CN213092895U - 27．5kV智能感温铁路供电电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种27.5kV智能感温铁路供电电缆，在上述导体缆芯上由里向外依次为导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、半导电绕包层、屏蔽层、绕包层、隔离套、玻纤带绕包中层、铠装层、玻纤带绕包外层、内护套和外护套；金属丝屏蔽层由金属丝相互间隔疏绕而成，金属带屏蔽层由金属箔带间隔绕扎而成；在铠装层和/或金属丝屏蔽层的金属丝之间插排有测温光纤；导体绝缘层的厚度与额定电压之比为0.38mm/kV—0.42mm/kV，金属丝屏蔽层和金属带屏蔽层的截面之和为45mm²—55mm²。该智能感温铁路供电电缆，不仅电缆屏蔽性能和环境适应性好，而且能够实现电缆电力负荷运行情况的实时智能监测。

Description

27．5kV智能感温铁路供电电缆

技术领域

本实用新型涉及一种用于铁路供电系统的电力电缆，尤其涉及具有测温光纤的27.5kV铁路供电单芯电缆。

背景技术

铁路供电系统中的电力电缆运行状态在一定程度上决定着铁路供电质量和供电的安全性，电缆故障都具有很大的危害性，尤其铁路电力电缆故障不仅影响铁路运输任务的顺利完成，而且还会引起难以预料的严重后果，因此及早发现电缆故障发生的重要措施。

铁路电力电缆通过的电流比较大，尤其是当额定电压较高时，电流周围会产生磁场，而铁路控制系统又较为复杂，电流产生的磁场会影响到控制系统元器件的正常工作。铁路电力电缆的敷设环境较为复杂恶劣，因此不仅需要具有耐磨、耐腐、耐油及防鼠防蚁等综合性能，而且需要电缆具有良好的敷设柔软性和稳定合理的绝缘性能，以提高铁路系统的运行可靠性和安全性。

电力电缆的运行温度是表征电缆运行状态的一个极其重要的参数。电缆故障发生会随着局部温度的升高，电缆的超负荷运行，也会增加电缆温升，加快电缆绝缘老化，易使电缆绝缘薄弱处发生击穿事故，大大降低电缆寿命，由于铁路电缆往往处于埋设状态具有极大的隐蔽性，给故障的检测以及距离的准确结构均带较大的难度，如何保证电缆不因过载、过热等情况突发大的运行安全事故，仅靠增加人力已经不现实，采用现代化的技术手段来提高铁路电缆运行维护水平是当务之急。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种27.5kV智能感温铁路供电电缆，不仅电缆屏蔽性能和环境适应性好，而且能够实现电缆电力负荷运行情况的实时智能监测。

为了解决上述技术问题，本实用新型的27.5kV智能感温铁路供电电缆，包括导体缆芯，该导体缆芯由若干金属导体单丝绞合而成，在所述导体缆芯上由里向外依次为导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、半导电绕包层、金属丝屏蔽层、金属带屏蔽层、玻纤带绕包层、隔离套、玻纤带绕包中层、铠装层、玻纤带绕包外层、内护套和外护套；所述导体屏蔽层和绝缘屏蔽层均由过氧化物交联型半导电屏蔽料挤包而成；所述导体绝缘层由过氧化物交联聚乙烯绝缘材料挤包而成，所述隔离套和内护套均由低烟无卤阻燃聚烯烃挤包而成，所述金属丝屏蔽层由金属丝相互间隔疏绕而成，所述金属带屏蔽层由金属箔带间隔绕扎而成，所述铠装层由若干金属丝沿同一圆周相邻排列而成；在铠装层和/或金属丝屏蔽层的金属丝之间插排有测温光纤；所述导体绝缘层的厚度与额定电压之比为0.38 mm/kV—0.42 mm/kV，所述金属丝屏蔽层和金属带屏蔽层的截面之和为45mm²—55mm²。

