CN211828256U - 一种光纤测温保护功能的复合型电力电缆 - Google Patents
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Abstract
一种光纤测温保护功能的复合型电力电缆，其结构为：由缆芯及其外依次包裹的内护套、钢带铠装层和外护套构成；所述缆芯的结构为：由三根动力电缆、三根光纤单元以及非吸湿性阻燃填充材料绞合后绕包玻璃纤维带构成；相邻两根动力电缆之间是一根光纤单元；所述动力电缆由内而外依次为导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层；所述光纤单元由内到外依次为光纤、金属软管、加强层、金属编织层和光纤护套。所述光纤单元由内到外依次为光纤、金属软管、加强层、金属编织层、光纤护套，所述金属软管内填充有干式阻水物，所述加强层采用的材料为阻水芳纶纱；所述内护套采用聚氯乙烯材料；所述外护套由挤包一层低烟无卤高阻燃聚烯烃护套料构成。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光纤测温保护功能的复合型电力电缆，适用于额定电压(6～35)kV的电力电缆，属于电缆技术领域。
背景技术
随着经济的不断发展，电缆使用环境复杂化趋势不断提高，电缆功能的多样化需求不断增加。而现有电力电缆主要起到电力传输作用，在运行中无法检测温升情况，容易发生因电力导线负载导致整个电缆损坏，常规电力电缆结构无法实现在线运行检测，不能保障电缆安全运行。
实用新型内容
要解决的技术问题
针对需要在多种运行环境下满足在线检测电缆温升的要求，本实用新型电缆需要解决的问题主要有：
在电缆正常运行状况下，能够实时检测电缆温度变化，并能够准确检测故障点，当电缆达到一定温升时能够反馈给用户，避免重大事故的发生。
从电缆设计角度，要达到检测要求，提高电缆性能,延长电缆使用寿命。
为解决上述技术问题而采用的技术方案
一种光纤测温保护功能的复合型电力电缆，其结构为：由缆芯及其外依次包裹的内护套、钢带铠装层和外护套构成；
所述缆芯的结构为：由三根动力电缆、三根光纤单元以及非吸湿性阻燃填充材料绞合后绕包玻璃纤维带构成；相邻两根动力电缆之间是一根光纤单元；
所述动力电缆由内而外依次为导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层；
所述光纤单元由内到外依次为光纤、金属软管、加强层、金属编织层和光纤护套；
所述内护套是聚氯乙烯内护套，标称厚度1.7～2.9mm，最薄厚度不小于标称厚度的85％-0.2mm；
所述钢带铠装层为镀锌钢带铠装层，标称厚度0.5～0.8mm；
所述外护套是低烟无卤高阻燃聚烯烃外护套，标称厚度2.5～5.5mm，最薄厚度不小于标称厚度的90％-0.2mm。
进一步的：
所述缆芯的成缆节径比范围为:对于截面积不超过70mm2的铝芯电缆，成缆节径比是22～28；其余电缆成缆节径比是25～35；
所述非吸湿性阻燃填充材料为无尘岩棉绳。
所述三芯电缆导体为截面积50mm2～500mm2；
所述导体由金属单丝绞合构成，金属单丝直径范围是1.78mm～3.33mm；导体的直径范围8.2mm～26.7mm；金属单丝的绞合方向为左向。
所述导体屏蔽层由挤包的交联型半导电屏蔽料构成，导体屏蔽层均匀地包覆在导体表面，导体屏蔽层的标称厚度范围为0.58mm～1.0mm；
所述绝缘层是交联聚乙烯绝缘层，绝缘层标称厚度范围为2.5mm～10.5mm；
所述绝缘屏蔽层为挤包的交联型半导电屏蔽料构成，标称厚度范围为0.5mm～0.8mm；
导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层是三层共挤结构；
所述金属屏蔽层由铜带绕包构成，铜带标称厚度是0.10mm，铜带平均搭盖率≥20％。
所述光纤有两根，光纤与金属软管之间的空隙填充干式阻水物；
所述加强层是阻水芳纶纱构成；
所述金属编织层的编织丝由线径范围0.15～0.25mm的软铜丝编织构成，编织密度≥85％；
所述光纤护套是挤包型聚氯乙烯材料构成的护套，光纤护套的标称厚度为0.2～1.2mm。
所述导体可以是裸铜单丝或铝单丝。
本实用新型复合型电力电缆，结构简单，安装方便，克服了现有电缆无法实时检测电缆运行温度，容易发生由于导线负载严重从而导致电缆损坏的情况：
采用动力电缆与光纤单元相结合的方式，在保证电力运输的情况下，还能够智能检测电缆运行温度，所述光纤单元由内到外依次为光纤、金属软管、加强层、金属编织层、光纤护套；
