CN201732629U - 多相电光纤嵌入式电力电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及多相电光纤嵌入式电力电缆，其包括光纤缆、夹持光纤缆的若干电缆组件、围绕所述光纤缆和电缆组件的填充绳、包裹所述光纤缆、电缆组件及填充绳的绕包层以及围绕所述绕包层的外护套；所述电缆组件包括铜芯导体和包裹铜芯导体的绝缘层；所述该光纤缆包括纤维增强复合材料加强芯、夹持该加强芯的若干光纤、围绕所述加强芯和若干光纤的填充带、包裹所述纤维增强复合材料加强芯、光纤及聚乙烯填充带的芳纶纤维层以及覆盖在所述芳纶纤维层外的护套。本实用新型为智能电网的“光纤到户“、“四网合一(电力、电话、电视、电脑)”、“电表远程计量”、“与电力用户双向互动”等应用提供低成本、便捷的“光电缆合一”、“一缆多用”方案。

Description

多相电光纤嵌入式电力电缆 

技术领域

本实用新型专利涉及一种特种电力电缆，尤其是指多相电光纤嵌入式电力电缆，用于400v低压电力供电网络线路。 

背景技术

在智能电网建设中，需要加强对电网末端(400V供电网)的用户负荷计量监测及信息通信的技术手段。 

由于目前在常规电力电缆上实现的电力载波通信技术，因其低速、低通信成功率、低可靠性，已不能满足智能电网对电力远程控制、计量、监测的大容量实时信息通信需要。 

在信息化社会建设中，随着电话、电脑、电视进入千家万户，从事电信、宽带、广电业务运营的企业都需要敷设相应的线路进户。出现线路管道反复开挖、工程重复建设、给用户带来烦恼。 

然而，现有的传统的光纤缆以及复合电力电缆具有如下的技术问题： 

由于光纤的机械强度非常弱，光纤容易被损坏。因此，将光纤容置在一具有高强度和小曲率半径的金属质导管中。但是，该高强度和小曲率半径的金属导管可能破坏电缆绝缘性能，从而使绝缘强度降低。 

另一方面，现有的光纤缆还有采用了导管内充入油膏固定光纤，但是在实际使用中，遇到电缆负荷高温等情况油膏容易融化，对光纤缆及电缆造成不良后果。给现场施工带来不便。 

同时，常规通信光纤缆的工作温度为80℃左右。而当电缆满负荷工作时的温度在90℃左右。因此，采用常规通信光纤复合电缆工作时，其中的光纤缆易老化失效。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种多相电光纤嵌入式电力电缆，其具有电力传送和光纤宽带通信能力，满足“智能电网”和“四网合一、光纤到户”的建设需求。 

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：多相电光纤嵌入式电力电缆，其包括光纤缆、夹持光纤缆的若干电缆组件、围绕所述光纤缆和电缆组件的填充绳、包裹所述光纤缆、电缆组件及填充绳的绕包层以及围绕所述绕包层的外护套；所述电缆组件包括铜芯导体和包裹铜芯导体的绝缘层；所述该光纤缆包括纤维增强复合材料加强芯、夹持所述纤维增强复合材料加强芯的若干光纤、围绕所述纤维增强复合材料加强芯和若干光纤的聚乙烯填充带、包裹所述纤维增 强复合材料加强芯、光纤及聚乙烯填充带的芳纶纤维层以及覆盖在所述芳纶纤维层外的护套。 

本实用新型与现有的400v低压常规电力电缆相比，通过配接有关光电设备，具有以下优点：该电缆具有电力传送和光纤通信等特殊功能。所述该光纤缆具有干式非金属耐高温高强度特点。 

本实用新型专利用于智能电网，可以显著提高电网的信息化程度。为电网的信息通信、远程控制等提供了有力的手段。并可为“光纤到户“、“四网合一(电力、电话、电视、电脑)”、“水电煤表远程计量”、“与电力用户双向互动”提供低成本、便捷的“光电缆合一”、“一缆多用”手段。 