采用上述结构后，由于铠装层和/或金属丝屏蔽层的金属丝中插排有测温光纤，该测温光纤能够准确地监测电力电缆的运行温度，通过测温光纤实现大范围、多点的温度测量，精准度高，能够实现自动测量和在线温度监测，有利于电缆的智能化管理；测温光纤抗电磁干扰能力强，可以实时地监测空间温度场，并能对光纤沿线的测量点进行连续的实时测量。又由于在本实用新型中将测温光纤插排于铠装层和/或金属丝屏蔽层中，增强了测温光纤抗拉伸、抗挤压和弯曲的能力，对光纤形成了良好的保护，同时将测温光纤插排于金属丝中，也有利于保持光纤的工作姿态，避免测温光纤产生偏振光。还由于导体绝缘层厚度与额定电压之比控制在0.38 mm/kV—0.42 mm/kV之间，过薄的绝缘厚度容易造成电缆绝缘击穿，使电缆绝缘作用丧失，造成电力传输事故，而过厚的绝缘层厚度不仅会增加电缆的敷设难度和电缆成本，也不利于电缆运行热量的散发，降低电能传输效率，还增加了电缆的敷设空间；将电缆绝缘厚度依据电缆额定电压而合理地控制在一定的数值范围内，则使电缆兼具较佳的绝缘安全性、电能传输效率和电缆成本。

本实用新型将金属丝屏蔽层和金属带屏蔽层的截面之和为45mm²—55 mm²内，电力电缆在传输电能时，在交变电场作用下导体电流产生的磁场与金属屏蔽层相连而在屏蔽层产生感应电动势，并在金属屏蔽层形成环路电流，这部分环流造成屏蔽层损耗的产生，而且金属屏蔽层电阻的增加，其金属屏蔽层损耗也随之增加，并引起电缆发热量的增加和电流载流量的降低，因此合理控制金属屏蔽层电阻值可以有效地降低屏蔽层损耗。虽然屏蔽层截面积的增加可以有效降低屏蔽电阻，但不合理的截面积又会增加电缆的重量和成本，也使电缆难以敷设安装，因此必须将屏蔽截面积控制在恰当的范围内，才能达到降低损耗和发热热量，提高电缆载流量的技术效果。

本实用新型的屏蔽层采用金属丝屏蔽层和金属带屏蔽层双层屏蔽结构，具有可靠的屏蔽效果，能够将电力电缆周围会产生磁场屏蔽在电缆内，而不会影响其他控制元器件的正常工作，该屏蔽结构还起到接地保护作用，如果电缆芯线内发生破损，泄露出来的电流可以顺屏蔽层流入接地网，起到安全保护的作用。本实用新型的电缆护层采用多层结构，尤其是护套采用双层护套结构，不仅使电缆具有优良的电性能，而且大大增强了的抗机械损伤的综合性能，使电缆更能适应于多种恶劣的使用环境。

本实用新型的优选实施方式，所述铠装层和金属屏蔽层各插排有两根测温光纤。该结构的测温效果可靠。

本实用新型的优选实施方式，所述铠装层中插排有两根测温光纤，所述铠装层的金属丝为铝合金丝、不锈钢丝或钢丝。能够保证对电缆温度的准确监测，并对光纤具有较好的保护作用。

本实用新型的优选实施方式，所述金属丝屏蔽层中插排有两根测温光纤。能够保证对电缆温度的准确监测，并对光纤具有较好的保护作用。

本实用新型的进一步实施方式，所述测温光纤包括有测温纤芯，以及包覆于测温纤芯外的测温包层，在测温包层外套装有金属外管，在测温包层和金属外管之间填充有纤膏。具有良好的光纤保护功能。

本实用新型的进一步实施方式，所述金属丝屏蔽层由铜丝相互间隔地疏绕而成，所述金属带屏蔽层由铜质箔带绕扎而成，该金属带屏蔽层的绕扎方向与金属丝屏蔽层的绕向相反。所述金属丝屏蔽层和金属带屏蔽层的截面面积为同一截面上的面积之和，该截面垂直于电缆轴线。所述玻纤带绕包内层、玻纤带绕包中层和玻纤带绕包外层均由玻璃纤维带绕包而成。所述导体缆芯由若干钢丝绞合而成。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型27.5kV智能感温铁路供电电缆作进一步详细说明。

