CN202258487U

CN202258487U - 深井探测用电力通信智能电缆

Info

Publication number: CN202258487U
Application number: CN 201120308837
Authority: CN
Inventors: 韩志东; 王彩生; 董春; 胥明广; 向德坤
Original assignee: Baosheng Science and Technology Innovation Co Ltd
Current assignee: Baosheng Science and Technology Innovation Co Ltd
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2021-08-24

Abstract

深井探测用电力通信智能电缆，属于电缆制造技术领域，包括缆芯和护套，缆芯外依次设置CV带隔离层、铝塑复合带总屏蔽层、0.5mm高强度碳纤维绳铠装层、聚醚型聚酰氨护套，缆芯的中心加工有智能数据线芯，低频信号线芯和电源线线芯交错、均匀地分布在智能数据线芯的周围，智能数据线芯由对绞线芯绞合而成，智能数据线芯、低频信号线芯和电源线线芯的绝缘层材料为交联发泡聚烯烃。本产品适用于深井探测系统中有关设备、控制、通信装置之间的联接，可实现3MHz（模拟信号）、355Mbit/s（数字信号）及额定电压交流300V或直流500V及以下系统的信息控制及电能的传输。特别适用于1000米及以下深井探测等仪器仪表连接使用。

Description

深井探测用电力通信智能电缆

技术领域

本实用新型公开了一种深井探测用电力通信智能电缆，属于电缆制造技术领域。

背景技术

近几年来我国中西部地区大地震频发，对人民的生命与财产造成了巨大损失，为了最大限度地减少损失，地震预报的及时性与准确性显得越来越重要。随着社会科学技术发展，地震预报技术已取得明显的进步，但与发达国家相比还存在着不少的差距，主要表现在地震预测系统中深井探测技术以及计算机控制检测技术、多任务多信息实时自动采集与处理技术。

当前，各省市对地震预测在资金与技术方面都加大了投入，特别是深井探测技术。因探测深度越深，采集数据对地震预测的准确性与及时性越好。其探测深度必将进一步加大，这就要求地震探测用仪器及传输用电缆能够适应深水作业。深井深水作业探测仪器用电缆必须具备高防水、高强度、高耐磨、高防腐、外径小、重量轻等特点。

传统的深井探测电缆一般采用钢丝编织或细钢丝铠装结构来提高电缆的抗拉性能、采用聚烯烃材料作护套来提高防水性能，该结构适用探测的最大深度为200米。该结构电缆的防腐性能、防水性能及电缆的自重、结构尺寸、耐磨性能均不能适用水下1000米的探测。

实用新型内容

本实用新型的目的是对现有技术进行改进，提供一种深井探测用电力通信智能电缆，该电缆采用新型的防水、抗拉、防腐护套和碳纤维铠装结构，重量轻、外径小、柔软度高，电气性能进一步提高，探测深度进一步加深。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，深井探测用电力通信智能电缆，包括缆芯及缆芯周围绕包的双层CV带隔离层，CV带隔离层上绕包铝塑复合带总屏蔽层，该总屏蔽层上设有泄流线，铝塑复合带总屏蔽层上绕包铠装层，铠装层上挤包聚醚型聚酰氨护套，其特征是，所述缆芯中设置有智能数据线芯、低频信号线芯和电源线线芯，所述智能数据线芯位于所述缆芯的中心，所述低频信号线芯和电源线线芯交错、均匀地分布在所述智能数据线芯的周围，所述智能数据线芯由对绞线芯绞合而成，所述对绞线芯为在两根绝缘线芯的对绞线上绕包双层CV带隔离层，CV带隔离层绕包铜塑复合带分屏蔽层构成，所述铠装层为0.5mm高强度碳纤维绳铠装层，所述低频信号线芯由四根绝缘线芯绞合构成，所述绝缘线芯由五类镀锡铜导体上挤包交联发泡聚烯烃绝缘料构成。

