CN114596982A - 一种抗弯折柔性电缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种抗弯折柔性电缆，属于电缆技术领域。抗弯折柔性电缆包括若干电缆芯和外护套管，外护套管的内壁设置有位于相邻电缆芯之间的抗弯条，抗弯条的外端与外护套管内壁相连，抗弯条的内端具有一挤压头，各挤压头与电缆芯之间设置有一柔性的内护套管，内护套管上具有与电缆芯适配的外凸包覆部，内护套管上具有位于相邻外凸包覆部之间的、与挤压头适配的内凹包覆部；通过各挤压头轴线的圆直径小于通过各电缆芯轴线的圆直径；相邻抗弯条之间具有环绕外凸包覆部的散热区；内护套管内填充有缓冲材料。本发明具有散热性能好、机械性能优良等优点。

Description

一种抗弯折柔性电缆

技术领域

本发明属于电缆技术领域，涉及一种抗弯折柔性电缆。

背景技术

电缆通常是由几根或几组导线(每组至少两根)绞合而成，电缆根据使用场景的不同，对其性能有不同的侧重点，其性能主要分为机械性能和热性能，在机械性能和热性能均较好的情况下，可大幅提升电缆的通用性，机械性能主要指抗拉强度、伸长率、弯曲性、弹性、柔软性等，拉伸(抗拉、伸长率)方面的性能一般通过其钢绞线和铠甲层的设计实现，现有的电缆的钢绞线一般设置在电缆的轴线处，从生产的角度具有一定的优势，但是对于抗拉性能而言存在一定的不足，主要是因为电缆在受拉时，位于轴线处的钢绞线与其外侧的填充材料之间容易发生错位(填充材料的柔性和弹性)，拉力部分转移至钢绞线外侧的电缆芯上，造成电缆芯的受损；电缆较好的柔性不仅能够减缓电缆弯折造成的劳损，也便于电缆的牵引、铺装和包装，但是，作为铺设在管廊、地下管廊和地埋等场景时，电缆在其大范围铺设过程中需要被多点固定，尤其是在电缆牵引方向发生变化的位置，需要通过卡箍等紧箍件将电缆固定，在电缆发生弯折的箍筋位置尤其容易因应力集中、皱褶、磨损等原因造成该部位受损，在弯折位置相比其他位置而言更加容易老化，也加剧了该位置的损伤，因此，现有的柔性电缆在施工时会存在弯折处损伤较大的情况，使电缆达不到预期使用寿命和性能，而地埋、管廊铺设的电缆在检修维护方面又相对不便，给供电和供电安全造成负面影响。

电缆本身就是一个热源，其热性能尤为重要，发生集热、高温等情况，会加剧其老化，降低其机械性能，也会因为材料的热膨胀而损伤材料外涂层，还会造成各填充材料与线束之间的松脱，因此，电缆的热性能从侧面也反映了电缆的机械性能，本申请基于电缆热性能和机械性能的要求，设计一种可兼具两种性能的电缆，提高其通用性和性能等级。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种抗弯折柔性电缆，本发明所要解决的技术问题是如何提高电缆的综合性能，尤其是抗弯折性能。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种抗弯折柔性电缆，包括若干电缆芯和外护套管，其特征在于，所述外护套管的内壁设置有位于相邻电缆芯之间的抗弯条，所述抗弯条的外端与外护套管内壁相连，所述抗弯条的内端具有一挤压头，各挤压头与电缆芯之间设置有一柔性的内护套管，所述内护套管上具有与电缆芯适配的外凸包覆部，所述内护套管上具有位于相邻外凸包覆部之间的、与挤压头适配的内凹包覆部；通过各挤压头轴线的圆直径小于通过各电缆芯轴线的圆直径；相邻抗弯条之间具有环绕外凸包覆部的散热区；所述内护套管内填充有缓冲材料。

进一步的，所述外护套管包括聚乙烯层、铠甲层和支撑层，所述铠甲层位于聚乙烯层内侧，所述支撑层位于铠甲层内侧，所述抗弯条与支撑层制成一体。

进一步的，所述支撑层为内嵌镀锌钢丝的聚氯乙烯材料，所述抗弯条为聚氯乙烯材料。

进一步的，所述挤压头为内嵌钢绞线的聚氯乙烯材料。

进一步的，所述内护套管包括内护层、外护层和锡箔屏蔽层，所述内护层和外护层均为橡胶材料。

进一步的，所述缓冲材料为聚乙烯发泡材料。

进一步的，所述电缆芯为三组输电导线，每组输电导线有两根，同一组的两根输电导线之间相隔一根其它组的输电导线。

进一步的，所述电缆芯包括若干根输电导线和至少一根弱电导线。

本电缆在生产过程中，将电缆芯和内护套管为一个半成品，将外护管、抗弯条和挤压头三者为另一个半成品，两个半成品分别在线生产完成后，采用穿插的方式将内护套管插入外护套管内，形成成品电缆。

