CN117012450A - 一种抗干扰阻燃型电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电缆技术领域，且公开了一种抗干扰阻燃型电缆，包括缆芯，所述缆芯外侧设置有用于防电磁干扰的抗干扰层，所述抗干扰层的外侧包裹有用于阻燃的阻燃组件，所述阻燃组件外侧设置有铠装层。通过抗干扰层和阻燃组件的设置，实现电缆的抗电磁干扰以及阻燃功能，降低电力电缆的信号传输失真、数据错误、通信中断等问题发生的可能，提高了电力系统的运行效率和安全性；并且缆芯包括铜线和铝线，铝在圆心，铜在外圆，与相同技术指标的铜芯电线相比，铜包铝的缆芯电缆可节约成本，产品减轻重量，降低了电力电缆的重量和成本，提高了电力电缆的经济性和竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，具体为一种抗干扰阻燃型电缆。
背景技术
电力电缆是电力系统中不可或缺的元件，它连接电源和负载，传输电能，保障电力供应的连续和安全。但是，电力电缆的工作环境多种多样，经常遭受各种外界干扰和危害，如电磁干扰、机械损伤、过载、过压、温度变化等，这些因素都会降低电力电缆的性能和寿命，甚至引起电力电缆的故障或破坏。
其中，电磁干扰是一种普遍存在的外界干扰，它是指由于各种原因产生的不期望的电磁信号或噪声对正常工作的电子设备或系统造成的负面影响。电磁干扰会导致电力电缆的信号传输失真、数据错误、通信中断等问题，严重妨碍电力系统的运行效率和安全性。因此，提升电力电缆的抗干扰性是一项紧迫的技术任务。
另一方面，火灾也是一种严重威胁电力系统安全的外界危害，它是指由于各种原因引起的可燃物质与空气中氧气发生剧烈反应而产生明火、热量和烟雾等现象。火灾会导致电力电缆的燃烧、融化、断裂等问题，严重危及人员和设备的安全。因此，提升电力电缆的阻燃性也是一项紧迫的技术任务。
目前，市场上已有一些抗干扰阻燃型电力电缆，它们通过在缆芯外部设置抗干扰组件和阻燃组件来实现抗干扰性和阻燃性。例如，CN115641993A公开了一种抗干扰阻燃型电力电缆，它通过在缆芯外部设置一个抗干扰组件和一个阻燃组件来实现抗干扰性和阻燃性。其中，抗干扰组件包括一个铝箔麦拉带层和一个石墨烯纳米层，铝箔麦拉带层能够有效屏蔽外界的低频信号或噪声，而石墨烯纳米层能够有效屏蔽外界的高频信号或噪声，从而实现双重抗干扰性。同时，在铝箔麦拉带层和石墨烯纳米层之间填充云母粉，云母粉具有良好的隔热性和绝缘性，能够进一步提升电力电缆的阻燃性。阻燃组件包括一个阻燃管和一个固位块，阻燃管由阻燃材料制成，能够有效防止火焰的蔓延，而固位块能够固定阻燃管的位置，防止其移动或脱落。
这种抗干扰阻燃型电力电缆虽然具有一定的优点，但是也存在一些不足之处，主要表现在以下方面：
抗干扰组件和阻燃组件的设置增加了电力电缆的重量和成本，降低了电力电缆的经济性和竞争力。
抗干扰组件和阻燃组件的设置也增加了电力电缆的安装和维护的难度和复杂度，降低了电力电缆的使用便利性和可靠性。
阻燃管由阻燃材料制成，但是阻燃材料通常含有卤素或其他有害物质，在火灾时会释放出大量的有毒气体和烟雾，对人员和环境造成二次污染和伤害。
综上所述，现有的抗干扰阻燃性电缆，不满足现有的需求，对此我们提出了一种抗干扰阻燃型电缆。
发明内容