所述电源线线芯为在五类镀锡铜导体上挤包交联发泡聚烯烃绝缘料构成。

所述低频信号线芯为星绞结构。

所述分屏蔽层上设有泄流线。

本实用新型具有以下优点：（1）导体：采用五类镀锡铜导体，保证电缆的传输性能稳定性的同时保证电缆柔软度；（2）绝缘：采用交联发泡聚乙烯绝缘料，利用皮-泡-皮三层共挤的物理发泡绝缘技术，该技术具有气孔容积小、气孔数目多，总体发泡度高、机械强度高、耐温等级高的特点，使电缆具有低电容、低衰减、电缆外径小、重量轻等优点；深井探测用电力通信智能电缆采用交联发泡绝缘代替实心PE绝缘，该电缆的绝缘技术采用交联聚烯烃绝缘的发泡工艺，发泡度可达到70%，绝缘重量减轻70%，绝缘外径下降了30%，同时有效地提高电缆的电气性能，使整个电缆的外径与重量大幅度降低；（3）线组绞合：对不同要求的数据采用不同的线组绞合方式，智能数据采用对绞结构，信号与控制芯线采用四线组结构，从而保证不同频率点的线组的串音性能，满足电缆的多种不同传输性能要求；（4）内屏蔽层：采用铜塑带绕包屏蔽结构，有效地提高了电缆的抗干扰的性能，以满足电缆同时传输智能数据的串音要求；（5）成缆：采用适当的绞合节距，并用扎带对缆芯进行小节距捆扎，以稳定缆芯各线组的结构，最大限度降低各元件间的间隙，提高电缆的纵向防水性能，同时有效的减小电缆的外径；（6）总屏蔽层：单面铝带绕包，起到良好的屏蔽与径向防水效果；（7）铠装层：采用碳纤维层铠装，电缆重量轻，对电缆整体起到良好的抗拉及抗冲要求，而且大大降低电缆本身重量；深井探测用电力通信智能电缆的铠装采用碳纤维绳，碳纤维的密度为0.94g/cm³，只有钢丝密度的八分之一，装铠层重量减少88%；碳纤维丝的强度为4000MPa，钢丝的强度为2550MPa，使电缆的抗拉强度将近提高一倍；电缆弯曲外径达到电缆外径的4倍，大大小于普通电缆弯曲半径为电缆外径10倍的要求；碳纤维铠装，用材料密度为0.9g/cm³的碳纤维代替密度为7.8g/cm³的钢丝铠装，铠装层重量只有原重量的1/8倍，电缆总重量只有原来的1/3倍，使电缆在水中的牵引力从原来的100kg/100m降低至3kg/100m；（8）护套：外护套均采用聚醚型聚酰氨护套挤包；聚醚型聚氨酯主要是针对制备聚氨酯材料中的多元醇定义的，即制备聚氨酯的多元醇由全部或者绝大部分聚醚型多元醇组成；聚醚型多元醇分子结构中，醚键内聚能低，并易旋转，故由它制备的聚氨酯材料低温柔顺性能好，耐水解性能优良，虽然机械性能不如聚酯型聚氨酯，但原料体系粘度低，易与异氰酸酯、助剂等组份互溶，加工性能优良；该材料具有良好的防水性、良好柔轻性、耐磨性。

深井探测用电力通信智能电缆的成缆单元采用单芯、对绞组、四线组不同的单元间隔一次绞合而成，不但稳定了缆芯各线组的结构，还最大限度降低了各元件间的间隙，提高了电缆的纵向防水性能，有效的减小了电缆的外径；同时提高电缆的数据传输容量，提高了电缆的有效利用率。

深井探测用电力通信智能电缆的主要技术指标：

（1）电缆能够长期在1000米深水中工作，智能数据电缆的最高传输频率达350MHz；

（2）20℃时智能数据单线导体与信号单线导体直流电阻：≤93.8Ω/km；

（3）20℃时电源线导体直流电阻：13.3Ω/km；

（4）绝缘电阻(100-500V)≥ 10000MΩ·km；

（5）智能数据线：工作电容≤5.6nF/100m；单根绝缘线芯对连接到地其它绝缘线芯间电容≤10nF/100m；

（6）电容耦合系数k1：平均值≤8pF/100m；最大值≤33 pF/100m

（7）近端串音衰减：150kHz：≤83dB/km；1000kHz：≤72dB/km

（8）远端串音衰减：150kHz：≤89dB/km；1000kHz：≤79dB/km

（9）绝缘机械物理性能：

抗拉强度≥12.5Mpa；

断裂伸长率≥350%；

抗压缩1000N/1min不击穿；

热延伸不大于175%，温度200±2℃，配重为标准*发泡度；

通过105±2℃，14天，空气热老化缠绕试验不开裂。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中：1导体、2绝缘层、3导体、4 CV带隔离层、5分屏蔽层、6泄流线、7导体、8绝缘层、9 CV带隔离层、10总屏蔽层、11泄流线、12铠装层、13外护套。

具体实施方式

如图1所示，低频信号线芯由四根绝缘线芯绞合而成，即低频信号四线组。绝缘线芯的导体1材料选择五类镀锡铜，低频信号四线组绝缘线芯的绝缘层2的材料选择交联发泡聚烯烃。在五类镀锡铜导体上挤包交联发泡聚烯烃绝缘料构成绝缘线线芯，将4根绝缘线芯绞合在一起构成低频信号四线组，即低频信号线芯，呈星绞结构。

