述的精确地控制芯100的节距来克服这些问题。
所述绝缘体120可以通过挤出包含具有电绝缘特性的高分子树脂作为基体树脂的绝缘组合物等来形成，所述高分子树脂只要能够实现电绝缘特性则不受特别限制，例如，可以包括聚乙烯、乙烯乙酸乙烯酯、乙烯乙酸乙酯、乙烯丙烯酸丁酯等聚烯烃系树脂。所述绝缘体120的厚度可以由普通技术人员根据所述导体110的材料、直径、所述绝缘体120的材料等来适当地选择，例如，所述绝缘体120的厚度可以为0.18mm至1.5mm。
所述外皮200整体地包覆所述一对芯100，从而发挥从外部的压力或冲击中保护所述芯100的功能，尤其是可以应用填充所述一对芯100之间的空隙的填充式外皮，以在电缆弯曲时保持一对芯100的后述的节距，从而稳定地保持它们的结构。
所述外皮200可以通过挤出外皮组合物来形成，所述外皮组合物例如包含聚氯乙烯树脂、聚乙烯树脂、氟树脂等作为基体树脂，优选的是，包含柔韧性优异的聚氯乙烯树脂作为基体树脂。所述外皮200的厚度可以由普通技术人员通过考虑所述外皮200的材料、电缆总外径、电缆的用途或铺设环境等来适当地选择，例如，基于所述外皮200的厚度的所述电缆的总外径可以为3mm至6mm。
在本发明中，所述一对芯100可以通过被精确地控制的节距(pitch)的扭绞来绞合。
具体而言，如图4所示的所述一对芯的绞距(P1)可以满足下述数学式1：
[数学式1]
2.2mm≤P2-P1≤4mm
在所述数学式1中，如图5和图6所示，P2是指假设的以太网电缆中的芯的绞距，所述假设的以太网电缆将在一股中心导线外围配置有六股导线且这种导线的绞距(P3)为10mm的绞合导体用作导体，由此与所述以太网电缆相比，除了导体的标称截面积和一对芯的绞距不同以外，导体的材料和导体的总直径即导体为绞合导体的情况下将构成绞合导体的复数条导线全部绞合到一起的状态下的导体直径、绝缘体的材料和厚度、芯的数量、外皮的材料和厚度以及电缆弯曲180°时弯曲部的塑性变形率实质相同。
优选的是，所述一对芯的绞距(P1)可以满足下述数学式2：
[数学式2]
2.2mm≤P2-P1≤3mm
在所述数学式2中，P2与上述数学式1中所定义的一样。
由此，所述塑性变形率可以是7％至25％。
所述塑性变形率是指，当借助外力使所述电缆弯曲180°时，在弯曲部发生变形，所述变形包括在去除所述外力的情况下再次恢复的单性变形和由于材料的新原子键合而引起的即使去除所述外力也不会再次恢复的塑性变形，将因所述单性变形产生的变形率称为弹性变形率，将因所述塑性变形产生的变形率称为塑性变形率。另一方面，所述“实质相同”的含义是指，塑性变形率等对象的差异为±1％以下。
另外，所述塑性变形率可以通过采用有限元分析方法(Finite ElementAnalysis；FEA)的数值分析进行测定。具体而言，制造应用电缆结构和总直径、导体的材料和导体的总直径、绝缘体的材料和厚度、外皮的材料和厚度、取决于导体为绞线还是单线的标称截面积、导线或芯的绞距等的电缆模型，然后将该电缆模型弯曲180°，可以通过采用有限元分析方法的数值分析程序例如ABAQUS程序(制造商：达索系统(dassault systemes))测定弯曲部中的塑性变形率。
此外，分别对具有相同的电缆结构和总直径、导体的材料和导体的总直径、绝缘体的材料和厚度以及外皮的材料和厚度的应用绞合导体的电缆和应用单线导体的电缆，测定因芯的绞距而产生的塑性变形率，可以计算塑性变形率实质相同的各个应用绞合导体的电缆和应用单线导体的电缆中的绞距的差异。
在本发明所涉及的以太网电缆具有如上所述的芯的绞距的情况下，与应用现有的绞合导体且具有相同的外径的以太网电缆相比，能够降低电阻，从而电特性优异的同时，能够保持与应用现有的绞合导体的以太网电缆相同水平的塑性变形率及由此带来的柔韧性和耐震性。
在本发明所涉及的以太网电缆中，在芯100的绞距小于7mm即绞距过短的情况下，在应用绞距时由于导体的绞距所产生的张力而产生应力，因此难以保持与应用现有的绞合导体的以太网电缆相同水平的柔韧性和耐震性，在芯100的绞距超过28mm即绞距过长的情况下，可能无法实现应用绞合的效果。另外，在一对芯100的绞距为7mm至28mm的情况下，与应用现有的绞合导体的以太网电缆相比，能够最大限度地降低电阻和提高电特性。