本发明提供了一种抗干扰阻燃型电缆，具备的有益效果，解决了上述背景技术中所提到的现有的抗干扰阻燃型电缆抗干扰组件和阻燃组件的设置增加了电力电缆的重量和成本，降低了电力电缆的经济性和竞争力的问题。
本发明提供如下技术方案：一种抗干扰阻燃型电缆，包括缆芯，所述缆芯外侧设置有用于防电磁干扰的抗干扰层，所述抗干扰层的外侧包裹有用于阻燃的阻燃组件，所述阻燃组件外侧设置有铠装层。
作为本发明所述的一种抗干扰阻燃型电缆可选方案，其中：所述抗干扰层的材质为纳米级石墨烯，所述抗干扰层设置为石墨烯涂层，所述抗干扰层涂覆在所述缆芯外侧，所述抗干扰层填充在所述缆芯与所述阻燃组件之间。
作为本发明所述的一种抗干扰阻燃型电缆可选方案，其中：所述阻燃组件的材质为丙纶阻燃纤维，所述阻燃组件由丙纶阻燃纤维编织而成，所述阻燃组件的极限氧指数(LOI)大于27。
作为本发明所述的一种抗干扰阻燃型电缆可选方案，其中：所述铠装层包括位于内侧的缓冲束型层和位于外侧的保护套(160)，所述缓冲束型层套设在所述阻燃组件的外侧，所述保护套(160)包裹在所述缓冲束型层的外侧。
作为本发明所述的一种抗干扰阻燃型电缆可选方案，其中：所述缓冲束型层包括束型层和开设在所述束型层侧部的缓冲孔，所述束型层的材质设置为聚乙烯层，所述束型层的厚度设置为0.5MM-1MM，所述缓冲孔设置有若干个，若干所述缓冲孔以所述束型层的中心为圆心呈环形阵列设置。
作为本发明所述的一种抗干扰阻燃型电缆可选方案，其中：所述束型层的外侧设置有加强层，所述加强层的材质设置为云母粉，所述加强层涂覆在所述束型层的外侧，所述束型层与所述阻燃组件之间填充有聚合物泡沫，所述聚合物泡沫设置为聚酰亚胺泡沫。
作为本发明所述的一种抗干扰阻燃型电缆可选方案，其中：所述缆芯包括铜线和铝线，所述铜线与所述铜线互相编织成股，所述铝线与所述铝线互相编织，所述缆芯的截面是圆形，所述铜线围绕在所述铝线的外围，所述铝线设置在圆心。
作为本发明所述的一种抗干扰阻燃型电缆可选方案，其中：所述缆芯设置有多个，多个所述缆芯以所述铠装层的中心为圆心呈圆周阵列设置，每个所述缆芯的外侧捆扎有若干凝聚绳，若干所述凝聚绳设置为弹力绳。
作为本发明所述的一种抗干扰阻燃型电缆可选方案，其中：所述阻燃组件包括阻燃纤维编织包裹部和阻燃纤维编织连接中心部，所述阻燃纤维编织包裹部的数量与所述缆芯的数量对应，所述阻燃纤维编织包裹部由丙纶阻燃纤维编织成套，所述阻燃纤维编织包裹部套设在所述缆芯外侧，所述阻燃纤维编织连接中心部连接在若干所述阻燃纤维编织包裹部的中心，所述阻燃纤维编织连接中心部与所述铠装层同轴设置。
作为本发明所述的一种抗干扰阻燃型电缆可选方案，其中：所述阻燃纤维编织连接中心部的中部开设有中心孔，用于缓冲。
本发明具备以下有益效果：
1、该抗干扰阻燃型电缆，通过抗干扰层和阻燃组件的设置，实现电缆的抗电磁干扰以及阻燃功能，降低电力电缆的信号传输失真、数据错误、通信中断等问题发生的可能，提高了电力系统的运行效率和安全性；并且缆芯包括铜线和铝线，铝在圆心，铜在外圆，与相同技术指标的铜芯电线相比，铜包铝的缆芯电缆可节约成本，产品减轻重量，降低了电力电缆的重量和成本，提高了电力电缆的经济性和竞争力。
2、该抗干扰阻燃型电缆，本方案抗干扰组件设置为石墨烯涂层，石墨烯具有优异的导电性和屏蔽性，能够吸收高频的电磁波，以涂覆的方式设置，减低了电力电缆安装的复杂度，同时本方案的阻燃组件设置为丙纶阻燃纤维，丙纶阻燃纤维具有密度小、强度高、耐磨损、耐腐蚀等优点，同时也有较好的阻燃性能，提高了电力电缆的使用便利性和可靠性，并且丙纶阻燃纤维密度小，重量轻，降低电力电缆的使用成本。