图1是本实用新型27.5kV智能感温铁路供电电缆一种具体实施方式的截面结构示意图；

图2是图1所示结构中测温光纤的截面结构示意图。

图中，1—导体缆芯，2—导体屏蔽层，3—绝缘层，4—绝缘屏蔽层，5—半导电绕包层，6—金属丝屏蔽层，7—金属带屏蔽层，8—玻纤带绕包内层，9—隔离套，10—玻纤带绕包内层，11—铠装层，12—测温光纤，13—玻纤带绕包外层， 14—内护套，15—外护套。

具体实施方式

如图1所示的27.5kV智能感温铁路供电电缆，该供电电缆的导体缆芯1由60根纯铜质的金属导体单丝绞合而成，单丝导体的直径为2.93mm，60根铜质单丝分别以多层绞合，相邻两层的单丝导体的绞合方向和节径比不相同。在导体缆芯1的外周从里向外依次包覆有导体屏蔽层2、绝缘层3和绝缘屏蔽层4，该导体屏蔽层2和绝缘屏蔽层4均由过氧化物交联型半导电屏蔽料挤包而成，绝缘层3则由过氧化物交联聚乙烯绝缘料挤包而成；导体屏蔽层2、绝缘层3和绝缘屏蔽层4采用三层共挤工艺实现。导体屏蔽层2和绝缘屏蔽层4具有均化电场、稳定电缆性能的作用。为了保持电缆具有安全合理的电缆绝缘强度，绝缘层3的厚度b与电缆的额定电压（kV）相关联，本实施例中绝缘层3的厚度b=11mm，电缆的额定电压为27.5kV，绝缘层3的厚度与额定电压之比为0.40mm/kV。

在绝缘屏蔽层4上的设置有半导电绕包层5，该半导电绕包层5由半导电阻水带绕包而成；在半导电绕包层5上设置有金属丝屏蔽层6，该金属丝屏蔽层6由铜丝相互间隔地疏绕而成，铜丝的直径为0.89 mm，相邻两根铜丝导体间的间隔距离为4mm；金属丝屏蔽层6上设置有金属带屏蔽层7，金属带屏蔽层7由铜质箔带绕扎而成，铜质箔带的厚度为0.10 mm，金属带屏蔽层7的绕扎方向与金属丝屏蔽层6的绕向相反。在电缆同一截面上金属丝屏蔽层6和金属带屏蔽层7的截面积之和为50mm²。

在金属带屏蔽层7上绕包有玻纤带绕包内层8，在玻纤带绕包内层8上从里向外依次设置有隔离套9、玻纤带绕包中层10、铠装层11、玻纤带绕包外层13、内护套14和外护套15。隔离套9由低烟无卤阻燃聚烯烃材料挤包而成，具有阻燃防水的作用；铠装层11由若干直径为3.3 mm铝合金丝沿同一圆周相邻排列而成，铠装层11的金属丝还可以是不锈钢丝或碳素钢丝；玻纤带绕包内层8、玻纤带绕包中层10和玻纤带绕包外层13均由玻璃纤维带绕包而成。内护套14由低烟无卤阻燃聚烯烃材料挤包而成，外护套15由尼龙材料挤包而成。

测温光纤9在电缆缆芯中的设置方式有三种方式：

实施方式一：如图1所示，在铠装层11和金属丝屏蔽层6中分别各插排有两根测温光纤12，插排于铠装层11和金属丝屏蔽层6的两根测温光纤9大体上分别位于电缆截面的同一直径上。

实施方式二：与上述实施例不同的在于，仅在铠装层11中插排有两根测温光纤12，测温光纤9大体上位于电缆截面铠装层11所在圆周的同一直径上。

实施方式三：该实施例仅在金属丝屏蔽层6中插排有两根测温光纤12，测温光纤12大体上位于电缆截面金属丝屏蔽层6所在圆周的同一直径上。

如图2所示的测温光纤12，该测温光纤2包括有测温纤芯121，以及包覆于测温纤芯121外的测温包层122，在测温包层122外套装有金属外管124，在测温包层122和金属外管124之间填充有纤膏123，纤膏123为光纤填充油膏。

