CN209880255U - 一种高强度耐低温的通信电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高强度耐低温的通信电缆，包括成缆内芯和包覆在所述成缆内芯外周的防护层，所述成缆内芯中包括：至少一根电热线和通信线束；其中，每根所述电热线包括电热线导体和包覆在电热线导体外周的PTC材料层；所述通信线束包括至少两根通信线，每根所述通信线包括通信线导体和包覆在通信线导体外周的通信线绝缘层。将电热线和通信线的结构与功能区分开，利用电热线的自控温加热特效为整根电缆提供适当的温度，避免由于严寒的环境而容易出现电缆老化问题，同时改造后加热消耗的电能大大减少且足够为整根电缆提供合适的服役温度，而且通信线受温度变化的影响也较小。

Description

一种高强度耐低温的通信电缆

技术领域

本实用新型涉及电缆技术领域，尤其涉及一种高强度耐低温的通信电缆。

背景技术

在严寒地区服役的通讯设备及通信系统，对电缆的选用要求比较高，因为严寒地区的环境通常都是复杂恶劣，时常出现下雪、降冰雹、结霜等自然现象，低温度直接影响通信电缆的软硬度、抗弯曲及防爆裂等性能。裸露在低温环境中的通信电缆，绝缘材料和护套材料更加容易出现龟裂、爆裂现象，比一般环境使用的通信电缆的老化速度快很多，使用寿命大大减短，导致通讯设备或通信系统的供电信号不稳定，容易出现故障甚至事故。

目前，电缆防冻问题较为普遍的解决方法是：采用设置有镍铬合金丝作为发热载体的伴管加热电缆，但诸如类似结构的电缆，都存在发热丝耗能大，需要消耗的电能会大大提高通讯设备或通信系统的运作成本，而且需要安装监测装置，用于监测信号电缆的温度等参数，不然难以控制电缆的正常运作温度，容易出现温度过高导致信号电缆的功率下降等问题，以及对绝缘、防护材料的防护效果不佳或过热损坏等结果。另外，也有利用PTC材料的半导电性质制成自控温的电缆，但都是将PTC材料作为成缆内芯的填充物裹紧所有导电线芯，整根电缆发热部位所占的比例较大，虽然加热速度快，但是对于信号电缆来说容易加热过高温度，不仅浪费电能，而且反复的过热与冷却过程，加速了绝缘、防护材料变形、爆裂等老化过程；同时，信号电缆由于温度的剧增或过热，造成输送信号受到的干扰较大。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供一种将电热线和通信线区分开的改造电缆，利用电热线的自控温加热特效为整根电缆提供适当的温度，避免由于严寒的环境而容易出现电缆老化问题，同时改造后，加热消耗的电能大大减少且足够为整根通信电缆提供合适的服役温度，而且通信线受温度变化的影响也较小。

为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

本实用新型所述一种高强度耐低温的通信电缆，包括成缆内芯和包覆在所述成缆内芯外周的防护层，所述成缆内芯中包括：

至少一根电热线，每根所述电热线包括电热线导体和包覆在电热线导体外周的PTC材料层；

通信线束，其包括至少两根通信线，每根所述通信线包括通信线导体和包覆在通信线导体外周的通信线绝缘层。

进一步的，所述成缆内芯中还包括通信线屏蔽层，所述通信线屏蔽层包覆在所有所述通信线的外周。

作为优选的，所述通信线屏蔽层采用铝塑复合带材料。

进一步的，所述成缆内芯中还包括设置在所述电热线、以及所述通信线束之间的内芯填充层。

进一步的，所述通信电缆的所述防护层包括包覆在所述成缆内芯外周的内芯屏蔽层。

作为优选的，所述内芯屏蔽层由镀锡软铜丝股线编织而成，每条镀锡软铜丝股线内包括有纤维丝线。

进一步的，所述通信电缆的所述防护层还包括包覆在所述内芯屏蔽层外周的第一护套层。

进一步的，所述通信电缆的所述防护层还包括包覆在所述外周的防爆层。

进一步的，所述通信电缆的所述防护层还包括包覆在所述防爆层外周的第二护套层。

进一步的，所述内芯填充层、所述第一护套层以及所述第二护套层三者至少之一采用氟塑料材料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

