CN220796310U - 电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电缆。线缆包括：缆芯，缆芯包括导体、导体屏蔽层、第一绝缘层及绝缘屏蔽层；第一护套，套设在缆芯外，第一护套包括第二绝缘层和阻燃层，阻燃层设置在第二绝缘层远离缆芯的一侧；其中，沿缆芯至第一护套的方向上，导体、导体屏蔽层、第一绝缘层及绝缘屏蔽层依次设置，阻燃层由低烟无卤阻燃聚烯烃材料制成。本实用新型有效地解决了现有技术中电缆的运行稳定性和环保性均较低的问题。

Description

电缆

技术领域

本实用新型涉及电缆技术领域，具体而言，涉及一种电缆。

背景技术

目前，随着国家电力事业的飞速发展，电力电缆的需求量在不断增加，国家电网、南方电网提出，将不断优化电网布局，促进电力工业整体和区域经济协调发展。同时，国家也在不断推进“碳达峰”、“碳中和”目标的实现，高压电缆作为电力系统中输变电的主神经，其运行稳定性和环保性又一次得到了挑战。

在现有技术中，高压电缆通常具有以下缺点：

一、高压电缆的导体绝缘层多采用化学交联聚乙烯(XLPE)材料，一方面交联过程会消耗大量的能量，二氧化碳排放量巨大；另一方面，交联后的聚乙烯材料无法回收再利用，严重影响电缆的环保性。

二、高压电缆的导体多采用绞合紧压圆形或分割结构，由于导体在紧压过程会发生硬化，而导致导体的电阻率下降。同时，导体表面单丝间会产生一定的缝隙，不仅增加了导体屏蔽层的消耗，也会导致导体在生产过程中出现屏蔽内嵌现象，电场不均匀，甚至导致电缆出现局部放电和击穿等问题，严重影响电缆的运行稳定性。

三、高压电缆在运行过程中，由于过载、外力受损、环境等因素，易导致电缆内部的局部区域出现异常，但工作人员无法确定异常位置，也无法对电缆进行检修，严重影响电缆的运行稳定性。

四、与环境直接接触的高压电缆的外护套是确保电缆稳定工作的重要防护措施之一，为确保外护套具有良好的防护性能，外护套通常由聚氯乙烯(PVC)或者阻燃聚乙烯(PE)制成，一方面，由聚氯乙烯制成的外护套虽然具有良好的绝缘性能，但是聚氯乙烯中含有大量氯元素，电缆一旦起火、燃烧，外护套会释放出大量氯化氢等有毒气体，产生大量烟尘，影响电缆的环保性；另一方面，由阻燃聚乙烯制成的外护套虽然具有着良好的阻燃性能，但是阻燃聚乙烯材料中添加的大量阻燃剂会导致高分子材料的体积电阻率大幅下降，外护套的绝缘性能降低，尤其是敷设在水中或潮湿环境中的电缆，其外护套的绝缘性能将呈断崖式下降，严重影响电缆的运行稳定性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电缆，以解决现有技术中电缆的运行稳定性和环保性均较低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电缆，包括：缆芯，缆芯包括导体、导体屏蔽层、第一绝缘层及绝缘屏蔽层；第一护套，套设在缆芯外，第一护套包括第二绝缘层和阻燃层，阻燃层设置在第二绝缘层远离缆芯的一侧；其中，沿缆芯至第一护套的方向上，导体、导体屏蔽层、第一绝缘层及绝缘屏蔽层依次设置，阻燃层由低烟无卤阻燃聚烯烃材料制成。

进一步地，第二绝缘层由聚乙烯材料制成。

进一步地，第一绝缘层由聚丙烯材料制成。

进一步地，导体包括：中心导体组，包括至少一根第一导线，在第一导线为多根时，多根第一导线之间同心绞合或者型线绞合；环形导体组，围绕中心导体组设置，环形导体组包括多根第二导线；其中，沿环形导体组的周向，各第二导线具有相对设置的第一表面和第二表面，第一表面上设置有第一凸起和第一凹部，第二表面上设置有第二凸起和第二凹部；在相邻的两个第二导线中，一个第二导线的第一凸起伸入至另一个第二导线的第二凹部内，一个第二导线的第二凸起伸入至另一个第二导线的第一凹部内，以连接相邻的两个第二导线。

进一步地，电缆还包括阻水层，阻水层套设在缆芯外围且位于缆芯和第二绝缘层之间。

进一步地，阻水层具有第一安装孔，第一安装孔围绕缆芯的中心轴线螺旋设置，电缆还包括测温元件，测温元件设置在第一安装孔内。

进一步地，测温元件包括：管状壳体，与第一安装孔的孔壁相贴合：测温光纤，设置在管状壳体内且与管状壳体的延伸方向一致；其中，管状壳体由金属材料制成。

进一步地，阻水层还具有至少两个第二安装孔，至少两个第二安装孔围绕第一安装孔设置；电缆还包括保护结构，保护结构设置在至少一个第二安装孔内；其中，保护结构为铜丝、或铝丝、或钢丝，保护结构的直径大于或等于测温元件的直径。

