CN114822939A - 一种扁型矿用采掘设备用光纤复合电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及矿用光缆技术领域，尤其是一种扁型矿用采掘设备用光纤复合电缆，由三根动力线芯单元、一个地线芯单元、辐照交联光纤单元、两组控制线芯单元及电缆外护层五部分组成；三根间隔设置的动力线芯单元及一个地线芯单元在电缆两侧作为弯曲受力主体结构；所述电缆外护层的断面轮廓为扁平状且两端对称设置有过渡曲面；辐照交联光纤单元及两组控制线芯单元均被三根间隔设置的动力线芯单元及一个地线芯单元围设在内部。本电缆结构的设计可以让结构强度更高的动力线芯和地线芯镀锡铜导体承担整根电缆弯曲受力的主要部分，相对弱小的控制线芯和光纤单元部分处于中间受力较小，从而延长整根电缆使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及矿用光缆技术领域，特别涉及一种可以实现更好地承受弯曲受力的光纤复合电缆结构，尤其是一种扁型矿用采掘设备用光纤复合电缆。
背景技术
矿用采掘设备在矿井下工作时需要依靠光纤电缆进行通电通讯,因此一般需要在矿井设备上配置光纤电缆。光纤电缆由于其矿用环境的特殊性，因此对矿用光纤电缆的质量和要求也有着专门的指标。
另外，由于矿下作业的危险性，智能化、无人化成了煤矿产业升级转型的终极目标。而实现“无人”，其实具有极高的难度，必须依托5G专用网络，才能确保其运行的稳定度和安全性。
随着井下5G应用场景增多，今后煤矿有望实现采掘面无人操作、运输车辆无人驾驶、设备维修远程协同等，煤矿安全生产和效益将同步提升。
对此，本申请单位经过研究发现，5G技术下井后，能够准确、全面、清晰地获取井下各种安全生产数据和环境视频，实现井上井下高清音视频通话、各种数据快速传输、设备远程智能控制等多种应用，为矿井减人提效、安全生产奠定了基础。
通过安标国家矿用产品安全标志中心官网可以查询得到，早在2006年中国电子科技集团公司第八研究所就取得了编号MIA060520煤矿用通信光缆安全标志证书，因此可以看出，煤矿主矿道5G信号的铺设光缆前期是没有问题的。
但是，采煤工作面前端是不允许使用煤矿用通讯光缆传输信号的，由于采煤机属于移动作业，所用电缆需要受到频繁弯曲、拉伸，工作环境恶劣，而目前现有技术中的电缆产品一般很难达到使用要求，其在使用效果上较差、使用寿命也较短；而当电缆出现故障后在井下更换难度和施工量都相当大。
因此，研发出一种能够专用于矿用采掘设备用光纤复合电缆产品，对于保证煤矿采煤机在采煤工作面前端等复杂工况下的长时间安全运行有着重要作用。
为此，本发明在此提出了一种新型结构的光纤复合电缆，用以更好地解决现有技术中存在的问题；解决矿井“最后一公里”的电力传输和光信号传输问题，为5G信号连接最后的采煤设备铺平道路。
发明内容
本发明为解决上述技术问题之一，所采用的技术方案是：一种扁型矿用采掘设备用光纤复合电缆，由三根动力线芯单元、一个地线芯单元、辐照交联光纤单元、两组控制线芯单元及电缆外护层五部分组成；
其中，三根间隔设置的动力线芯单元及一个地线芯单元在电缆两侧作为弯曲受力主体结构；
所述电缆外护层的断面轮廓为扁平状且两端对称设置有过渡曲面；
辐照交联光纤单元及两组控制线芯单元均被三根间隔设置的动力线芯单元及一个地线芯单元围设在内部；
辐照交联光纤单元位于整根电缆的中心位置；
各组控制线芯单元分别对称设置在所述辐照交联光纤单元的上方和下方；
所述电缆外护层用于将三根动力线芯单元、一个地线芯单元、辐照交联光纤单元、两组控制线芯单元分隔与包覆。
将辐照交联光纤单元放到整根电缆中心位置可以有效地应对矿用使用条件的恶劣性，同时可以有效地对光纤单元起到防护作用。
电缆工作时是一个方向反复弯曲，本产品结构设计的目的是让结构强度更高的动力线芯和地线芯镀锡铜导体承担整根电缆弯曲受力的主要部分，相对弱小的控制线芯和光纤单元部分处于中间受力较小，从而延长整根电缆使用寿命。
