CN209487212U - 轨道交通用智能监控环网电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轨道交通用智能监控环网电缆，由内至外依次包括电力传输缆芯、无磁性铠装层和耐环境护套层；所述电力传输缆芯由内至外依次包括绝缘线芯、金属丝屏蔽层和防水层；所述金属丝屏蔽层包括均匀疏绕在绝缘线芯外周面上的监测光纤、承压金属丝和金属屏蔽丝。本实用新型通过在绝缘线芯的外周面上紧密敷设光纤，能够满足采集实时监测电缆的运行参数，满足电缆寿命预估，电缆故障预判的功能需求。

Description

轨道交通用智能监控环网电缆

技术领域

本实用新型涉及轨道交通用智能监控环网电缆。

背景技术

轨道交通在全世界范围内蓬勃发展的同时，因各类事故引致的人员财产伤害和事故影响范围也日趋严重。与地面建筑相比，轨道交通工程结构复杂、空间密闭、通道狭窄、连通地面的疏散口少、逃生路径长。发生火灾时，不仅火势蔓延快，而且积聚的高温浓烟很难自然排除，并迅速在轨道交通隧道、车站内蔓延，给人员疏散和灭火抢险带来困难，严重威胁乘客、轨道交通职工和抢险救援人员的生命安全。所以对于正在运行的轨道交通中的设备有效监控也特别重要，对于能够更换的也要及时更换，跟上快速发展的步伐。鉴于电缆在轨道交通中承载着重要要地位，并且关乎着广大人民的安全。所以电缆的智能监控功能开发势在必行。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能实时监测电缆的运行参数，满足电缆寿命预估、电缆故障预判的功能需求的轨道交通用智能监控环网电缆。

实现本实用新型目的的技术方案是：轨道交通用智能监控环网电缆，由内至外依次包括电力传输缆芯、无磁性铠装层和耐环境护套层；所述电力传输缆芯由内至外依次包括绝缘线芯、金属丝屏蔽层和防水层；所述金属丝屏蔽层包括均匀疏绕在绝缘线芯外周面上的监测光纤、承压金属丝和金属屏蔽丝。

所述电力传输缆芯的绝缘线芯由导体、导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层共挤而成，并且导体、导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层由内至外依次设置。

所述金属丝屏蔽层的承压金属丝的直径计算公式为：D_压＝d_光+0.5。

其中，D_压为承压金属丝的直径，d_光为监测光纤的直径。

所述金属丝屏蔽层的截面积根据承压金属丝和金属屏蔽丝换算，计算公式为：

S＝π{(d_压1 ²+d_压2 ²+...d_压n ²)+(d_丝1 ²+d_丝2 ²+...d_丝n ²)}

其中，D_压为承压金属丝的直径，d_光为监测光纤的直径，S为金属丝屏蔽层的截面积，d_丝为金属屏蔽丝直径。

所述防水层最薄点的厚度根据承压金属丝的直径换算，计算公式为：

(1)：当防水层外径D≤38.0mm时：

1.14≤(H_嵌＝h_嵌实-d_压)≤2.03

(2)当防水层外径D＞38.0mm时：

1.78≤(II_嵌＝h_嵌实-d_压)≤3.05

其中，H_嵌为防水层最薄点厚度，h_嵌实为防水层实际厚度，h_压为承压金属丝的直径。

所述监测光纤最少设有两根，并且均匀分布于绝缘线芯的外周面上；所述每根监测光纤圆周两侧均设有承压金属丝，相邻两根监测光纤之间的两根承压金属丝之间布置多根金属屏蔽丝。

所述相邻两根监测光纤之间的两根承压金属丝之间的多根金属屏蔽丝等距布置。

所述监测光纤圆周两侧位置的承压金属丝的直径均大于监测光纤的直径。

所述监测光纤包括非磁性不锈钢钢管，设于非磁性不锈钢钢管内部的光纤，以及填充于非磁性不锈钢钢管内部的充油膏。

所述监测光纤呈螺旋形缠绕在电力传输缆芯的外周面上，且绞入系数与金属屏蔽丝一致。

所述监测光纤的外径为1.8～2.5mm。

所述防水层包括均匀填充嵌入监测光纤、承压金属丝和金属屏蔽丝之间的间隙中的挤压式塑料隔离层，以及绕包在挤压式塑料隔离层外部的阻水带。

所述挤压式塑料隔离层采用聚乙烯或聚烯烃。

所述无磁性铠装层采用塑钢带铠装或者铜塑复合带铠装。

所述耐环境护套层包括防鼠蚁、防紫外线的阻燃聚烯烃材料。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：(1)本实用新型通过在绝缘线芯的外周面上紧密敷设光纤，能够满足采集实时监测电缆的运行参数，满足电缆寿命预估，电缆故障预判的功能需求。