光纤设于松套管内，有效的避免机械损伤，在松套管内填充有干式阻水物，加强层内设有多根均匀分布的阻水芳纶纱，加强了电缆的防水性能。所述光纤相邻光栅测温点的距离为280～450mm，使纤芯内形成空间相位，提高检测准确度。
线芯成缆采用阻燃填充材料为无尘岩棉绳，填充密实、圆整，在成缆过程中紧密填充于缆芯中间，起到提高电缆圆整度、加强防水和阻燃性能的作用，成缆后绕包玻璃纤维带，能够有效避免电力电缆短路燃烧，提高电缆运行安全裕度，外护套采用低烟无卤高阻燃聚烯烃护套料，能够有效避免因外部因素造成的电缆燃烧。
有益效果
采用上述技术方案后，本实用新型具有以下有益效果：
(1)电缆结构设计简单合理：由动力电缆和光纤单元多根缆线成圆形排列绞合成缆符合国家标准，增加电缆圆整度。光纤单元较小，未增加绞合难度，并且减少了电缆的多层成缆的工序，使加工的工序简单化、易操作化，能够提高生产效率。
(2)光纤单元内的光栅间隔一定距离，形成空间相位，局部形成一个窄带，特定波长的关能够在窄带内形成反射，并被记录在光栅内。光栅的这种刻录方式不会产生额外的损耗，不会影响测量距离。同时当光纤温度变化时，内部的光栅单元会随之变动，相应的反射波长也会随之变化，通过检测反射波长的变化，便可测量出光纤内的感应温度，从而达到实时检测的目的。
(4)光栅单元通过特殊的加工方式，利用光纤材料的光敏性，通过测量反射光的延迟，从而推断出该光栅的位置，在设定的位置进行刻写光栅，通过发射光信号测量不同位置光纤的感应温度，实现光纤测温。
本实用新型电缆通过光纤刻录成的光纤测温方式，反射信号强，设备稳定性好，对设备的发射功率和接受灵敏度要求较低，同时测量距离较远，既能保证电能输送，又能自身测量运行温度，根据测量到的线路温度来确定线路实际承载情况，这样就节省了其他检测设备费用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1、导体；2、导体屏蔽层；3、绝缘层；4、绝缘屏蔽层；5、金属屏蔽层；6、光纤；7、金属软管；8、加强层；9、金属编织层；10、光纤护套；11、内护套；12、钢带铠装层；13、外护套。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本案进一步说明：
如图1所示，一种光纤测温保护功能的复合型电力电缆，其结构为：由缆芯及其外依次包裹的内护套、钢带铠装层和外护套构成；
所述缆芯的结构为：由三根动力电缆、三根光纤单元以及非吸湿性阻燃填充材料绞合后绕包玻璃纤维带构成；相邻两根动力电缆之间是一根光纤单元；
所述动力电缆由内而外依次为导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层；
所述光纤单元由内到外依次为光纤、金属软管、加强层、金属编织层和光纤护套；
所述内护套是聚氯乙烯内护套，标称厚度1.7～2.9mm，最薄厚度不小于标称厚度的85％-0.2mm；
所述钢带铠装层为镀锌钢带铠装层，标称厚度0.5～0.8mm；
所述外护套是低烟无卤高阻燃聚烯烃外护套，标称厚度2.5～5.5mm，最薄厚度不小于标称厚度的90％-0.2mm。
所述缆芯的成缆节径比范围为:对于截面积不超过70mm2的铝芯电缆，成缆节径比是22～28；其余电缆成缆节径比是25～35；所述非吸湿性阻燃填充材料为无尘岩棉绳。
本例中：
所述线芯为三芯电缆，导体规格为截面积50mm2～500mm2；所述导体由金属单丝绞合构成，金属单丝直径范围是1.78mm～3.33mm；导体的直径范围8.2mm～26.7mm；金属单丝的绞合方向为左向。金属单丝可以是裸铜单丝或铝单丝。
所述导体屏蔽层由挤包的交联型半导电屏蔽料构成，导体屏蔽层均匀地包覆在导体表面，导体屏蔽层的标称厚度范围为0.58mm～1.0mm；
所述绝缘层是交联聚乙烯绝缘层，绝缘层标称厚度范围为2.5mm～10.5mm；
所述绝缘屏蔽层为挤包的交联型半导电屏蔽料构成，标称厚度范围为0.5mm～0.8mm；
导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层是三层共挤结构；(为保证交联聚乙烯绝缘的电气性能，导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽采用三层共挤，并采用全封闭干式化学交联生产工艺)
所述金属屏蔽层由铜带绕包构成，铜带标称厚度是0.10mm，铜带平均搭盖率≥20％。
所述光纤有两根，光纤与金属软管之间的空隙填充干式阻水物(例如阻水纱填充，达到一定的阻水效果)；