在上述任一方案中优选的是，各所述辐照交联光纤的模场直径为1310nm±0.6。
在上述任一方案中优选的是，所述三根动力线芯单元以及一根地线芯单元的各自的中心连线的轮廓为矩形。
在上述任一方案中优选的是，所述动力线芯单元包括动力线芯镀锡铜导体，在所述动力线芯镀锡铜导体的外围由内向外依次包覆有动力线芯绝缘层、动力线芯金属纤维混编层、动力线芯沥青涂层。
在上述任一方案中优选的是，在所述动力线芯绝缘层与所述动力线芯金属纤维混编层之间还设有动力线芯非金属屏蔽层。
电缆的各个动力线芯绝缘层外侧均设置了动力线芯非金属屏蔽层，避免电场影响控制线芯和光纤工作。
动力线芯非金属屏蔽层外侧又设计了动力线芯金属纤维混编结构，存在以下作用：
一是可以加强线芯结构；二是有一定屏蔽效果；三是可以为动力线芯和地线芯提供一定滑移空间，减小弯曲时主线芯受力。
在上述任一方案中优选的是，所述地线芯单元包括地线芯镀锡铜导体，在所述地线芯镀锡铜导体的外围由内而外依次包覆有地线芯单元绝缘层、地线芯金属纤维混编层、地线芯沥青涂层。
动力线芯镀锡铜导体和地线芯镀锡铜导体最外侧均设计了沥青涂层，电缆非工作状态时沥青将动力线芯、地线芯和外护层粘合在一起，加强电缆结构。
电缆工作状态时导体工作温度90℃，这时沥青涂层软化，起到一定润滑作用，减少动力线芯镀锡铜导体、地线芯镀锡铜导体和电缆外护层相互作用力，提高主线芯寿命。
在上述任一方案中优选的是，所述辐照交联光纤单元包括一位于整根电缆中心位置处的辐照交联保护层，在所述辐照交联保护层的内部阵列间隔设置四根耐高温交联光纤，所述辐照交联保护层的外部被电缆外护层包覆。
在上述任一方案中优选的是，所述控制线芯单元包括与所述辐照交联保护层间隔设置的控制线芯导体，在所述控制线芯导体的外部包覆有控制线芯绝缘层。
在上述任一方案中优选的是，电缆的各控制线芯导体采用金属、纤维混绞的结构。
金属、纤维混绞的结构可以加强控制线芯导体强度。
上述的各层绝缘层均为三元乙丙胶为基料的高强度橡胶皮，具有耐热、耐臭氧、柔软性好、比重小及更小的吸湿性、体积电阻率高、机械性能高、低温柔软性好等优点。
在上述任一方案中优选的是，上述的各层绝缘层均为三元乙丙胶为基料的高强度橡胶皮。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本电缆结构的设计可以让结构强度更高的动力线芯和地线芯镀锡铜导体承担整根电缆弯曲受力的主要部分，相对弱小的控制线芯和光纤单元部分处于中间受力较小，从而延长整根电缆使用寿命。
2、区别于传统该类产品，本电缆中的线芯采用两两一组、挤包高强度绝缘层，这种结构使得控制线芯绝缘厚度增加，控制线芯整体强度提高，该部分寿命更长。
3、该电缆的四根耐高温交联光纤由类别为模场直径(1310nm)(8.6-9.5)±0.6的辐照交联光纤、辐照交联保护层组成，四根耐高温交联光纤由辐照交联保护层包裹，光纤不容易出现受力不均，光纤能实现复杂场景下频繁弯曲光纤应不断芯，能实现5G信号传输需要。
4、本产品具有良好的抗弯曲、抗挤压性能，能实现远程操控与数据传输一线多用的性能要求。
5、能实现地面控制中心和井下自动化采煤设备之间的图像、瓦斯浓度、温度、湿度等即时数据与远程操控数据传输需要。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的电缆断面剖视结构示意图。
图中，1、动力线芯导体；2、动力线芯绝缘层；3、动力线芯非金属屏蔽层；4、动力线芯金属纤维混编层；5、动力线芯沥青涂层；6、控制线芯导体；7、控制线芯绝缘层；8、耐高温交联光纤；9、辐照交联保护层；10、地线芯镀锡铜导体；11、地线芯绝缘层；12、地线芯金属纤维混编层；13、地线芯沥青涂层；14、电缆外护层。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。本发明具体结构如图1中所示。