(2)本实用新型在每根监测光纤圆周两侧均设置承压金属丝，能够对监测光纤起到承压机械防护的作用。

(3)本实用新型的相邻两根监测光纤之间的两根承压金属丝之间的多根金属屏蔽丝等距布置，塑料隔离层均匀填充嵌入监测光纤、承压金属丝和金属屏蔽丝之间的间隙中，实现了电缆故障电流的均匀传输，避免电缆局部温升过高引发事故。

(4)本实用新型的监测光纤圆周两侧位置的承压金属丝的直径均大于监测光纤的直径，承压防护效果更好。

(5)本实用新型的监测光纤包括非磁性不锈钢钢管，设于非磁性不锈钢钢管内部的光纤，以及填充于非磁性不锈钢钢管内部的充油膏，能够满足轨道交通特殊使用环境要求。

(6)本实用新型的监测光纤呈螺旋形缠绕在电力传输缆芯的外周面上，且绞入系数与金属屏蔽丝一致，能够防止出现位置交叉重叠。

(7)本实用新型的监测光纤的外径为1.8～2.5mm，能够很好地控制成本。

(8)本实用新型的无磁性铠装层采用塑钢带铠装，能够防啮齿动物啃咬电缆，且不产生电磁感应，彻底杜绝电缆护套对地击穿；或者采用铜塑复合带铠装，能够防啮齿动物啃咬电缆，且加强径向防水结构，适应更复杂的使用环境。

(9)本实用新型的耐环境护套层包括防鼠蚁、防紫外线的阻燃聚烯烃材料，满足GB31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》中的B1级阻燃、化学防啮齿动物啃咬电缆且人口密集复杂的使用环境条件。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的结构示意图。

附图中的标号为：

电力传输缆芯1；

绝缘线芯1-1、导体1-1-1、导体屏蔽层1-1-2、绝缘层1-1-3、绝缘屏蔽层1-1-4；

金属丝屏蔽层1-2、监测光纤1-2-1、承压金属丝1-2-2、金属屏蔽丝1-2-3；

防水层1-3、挤压式塑料隔离层1-3-1、阻水带1-3-2；

无磁性铠装层2；

耐环境护套层3。

具体实施方式

(实施例1)

见图1，本实施例的轨道交通用智能监控环网电缆，由内至外依次包括电力传输缆芯1、无磁性铠装层2和耐环境护套层3。

电力传输缆芯1由内至外依次包括绝缘线芯1-1、金属丝屏蔽层1-2和防水层1-3。电力传输缆芯1的绝缘线芯1-1由导体1-1-1、导体屏蔽层1-1-2、绝缘层1-1-3和绝缘屏蔽层1-1-4共挤而成，并且导体1-1-1、导体屏蔽层1-1-2、绝缘层1-1-3和绝缘屏蔽层1-1-4由内至外依次设置。金属丝屏蔽层1-2包括均匀疏绕在绝缘线芯1-1外周面上的监测光纤1-2-1、承压金属丝1-2-2和金属屏蔽丝1-2-3。

金属丝屏蔽层1-2的承压金属丝1-2-2的直径计算公式为：D_压＝d_光+0.5。

其中，D_压为承压金属丝1-2-2的直径，d_光为监测光纤1-2-1的直径。

监测光纤1-2-1最少设有两根，并且均匀分布于绝缘线芯1-1的外周面上。每根监测光纤1-2-1圆周两侧均设有承压金属丝1-2-2，相邻两根监测光纤1-2-1之间的两根承压金属丝1-2-2之间布置多根金属屏蔽丝1-2-3。相邻两根监测光纤1-2-1之间的两根承压金属丝1-2-2之间的多根金属屏蔽丝1-2-3等距布置。监测光纤1-2-1圆周两侧位置的承压金属丝1-2-2的直径均大于监测光纤1-2-1的直径。

根据环网电缆的特殊性，监测光纤1-2-1包括非磁性不锈钢钢管，设于非磁性不锈钢钢管内部的光纤，以及填充于非磁性不锈钢钢管内部的充油膏。监测光纤1-2-1呈螺旋形缠绕在电力传输缆芯1的外周面上，且绞入系数与金属屏蔽丝1-2-3一致。考虑成本和成品电缆外径，监测光纤1-2-1的外径为1.8～2.5mm。防水层1-3包括均匀填充嵌入监测光纤1-2-1、承压金属丝1-2-2和金属屏蔽丝1-2-3之间的间隙中的挤压式塑料隔离层1-3-1，以及绕包在挤压式塑料隔离层1-3-1外部的阻水带1-3-2。挤压式塑料隔离层1-3-1采用聚乙烯或聚烯烃。

