CN212542017U - 一种泛在电力物联网用复合型智能化电缆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种泛在电力物联网用复合型智能化电缆，包括由内至外依次设置的光纤缆芯、隔离层、金属铠装层和外护层；光纤缆芯包括由内至外依次设有的光纤导体、绝缘层、半导电屏蔽层和金属屏蔽层；光纤导体内和半导电屏蔽层表面均设有感温光纤，位于所述光纤导体内的感温光纤外侧设有中层套管和外层铜管；位于半导电屏蔽层的感温光纤外侧设有中层套管和外层半导电套管。本实用新型通过在光纤缆芯的光纤导体和半导电屏蔽层表面均设有感温光纤，实现了对电缆绝缘层的内外侧同步测温，解决了现有技术中由于绝缘层热阻形成的温度差导致的电缆温度监控不准的问题；本实用新型可以精确测量电缆绝缘层的内外层的温度，对电缆温度进行有效实时监控。
Description
技术领域
本实用新型属于电缆技术领域，具体涉及一种泛在电力物联网用复合型智能化电缆。
背景技术
泛在电力物联网，就是围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。
由于泛在电力物联网的普及，对用在其上的电缆提出了更高地要求，需要对电缆进行智能化的管理；而现有技术中普通的电缆则不具备进行智能化管理的条件，有的电缆虽然能通过监测电缆的温度来判断电缆的载流能力，但是其由于内部结构的影响，对电缆温度的监控往往存在误差，影响对电缆的判断；而且现有技术中无法通过智能化的手段获取电缆仓储、配送、应用场景及敷设位置的精准信息，不能实时实地对电缆进行快速的使用和维护。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种泛在电力物联网用复合型智能化电缆。
实现本实用新型的技术方案是：
本实用新型所述一种泛在电力物联网用复合型智能化电缆，包括由内至外依次设置的光纤缆芯、隔离层、金属铠装层和外护层；所述光纤缆芯包括由内至外依次设置的光纤导体、绝缘层、半导电屏蔽层和金属屏蔽层；所述光纤导体内和半导电屏蔽层表面均设有感温光纤，位于所述光纤导体内的感温光纤外侧设有中层套管和外层铜管；通过在光纤导体内的感温光纤设置金属铜管加强层，配合光纤导体型线结构设计，有效解决了感温光纤因光纤导体生产中的绞合力挤压造成的损伤问题，绝缘层采用三层共挤绝缘层；位于所述半导电屏蔽层的感温光纤外侧设有中层套管和外层半导电套管；光纤导体和半导电屏蔽层表面同时加入感温光纤，实现了对电缆绝缘层的内、外层同步测温，解决了绝缘热阻形成的温度差导致的温度监控精度问题。
本实用新型优选地技术方案为，所述金属铠装层和外护层之间设有抗金属吸波层和智能芯片层；所述抗金属吸波层为双面复合纤维布，所述双面复合纤维布的中间层设有为铜丝编织带；所述智能芯片层包括呈带状的屏蔽铜箔、芯片和封装自黏胶条；所述屏蔽铜箔上设有芯片，所述芯片通过封装自黏胶条固定于屏蔽铜箔上。抗金属吸波层设置在金属铠装层和智能芯片层之间，有效隔离了金属铠装层对芯片与外部读写器间超高频信号传递的干扰，解决了金属铠装电缆的芯片信号读取距离短甚至无法读取的难题，可以降低金属铠装层磁性对外界释放的高频信号的吸收强度，提升外部读写器的读写距离。
优选地，所述屏蔽铜箔的长度与电缆的长度相同，所述芯片采用超高频芯片，相邻两芯片间隔一米设置于屏蔽铜箔上，所述芯片的设置位置与电缆外护层上印字米标位置一一对应，同时印字数据在电缆制造过程中在线编辑存储至芯片；芯片的设置位置与印字米标一致，通过读写器读取芯片内的存储信息，代替人工查找电缆表面的印字，实现电缆在仓储和配送过程中电缆的长度计量。
优选地，所述智能芯片层对称设于外护层截面直径的两端，与所述智能芯片层中屏蔽铜箔对应处的外护层设有呈带状的限位槽，所述智能芯片层嵌设于限位槽中。通过在外护层上设置两处智能芯片层，更便于对芯片信号的读取；本实用新型中的智能芯片层，智能芯片层可在电缆制造过程中进行电缆的制造信息、应用工程项目信息在线存储，可利用手持式读写器通过超高频信号传输可随时随地进行信息的存储和调用，避免了电缆敷设环境中的遮盖物导致芯片无法读取的情形。
优选地，所述铜丝编织带的编织密度不小于95％，所述铜丝编织带中的铜丝采用直径为0.1mm的铜丝；位于所述铜丝编织带上下两面的复合纤维布为厚度0.1mm的尼龙纤维布。