实施例1：
本产品由三根动力线芯单元、一个地线芯单元、辐照交联光纤单元、四根模场直径(1310nm)(8.6-9.5)±0.6的辐照交联光纤及电缆外护层五部分组成。
一种扁型矿用采掘设备用光纤复合电缆，由三根动力线芯单元、一个地线芯单元、辐照交联光纤单元、两组控制线芯单元及电缆外护层五部分组成；
其中，三根间隔设置的动力线芯单元及一个地线芯单元在电缆两侧作为弯曲受力主体结构；
所述电缆外护层的断面轮廓为扁平状且两端对称设置有过渡曲面；
辐照交联光纤单元及两组控制线芯单元均被三根间隔设置的动力线芯单元及一个地线芯单元围设在内部；
辐照交联光纤单元位于整根电缆的中心位置；
各组控制线芯单元分别对称设置在所述辐照交联光纤单元的上方和下方；
所述电缆外护层用于将三根动力线芯单元、一个地线芯单元、辐照交联光纤单元、两组控制线芯单元分隔与包覆。
将辐照交联光纤单元放到整根电缆中心位置可以有效地应对矿用使用条件的恶劣性，同时可以有效地对光纤单元起到防护作用。
电缆工作时是一个方向反复弯曲，本产品结构设计的目的是让结构强度更高的动力线芯和地线芯镀锡铜导体承担整根电缆弯曲受力的主要部分，相对弱小的控制线芯和光纤单元部分处于中间受力较小，从而延长整根电缆使用寿命。
在上述任一方案中优选的是，各所述辐照交联光纤的模场直径为1310nm±0.6。
在上述任一方案中优选的是，所述三根动力线芯单元以及一根地线芯单元的各自的中心连线的轮廓为矩形。
在上述任一方案中优选的是，所述动力线芯单元包括动力线芯镀锡铜导体，在所述动力线芯镀锡铜导体的外围由内向外依次包覆有动力线芯绝缘层、动力线芯金属纤维混编层、动力线芯沥青涂层。
在上述任一方案中优选的是，在所述动力线芯绝缘层与所述动力线芯金属纤维混编层之间还设有动力线芯非金属屏蔽层。
电缆的各个动力线芯绝缘层外侧均设置了动力线芯非金属屏蔽层，避免电场影响控制线芯和光纤工作。
动力线芯非金属屏蔽层外侧又设计了动力线芯金属纤维混编结构，存在以下作用：
一是可以加强线芯结构；二是有一定屏蔽效果；三是可以为动力线芯和地线芯提供一定滑移空间，减小弯曲时主线芯受力。
在上述任一方案中优选的是，所述地线芯单元包括地线芯镀锡铜导体，在所述地线芯镀锡铜导体的外围由内而外依次包覆有地线芯单元绝缘层、地线芯金属纤维混编层、地线芯沥青涂层。
动力线芯镀锡铜导体和地线芯镀锡铜导体最外侧均设计了沥青涂层，电缆非工作状态时沥青将动力线芯、地线芯和外护层粘合在一起，加强电缆结构。
电缆工作状态时导体工作温度90℃，这时沥青涂层软化，起到一定润滑作用，减少动力线芯镀锡铜导体、地线芯镀锡铜导体和电缆外护层相互作用力，提高主线芯寿命。
在上述任一方案中优选的是，所述辐照交联光纤单元包括一位于整根电缆中心位置处的辐照交联保护层，在所述辐照交联保护层的内部阵列间隔设置四根耐高温交联光纤，所述辐照交联保护层的外部被电缆外护层包覆。
在上述任一方案中优选的是，所述控制线芯单元包括与所述辐照交联保护层间隔设置的控制线芯导体，在所述控制线芯导体的外部包覆有控制线芯绝缘层。
实施例2：
一种扁型矿用采掘设备用光纤复合电缆，由三根动力线芯单元、一个地线芯单元、辐照交联光纤单元、两组控制线芯单元及电缆外护层五部分组成；
其中，三根间隔设置的动力线芯单元及一个地线芯单元在电缆两侧作为弯曲受力主体结构；
所述电缆外护层的断面轮廓为扁平状且两端对称设置有过渡曲面；
辐照交联光纤单元及两组控制线芯单元均被三根间隔设置的动力线芯单元及一个地线芯单元围设在内部；
辐照交联光纤单元位于整根电缆的中心位置；
各组控制线芯单元分别对称设置在所述辐照交联光纤单元的上方和下方；
所述电缆外护层用于将三根动力线芯单元、一个地线芯单元、辐照交联光纤单元、两组控制线芯单元分隔与包覆。电缆工作时是一个方向反复弯曲，本产品结构设计的目的是让结构强度更高的动力线芯和地线芯镀锡铜导体承担整根电缆弯曲受力的主要部分，相对弱小的控制线芯和光纤单元部分处于中间受力较小，从而延长整根电缆使用寿命。