金属丝屏蔽层1-2的截面积根据承压金属丝1-2-2和金属屏蔽丝1-2-3换算，计算公式为：

S＝π{(d_压1 ²+d_压2 ²+...d_压n ²)+(d_丝1 ²+d_丝2 ²+...d_丝n ²)}

其中，D_压为承压金属丝1-2-2的直径，d_光为监测光纤1-2-1的直径，S为金属丝屏蔽层1-2的截面积，d_丝为金属屏蔽丝1-2-3直径。

防水层1-3最薄点的厚度根据承压金属丝1-2-2的直径换算，计算公式为：

(1)当防水层5外径D≤38.0mm时：

1.14≤(H_嵌＝h_嵌实-d_压)≤2.03

(2)当防水层5外径D＞38.0mm时：

1.78≤(H_嵌＝h_嵌实-d_压)≤3.05

其中，H_嵌为防水层1-3最薄点厚度，h_嵌实为防水层1-3实际厚度，h_压为承压金属丝1-2-2的直径。

无磁性铠装层2采用塑钢带铠装，能够防啮齿动物啃咬电缆，且不产生电磁感应，彻底杜绝电缆护套对地击穿；或者采用铜塑复合带铠装，能够防啮齿动物啃咬电缆，且加强径向防水结构，适应更复杂的使用环境。

耐环境护套层3包括防鼠蚁、防紫外线的阻燃聚烯烃材料，满足GB 31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》中的B1级阻燃、化学防啮齿动物啃咬电缆且人口密集复杂的使用环境条件。

本实施例的轨道交通用智能监控环网电缆，满足轨道交通用径向防水、纵向阻水、抗震动、阻燃、低烟、低卤、防紫外线等特殊功能，且可以智能监控检测自身运行参数、智能维护。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.轨道交通用智能监控环网电缆，其特征在于：由内至外依次包括电力传输缆芯(1)、无磁性铠装层(2)和耐环境护套层(3)；所述电力传输缆芯(1)由内至外依次包括绝缘线芯(1-1)、金属丝屏蔽层(1-2)和防水层(1-3)；所述金属丝屏蔽层(1-2)包括均匀疏绕在绝缘线芯(1-1)外周面上的监测光纤(1-2-1)、承压金属丝(1-2-2)和金属屏蔽丝(1-2-3)。

2.根据权利要求1所述的轨道交通用智能监控环网电缆，其特征在于：所述电力传输缆芯(1)的绝缘线芯(1-1)由导体(1-1-1)、导体屏蔽层(1-1-2)、绝缘层(1-1-3)和绝缘屏蔽层(1-1-4)共挤而成，并且导体(1-1-1)、导体屏蔽层(1-1-2)、绝缘层(1-1-3)和绝缘屏蔽层(1-1-4)由内至外依次设置。

3.根据权利要求1所述的轨道交通用智能监控环网电缆，其特征在于：所述监测光纤(1-2-1)最少设有两根，并且均匀分布于绝缘线芯(1-1)的外周面上；所述每根监测光纤(1-2-1)圆周两侧均设有承压金属丝(1-2-2)，相邻两根监测光纤(1-2-1)之间的两根承压金属丝(1-2-2)之间布置多根金属屏蔽丝(1-2-3)；

所述相邻两根监测光纤(1-2-1)之间的两根承压金属丝(1-2-2)之间的多根金属屏蔽丝(1-2-3)等距布置。

4.根据权利要求3所述的轨道交通用智能监控环网电缆，其特征在于：所述监测光纤(1-2-1)圆周两侧位置的承压金属丝(1-2-2)的直径均大于监测光纤(1-2-1)的直径。

5.根据权利要求1所述的轨道交通用智能监控环网电缆，其特征在于：所述监测光纤(1-2-1)包括非磁性不锈钢钢管，设于非磁性不锈钢钢管内部的光纤，以及填充于非磁性不锈钢钢管内部的充油膏；

所述监测光纤(1-2-1)呈螺旋形缠绕在电力传输缆芯(1)的外周面上，且绞入系数与金属屏蔽丝(1-2-3)一致。

6.根据权利要求1所述的轨道交通用智能监控环网电缆，其特征在于：所述监测光纤(1-2-1)的外径为1.8～2.5mm。

7.根据权利要求1所述的轨道交通用智能监控环网电缆，其特征在于：所述防水层(1-3)包括均匀填充嵌入监测光纤(1-2-1)、承压金属丝(1-2-2)和金属屏蔽丝(1-2-3)之间的间隙中的挤压式塑料隔离层(1-3-1)，以及绕包在挤压式塑料隔离层(1-3-1)外部的阻水带(1-3-2)。

8.根据权利要求7所述的轨道交通用智能监控环网电缆，其特征在于：所述挤压式塑料隔离层(1-3-1)采用聚乙烯或聚烯烃。

9.根据权利要求1所述的轨道交通用智能监控环网电缆，其特征在于：所述无磁性铠装层(2)采用塑钢带铠装或者铜塑复合带铠装。

10.根据权利要求1所述的轨道交通用智能监控环网电缆，其特征在于：所述耐环境护套层(3)包括防鼠蚁、防紫外线的阻燃聚烯烃材料。