另外，在具有实质相同的塑性变形率的应用绞合导体的电缆和应用单线导体的电缆的芯的绞距差异小于2.2mm或超过4mm的情况下，与应用绞合导体的电缆的塑性变形率相比，应用单线导体的电缆的塑性变形率超过作为实质相同的范围的±1％，因此，本发明所要达到的通过提高以太网电缆的柔韧性、耐久性并降低电阻来改善电特性的效果可能并不充分。
实际上，如图7所示，确认到，以一对芯的绞距为7mm至28mm作为前提下，只有在应用绞合导体的电缆和应用单线导体的电缆的芯的绞距差异为2.2mm至4mm的情况下，塑性变形率的差异被控制在作为实质相同的范围的±1％以内。
本说明书参照本发明的优选实施例进行了说明，但是本技术领域的技术人员可以在不脱离所附的权利要求书中记载的本发明的思想和范围内，对本发明进行各种修改和变更。因此，只要变形的实施方式基本上包含本发明的权利要求书的构成要素，则应当视为均包含于本发明的技术范畴。

Claims (13)

1.一种以太网电缆，其特征在于，包括：
一对芯，包括单线导体和包覆所述单线导体的绝缘体；以及
外皮，整体地包覆所述一对芯，
所述一对芯彼此扭绞而形成，沿着电缆长度方向具有绞距P1，所述一对芯的绞距P1满足下述数学式1：
数学式1
2.2mm≤P2-P1≤4mm
在所述数学式1中，P2是指假设的以太网电缆中的芯的绞距，所述假设的以太网电缆将在一股中心导线外围配置有六股导线且这种导线的绞距P3为10mm的绞合导体用作导体，由此与所述以太网电缆相比，除了导体的标称截面积和一对芯的绞距不同以外，导体的材料和导体的总直径、绝缘体的材料和厚度、芯的数量、外皮的材料和厚度以及电缆弯曲180°时弯曲部的塑性变形率实质相同。
2.根据权利要求1所述的以太网电缆，其特征在于，
所述塑性变形率是通过采用有限元分析方法的数值分析进行测定。
3.根据权利要求2所述的以太网电缆，其特征在于，
所述塑性变形率是通过ABAQUS程序作为数值分析程序进行测定，所述ABAQUS程序的制造商为达索系统。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的以太网电缆，其特征在于，
所述芯的绞距为7mm至28mm。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的以太网电缆，其特征在于，
所述塑性变形率为7％至25％。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的以太网电缆，其特征在于，
所述一对芯的绞距P1满足下述数学式2：
数学式2
2.2mm≤P2-P1≤3mm
在所述数学式2中，P2与所述数学式1中所定义的一样。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的以太网电缆，其特征在于，
所述单线导体的半径为0.19mm至0.5mm，所述单线导体的标称截面积为0.11mm2至0.79mm2。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的以太网电缆，其特征在于，
所述绝缘体包含聚烯烃系树脂，所述外皮包含聚氯乙烯树脂。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的以太网电缆，其特征在于，
所述外皮为填充所述一对芯之间的空隙的填充式外皮。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的以太网电缆，其特征在于，
所述绝缘体的厚度为0.18mm至1.5mm，所述电缆的总外径为3mm至6mm。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的以太网电缆，其特征在于，还包括：
屏蔽层，设置在所述一对芯和所述外皮之间，包覆所述一对芯；以及
衬垫层，填充所述一对芯和所述屏蔽层之间的空隙。
12.根据权利要求11所述的以太网电缆，其特征在于，
所述屏蔽层包括铝带和金属编织体。
13.根据权利要求12所述的以太网电缆，其特征在于，
所述铝带包括铝箔麦拉带，所述金属编织体包括镀锡铜编织体。
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