具体介绍本电缆产品的各性能：

柔性较好：本电缆较好的柔性是通过以下几个方面组合形成的，1、内护套管与挤压头之间存在一定的缓冲间隙；2、因为散热区的存在；3、抗弯条远离电缆的中心，且具有弹性；4、内护套管内部存在缓冲材料；在电缆发生一定幅度的弯曲变形时，电缆不会承受较大的阻力。

屏蔽性能好：本电缆以外护套管维持其外型，通过抗弯条和其内端的挤压头将各电缆芯分隔，内护套管在相邻电缆芯之间以双层结构存在，使锡箔屏蔽层在相邻电缆之间有两层，且挤压头和抗弯折条将相邻电缆芯分隔，进一步降低了相邻电缆芯之间发生击穿、通磁等不良干扰的可能性。

机械性能强：外护套管因钢绞线、镀锌钢丝和铠甲层的存在，其机械性能较好，且由于钢绞线和镀锌钢丝均远离电缆的轴线，使电缆总体在弯曲后复原的弹性较好，而挤压头和内护套管之间因相互挤压，摩擦阻力较大，内护套管与外护套管分离难度大，且发生错位时不会造成材料的撕裂，因此该电缆的抗拉性较好。

耐热耐候性能好：因散热区的存在，且电缆芯远离电缆中心，使其散热性能优良，同时，因为其缓冲能力和挤压形变幅度较大，使其抵抗热胀冷缩和气候变化的能力也较好。

在电缆发生挤压时刚性增强：在电缆受到外部挤压时，尤其是受到卡箍类环抱式挤压时，由于电缆芯外侧与外护套管之间存在一定的间隙，且挤压头挤压缓冲材料具有一定的压缩空间，使电缆芯和挤压头均向电缆中心方向聚拢，电缆芯和挤压头均向电缆中心聚拢后，电缆芯与挤压头之间的挤压间隙减小，电缆芯与内护套管、挤压头与内护套管之间均处于压紧状态，相当于电缆芯、内护套管、挤压头三者连接强度增大，电缆弯曲所需的避让间隙减小，电缆的抗弯折能力增大，从整根电缆的角度上看，不仅仅是电缆芯、内护套管、挤压头三者连接强度增大，外护套管与电缆芯之间也处于压紧状态，弯曲电缆需要克服的阻力也增大。

在实际应用上，电缆在铺设时，尤其是铺设在管廊等区域时，基于管廊内部需要各管道、线缆整齐被固定，根据管廊的形状，电缆也需要随之弯曲变形，在弯曲弧度较大时，如果是传统的电缆，因其柔性较好的原因，在弯折位置容易造成外皮皱褶、筋条类部件应力集中，从而在弯折部位受损严重，而本电缆，因受挤压时刚性增大，在被卡箍卡紧位置的两端呈刚性较大的状态，具体而言，电缆在卡紧位置向其外端，刚性逐渐减小，因此，电缆在卡箍位置可以以较小弧度弯曲，不会因为人为因素造成箍紧位置弯曲弧度较大而损坏电缆的情况。

电缆受外力挤压时，虽然说刚性增大是因为各部件相互之间挤压导致其弯曲阻力增大，但是，各部位挤压状态下电缆芯依然受到较好的防护，散热区依然存在、其与非挤压部位的散热区通达，电缆的整体性能不会因受压而产生较大变化。

本方案的优势和显著之处在于：1、通过抗弯条维持电缆的基础刚性，配合各部位缓冲材料和缓冲间隙，使其在未受到挤压时具有较好的柔性；在其受外部挤压时，因电缆芯和挤压头相互靠拢聚中，弯曲所需外力增大，提高其在受外力作用时的刚性，使其在箍紧部位可弯曲的弧度减小，避免弯曲弧度较大造成机械性能的降低和各材料层的受损；2、内护套管的结构使其具备双屏蔽功能，增大了电缆芯之间击穿的难度，相互之间的不良干扰减小；3、改变传统电缆芯居于电缆中心位置这一特点，将电缆芯置于远离电缆中心位置，一方面便于散热、提高其弯曲复位的弹性，另一方面可以增大相邻电缆芯之间的间距，降低电缆芯之间的相互干扰；4、本方案中提及的抗弯折是指抗过度弯折或减小弯折幅度，因为本电缆在外部受压时可增大刚性，电缆在弯折时，内弯侧和外弯侧均发生各部件之间相互压紧的情况，从而提高该部位的刚性。