通信电缆内置有电热线，电热线中的PTC材料层与包覆在PTC材料层外周的电热线导体相当于串联形成加热电路，通电后，消耗电能为通信电缆加热提供适宜温度；PTC材料层随着温度的变化，电阻逐渐增大，温度达到一定范围，PTC材料层的电阻值剧增，使得PTC材料层接近绝缘状态，则相当于所述加热电路断路停止通电加热；温度下降后所述加热电路中的电流增加又能够为通信电缆加热，PTC材料层受热温度的变化特性能够自主实现间断加热，使得通信电缆整体持续保持在一定的稳定范围内，从而实现相对的恒温。

将电加热线和通信线区分开，由于通信电缆整体并不粗，单靠电热线为整条电缆加热保温已足够，减少了电能损耗，和降低了过热损坏防护层的概率；而通信线较细，则没有加热功能，通信线的温度靠电缆的其他组成部分将产自电热线的热量传导过来，(若通信线也包覆有PTC材料层实现自产热，则由于受热、冷却反复，使得通信线中的导体部分与防护绝缘部分容易出现分离现象，或者通信线中起到防护绝缘作用的部分容易出现变形、爆裂等老化现象)因此本实用新型的通信电缆的结构将电热线与通信线的结构与功能区分开，通信线的外周利用通信线绝缘层代替了PTC材料层，整根通信线受热的变化较小，能够增加通信线的使用寿命，通知也降低了来自通信电缆内部的信号干扰。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型的一种优选结构示意图；

图中：

200成缆内芯；

210电热线；211电热线导体；212 PTC材料层；

220通信线；221通信线导体；222通信线绝缘层；

230通信线屏蔽层；

240内芯填充层；

300防护层；

310内芯屏蔽层；

320第一护套层；

330防爆层；

340第二护套层。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型所述的一种高强度耐低温的通信电缆，包括成缆内芯200和包覆在所述成缆内芯200外周的防护层300，所述成缆内芯200中包括至少一根电热线210和通信线束；优选的，整根通信电缆的横截面为扁平形状，例如截面像跑道一样的形状结构，通信电缆的两侧为弯拱曲面，而上下面为平直面，便于布线。

所述电热线210的数量可根据通信电缆敷设环境的严寒程度而订制，可采用两根、三根、四根甚至多根的结构；进一步的，为了受热均匀，所有电热线210呈一字形水平地排布在成缆内芯200中。所述电热线210具体的，每根所述电热线210包括电热线导体211和包覆在电热线导体211外周的PTC材料层212；优选的，为了确保在-60℃～250℃温度范围内的环境中，所述电热线导体211的导电率仍能够达到98％以上，所述电热线导体211采用精细的镀锡软铜丝经过正规绞合制成。优选的，为了改善现有的PTC材料层212在通电发热过程中的“自控温”效果，本实用新型中所采用的PTC材料是由氟塑料为基材(优选的，可采用可溶性聚四氟乙烯)，在氟塑料熔融状态下加入纳米级的石墨导电颗粒而制成。