附图说明

图1为本实用新型中光纤缆的截面图。 

图2为本实用新型实施例一多相电光纤嵌入式电力电缆的截面图。 

图3为本实用新型实施例二多相电光纤嵌入式电力电缆的截面图。 

具体实施方式

为了更好地对本实用新型专利技术方案进行理解，下面通过具体实例并配合附图进行详细说明。 

一种光纤缆101(如图1)，该光纤缆包括玻璃纤维增强高温树脂复合材料(FRP)加强芯2、若干与玻璃纤维增强高温树脂复合材料(FRP)加强芯相邻的光纤1、围绕所述玻璃纤维增强高温树脂复合材料(FRP)加强芯和所述光纤的芳纶纤维层4以及覆盖在所述芳纶纤维层外的护套5。所述芳纶纤维层内设有填充带3。所述填充带材料为聚乙烯。所述护套5材料和光纤1的涂覆材料为聚酰亚胺或聚氟乙烯或高温聚酰胺。 

FRP--(Fiberglass-Reinforced Plastics)纤维增强复合塑料，根据采用的纤维不同分为玻璃纤维增强复合塑料，碳纤维增强复合塑料，硼纤维增强复合塑料等；玻璃纤维增强高温树脂复合材料(FRP)经过20多年的研究和积累，基本形成了可在80～300℃温度范围使用的树脂体系和复合材料。FRP有如下特性：(1)轻质高强，相对密度只有碳钢的1/4~1/5，可是拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢。(2)耐腐蚀性能好，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。(3)电性能好，是优良的绝缘材料，用来制造绝缘体。高频下仍能保护良好介电性。(4)热性能良好，FRP热导率低，只有金属的1/100~1/1000，是优良的绝热材料。(5)选择耐高温树脂，使长期工作温度在200~300℃。 

芳纶纤维全称为″聚对苯二甲酰对苯二胺″，英文为Aramid fiber(杜邦公司的商品名为 Kevlar)，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560℃的温度下，不分解，不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。 

聚氟乙烯(F4，PTFE)具有一系列优良的使用性能：耐高温-长期使用温度200～260度，耐低温-在-100度时仍柔软；耐腐蚀-能耐王水和一切有机溶剂；耐气候-塑料中最佳的老化寿命；无毒害-具有生理惰性；优异的电气性能，是理想的C级绝缘材料。 

聚酰亚胺(PI)是耐高温聚合物，在550℃能短期保持主要的物理性能，能长期在接近330℃下使用。聚酰亚胺具有良好的介电性能，介电常数为3.4左右，介电强度为100-300KV/mm，聚酰亚胺是自熄性聚合物，发烟率低。 

实施例一 

参阅图2所示，本实用新型包括一种多相电光纤嵌入式电力电缆，其包括包括光纤缆101、夹持光纤缆101的若干电缆组件、围绕所述光纤缆101和电缆组件的高分子材料填充绳104、围绕所述光纤缆101和电缆组件及高分子材料填充绳104的绕包层105、围绕绕包层105的外护套108；本实用新型中，所述铜芯电缆组件优选为3组，可以将光纤缆101夹持住。所述电缆组件包括铜芯导体102和包裹铜芯导体102的XLPE绝缘层103。 

具体的参阅图1，本实用新型专利所采用的多芯特殊结构的光纤缆，其中包括玻璃纤维增强树脂复合材料(FRP)加强芯2，包裹加强芯2的耐高温的单(多)模着色裸纤或紧包光纤1，围绕纤维增强复合材料(FRP)加强芯2和光纤1的聚乙烯填充带3，包裹聚乙烯填充带3的多股芳纶纤维4以及包裹芳纶纤维4的聚酰亚胺或聚氟乙烯或高温聚酰胺外护套。本实施例中，光纤1数目可以有一个或多个，优选的为四根，该四根光纤1将纤维增强复合材料(FRP)加强芯2紧紧的围绕。 