如图1所示，在五类镀锡铜导体3上挤包交联发泡聚烯烃绝缘料成绝缘线芯，将2根绝缘线芯绞合成对绞线，在对绞线上绕包双层CV带隔离层4，CV带隔离层4绕包铜塑复合带分屏蔽层5构成对绞线芯，该分屏蔽层5上设有泄流线6。将4根对绞线芯绞合成智能数据线芯。

如图1所示，电源线线芯导体7的材料为五类镀锡铜，电源线线芯绝缘层8的材料为交联发泡聚烯烃，在五类镀锡铜导体上挤包交联发泡聚烯烃绝缘层构成电源线线芯。

智能数据线芯、低频信号线芯以及电源线线芯均采用交联发泡聚乙烯绝缘料，利用皮-泡-皮三层共挤的物理发泡绝缘技术，该技术具有气孔容积小、气孔数目多，总体发泡度高、机械强度高、耐温等级高的特点，使电缆具有低电容、低衰减、电缆外径小、重量轻等优点；深井探测用电力通信智能电缆采用交联发泡绝缘代替实心PE绝缘，该电缆的绝缘技术采用交联聚烯烃绝缘的发泡工艺，发泡度可达到70%，绝缘重量减轻70%，绝缘外径下降了30%，同时有效地提高电缆的电气性能，使整个电缆的外径与重量大幅度降低。

如图1所示，将4根电源线线芯、4根低频信号线芯交错、均匀的放置在智能数据线芯周围绞合成缆芯，电源线线芯之间的角度为90°，低频信号线芯之间的角度为90°，电源线芯和低频信号线芯之间的角度为45°。该电缆采用单芯、对绞组、四线组不同的单元间隔一次绞合而成，不但稳定了缆芯各线组的结构，还最大限度降低了各元件间的间隙，提高了电缆的纵向防水性能，有效的减小了电缆的外径；同时提高电缆的数据传输容量，提高了电缆的有效利用率。

缆芯的周围绕包双层CV带隔离层9，CV带隔离层上绕包铝塑复合带总屏蔽层10，该总屏蔽层上设有泄流线11，铝塑复合带上绕包0.5mm高强度碳纤维铠装层12，碳纤维铠装层上挤包聚醚型聚酰氨外护套13，构成深井探测用电力通信智能电缆。采用碳纤维层铠装，电缆重量轻，对电缆整体起到良好的抗拉及抗冲要求，而且大大降低电缆本身重量。碳纤维的密度为0.94g/cm³，只有钢丝密度的八分之一，装铠层重量减少88%；碳纤维丝的强度为4000MPa，钢丝的强度为2550MPa，使电缆的抗拉强度将近提高一倍；电缆弯曲外径达到电缆外径的4倍，大大小于普通电缆弯曲半径为电缆外径10倍的要求。碳纤维铠装，用材料密度为0.9g/cm³的碳纤维代替密度为7.8g/cm³的钢丝铠装，铠装层重量只有原重量的1/8倍，电缆总重量只有原来的1/3倍，使电缆在水中的牵引力从原来的100kg/100m降低至3kg/100m。

Claims

1. 深井探测用电力通信智能电缆，包括缆芯及缆芯周围绕包的双层CV带隔离层，CV带隔离层上绕包铝塑复合带总屏蔽层，该总屏蔽层上设有泄流线，铝塑复合带总屏蔽层上绕包铠装层，铠装层上挤包聚醚型聚酰氨护套，其特征是，所述缆芯中设置有智能数据线芯、低频信号线芯和电源线线芯，所述智能数据线芯位于所述缆芯的中心，所述低频信号线芯和电源线线芯交错、均匀地分布在所述智能数据线芯的周围，所述智能数据线芯由对绞线芯绞合而成，所述对绞线芯的单体为在五类镀锡铜导体上挤包交联发泡聚烯烃绝缘料，绝缘料上绕包双层CV带隔离层，CV带隔离层绕包铜塑复合带分屏蔽层构成，该分屏蔽层上设有泄流线，所述铠装层为0.5mm高强度碳纤维绳铠装层。

2. 根据权利要求1所述的深井探测用电力通信智能电缆，其特征是，所述电源线线芯为在五类镀锡铜导体上挤包交联发泡聚烯烃绝缘料构成。

3. 根据权利要求1所述的深井探测用电力通信智能电缆，其特征是，所述低频信号线芯为星绞结构。

4. 根据权利要求1所述的深井探测用电力通信智能电缆，其特征是，所述分屏蔽层上设有泄流线。