CN215577883U - 一种光纤复合拖曳电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤复合拖曳电缆，包括缆芯、加强层、内护层和外护层，加强层、内护层和外护层由内至外包裹缆芯，缆芯由若干动力线、地线、若干信号线组和光单元绞合而成；动力线包括动力线芯导体、和由内至外包裹于动力线芯导体外部的导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层；地线包括地线芯导体、和包裹于地线芯导体外部的半导电层；信号线组是由绞合在一起的若干信号线芯、和由内至外包裹于若干信号线芯外部的抗压层、隔离层和屏蔽层构成；光单元包括裸纤部、和由内至外包裹于裸纤部外部的抗拉纤维层、金属带螺旋管和金属编织层。本实用新型电缆结构，电缆抗挤压、抗冲击，耐磨、耐刮擦，耐弯曲、抗扭转，抗电磁干扰，安全可靠，安装方便。

Description

一种光纤复合拖曳电缆

技术领域

本实用新型涉及电缆技术领域，尤其涉及一种光纤复合拖曳电缆。

背景技术

在露天矿场，拖曳电缆主要用作电铲车、牙轮钻机等大功率电动移动装备的电源连接，随着科技的发展，露天矿用拖曳电缆不仅仅被要求具备输电功能，在满足现有性能的前提下，还需要具备传输大流量数据的功能，显而易见的，拖曳电缆中需要加入光纤，但是光纤是由二氧化硅制成，不能承受拉力，不耐弯折，易断，现有技术还没有解决光纤在拖曳电缆中使用寿命的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种光纤复合拖曳电缆。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种光纤复合拖曳电缆，包括缆芯、加强层、内护层和外护层，所述加强层、内护层和外护层由内至外包裹缆芯，所述缆芯由若干动力线、地线、若干信号线组和光单元右向绞合而成，绞合节径比8-10，所述光单元设于缆芯中心，若干动力线沿着光单元圆周相邻设置，所述地线设于两相邻动力线的间隙中，所述若干信号线组分别设于另外两相邻动力线的间隙中；

所述动力线包括动力线芯导体、和由内至外包裹于动力线芯导体外部的导体屏蔽层、动力线芯绝缘层和绝缘屏蔽层；

所述地线包括地线芯导体、和包裹于地线芯导体外部的半导电层；

所述信号线组是由绞合在一起的若干信号线芯、和由内至外包裹于若干信号线芯外部的抗压层、隔离层和屏蔽层构成，绞合节径比 5-7倍；

所述光单元包括裸纤部、和由内至外包裹于裸纤部外部的抗拉纤维层、金属带螺旋管和金属编织层。

优选的，所述动力线芯导体和地线芯导体由多根单丝直径不大于 0.3mm的铜丝或者铝合金丝绞合而成。

优选的，所述信号线组是由绞合在一起的2根信号线芯、和由内至外包裹于2根信号线芯外部的抗压层、隔离层和屏蔽层构成。

优选的，所述信号线芯具有2根，所述信号线芯包括信号线、和包裹于信号线外部的信号线绝缘层。

优选的，所述动力线芯绝缘层、信号线绝缘层为乙丙橡胶。

优选的，所述信号线为多根单丝直径不大于0.2mm的铜丝螺旋缠绕在抗拉芯周围而成，铜单丝绕抗拉芯一周前行的距离为信号线导体直径的2-4倍，所述抗拉芯由3～9股1000D芳纶加捻而成。

优选的，所述抗压层为硅胶泥，所述隔离层为橡布带绕包层，所述屏蔽层采用金属丝编织屏蔽层，屏蔽系数不大于6.0。

优选的，所述裸纤部包括若干裸纤、抗拉纤维、硅基纤膏、PBT 套管，所述抗拉纤维设于若干裸纤外部，所述PBT套管包裹若干裸纤、抗拉纤维，所述PBT套管与若干裸纤、抗拉纤维之间填充设有硅基纤膏。