3、该抗干扰阻燃型电缆，铠装层包括位于内侧的缓冲束型层和位于外侧的保护套，其中缓冲束型层设置为束型层和位于束型层上的缓冲孔，缓冲孔设置减少了重量，并且空心孔可以为电缆提供缓冲保护，从而增加了电力电缆使用安全性，在阻燃组件的阻燃纤维编织连接中心部的中心开设中心孔，同样可以减少整体重量，并且提供缓冲保护。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的主视结构示意图。
图3为本发明的缆芯结构示意图。
图4为本发明的A处放大结构示意图。
图5为本发明的B处放大结构示意图。
图中：110、缆芯；111、铜线；112、铝线；120、抗干扰层；130、阻燃组件；131、阻燃纤维编织包裹部；132、阻燃纤维编织连接中心部；140、聚合物泡沫；150、缓冲束型层；151、缓冲孔；152、束型层；160、保护套；170、凝聚绳；180、加强层；190、中心孔；200、铠装层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1
本实施例意在促进解决现有的抗干扰阻燃型电缆抗干扰组件和阻燃组件的设置增加了电力电缆的重量和成本，降低了电力电缆的经济性和竞争力的问题，请参阅图1-图5，一种抗干扰阻燃型电缆，包括缆芯110，缆芯110外侧设置有用于防电磁干扰的抗干扰层120，抗干扰层120的外侧包裹有用于阻燃的阻燃组件130，阻燃组件130外侧设置有铠装层200。
现有技术的抗干扰组件和阻燃组件的设置增加了电力电缆的重量和成本，降低了电力电缆的经济性和竞争力。
缆芯110包括铜线111和铝线112，铜线111与铜线111互相编织成股，铝线112与铝线112互相编织，缆芯110的截面是圆形，铜线111围绕在铝线112的外围，铝线112设置在圆心。缆芯110包括铜线111和铝线112，铜线111与铜线111互相编织，铝线112与铝线112互相编织。根据集肤效应的原理，单根导线的表面，其单位面积通过的电流比导线的圆心单位面积通过的电流要大，也就是说，大截面导体的圆心在相同导体组成的圆面积内，圆心比圆周通过的电流要小，所以把圆心导体与圆周导体用不同的金属组成是最合理、最经济的。
缆芯110设置有多个，多个缆芯110以铠装层200的中心为圆心呈圆周阵列设置，实现冗余设置，即使一股缆芯110出现问题，其他的缆芯110可以继续使用，每个缆芯110的外侧捆扎有若干凝聚绳170，若干凝聚绳170设置为弹力绳。凝聚绳170可以将缆芯110束紧，并使得铜线111和铝线112保持缠绕的结构，从而保证缆芯110的坚韧。
本实施例中：通过抗干扰层120和阻燃组件130的设置，实现电缆的抗电磁干扰以及阻燃功能，降低电力电缆的信号传输失真、数据错误、通信中断等问题发生的可能，提高了电力系统的运行效率和安全性；并且缆芯110包括铜线111和铝线112，铝在圆心，铜在外圆，与相同技术指标的铜芯电线相比，铜包铝的缆芯电缆可节约成本，产品减轻重量，同时石墨烯具有导电的功能，弥补了铝相对与铜的弱势。因此本方案降低了电力电缆的重量和成本，提高了电力电缆的经济性和竞争力。
实施例2