以上举出了本实用新型的一些优选实施方式，但本实用新型并不限于上述实施例，在不违背本实用新型基本原理的前提下还可以作出许多的改进和变换。如插排于铠装层和/或金属丝屏蔽层中的测温光纤不限于两根，也可以是一根、三根或四根等；铠装层的金属丝不限于不锈钢丝，还可以是铝合金丝；导体绝缘层的厚度与额定电压之比优选为0.38mm/kV—0.42mm/kV，金属丝屏蔽层和金属带屏蔽层的截面之和控制为45mm²—55 mm²；还可以根据电缆的使用要求和环境，可以在电缆护层与护层之间插包其它的功能包覆层，等等。这些改进和变换均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种27.5kV智能感温铁路供电电缆，包括导体缆芯（1），该导体缆芯（1）由若干金属导体单丝绞合而成，其特征在于：在所述导体缆芯（1）上由里向外依次为导体屏蔽层（2）、绝缘层（3）、绝缘屏蔽层（4）、半导电绕包层（5）、金属丝屏蔽层（6）、金属带屏蔽层（7）、玻纤带绕包内层（8）、隔离套（9）、玻纤带绕包中层（10）、铠装层（11）、玻纤带绕包外层（13）、内护套（14）和外护套（15）；所述导体屏蔽层（2）和绝缘屏蔽层（4）均由过氧化物交联型半导电屏蔽料挤包而成；所述绝缘层（3）由过氧化物交联聚乙烯绝缘材料挤包而成，所述隔离套(9)和内护套（14）均由低烟无卤阻燃聚烯烃挤包而成，所述金属丝屏蔽层(6)由金属丝相互间隔疏绕而成，所述金属带屏蔽层（7）由金属箔带间隔绕扎而成，所述铠装层（11）由若干金属丝沿同一圆周相邻排列而成；在铠装层（11）和/或金属丝屏蔽层（6）的金属丝之间插排有测温光纤（12）；所述绝缘层（3）的厚度与额定电压之比为0.38 mm/kV—0.42 mm/kV，所述金属丝屏蔽层（6）和金属带屏蔽层（7）的截面之和为45mm²—55 mm²。

2.根据权利要求1所述的27.5kV智能感温铁路供电电缆，其特征在于：所述铠装层（11）和金属丝屏蔽层（6）各插排有两根测温光纤（12）。

3.根据权利要求1所述27.5kV智能感温铁路供电电缆，其特征在于：所述铠装层（11）中插排有两根测温光纤（12），所述铠装层（11）的金属丝为铝合金丝、不锈钢丝。

4.根据权利要求1所述27.5kV智能感温铁路供电电缆，其特征在于：所述金属丝屏蔽层（6）中插排有两根测温光纤（12）。

5.根据权利要求1、2、3或4所述27.5kV智能感温铁路供电电缆，其特征在于：所述测温光纤（12）包括有测温纤芯（121），以及包覆于测温纤芯（121）外的测温包层（122），在测温包层（122）外套装有金属外管（124），在测温包层（122）和金属外管（124）之间填充有纤膏（123）。

6.根据权利要求1所述27.5kV智能感温铁路供电电缆，其特征在于：所述金属丝屏蔽层(6)由铜丝相互间隔地疏绕而成，所述金属带屏蔽层（7）由铜质箔带绕扎而成，该金属带屏蔽层（7）的绕扎方向与金属丝屏蔽层（6）的绕向相反。

7.根据权利要求1所述27.5kV智能感温铁路供电电缆，其特征在于：所述金属丝屏蔽层（6）和金属带屏蔽层（7）的截面面积为同一截面上的面积之和，该截面垂直于电缆轴线。

8.根据权利要求1所述27.5kV智能感温铁路供电电缆，其特征在于：所述玻纤带绕包内层（8）、玻纤带绕包中层（10）和玻纤带绕包外层（13）均由玻璃纤维带绕包而成。

9.根据权利要求1所述27.5kV智能感温铁路供电电缆，其特征在于：所述导体缆芯（1）由若干铜丝绞合而成。

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