在上述任一方案中优选的是，各所述辐照交联光纤的模场直径为1310nm±0.6。
在上述任一方案中优选的是，所述三根动力线芯单元以及一根地线芯单元的各自的中心连线的轮廓为矩形。
在上述任一方案中优选的是，所述动力线芯单元包括动力线芯镀锡铜导体，在所述动力线芯镀锡铜导体的外围由内向外依次包覆有动力线芯绝缘层、动力线芯金属纤维混编层、动力线芯沥青涂层。
在上述任一方案中优选的是，在所述动力线芯绝缘层与所述动力线芯金属纤维混编层之间还设有动力线芯非金属屏蔽层。
电缆的各个动力线芯绝缘层外侧均设置了动力线芯非金属屏蔽层，避免电场影响控制线芯和光纤工作。
动力线芯非金属屏蔽层外侧又设计了动力线芯金属纤维混编结构，存在以下作用：
一是可以加强线芯结构；二是有一定屏蔽效果；三是可以为动力线芯和地线芯提供一定滑移空间，减小弯曲时主线芯受力。
在上述任一方案中优选的是，所述地线芯单元包括地线芯镀锡铜导体，在所述地线芯镀锡铜导体的外围由内而外依次包覆有地线芯单元绝缘层、地线芯金属纤维混编层、地线芯沥青涂层。
在上述任一方案中优选的是，所述辐照交联光纤单元包括一位于整根电缆中心位置处的辐照交联保护层，在所述辐照交联保护层的内部阵列间隔设置四根耐高温交联光纤，所述辐照交联保护层的外部被电缆外护层包覆。
在上述任一方案中优选的是，所述控制线芯单元包括与所述辐照交联保护层间隔设置的控制线芯导体，在所述控制线芯导体的外部包覆有控制线芯绝缘层。
在上述任一方案中优选的是，电缆的各控制线芯导体采用金属、纤维混绞的结构。
金属、纤维混绞的结构可以加强控制线芯导体强度。
在上述任一方案中优选的是，上述的各层绝缘层均为三元乙丙胶为基料的高强度橡胶皮。
在上述任一方案中优选的是，动力线芯和地线芯导体采用多头拉丝机拉制，导体材料采用镀锡铜丝，多头拉丝机相较于传统设备具有每根导体绞线时所受张力相似的有点，弯曲过程中不容易出现导体内铜丝受力不均出现个别股线率先断裂现象。
在上述任一方案中优选的是，挤包绝缘绝缘采用三层共挤挤橡机生产，绝缘材料采用新型高强度三元乙丙橡皮，共挤工艺可以确保绝缘层和非金属屏蔽层结构稳定，确保弯曲时绝缘层和屏蔽层均匀受力。
在上述任一方案中优选的是，金属纤维编织层结构采用卧式金属编织机生产，相较于传统立式编织机，卧式设备生产范围更大，编织涨力更强，编织层能够更紧密的贴合在电缆线芯外层。
在上述任一方案中优选的是，沥青涂层采用专用沥青涂层机，生产时涂层时沥青呈现高黏度有机液体状态，涂层冷却后呈现固态结构，更利于下一道工序生产。
电缆外护层采用特制扁形模具生产，电缆部分结构通过大型挤橡机挤包护层后，形成稳定合一电缆结构。
光纤采用辐照交联光纤，该光纤外层挤包有耐高温辐照交联聚乙烯，可实现300℃左右仍能正常传输光信号。
四根光纤外采用辐照交联保护层，保护层采用和光纤外层类似材料，可确保光纤结构和保护层结构受力稳定，不容易出现受力不均现象，光纤单元寿命更长。
相较于传统产品，本产品地线芯也挤包了绝缘层，设置了金属、非金属混编结构，屏蔽结构可以减少地线芯磁场对电缆整体工作影响，更利于5G信号传输稳定性.
同时也可以确保电缆在弯曲过程中地线芯不会率先折断。
整个电缆结构中光纤单元和控制线芯都是结构比较脆弱的部分，该部分设计到了整根电缆中心位置，可以减少弯曲时这部分受力，也可以降低煤块掉落时砸损风险。
传统该类产品都是圆形结构，本专利采用扁形结构，考虑到矿井下固定采煤机电缆的拖链夹板是扁形的，扁形结构弯曲过程中受力更均匀，不会出现圆形电缆弯曲过程中各部分挤压造成的损伤。
具体工作原理：
在传统矿用橡套电缆基础上，将电缆设计成为扁形结构，由三根动力线芯单元、一个地线芯单元在电缆两侧作为弯曲受力主体，控制线芯单元和四根耐高温交联光纤放到了扁形电缆中间，由于光纤单元最为脆弱所以放到了整根电缆中心位置。