本实施例意在促进解决现有技术抗干扰组件和阻燃组件的设置也增加了电力电缆的安装和维护的难度和复杂度，降低了电力电缆的使用便利性和可靠性，现有技术阻燃管由阻燃材料制成，但是阻燃材料通常含有卤素或其他有害物质，在火灾时会释放出大量的有毒气体和烟雾，对人员和环境造成二次污染和伤害的问题，本实施例是在实施例1的基础上做出的改进，具体的，请参阅图1-图5，电磁干扰是一种普遍存在的外界干扰，它是指由于各种原因产生的不期望的电磁信号或噪声对正常工作的电子设备或系统造成的负面影响。电磁干扰会导致电力电缆的信号传输失真、数据错误、通信中断等问题，严重妨碍电力系统的运行效率和安全性。因此，提升电力电缆的抗干扰性是一项紧迫的技术任务。另一方面，火灾也是一种严重威胁电力系统安全的外界危害，它是指由于各种原因引起的可燃物质与空气中氧气发生剧烈反应而产生明火、热量和烟雾等现象。火灾会导致电力电缆的燃烧、融化、断裂等问题，严重危及人员和设备的安全。因此，提升电力电缆的阻燃性也是一项紧迫的技术任务。抗干扰层120的材质为纳米级石墨烯，抗干扰层120设置为石墨烯涂层，抗干扰层120涂覆在缆芯110外侧，抗干扰层120填充在缆芯110与阻燃组件130之间。
阻燃组件130的材质为丙纶阻燃纤维，阻燃组件130由丙纶阻燃纤维编织而成，阻燃纤维的性能主要由极限氧指数(LOI)来衡量，即试样在氧气和氮气的混合气体中，维持完全燃烧状态所需的最低氧气体积分数。一般认为，LOI<22属于易燃材料，LOI在22～27之间属可燃材料，LOI>27属难燃材料。阻燃组件130的极限氧指数(LOI)大于27。阻燃纤维是一种具有高强度和高耐温的纤维材料，能够抵抗或阻止火焰的蔓延，常用于制作服装、窗帘、地毯等。例如，芳纶纤维是一种具有高强度和高模量的阻燃纤维，能够在+500℃下保持完整性，不熔化、不滴落、不起火。
铠装层200包括位于内侧的缓冲束型层150和位于外侧的保护套160，保护套160设置为聚乙烯(PE)套，是一种具有优异的电绝缘性能和加工性能的电缆护套材料，主要应用在电缆的绝缘层和护套层，具有优异的电气性能、绝缘电阻、耐候性和防潮性，但是在高温下容易变形，因此需要通过交联的方式提高其抗变形能力。并且在燃烧时是不会产生卤素或其他有害物质的电缆护套材料主要是不含卤素元素的材料，在燃烧时会产生较少的烟雾和低毒性的气体，对环境和人体的危害较小。缓冲束型层150套设在阻燃组件130的外侧，保护套160包裹在缓冲束型层150的外侧。
缓冲束型层150包括束型层152和开设在束型层152侧部的缓冲孔151，束型层152的材质设置为聚乙烯层，束型层152的厚度设置为0.5MM-1MM，缓冲孔151设置有若干个，若干缓冲孔151以束型层152的中心为圆心呈环形阵列设置。
束型层152的外侧设置有加强层180，加强层180的材质设置为云母粉，云母粉具有良好的弹性、韧性。绝缘性、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强等特性，是一种优良的添加剂。它广泛地应用于电器、电焊条、橡胶、塑料、造纸、油漆、涂料、颜料、陶瓷、化妆品、新型建材等行业，用途极其广泛。加强层180涂覆在束型层152的外侧，束型层152与阻燃组件130之间填充有聚合物泡沫140，聚合物泡沫140设置为聚酰亚胺泡沫。