优选地，所述光纤导体包括第一智能光纤和梯形铜单线；所述第一智能光纤包括内层的2根感温光纤、中层PET套管和外层铜管；所述第一智能光纤和梯形铜单线分层紧压绞合组成光纤导体，通过在第一智能光纤的外层设置外层铜管，不仅可以减小与梯形铜单线间的接触电阻，提升了光纤导体的载流能力，而且可以作为第一智能光纤内部感温光纤的加强层，防止感温光纤受外力损伤，保证感温光纤的完整性。
优选地，所述第一智能光纤位于光纤导体中心圆位，其与临层梯形铜单线绞合紧压系数为85％；所述梯形铜单线的层间绞合紧压系数为99％；光纤导体紧压系数高达99％，同时绞合过程对第一智能光纤的挤压力小，提升了光纤导体的结构稳定性。
优选地，所述半导电屏蔽层包括第二智能光纤和半导电塑料圆线；所述第二智能光纤包括内层的2根感温光纤、中层PET套管和外层半导电塑料套管；若干组第二智能光纤通过半导电塑料圆线缠绕组成筒状的半导电屏蔽层。
采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：
(1)本实用新型中的光纤缆芯包括由内至外依次设置的光纤导体、绝缘层、半导电屏蔽层和金属屏蔽层；并在光纤导体和半导电屏蔽层中同时设有感温光纤；通过感温光纤的设置实现了对电缆绝缘层内、外侧同步实时测温，解决了现有技术中由于绝缘热阻形成的温度差导致电缆温度监控精度差的问题，可实现对电缆运行状态下的光纤导体和绝缘层温度的实时监测，评判出电缆的载流能力，提供大数据存储和分析，为电网的电能调配提供数据支撑。
(2)本实用新型中的智能化电缆还设有抗金属吸波层和智能芯片层，抗金属吸波层设置在智能芯片层和金属铠装层之间，抗金属吸波层有效隔离了金属铠装层对智能芯片层中的芯片与外部读写器间超高频信号传递的干扰，解决了金属铠装电缆的芯片信号读取距离短甚至无法读取的问题，使金属铠装电缆中芯片信号读取距离加长，便于外部读取器读取芯片信号。
(3)本实用新型中的智能芯片层的设置于抗金属吸波层和外护层之间，通过抗金属吸波层的设置有效隔离了金属铠装层对智能芯片层中的芯片于外部读写器间超高频信号传递的干扰，采用智能芯片层可在电缆制造过程中进行电缆的制造信息、应用工程项目信息在线存储，可利用手持式读写器通过超高频信号传输可随时随地进行信息的存储和调用，能够实时实地对电缆进行正常维护，避免了电缆敷设环境中的遮盖物导致芯片无法读取的情形，可实现电缆的智能化仓储和配用，电缆的防伪和快速定位。
(4)本实用新型中光纤导体由第一智能光纤和梯形铜单线分层紧压绞合组成，其中第一智能光纤位于光纤导体中心位置于临层梯形铜单线绞合紧压系数为85％，梯形铜单线的层间绞合紧压系数为99％，这样的结构设计使光纤导体的外层紧压系数达到99％，同时对光纤导体内层的第一智能光纤的挤压力小，保障了第一智能光纤的完整性，同时提升了光纤导体的结构稳定性，保证电缆更稳固地运行。
(5)本实用新型中的第一智能光纤包括内层的2根感温光纤、中层PET套管和外层铜管；本实用新型在第一智能光纤的外层设有外层铜管，外层铜管的设计不仅可以减小其与光纤导体内梯形铜单线间的接触电阻，提升光纤导体的载流能力，而且可以作为第一智能光纤的内层感温光纤的加强层，防止感温光纤受外力损伤，保证感温光纤的完整性和运行稳定性。
(6)本实用新型中智能芯片层的屏蔽铜箔的长度与电缆的长度相同，相邻两芯片间隔一米设置于屏蔽铜箔上，芯片的设置位置与电缆外护层上印字米标位置一一对应，同时印字数据在电缆制造过程中在线编辑存储至芯片；芯片的设置位置与印字米标一致，通过读写器读取芯片内的存储信息，代替人工查找电缆表面的印字，实现电缆在仓储和配送过程中电缆的长度计量；可以根据电缆的外部特征快速找到芯片的安装位置，在芯片的读取信号不好的情况下，将外部读写器靠近芯片的安装位置进行信息的存储和调用；也可在检测不到芯片信号时，根据印字米标对芯片进行定位，方便寻找芯片安装位置。
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为本实用新型所述智能化电缆的结构示意图；
图2为本实用新型所述芯片层的结构示意图；
图3为本实用新型所述外护层的截面示意图。