所述加强层是阻水芳纶纱构成；
所述金属编织层的编织丝由线径范围0.15～0.25mm的软铜丝编织构成，编织密度≥85％；
所述光纤护套是挤包型聚氯乙烯材料构成的护套，光纤护套的标称厚度为0.2～1.2mm。
外护套采用低烟无卤高阻燃聚烯烃护套料，能够有效避免因外部因素造成的电缆燃烧。
本复合型电力电缆，光纤有金属编织层，弯曲和抗拉性能好，能适应电缆敷设的各种环境，另外光纤与金属软管之间的空隙填有阻水纱，加强层中由阻水芳纶纱构成，光纤本身就有一定的防水作用，从而能够保证电缆有效运行。缆芯成缆后绕包玻璃纤维带，采用无尘岩棉绳填充，使整个电缆具有很好的阻燃效果，外护套采用低烟无卤高阻燃聚烯烃护套料构成，能够有效避免因外部因素造成的电缆燃烧。整体性能比常规电缆都要优越。
如下测结果是送检的三芯电缆，内护套平均厚度2.1mm，钢带铠装层平均厚度0.6mm，外护套平均厚度3.0mm，截面积200mm2的铝导体，导体屏蔽层平均厚度1.0mm，绝缘层平均厚度6.0mm，绝缘屏蔽层平均厚度0.6mm，金属编织层是编织密度90％的0.25mm的软铜丝编织，光纤护套平均厚度0.8mm。
Claims (6)
1.一种光纤测温保护功能的复合型电力电缆，其特征是所述复合型电力电缆的结构为：由缆芯及其外依次包裹的内护套、钢带铠装层和外护套构成；
所述缆芯的结构为：由三根动力电缆、三根光纤单元以及非吸湿性阻燃填充材料绞合后绕包玻璃纤维带构成；相邻两根动力电缆之间是一根光纤单元；
所述动力电缆由内而外依次为导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层；
所述光纤单元由内到外依次为光纤、金属软管、加强层、金属编织层和光纤护套；
所述内护套是聚氯乙烯内护套，标称厚度1.7～2.9mm，最薄厚度不小于标称厚度的85％-0.2mm；
所述钢带铠装层的标称厚度0.5～0.8mm；
所述外护套是低烟无卤高阻燃聚烯烃外护套，标称厚度2.5～5.5mm，最薄厚度不小于标称厚度的90％-0.2mm。
2.根据权利要求1所述的一种光纤测温保护功能的复合型电力电缆，其特征是所述缆芯的成缆节径比范围为:对于截面积不超过70mm2的铝芯电缆，成缆节径比是22～28；其余电缆成缆节径比是25～35；
所述非吸湿性阻燃填充材料为无尘岩棉绳。
3.根据权利要求1所述的一种光纤测温保护功能的复合型电力电缆，其特征是所述复合型电力电缆的导体截面积是50mm2～500mm2；导体由金属单丝绞合构成，金属单丝直径范围是1.78mm～3.33mm；导体的直径范围8.2mm～26.7mm；金属单丝的绞合方向为左向。
4.根据权利要求1所述的一种光纤测温保护功能的复合型电力电缆，其特征是所述导体屏蔽层由挤包的交联型半导电屏蔽料构成，导体屏蔽层均匀地包覆在导体表面，导体屏蔽层的标称厚度范围为0.58mm～1.0mm；
所述绝缘层是交联聚乙烯绝缘层，绝缘层标称厚度范围为2.5mm～10.5mm；
所述绝缘屏蔽层为挤包的交联型半导电屏蔽料构成，标称厚度范围为0.5mm～0.8mm；
导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层是三层共挤结构；
所述金属屏蔽层由铜带绕包构成，铜带标称厚度是0.10mm，铜带平均搭盖率≥20％。
5.根据权利要求1所述的一种光纤测温保护功能的复合型电力电缆，其特征是所述光纤有两根，光纤与金属软管之间的空隙填充干式阻水物；
所述加强层是阻水芳纶纱构成；
所述金属编织层的编织丝由线径范围0.15～0.25mm的软铜丝编织构成，编织密度≥85％；
所述光纤护套是挤包型聚氯乙烯材料构成的护套，光纤护套的标称厚度为0.2～1.2mm。
6.根据权利要求1所述的一种光纤测温保护功能的复合型电力电缆，其特征是所述导体是裸铜单丝或铝单丝。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113963866A (zh) * | 2020-11-27 | 2022-01-21 | 国网江苏省电力有限公司 | 一种智能电力电缆及电缆制造方法 |
| CN114171253A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-03-11 | 双登电缆股份有限公司 | 一种用于光伏系统的光电复合防水阻燃电缆及其加工设备 |
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