阻燃组件130包括阻燃纤维编织包裹部131和阻燃纤维编织连接中心部132，阻燃纤维编织包裹部131的数量与缆芯110的数量对应，阻燃纤维编织包裹部131由丙纶阻燃纤维编织成套。在缆芯110外编织丙纶阻燃纤维的目的是为了提高电缆的阻燃性能和机械保护作用。编织丙纶阻燃纤维的方法有多种，如直接用丙纶阻燃纤维或与其他纤维混纺，或者在丙纶织物表面涂层阻燃剂等。不同的编织方法会影响丙纶阻燃纤维的性能和效果，需要根据不同的用途和要求选择合适的方法。
一般来说，编织丙纶阻燃纤维时，需要注意以下几点：编织密度要适中，既要保证阻燃效果，又要避免影响电缆的柔韧性和散热性。编织方向要与缆芯110的绞合方向相反，以增加编织层的稳定性和抗拉强度编织层要与铜线紧密贴合，避免空隙和松动，以防止火焰和氧气的渗透。编织层要与电缆的其他结构层协调，以保证电缆的整体性能和可靠性阻燃纤维编织包裹部131套设在缆芯110外侧，阻燃纤维编织连接中心部132连接在若干阻燃纤维编织包裹部131的中心，阻燃纤维编织连接中心部132与铠装层200同轴设置。
本实施例中：本方案抗干扰组件120设置为石墨烯涂层，石墨烯具有优异的导电性和屏蔽性，能够吸收高频的电磁波，以涂覆的方式设置，减低了电力电缆安装的复杂度，同时本方案的阻燃组件130设置为丙纶阻燃纤维，丙纶阻燃纤维具有密度小、强度高、耐磨损、耐腐蚀等优点，同时也有较好的阻燃性能，提高了电力电缆的使用便利性和可靠性，并且丙纶阻燃纤维密度小，重量轻，降低电力电缆的使用成本。
实施例3
本实施例意在促进解决结构复杂导致整体重量较大，影响电缆使用的成本的问题，本实施例是在实施例1的基础上做出的改进，具体的，请参阅图1-图5，电力电缆是电力系统中不可或缺的元件，它连接电源和负载，传输电能，保障电力供应的连续和安全。但是，电力电缆的工作环境多种多样，经常遭受各种外界干扰和危害，如电磁干扰、机械损伤、过载、过压、温度变化等，这些因素都会降低电力电缆的性能和寿命，甚至引起电力电缆的故障或破坏。缓冲束型层150包括束型层152和开设在束型层152侧部的缓冲孔151，束型层152的材质设置为聚乙烯层，束型层152的厚度设置为0.5MM-1MM，缓冲孔151设置有若干个，若干缓冲孔151以束型层152的中心为圆心呈环形阵列设置。加强层180涂覆在束型层152的外侧，束型层152与阻燃组件130之间填充有聚合物泡沫140，是一种具有低密度和高强度的多孔材料，能够吸收和隔绝热量和氧气，常用于制作电池保护、隔热隔音等。聚合物泡沫140设置为聚酰亚胺泡沫，聚酰亚胺泡沫是一种具有优异阻燃性能的聚合物泡沫，能够在+1100℃下阻燃1.5小时，而无烧穿现象。
与实施例2不同的是，阻燃纤维编织连接中心部132的中部开设有中心孔190，用于缓冲。
本实施例中：铠装层200包括位于内侧的缓冲束型层150和位于外侧的保护套160，其中缓冲束型层150设置为束型层152和位于束型层152上的缓冲孔151，缓冲孔151设置减少了重量，并且空心孔可以为电缆提供缓冲保护，从而增加了电力电缆使用安全性，在阻燃组件130的阻燃纤维编织连接中心部190的中心开设中心孔190，同样可以减少整体重量，并且提供缓冲保护。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种抗干扰阻燃型电缆，包括缆芯(110)，其特征在于：所述缆芯(110)外侧设置有用于防电磁干扰的抗干扰层(120)，所述抗干扰层(120)的外侧包裹有用于阻燃的阻燃组件(130)，所述阻燃组件(130)外侧设置有铠装层(200)。