图中，1-光纤缆芯，11-光纤导体，111-第一智能光纤，112-梯形铜单线，12-绝缘层，13-半导电屏蔽层，131-第二智能光纤，132-半导电塑料圆线，14-金属屏蔽层，2-隔离层，3-金属铠装层，4-抗金属吸波层，5-智能芯片层，51-屏蔽铜箔，52-芯片，53-封装自黏胶条，6-外护层，61-限位槽。
具体实施方式
下面通过附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：一种泛在电力物联网用复合型智能化电缆，如附图1所示，智能化电缆包括由内至外依次设置的光纤缆芯1、隔离层2、金属铠装层3、抗金属吸波层4、智能芯片层5和外护层6；光纤缆芯1包括由内至外依次设置的光纤导体11、三层共挤绝缘层12、半导电屏蔽层13和金属屏蔽层14；光纤导体11内和半导电屏蔽层13表面均设有感温光纤，位于光纤导体11内的感温光纤外侧设有中层套管和外层铜管；通过在光纤导体11内的感温光纤设置金属铜管加强层，配合光纤导体11型线结构设计，有效解决了感温光纤因光纤导体11生产中的绞合力挤压造成的损伤问题；位于半导电屏蔽层13的感温光纤外侧设有中层套管和外层半导电套管；光纤导体11和半导电屏蔽层13表面同时加入感温光纤，实现了对电缆绝缘层12的内、外层同步测温，解决了绝缘热阻形成的温度差导致的温度监控精度问题。
本实施例中光纤导体11包括第一智能光纤111和梯形铜单线112；第一智能光纤111包括内层的2根感温光纤、中层PET套管和外层铜管；通过在第一智能光纤111的外层设置外层铜管，不仅可以减小与梯形铜单线112间的接触电阻，提升了光纤导体11的载流能力，而且可以作为第一智能光纤111内部感温光纤的加强层，防止感温光纤受外力损伤，保证感温光纤的完整性；第一智能光纤111和梯形铜单线112分层紧压绞合组成光纤导体11；第一智能光纤111位于光纤导体11中心圆位，其与临层梯形铜单线112绞合紧压系数为85％；梯形铜单线112的层间绞合紧压系数为99％；光纤导体11紧压系数高达99％，同时绞合过程对第一智能光纤111的挤压力小，提升了光纤导体11的结构稳定性；半导电屏蔽层13包括第二智能光纤131和半导电塑料圆线132；第二智能光纤131包括内层的2根感温光纤、中层PET套管和外层半导电塑料套管；若干组第二智能光纤131通过半导电塑料圆线132缠绕组成筒状的半导电屏蔽层13。
本实施例中的第一智能光纤111和第二智能光纤131通过终端连接终端设备，可实现对电缆运行状态下的光纤导体11和绝缘层12温度的实时监测，评判出电缆的载流能力，提供大数据存储和分析，为电网的电能调配提供数据支撑。
本实施例优选地技术方案为，金属铠装层3和外护层6之间设有抗金属吸波层4和智能芯片层5；抗金属吸波层4为双面复合纤维布，双面复合纤维布的中间层设有为铜丝编织带；铜丝编织带的编织密度不小于95％，铜丝编织带中的铜丝采用直径为0.1mm的铜丝；位于铜丝编织带上下两面的复合纤维布为厚度0.1mm的尼龙纤维布；如附图2所示，智能芯片层5包括呈带状的屏蔽铜箔51、芯片52和封装自黏胶条53；屏蔽铜箔51上设有芯片52，芯片52采用超高频芯片52，芯片52通过封装自黏胶条53固定于屏蔽铜箔51上，封装自黏胶条53分布在芯片52的上层，起到芯片52位置固定和防护的作用；屏蔽铜箔51的长度与电缆的长度相同，相邻两芯片52间隔一米设置于屏蔽铜箔51上，芯片52个数与电缆长度米数一致，相邻两芯片52的间距为1m，芯片52的设置位置与电缆外护层6上印字米标位置一一对应；智能芯片层5对称设于外护层6截面直径的两端，即智能芯片层5设有两处并平均分布在抗金属吸波层4的外圆周方向180度角对立面；如附图3所示，与智能芯片层5中屏蔽铜箔51对应处的外护层6设有呈带状的限位槽61，智能芯片层5通过屏蔽铜箔51直接嵌设于限位槽61中。本实施例中智能芯片层5总厚度为1mm，带状的屏蔽铜箔51优选的宽度为20mm，厚度为0.1mm，其中限位槽61的开设宽度为21mm；屏蔽铜箔51的作用不仅作为超高频芯片52的载体植入到电缆中，同时可作为环境中干扰因素的屏蔽层，提升芯片52被读取的能力；本实施例中的智能芯片层5在外护层6挤出时在线制作添加，在直拖的两条带状屏蔽铜箔51上通过芯片52贴附设备每隔1米距离进行贴附并封装自黏胶条53，为防止带状屏蔽铜箔51在直拖过程中随着缆芯发生旋转偏移，在外护层6开设置限位槽61，限位槽61的开槽宽度为21mm；并采用挤压式模具生产增大挤出压力固定芯片52；同时芯片52贴附设备通过红外计米器并与电缆护套表面印字装置进行联动，保证每个芯片52的位置与印字米标位置一一对应，误差控制在0.1mm范围内，同时印字数据在电缆制造过程中在线编辑存储至芯片；芯片的设置位置与印字米标一致，通过读写器读取芯片内的存储信息，代替人工查找电缆表面的印字，实现电缆在仓储和配送过程中电缆的长度计量。