优选的，所述加强层为高强度纤维编织加强层，所述内护层为氯化聚乙烯橡胶，所述外护层为聚醚型聚氨酯。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)提高了其绝缘材料、内护层橡胶材料的抗张强度，大大增加了电缆的抗挤压能力，经过测试，电缆经受了40kN的挤压实验后未出现电缆击穿现象，未出现导体断芯和光纤断裂的问题，保证了电缆的使用寿命；

(2)具备动力线、地线、信号线以及光单元，电缆抗挤压、抗冲击，耐磨、耐刮擦，耐弯曲、抗扭转，抗电磁干扰，安全可靠，安装方便，无需单独敷设光缆即可实现大容量数据的传输，可实现对露天矿场的智能监视、远程操控，满足发展的需要。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的光单元结构示意图；

图3为本实用新型的信号线组结构示意图。

图中：1、动力线芯导体；2、导体屏蔽层；3、动力线芯绝缘层； 4、绝缘屏蔽层；5、地线芯导体；6、半导电层；7、光单元；8、信号线组；9、加强层；10、内护层；11、外护层；71、裸纤；72、抗拉纤维；73、硅基纤膏；74、PBT套管；75、抗拉纤维层；76、金属带螺旋管；77、金属编织层；81、信号线抗拉芯；82、信号线导体； 83、信号线绝缘层；84、抗压层；85、隔离层；86、屏蔽层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

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；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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“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。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。

实施例：

参照图1-3，一种光纤复合拖曳电缆，包括缆芯、加强层9、内护层10和外护层11。

缆芯由3根动力线、地线、若干信号线组8和光单元7右向绞合而成，绞合节径比8-10，光单元7设于缆芯中心，3根动力线沿着光单元圆周相邻设置，地线设于两相邻动力线的间隙中，2组信号线组 8分别设于另外两相邻动力线的间隙中。

动力线包括动力线芯导体1、和由内至外包裹于动力线芯导体1 外部的导体屏蔽层2、动力线芯绝缘层3和绝缘屏蔽层4，地线包括地线芯导体5、和包裹于地线芯导体外部的半导电层6，动力线和地线的导体由多根单丝直径不大于0.3mm的铜丝或者铝合金丝绞合而成，动力线、地线和信号线的绝缘层为乙丙橡胶，其抗张强度不小于 14MPa，其邵氏硬度80～85。

信号线组8是由绞合在一起的2根信号线芯、和由内至外包裹于 2根信号线芯外部的抗压层84、隔离层85和屏蔽层86构成；信号线芯包括信号线、和包裹于信号线外部的信号线绝缘层83，而信号线为多根单丝直径不大于0.2mm的铜丝(即信号线导体82)螺旋缠绕在抗拉芯(即信号线抗拉芯81)周围而成，铜单丝绕抗拉芯一周前行的距离为信号线导体直径的2-4倍，抗拉芯由3～9股1000D芳纶加捻而成。

信号线为2组绞合再分相屏蔽，绞合节径比5-7倍，绞合时采用自交联硅胶泥(即抗压层84)填充，绞合完成后采用橡布带(即隔离层85)绕包，以保持交联后圆形，最外层金属丝编织层(即屏蔽层86)屏蔽，屏蔽系数不大于6.0。

光单元7包括裸纤部、和由内至外包裹于裸纤部外部的抗拉纤维层75、金属带螺旋管76和金属编织层77。裸纤部包括若干裸纤71、抗拉纤维72、硅基纤膏73、PBT套管74，抗拉纤维72设于若干裸纤71外部，PBT套管74包裹若干裸纤71、抗拉纤维72，PBT套管 74与若干裸纤71、抗拉纤维72之间填充设有硅基纤膏73。