附图说明

图1是有六根电缆芯的电缆的截面图。

图2是图1中内护套管的结构示意图。

图3是有三根电缆芯的电缆的截面图。

图中，1、电缆芯；21、聚乙烯层；22、铠甲层；23、支撑层；31、抗弯条；32、挤压头；41、外凸包覆部；42、内凹包覆部；43、散热区；44、内护层；45、外护层；46、锡箔屏蔽层；5、缓冲材料；6、镀锌钢丝；7、钢绞线。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

以具有六根电缆芯1的电缆为例，如图1和图2所示，抗弯折柔性电缆包括若干电缆芯1和外护套管，外护套管的内壁设置有位于相邻电缆芯1之间的抗弯条31，抗弯条31的外端与外护套管内壁相连，抗弯条31的内端具有一挤压头32，各挤压头32与电缆芯1之间设置有一柔性的内护套管，内护套管上具有与电缆芯1适配的外凸包覆部41，内护套管上具有位于相邻外凸包覆部41之间的、与挤压头32适配的内凹包覆部42；通过各挤压头32轴线的圆直径小于通过各电缆芯1轴线的圆直径；相邻抗弯条31之间具有环绕外凸包覆部41的散热区43；内护套管内填充有缓冲材料5。

其中，外护套管包括聚乙烯层21、铠甲层22和支撑层23，铠甲层22位于聚乙烯层21内侧，支撑层23位于铠甲层22内侧，抗弯条31与支撑层23制成一体。

支撑层23为内嵌镀锌钢丝6的聚氯乙烯材料，抗弯条31为聚氯乙烯材料。

挤压头32为内嵌钢绞线7的聚氯乙烯材料。

内护套管包括内护层44、外护层45和锡箔屏蔽层46，内护层44和外护层45均为橡胶材料。

缓冲材料5为聚乙烯发泡材料。

散热区43为中空状态，使外护套管受压时有一定的形变空间，同时，该散热区43贯通整个电缆的长度方向，且与外护套管外壁相距较近，便于热量的散发。

电缆芯1为三组输电导线，每组输电导线有两根，同一组的两根输电导线之间相隔一根其它组的输电导线。

本电缆的大部分部位采用聚乙烯和聚氯乙烯等发泡材料制成，造价相对较低。

实施例二

本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于：如图3所示，电缆内部的六根电缆芯1，有至少一根为弱电导线和最多无根强电输电导线。锡箔屏蔽层46配合抗弯条31可对弱电导线进行很好的防护。

实施例三

本实施例与实施例一基本相同，所不同的是，其电缆芯1只有三根，三根均为弱电导线或者三根均为强电输电导线。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种抗弯折柔性电缆，包括若干电缆芯(1)和外护套管，其特征在于，所述外护套管的内壁设置有位于相邻电缆芯(1)之间的抗弯条(31)，所述抗弯条(31)的外端与外护套管内壁相连，所述抗弯条(31)的内端具有一挤压头(32)，各挤压头(32)与电缆芯(1)之间设置有一柔性的内护套管，所述内护套管上具有与电缆芯(1)适配的外凸包覆部(41)，所述内护套管上具有位于相邻外凸包覆部(41)之间的、与挤压头(32)适配的内凹包覆部(42)；通过各挤压头(32)轴线的圆直径小于通过各电缆芯(1)轴线的圆直径；相邻抗弯条(31)之间具有环绕外凸包覆部(41)的散热区(43)；所述内护套管内填充有缓冲材料(5)。

2.根据权利要求1所述一种抗弯折柔性电缆，其特征在于，所述外护套管包括聚乙烯层(21)、铠甲层(22)和支撑层(23)，所述铠甲层(22)位于聚乙烯层(21)内侧，所述支撑层(23)位于铠甲层(22)内侧，所述抗弯条(31)与支撑层(23)制成一体。

3.根据权利要求2所述一种抗弯折柔性电缆，其特征在于，所述支撑层(23)为内嵌镀锌钢丝(6)的聚氯乙烯材料，所述抗弯条(31)为聚氯乙烯材料。

4.根据权利要求1或2或3所述一种抗弯折柔性电缆，其特征在于，所述挤压头(32)为内嵌钢绞线(7)的聚氯乙烯材料。

5.根据权利要求1或2或3所述一种抗弯折柔性电缆，其特征在于，所述内护套管包括内护层(44)、外护层(45)和锡箔屏蔽层(46)，所述内护层(44)和外护层(45)均为橡胶材料。

6.根据权利要求1或2或3所述一种抗弯折柔性电缆，其特征在于，所述缓冲材料(5)为聚乙烯发泡材料。

7.根据权利要求1或2或3所述一种抗弯折柔性电缆，其特征在于，所述电缆芯(1)为三组输电导线，每组输电导线有两根，同一组的两根输电导线之间相隔一根其它组的输电导线。

8.根据权利要求1或2或3所述一种抗弯折柔性电缆，其特征在于，所述电缆芯(1)包括若干根输电导线和至少一根弱电导线。

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