所述通信线束包括至少两根通信线220，可根据实际的通信设备需求而订制含三根或四根甚至多根所述通信线220的；而通信线220一般比电热线210较细，进一步的，为了受热均匀，所述通信线220重叠地布设在其中一根边缘的电热线210的外侧，重叠的通信线220的截面高度与电热线210的截面高度相近，使得通信电缆弯曲时，电热线210的可折弯程度与所述通信线束的可折弯程度相近。优选的，为了降低成缆内芯200中电热线210对所述通信线220的信号干扰，所述成缆内芯200中还包括通信线屏蔽层230，所述通信线屏蔽层230包覆在所有所述通信线220的外周，不管是每条通信线220的外周包覆着所述通信线屏蔽层230，或者通信线屏蔽层230贴附在通信线束的表面，或者通过通信线屏蔽层230裹紧包覆在通信线束的外周等包覆方式，在本实用新型所述的通信电缆的类似或一样的结构中，只要所有所述通信线220设置在所述通信线屏蔽层230的包裹中，能够降低信号干扰，均属于本实用新型的保护范围。进一步优选的，所述通信线屏蔽层230采用铝塑复合带材料经过重叠绕包工艺加工而成，能够有效地屏蔽干扰信号，保证通信电缆的稳定运作。

所述通信线220具体的，每根所述通信线220包括通信线导体221和包覆在通信线导体221外周的通信线绝缘层222。为了信号的稳定输送，优选的，所述通信线导体221采用优质软铜丝正规绞合制成。为了提高绝缘效果，输送通信线绝缘层222采用氟塑料绝缘材料挤包制成。

所述成缆内芯200中还包括设置在所述电热线210、以及所述通信线束之间的内芯填充层240，所述内芯填充层240采用挤包工艺加工形成于所述电热线210、以及所述通信线束之间的间隙中，将所述电热线210、以及所述通信线束裹紧形成所述成缆内芯200，有效地保证了通信电缆的圆整性；且内芯填充层240能够避免线芯之间的直接摩擦，填充在电热线210与通信线束外周能够提高耐磨强度和抗扭曲强度。

所述通信电缆的所述防护层300包括包覆在所述成缆内芯200外周的内芯屏蔽层310。作为优选的，所述内芯屏蔽层310由镀锡软铜丝股线编织而成，每条镀锡软铜丝股内包括有纤维丝线；优选具体的，所述镀锡软铜丝股线由多根镀锡软铜丝与至少一根高强度的纤维丝一并绞合形成，可选用与镀锡软铜丝等径的纤维丝；进一步优选的，所述内芯屏蔽层310的编织密度不小于85％。镀锡软铜丝具有良好的防腐蚀性，参杂其中的纤维丝线增加了整个电缆的抗拉伸强度，大大减少了断线问题，增加了电缆的使用寿命；并且所述内芯屏蔽层310与通信线屏蔽层230形成双层屏蔽防护，能够进一步阻断外部的干扰信号，提高了通信电缆运行的安全性和稳定性。

所述通信电缆的所述防护层300还包括包覆在所述内芯屏蔽层310外周的第一护套层320。所述第一护套层320采用挤包工艺加工裹紧于所述内芯屏蔽层310的外周。能够将内芯屏蔽层310有效地包覆在所述成缆内芯200的外周而不容易走线松散，以及能够提高整条通信电缆的耐磨、抗拉、抗弯折性能。

所述通信电缆的所述防护层300还包括包覆在所述外周的防爆层330。所述防爆层330采用不锈钢丝经过编织工艺加工制成，编织密度不小于80％，形成一防爆保护套，具有良好的抗拉、抗压、抗弯折以及防爆等优异特性，保证了通信电缆运输与布设过程中的安全性、以及通信电缆通电运行过程的可靠性，大大增加了电缆的使用寿命。

所述通信电缆的所述防护层300还包括包覆在所述防爆层330外周的第二护套层340。所述第二护套层340采用挤包工艺加工裹紧于所述防爆层330的外周。所述第二护套层340与所述所述第一护套层320能够将防爆层330有效地裹紧连接在一起形成通信电缆整体，使防爆层330不容易走线松散，以及能够提高整条通信电缆的耐磨、抗拉、抗弯折性能。

所述内芯填充层240、所述第一护套层320以及所述第二护套层340三者至少之一采用氟塑料材料。氟塑料材料具有表面平整、色泽均匀、低粘性、耐磨强度高、抗扭曲和防腐蚀等优异的特性，能够大大提高通信电缆的使用寿命。