裸纤71相对于PBT套管的余长不低于0.3％，PBT套管相对于金属带螺旋管的余长不低于0.5％，光单元7相对于缆芯的余长不低于0.4％。

加强层9、内护层10和外护层11由内至外包裹缆芯。加强层9 为高强度纤维编织加强。

内护层10为专用氯化聚乙烯橡胶，其配方组份为：氯化聚乙烯 80份、补强剂30份、填充剂25份、稳定剂6～13份、辅助稳定剂1～ 3份，着色剂1份、润滑剂1.5份、阻燃剂25份、不含卤增塑剂6份、硫化剂3份和硫化助剂2.6份。该配方橡胶抗拉强度不小于18MPa，邵氏硬度不低于80，零下40℃断裂伸长率不小于75％，内护层表面为雾面，无蜡状润滑剂析出表面，与外层聚氨酯护套结合紧密，剥离强度不小于10N。

外护层为聚醚型聚氨酯，其强度不小于30MPa，邵氏硬度78-84，护套厚度3.0-5.0mm。

本实用新型的优点为：

动力线和地线的导体由多根单丝直径不大于0.3mm的铜丝或者铝合金丝绞合而成，导体整体柔软，抗拉性、耐弯曲性能好。绝缘层为乙丙橡胶，其抗张强度不小于14MPa，其邵氏硬度80～85，电缆受到挤压冲击力时绝缘层不会出现较大幅度变形，避免中心光单元不会受到挤压，避免出现电压击穿事故，从而提高电缆了电缆的抗挤压、耐冲击性能。导体绞合方向为左向，成缆绞合方向为右向，绞合后采用高强度纤维编织，电缆受到外部压力时，动力线相对位置不会发生错位，进一步提高了电缆的抗挤压、抗冲击性能。信号线为多根单丝直径不大于0.2mm的铜丝螺旋缠绕在抗拉芯周围而成，铜单丝围绕抗拉芯一周前行的距离为信号线导体直径的2-4倍。抗拉芯由3～9 股1000D芳纶加捻而成，其作用主要是承受生产制造过程中的牵引力，使铜单丝的节距不发生变化，在电缆使用弯曲时，有效缓冲信号线受到的拉伸与剪切力，避免出现断芯的问题。信号线为2组绞合再分相屏蔽，绞合节径比5-7倍，绞合时采用自交联硅胶泥填充，绞合完成后采用橡布带绕包，以保持交联后圆形，起到支撑作用，提高电缆抗挤压能力；最外层金属丝编织屏蔽，屏蔽系数不大于6.0，避免动力线强电磁场变化对信号线弱电的干扰，提高了稳定性。

光单元设在电缆中心位置，与设置在动力线间隙之间相比较，可减少外部压力对光单元的影响，同时还减弱了内护层硫化时温度对光单元中光纤传输性的影响。

光单元中硅基纤膏粘稠度合适，耐高温，热稳定性好，在遇到电缆短路产生短时高温或者遭遇雷击产生瞬时高温时有效保护裸纤不受温度影响，保证光纤的传输性。硅基纤膏与抗拉纤维共同作用使裸纤处于宏观的“悬浮”状态，在电缆弯曲时，裸纤有足够的缓冲空间而不受到外力的影响，保证光纤的完整性。PBT具有极好的高温稳定性以及极小的吸水性，在电缆制造和运行过程中也能够保持优秀的尺寸稳定性，因此光纤余长不会发生变化，提高光纤的可靠性。同样的，在PBT套管的外围设置多股高强度纤维，使PBT套管处于宏观的“悬浮”状态，即金属带螺旋管中心位置，金属带螺旋管的内径相对与 PBT套管外径的最小比值为1.2/1，依据实际可容纳的光纤根数越大越好，可以控制的PBT套管余长越大。同样的，通过控制光单元的放线张力，必要时零张力放线，光单元相对于缆芯也有一定余长。综合以上三重余长，总余长可达1.2％，明显提高了光纤的可靠性。另外裸纤、PBT套管在金属带螺旋管内部有足够的缓冲空间，保证了光纤在电缆弯曲、受拉力时不受影响。即使局部受到牵扯，1.2％的余长也能保证光纤的完整性。