所述XLPE绝缘层103可以为包裹所述铜芯电缆导体102的交联聚烯烃或交联聚乙烯绝缘层。 

交联聚烯烃或交联聚乙烯绝缘层是采用水浴交联工艺使聚合物产生交联，由线性结构转变为网状结构。水浴交联为本领域技术人员公知。XLPE是交联聚乙烯英文名称的缩写，聚乙烯是一种线性的分子结构，在高温下极易变形。交联聚乙烯过程使其变成一种网状结构。这种结构即使在高温下也一样具有很强的抗变形能力。XLPE电缆料是一种含有机过氧化物的聚乙烯。这种过氧化物在高温高压及惰性气体环境下，与聚乙烯发生化学反应，使热塑性聚乙烯变成热固性(弹性体)的聚乙烯，即XLPE。XLPE电缆有极佳的电气性能。介质损耗比纸绝缘和PVC绝缘都要小，XLPE电缆的电容也小。所以在没有有效星形接地系统中也可降低充电电流和接地故障电流。极 易敷设是XLPE电缆的又一个优点。XLPE电缆有一个较小的弯曲半径，它比其他同类电缆轻而且有较为简单的终端处理。由于XLPE电缆不含油，所以在敷设XLPE电缆时不用考虑路线，也不存在由于淌油而无法敷设的情况。极佳的抗老化特性及超强的耐热变形决定了交联聚乙烯电缆在正常运行温度(90℃)、短时故障(130℃)及短路(250℃)条件下可允许大电流通过。 

围绕所述光纤缆101和电缆组件的填充绳104为聚丙烯高分子材料。 

围绕所述光纤缆101和电缆组件及填充绳104的绕包层(105)为耐高温无纺布带材料。 

所述铜芯电缆导体102由单个铜芯或多股铜线绞合组成。 

所述的金属铠护层107为铝合金或钢带材料。 

所述外护套108为由低烟无卤高阻燃聚烯烃材料挤出成型。 

由上述结构与材料构成的多芯特殊的光纤缆，具有“干式非金属耐高温高强度”的特点。特别适合400v低电压环境中的光纤通信应用。 

参阅图2，本实用新型所涉及的多铜芯的光纤嵌入式铜芯交联绝缘结构低压电力电缆(即多相电光纤嵌入式铜芯交联非铠装结构低压电力电缆)，其中102为由单(多)股铜线组成的多铜芯(多相电)电缆导体。103为由XLPE构成的绝缘层。由102和103构成铜芯电缆组件。104为由聚丙烯材料构成的填充绳。105为高温无纺布带。108为低烟无卤高阻燃聚烯烃外护套。其中多芯特殊结构的光纤缆嵌在三个电缆组件之间。 

实施例二 

参阅图3所示，本实施例与实施例一不同的在于：所述绕包层105′和外护套108′之间设有围绕绕包层105′的聚乙烯内护套′106以及围绕聚乙烯内护套106′的金属铠护层107′。 

具体的，一种多相电光纤嵌入式电力电缆，其包括光纤缆101′、夹持光纤缆101′的若干电缆组件、围绕所述光纤缆101′和电缆组件的填充绳104′、包裹所述光纤缆101′、电缆组件及填充绳104′的绕包层105′以及围绕所述绕包层105′的外护套108′；所述电缆组件包括铜芯导体102′和包裹铜芯导体102′的XLPE绝缘层103′；所述该光纤缆101′包括纤维增强复合材料加强芯2、夹持所述纤维增强复合材料加强芯2的若干光纤1、围绕所述纤维增强复合材料加强芯2和若干光纤1的聚乙烯填充带3、包裹所述纤维增强复合材料加强芯2、光纤1及聚乙烯填充带3的芳纶纤维层4以及覆盖在所述芳纶纤维层外的护套5；所述绕包层105′和外护套108′之间设有围绕绕包层105′的聚乙烯内护套106′以及围绕聚乙烯内护套106′的金属铠护层107′。本实用新型中所述电缆组件优选为3组，可以将光纤缆101夹持住。 