本实用新型所述的一种高强度耐低温的通信电缆工作原理是：

1、通信电缆接通电源通电后，除了电热线导体211和通信线束中的通信线导体221的正常传送电能或电信号之外，PTC材料层212为半导体层，每根所述电热线210中的电热线导体211和PTC材料层212形成串联的加热电路，PTC材料会消耗电能而发热使得通信电缆逐渐升温；温度升高,PTC材料会慢慢膨胀，PTC材料中，导电颗粒(纳米级的石墨)是粘附在基材(氟塑料)上的，在发热膨胀过程中，由于导电颗粒膨胀的体积小于基材膨胀的体积，因此会造成导电颗粒相互之间的间距逐渐增大，从而使得PTC材料的电阻随之增加，发热量慢慢增多温度逐渐升高。当温度高达一定的温度范围时，PTC材料的膨胀率剧增使得导电颗粒相互之间的间距快速拉大，导致电阻值剧增，PTC材料变成近乎绝缘材料，加热回路断路停止产热或产热极少。而后通信电缆的温度逐渐降低，PTC材料层212收缩使得导电颗粒之间的距离重新拉近，电阻也随之变小，通过加热回路的电流增加，产热量也随之增加，温度升高使得PTC材料层212膨胀又会导致电阻增大而断路停止加热，PTC材料层212受温度变化的特使得通信电缆能够自行如此反复间断地加热，PTC材料本身就充当所述加热电路的通断开关，从而实现自控温、一定温度范围内的恒温效果。

2、通信电缆的防护层300从内向外依次相连的包括有内芯屏蔽层310、第一护套层320、防爆层330以及第二护套层340，能够有效地保证通信电缆的抗拉、耐磨、抗折弯、防爆裂、防变形等优异特性；同时结合成缆内芯200的内芯填充层240和通信线屏蔽层230，深度提升了通信电缆的结构稳定和抗拉防断的高强度性能。

3、内芯屏蔽层310和通信线屏蔽层230为通信线束提供双层的信号防护，能够保证通信线束免受电缆内外的信号干扰。

本实施例所述氟塑料、PTC材料层212的其它结构参见现有技术。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种高强度耐低温的通信电缆，包括成缆内芯和包覆在所述成缆内芯外周的防护层，其特征在于，所述成缆内芯中包括：

至少一根电热线，每根所述电热线包括电热线导体和包覆在电热线导体外周的PTC材料层；

通信线束，其包括至少两根通信线，每根所述通信线包括通信线导体和包覆在通信线导体外周的通信线绝缘层。

2.根据权利要求1所述的通信电缆，其特征在于：所述成缆内芯中还包括通信线屏蔽层，所述通信线屏蔽层包覆在所有所述通信线的外周。

3.根据权利要求2所述的通信电缆，其特征在于：所述通信线屏蔽层采用铝塑复合带材料。

4.根据权利要求1所述的通信电缆，其特征在于：所述成缆内芯中还包括设置在所述电热线、以及所述通信线束之间的内芯填充层。

5.根据权利要求4所述的通信电缆，其特征在于：所述通信电缆的所述防护层包括包覆在所述成缆内芯外周的内芯屏蔽层。

6.根据权利要求5所述的通信电缆，其特征在于：所述内芯屏蔽层由镀锡软铜丝股线编织而成，每条镀锡软铜丝股线内包括有纤维丝线。

7.根据权利要求5或6所述的通信电缆，其特征在于：所述通信电缆的所述防护层还包括包覆在所述内芯屏蔽层外周的第一护套层。

8.根据权利要求7所述的通信电缆，其特征在于：所述通信电缆的所述防护层还包括包覆在所述外周的防爆层。

9.根据权利要求8所述的通信电缆，其特征在于：所述通信电缆的所述防护层还包括包覆在所述防爆层外周的第二护套层。

10.根据权利要求9所述的通信电缆，其特征在于：所述内芯填充层、所述第一护套层以及所述第二护套层三者至少之一采用氟塑料材料。