本实施例中的智能芯片层5，采用智能芯片层5可在电缆制造过程中进行电缆的制造信息、应用工程项目信息在线存储，可利用手持式读写器通过超高频信号传输可随时随地进行信息的存储和调用，避免了电缆敷设环境中的遮盖物导致芯片52无法读取的情形，可实现电缆的智能化仓储和配用，电缆的防伪和快速定位，实时实地能够对电缆进行维护。抗金属吸波层4设置在金属铠装层3和智能芯片层5之间，有效隔离了金属铠装层3对芯片52与外部读写器间超高频信号传递的干扰，解决了金属铠装电缆的芯片52信号读取距离短甚至无法读取的难题，可以降低金属铠装层3磁性对外界释放的高频信号的吸收强度，提升外部读写器的读写距离。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (8)
1.一种泛在电力物联网用复合型智能化电缆，其特征在于，包括由内至外依次设置的光纤缆芯、隔离层、金属铠装层和外护层；所述光纤缆芯包括由内至外依次设置的光纤导体、绝缘层、半导电屏蔽层和金属屏蔽层；所述光纤导体内和半导电屏蔽层表面均设有感温光纤，位于所述光纤导体内的感温光纤外侧设有中层套管和外层铜管；位于所述半导电屏蔽层的感温光纤外侧设有中层套管和外层半导电套管。
2.根据权利要求1所述的智能化电缆，其特征在于，所述金属铠装层和外护层之间设有抗金属吸波层和智能芯片层；所述抗金属吸波层为双面复合纤维布，所述双面复合纤维布的中间层设有为铜丝编织带；所述智能芯片层包括呈带状的屏蔽铜箔、芯片和封装自黏胶条；所述屏蔽铜箔上设有芯片，所述芯片通过封装自黏胶条固定于屏蔽铜箔上。
3.根据权利要求2所述的智能化电缆，其特征在于，所述屏蔽铜箔的长度与电缆的长度相同，所述芯片采用超高频芯片，相邻两芯片间隔一米设置于屏蔽铜箔上，所述芯片的设置位置与电缆外护层上印字米标位置一一对应，所述芯片上存储有印字数据。
4.根据权利要求2所述的智能化电缆，其特征在于，所述智能芯片层对称设于外护层截面直径的两端，与所述智能芯片层中屏蔽铜箔对应处的外护层设有呈带状的限位槽，所述智能芯片层嵌设于限位槽中。
5.根据权利要求2所述的智能化电缆，其特征在于，所述铜丝编织带的编织密度不小于95％，所述铜丝编织带中的铜丝采用直径为0.1mm的铜丝；位于所述铜丝编织带上下两面的复合纤维布为厚度0.1mm的尼龙纤维布。
6.根据权利要求1所述的智能化电缆，其特征在于，所述光纤导体包括第一智能光纤和梯形铜单线；所述第一智能光纤包括内层的2根感温光纤、中层PET套管和外层铜管；所述第一智能光纤和梯形铜单线分层紧压绞合组成光纤导体。
7.根据权利要求6所述的智能化电缆，其特征在于，所述第一智能光纤位于光纤导体中心圆位，其与临层梯形铜单线绞合紧压系数为85％；所述梯形铜单线的层间绞合紧压系数为99％。
8.根据权利要求1所述的智能化电缆，其特征在于，所述半导电屏蔽层包括第二智能光纤和半导电塑料圆线；所述第二智能光纤包括内层的2根感温光纤、中层PET套管和外层半导电塑料套管；若干组第二智能光纤通过半导电塑料圆线缠绕组成筒状的半导电屏蔽层。
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|---|---|---|---|---|
| CN111986842A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-11-24 | 远东电缆有限公司 | 一种泛在电力物联网用复合型智能化电缆 |
| CN111986842B (zh) * | 2020-09-16 | 2024-06-18 | 远东电缆有限公司 | 一种泛在电力物联网用复合型智能化电缆 |
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