本实用新型中光纤缆101采用了非油膏型的干式结构，以适合电缆施工与电力高温运行环境要求。 

其中，光纤缆采用了耐高温的光纤光缆材料设计。所述的材料为聚酰亚胺或聚氟乙烯或高温聚酰胺。 

其中，光纤缆采用非金属化结构设计。以避免对电力安全运行的不良影响。 

其中，光纤缆采用多芯化光纤结构设计。以满足电力智能化要求。所述的多芯化光纤，为2芯及以上，由单模或多模或单多模混合、着色裸纤或紧包纤组成。 

其中，光纤缆采用了高强度的材料设计。所述材料为芳纶纤维及聚酰亚胺或聚氟乙烯或高温聚酰胺。 

上述的包覆在铜芯导体外的交联绝缘层为无卤型环保材料。其中，所述的材料为交联聚烯烃或交联聚乙烯。 

上述的电缆内外护套采用了低烟无卤高阻燃型高分子材料设计。其中，所述的材料为低烟无卤高阻燃聚烯烃。 

本实用新型专利与现有的400v低压常规电力电缆相比，通过配接有关光电设备，具有以下优点：该电缆具有电力传送和光纤通信等多重功能。 

本实用新型专利用于智能电网，可以显著提高电网的信息化程度。为电网的信息通信、远程控制等提供了有力的手段。并可为“光纤到户“、“四网合一(电力、电话、电视、电脑)”、“水电煤表远程计量”、“与电力用户双向互动”提供低成本、便捷的“光电缆合一”、“一缆多用”手段。 

上述实施例仅列示性说明本实用新型的原理及功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本实用新型的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本实用新型的权利保护范围，应如权利要求书所列。 

Claims (10)

1.一种多相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于：该多相电光纤嵌入式电力电缆包括光纤缆(101)、夹持光纤缆(101)的若干电缆组件、围绕所述光纤缆(101)和电缆组件的填充绳(104)、包裹所述光纤缆(101)、电缆组件及填充绳(104)的绕包层(105)以及围绕所述绕包层(105)的外护套(108)；所述电缆组件包括铜芯导体(102)和包裹铜芯导体(102)的绝缘层(103)；所述该光纤缆(101)包括纤维增强复合材料加强芯(2)、夹持所述纤维增强复合材料加强芯(2)的若干光纤(1)、围绕所述纤维增强复合材料加强芯(2)和若干光纤(1)的填充带(3)、包裹所述纤维增强复合材料加强芯(2)、光纤(1)及填充带(3)的芳纶纤维层(4)以及覆盖在所述芳纶纤维层外的护套(5)。

2.如权利要求1所述的多相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于：所述绕包层和外护套之间设有围绕绕包层的内护套以及围绕内护套的金属铠护层。

3.如权利要求1所述的一种多相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于：所述铜芯导体(102)由单个或多股铜线组成。

4.如权利要求1所述的一种多相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于：所述绝缘层(103)的材料为交联聚烯烃或交联聚乙烯。

5.如权利要求1所述的一种多相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于：所述的填充绳(104)为聚丙烯高分子材料。

6.如权利要求1所述的一种多相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于：所述的绕包层(105)为耐高温无纺布带材料。

7.如权利要求1所述的一种多相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于：所述的金属铠护层(107)为铝合金或钢带材料。

8.如权利要求1所述的一种多相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于：所述外护套(108)为低烟无卤高阻燃聚烯烃材料。

9.如权利要求1所述的一种多相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于：所述该光纤缆包括的纤维增强复合材料加强芯(2)为玻璃纤维增强高温树脂复合材料。

10.如权利要求1所述的一种多相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于：所述护套(5)材料为聚酰亚胺或聚氟乙烯或高温聚酰胺。 

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