内护层采用专用氯化聚乙烯橡胶，其抗拉强度不小于18MPa，邵氏硬度不低于80，零下40℃断裂伸长率不小于75％，保证了电缆的抗挤压能力；该配方显著特点是挤出表面为雾面，无蜡状润滑剂析出，与外层聚氨酯护套结合紧密，剥离强度不小于10N，从而解决了电缆在使用过程中，聚氨酯外护套与橡胶内护层分离鼓包的问题。

一种光纤复合拖曳电缆，提高了其绝缘材料、内护层橡胶材料的抗张强度，大大增加了电缆的抗挤压能力，经过测试，电缆经受了 40kN的挤压实验后未出现电缆击穿现象，未出现导体断芯和光纤断裂的问题，保证了电缆的使用寿命。

一种光纤复合拖曳电缆，具备动力线、地线、信号线以及光单元，电缆抗挤压、抗冲击，耐磨、耐刮擦，耐弯曲、抗扭转，抗电磁干扰，安全可靠，安装方便，无需单独敷设光缆即可实现大容量数据的传输，可实现对露天矿场的智能监视、远程操控，满足发展的需要。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光纤复合拖曳电缆，其特征在于，包括缆芯、加强层、内护层和外护层，所述加强层、内护层和外护层由内至外包裹缆芯，所述缆芯由若干动力线、地线、若干信号线组和光单元右向绞合而成，绞合节径比8-10，所述光单元设于缆芯中心，若干动力线沿着光单元圆周相邻设置，所述地线设于两相邻动力线的间隙中，所述若干信号线组分别设于另外两相邻动力线的间隙中；

所述动力线包括动力线芯导体、和由内至外包裹于动力线芯导体外部的导体屏蔽层、动力线芯绝缘层和绝缘屏蔽层；

所述地线包括地线芯导体、和包裹于地线芯导体外部的半导电层；

所述信号线组是由绞合在一起的若干信号线芯、和由内至外包裹于若干信号线芯外部的控制线芯缓冲层构成；

所述光单元包括裸纤部、和由内至外包裹于裸纤部外部的抗拉纤维层、金属带螺旋管和金属编织层。

2.根据权利要求1所述的一种光纤复合拖曳电缆，其特征在于，所述动力线芯导体和地线芯导体由多根单丝直径不大于0.3mm的铜丝或者铝合金丝绞合而成。

3.根据权利要求1所述的一种光纤复合拖曳电缆，其特征在于，所述信号线组是由绞合在一起的2根信号线芯、和由内至外包裹于2根信号线芯外部的抗压层、隔离层和屏蔽层构成。

4.根据权利要求3所述的一种光纤复合拖曳电缆，其特征在于，所述信号线芯具有2根，所述信号线芯包括信号线、和包裹于信号线外部的信号线绝缘层。

5.根据权利要求4所述的一种光纤复合拖曳电缆，其特征在于，所述动力线芯绝缘层、信号线绝缘层为乙丙橡胶。

6.根据权利要求5所述的一种光纤复合拖曳电缆，其特征在于，所述信号线为多根单丝直径不大于0.2mm的铜丝螺旋缠绕在抗拉芯周围而成，铜单丝绕抗拉芯一周前行的距离为信号线导体直径的2-4倍，所述抗拉芯由3～9股1000D芳纶加捻而成。

7.根据权利要求6所述的一种光纤复合拖曳电缆，其特征在于，所述抗压层为硅胶泥，所述隔离层为橡布带绕包层，所述屏蔽层采用金属丝编织屏蔽层，屏蔽系数不大于6.0。

8.根据权利要求1所述的一种光纤复合拖曳电缆，其特征在于，所述裸纤部包括若干裸纤、抗拉纤维、硅基纤膏、PBT套管，所述抗拉纤维设于若干裸纤外部，所述PBT套管包裹若干裸纤、抗拉纤维，所述PBT套管与若干裸纤、抗拉纤维之间填充设有硅基纤膏。

9.根据权利要求1所述的一种光纤复合拖曳电缆，其特征在于，所述加强层为高强度纤维编织加强层，所述内护层为氯化聚乙烯橡胶，所述外护层为聚醚型聚氨酯。

Images