电缆工作时是一个方向反复弯曲，本产品结构设计的目的是让结构强度更高的动力线芯单元和地线芯单元承担整根电缆弯曲受力的主要部分，相对弱小的控制线芯单元和辐照交联光纤单部分处于中间受力较小，从而延长整根电缆使用寿命。上述的各层绝缘层均为三元乙丙胶为基料的高强度橡胶皮，具有耐热、耐臭氧、柔软性好、比重小及更小的吸湿性、体积电阻率高、机械性能高、低温柔软性好等优点。电缆的各个动力线芯绝缘层外侧均设置了动力线芯非金属屏蔽层，避免电场影响控制线芯和光纤工作。动力线芯非金属屏蔽层外侧又设计了动力线芯金属纤维混编结构，存在以下作用：一是可以加强线芯结构；二是有一定屏蔽效果；三是可以为动力线芯和地线芯提供一定滑移空间，减小弯曲时主线芯受力。
动力线芯镀锡铜导体和地线芯镀锡铜导体最外侧均设计了沥青涂层，电缆非工作状态时沥青将动力线芯、地线芯和外护层粘合在一起，加强电缆结构。电缆工作状态时导体工作温度90℃，这时沥青涂层软化，起到一定润滑作用，减少动力线芯镀锡铜导体、地线芯镀锡铜导体和电缆外护层相互作用力，提高主线芯寿命。电缆控制线芯导体采用金属、纤维混绞，加强控制线芯导体强度。区别于传统该类产品，本电缆中的线芯采用两两一组、挤包高强度绝缘层，这种结构使得控制线芯绝缘厚度增加，控制线芯整体强度提高，该部分寿命更长。本产品具有良好的抗弯曲、抗挤压性能，能实现远程操控与数据传输一线多用的性能要求。能实现地面控制中心和井下自动化采煤设备之间的图像、瓦斯浓度、温度、湿度等即时数据与远程操控数据传输需要。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (8)
1.一种扁型矿用采掘设备用光纤复合电缆，其特征在于：由三根动力线芯单元、一个地线芯单元、辐照交联光纤单元、两组控制线芯单元及电缆外护层五部分组成；
其中，三根间隔设置的动力线芯单元及一个地线芯单元在电缆两侧作为弯曲受力主体结构；
所述电缆外护层的断面轮廓为扁平状且两端对称设置有过渡曲面；
辐照交联光纤单元及两组控制线芯单元均被三根间隔设置的动力线芯单元及一个地线芯单元围设在内部；
辐照交联光纤单元位于整根电缆的中心位置；
各组控制线芯单元分别对称设置在所述辐照交联光纤单元的上方和下方；
所述电缆外护层用于将三根动力线芯单元、一个地线芯单元、辐照交联光纤单元、两组控制线芯单元分隔与包覆。
2.根据权利要求1所述的一种扁型矿用采掘设备用光纤复合电缆，其特征在于：所述三根动力线芯单元以及一根地线芯单元的各自的中心连线的轮廓为矩形。
3.根据权利要求2所述的一种扁型矿用采掘设备用光纤复合电缆，其特征在于：所述动力线芯单元包括动力线芯镀锡铜导体，在所述动力线芯镀锡铜导体的外围由内向外依次包覆有动力线芯绝缘层、动力线芯金属纤维混编层、动力线芯沥青涂层。
4.根据权利要求3所述的一种扁型矿用采掘设备用光纤复合电缆，其特征在于：在所述动力线芯绝缘层与所述动力线芯金属纤维混编层之间还设有动力线芯非金属屏蔽层。
5.根据权利要求4所述的一种扁型矿用采掘设备用光纤复合电缆，其特征在于：所述地线芯单元包括地线芯镀锡铜导体，在所述地线芯镀锡铜导体的外围由内而外依次包覆有地线芯单元绝缘层、地线芯金属纤维混编层、地线芯沥青涂层。
6.根据权利要求5所述的一种扁型矿用采掘设备用光纤复合电缆，其特征在于：所述辐照交联光纤单元包括一位于整根电缆中心位置处的辐照交联保护层，在所述辐照交联保护层的内部阵列间隔设置四根耐高温交联光纤，所述辐照交联保护层的外部被电缆外护层包覆。
7.根据权利要求6所述的一种扁型矿用采掘设备用光纤复合电缆，其特征在于：所述控制线芯单元包括与所述辐照交联保护层间隔设置的控制线芯导体，在所述控制线芯导体的外部包覆有控制线芯绝缘层。
在上述任一方案中优选的是，电缆的各控制线芯导体采用金属、纤维混绞的结构。
金属、纤维混绞的结构可以加强控制线芯导体强度。