2.根据权利要求1所述的一种抗干扰阻燃型电缆，其特征在于：所述抗干扰层(120)的材质为纳米级石墨烯，所述抗干扰层(120)设置为石墨烯涂层，所述抗干扰层(120)涂覆在所述缆芯(110)外侧，所述抗干扰层(120)填充在所述缆芯(110)与所述阻燃组件(130)之间。
3.根据权利要求1所述的一种抗干扰阻燃型电缆，其特征在于：所述阻燃组件(130)的材质为丙纶阻燃纤维，所述阻燃组件(130)由丙纶阻燃纤维编织而成，所述阻燃组件(130)的极限氧指数(LOI)大于27。
4.根据权利要求1所述的一种抗干扰阻燃型电缆，其特征在于：所述铠装层(200)包括位于内侧的缓冲束型层(150)和位于外侧的保护套(160)，所述缓冲束型层(150)套设在所述阻燃组件(130)的外侧，所述保护套(160)包裹在所述缓冲束型层(150)的外侧。
5.根据权利要求4所述的一种抗干扰阻燃型电缆，其特征在于：所述缓冲束型层(150)包括束型层(152)和开设在所述束型层(152)侧部的缓冲孔(151)，所述束型层(152)的材质设置为聚乙烯层，所述束型层(152)的厚度设置为0.5MM-1MM，所述缓冲孔(151)设置有若干个，若干所述缓冲孔(151)以所述束型层(152)的中心为圆心呈环形阵列设置。
6.根据权利要求5所述的一种抗干扰阻燃型电缆，其特征在于：所述束型层(152)的外侧设置有加强层(180)，所述加强层(180)的材质设置为云母粉，所述加强层(180)涂覆在所述束型层(152)的外侧，所述束型层(152)与所述阻燃组件(130)之间填充有聚合物泡沫(140)，所述聚合物泡沫(140)设置为聚酰亚胺泡沫。
7.根据权利要求1所述的一种抗干扰阻燃型电缆，其特征在于：所述缆芯(110)包括铜线(111)和铝线(112)，所述铜线(111)与所述铜线(111)互相编织成股，所述铝线(112)与所述铝线(112)互相编织，所述缆芯(110)的截面是圆形，所述铜线(111)围绕在所述铝线(112)的外围，所述铝线(112)设置在圆心。
8.根据权利要求7所述的一种抗干扰阻燃型电缆，其特征在于：所述缆芯(110)设置有多个，多个所述缆芯(110)以所述铠装层(200)的中心为圆心呈圆周阵列设置，每个所述缆芯(110)的外侧捆扎有若干凝聚绳(170)，若干所述凝聚绳(170)设置为弹力绳。
9.根据权利要求1所述的一种抗干扰阻燃型电缆，其特征在于：所述阻燃组件(130)包括阻燃纤维编织包裹部(131)和阻燃纤维编织连接中心部(132)，所述阻燃纤维编织包裹部(131)的数量与所述缆芯(110)的数量对应，所述阻燃纤维编织包裹部(131)由丙纶阻燃纤维编织成套，所述阻燃纤维编织包裹部(131)套设在所述缆芯(110)外侧，所述阻燃纤维编织连接中心部(132)连接在若干所述阻燃纤维编织包裹部(131)的中心，所述阻燃纤维编织连接中心部(132)与所述铠装层(200)同轴设置。
10.根据权利要求9所述的一种抗干扰阻燃型电缆，其特征在于：所述阻燃纤维编织连接中心部(132)的中部开设有中心孔(190)，用于缓冲。
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