8.根据权利要求7所述的一种扁型矿用采掘设备用光纤复合电缆，其特征在于：上述的各层绝缘层均为三元乙丙胶为基料的高强度橡胶皮。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115116667A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-27 | 齐鲁电缆有限公司 | 一种信号传输监控数据检测一体型动力电缆 |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6137936A (en) * | 1999-07-22 | 2000-10-24 | Pirelli Cables And Systems Llc | Optical fiber cable with single strength member in cable outer jacket |
| JP2005107256A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバケーブル |
| CN201072673Y (zh) * | 2007-07-10 | 2008-06-11 | 上海南汇电缆厂 | 采煤机光控软电缆 |
| US20140049786A1 (en) * | 2010-11-29 | 2014-02-20 | Bernd Knuepfer | Method for measuring the length of an electric cable that uses an optical fibre element as a sensor |
| KR20170089559A (ko) * | 2016-01-27 | 2017-08-04 | 엘에스전선 주식회사 | 범용 직렬 버스 규격용 케이블 |
| KR20180087647A (ko) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | 엘에스전선 주식회사 | 멀티미디어 케이블 |
| CN108766646A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-11-06 | 东莞市晟钫实业有限公司 | 一种hdmi光电复合线缆及其制造方法 |
| CN208208373U (zh) * | 2018-03-15 | 2018-12-07 | 上海金丰电缆有限公司 | 高压移动扁电缆 |
| CN209045195U (zh) * | 2018-11-22 | 2019-06-28 | 广东中德电缆有限公司 | 一种适用于狭小空间的光电复合缆 |
| CN210039662U (zh) * | 2019-06-27 | 2020-02-07 | 湖南华菱线缆股份有限公司 | 一种光电复合采煤机用电缆 |
| CN210142514U (zh) * | 2019-06-27 | 2020-03-13 | 湖南华菱线缆股份有限公司 | 一种耐弯曲采煤机用电缆 |
| CN113192684A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-07-30 | 德汝电缆(上海)有限公司 | 一种扁平三合一的卷筒电缆 |
| CN214897800U (zh) * | 2021-06-10 | 2021-11-26 | 湖南华菱线缆股份有限公司 | 一种光纤复合中压塔式起重机专用电缆 |
| CN215577882U (zh) * | 2021-06-19 | 2022-01-18 | 湖南华菱线缆股份有限公司 | 一种光纤复合岸电电缆 |
-
2022
- 2022-05-28 CN CN202210591453.0A patent/CN114822939B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6137936A (en) * | 1999-07-22 | 2000-10-24 | Pirelli Cables And Systems Llc | Optical fiber cable with single strength member in cable outer jacket |
| JP2005107256A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバケーブル |
| CN201072673Y (zh) * | 2007-07-10 | 2008-06-11 | 上海南汇电缆厂 | 采煤机光控软电缆 |
| US20140049786A1 (en) * | 2010-11-29 | 2014-02-20 | Bernd Knuepfer | Method for measuring the length of an electric cable that uses an optical fibre element as a sensor |
| KR20170089559A (ko) * | 2016-01-27 | 2017-08-04 | 엘에스전선 주식회사 | 범용 직렬 버스 규격용 케이블 |
| KR20180087647A (ko) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | 엘에스전선 주식회사 | 멀티미디어 케이블 |
| CN208208373U (zh) * | 2018-03-15 | 2018-12-07 | 上海金丰电缆有限公司 | 高压移动扁电缆 |
| CN108766646A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-11-06 | 东莞市晟钫实业有限公司 | 一种hdmi光电复合线缆及其制造方法 |
| CN209045195U (zh) * | 2018-11-22 | 2019-06-28 | 广东中德电缆有限公司 | 一种适用于狭小空间的光电复合缆 |
| CN210039662U (zh) * | 2019-06-27 | 2020-02-07 | 湖南华菱线缆股份有限公司 | 一种光电复合采煤机用电缆 |
| CN210142514U (zh) * | 2019-06-27 | 2020-03-13 | 湖南华菱线缆股份有限公司 | 一种耐弯曲采煤机用电缆 |
| CN113192684A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-07-30 | 德汝电缆(上海)有限公司 | 一种扁平三合一的卷筒电缆 |
| CN214897800U (zh) * | 2021-06-10 | 2021-11-26 | 湖南华菱线缆股份有限公司 | 一种光纤复合中压塔式起重机专用电缆 |
| CN215577882U (zh) * | 2021-06-19 | 2022-01-18 | 湖南华菱线缆股份有限公司 | 一种光纤复合岸电电缆 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115116667A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-27 | 齐鲁电缆有限公司 | 一种信号传输监控数据检测一体型动力电缆 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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