进一步地，电缆还包括第二护套，第二护套套设在阻水层外围且位于阻水层和第二绝缘层之间。

进一步地，电缆还包括半导电层，半导电层套设在第一护套外围。

应用本实用新型的技术方案，电缆的缆芯包括导体、导体屏蔽层、第一绝缘层及绝缘屏蔽层，第一护套套设在缆芯外，第一护套包括第二绝缘层和阻燃层，第二绝缘层用于提升电缆的绝缘性能，阻燃层设置在第二绝缘层远离缆芯的一侧，以用于提升电缆的耐火性。其中，沿缆芯至第一护套的方向上，导体、导体屏蔽层、第一绝缘层及绝缘屏蔽层依次设置，阻燃层由低烟无卤阻燃聚烯烃材料制成。这样，具有双层结构的第一护套不仅能够提升电缆的绝缘性能，还能够提升电缆的耐火性，进而较大程度地提升了电缆的运行稳定性。同时，即使电缆出现燃烧情况，由低烟无卤阻燃聚烯烃材料制成的阻燃层在燃烧过程中也不会产生大量的烟雾和有毒有害气体，从而较大程度地提升了电缆的环保性，进而解决了现有技术中电缆的运行稳定性和环保性均较低的问题，提升了电缆的综合性能。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的电缆的实施例的内部结构示意图；

图2示出了图1中的电缆的A处放大示意图；

图3示出了图1中的电缆的B处放大示意图；

图4示出了图1中的电缆的测温元件的内部结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、缆芯；11、导体；111、中心导体组；112、环形导体组；113、第一表面；1131、第一凸起；1132、第一凹部；114、第二表面；1141、第二凸起；1142、第二凹部；12、导体屏蔽层；13、第一绝缘层；14、绝缘屏蔽层；20、第一护套；21、第二绝缘层；22、阻燃层；30、阻水层；31、第一安装孔；32、第二安装孔；40、测温元件；41、管状壳体；42、测温光纤；50、保护结构；60、第二护套；70、半导电层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为了解决现有技术中电缆的运行稳定性和环保性均较低的问题，本申请提供了一种电缆。

如图1至图4所示，电缆包括缆芯10和第一护套20，缆芯10包括导体11、导体屏蔽层12、第一绝缘层13及绝缘屏蔽层14。第一护套20套设在缆芯10外，第一护套20包括第二绝缘层21和阻燃层22，阻燃层22设置在第二绝缘层21远离缆芯10的一侧。其中，沿缆芯10至第一护套20的方向上，导体11、导体屏蔽层12、第一绝缘层13及绝缘屏蔽层14依次设置，阻燃层22由低烟无卤阻燃聚烯烃材料制成。

应用本实施例的技术方案，电缆的缆芯10包括导体11、导体屏蔽层12、第一绝缘层13及绝缘屏蔽层14，第一护套20套设在缆芯10外，第一护套20包括第二绝缘层21和阻燃层22，第二绝缘层21用于提升电缆的绝缘性能，阻燃层22设置在第二绝缘层21远离缆芯10的一侧，以用于提升电缆的耐火性。其中，沿缆芯10至第一护套20的方向上，导体11、导体屏蔽层12、第一绝缘层13及绝缘屏蔽层14依次设置，阻燃层22由低烟无卤阻燃聚烯烃材料制成。这样，具有双层结构的第一护套20不仅能够提升电缆的绝缘性能，还能够提升电缆的耐火性，进而较大程度地提升了电缆的运行稳定性。同时，即使电缆出现燃烧情况，由低烟无卤阻燃聚烯烃材料制成的阻燃层22在燃烧过程中也不会产生大量的烟雾和有毒有害气体，从而较大程度地提升了电缆的环保性，进而解决了现有技术中电缆的运行稳定性和环保性均较低的问题，提升了电缆的综合性能。

具体地，导体屏蔽层12、第一绝缘层13及绝缘屏蔽层14通过三层共挤工艺加工而成，以提升电缆的电场分布均匀性。

具体地，阻燃层22通过挤包低烟无卤阻燃聚烯烃材料加工而成。

在本实施例中，第二绝缘层21由聚乙烯材料制成。这样，上述设置能够确保第二绝缘层21的绝缘可靠性，以提升电缆的运行稳定性。

可选地，第二绝缘层21由高密度聚乙烯材料制成。这样，一方面，高密度聚乙烯材料的体积电阻率可达1×10¹⁴Ω·m，进而提升了第二绝缘层21的绝缘可靠性；另一方面，高密度聚乙烯材料不易吸水，在电缆处于潮湿环境下运行时，第二绝缘层21不会由于吸收水分而导致其绝缘性能较低，进一步提升了电缆的运行可靠性。

具体地，第二绝缘层21通过挤包高密度聚乙烯材料加工而成。

在本实施例中，第一绝缘层13由聚丙烯材料制成。这样，聚丙烯材料具有良好的绝缘性能，以确保电缆的运行稳定性。同时，聚丙烯材料在加工过程中排放的二氧化碳量较低，且加工完成后的聚丙烯材料能够进行循环使用，进而较大程度地提升了电缆的环保性。

可选地，第一绝缘层13由共混改性聚丙烯(PP)材料制成，共混改性聚丙烯(PP)材料的耐温等级和机械性能等指标均高于交联聚乙烯材料，进而提升了电缆的运行稳定性。

具体地，相比于现有技术中通过交联聚乙烯材料制成绝缘层，本申请中利用共混改性聚丙烯(PP)制成的第一绝缘层13从原材料加工至电缆制造完成的过程中可大量减少二氧化碳的排放量，且第一绝缘层13的工序成产周期能够缩短百分之八十，生产能耗能够降低超过百分之四十，较大程度地提升了电缆的环保性。

具体地，交联聚乙烯材料在交联过程中还会产生苯乙酮、α-甲基-苯乙烯、甲烷等副产物品，上述副产物在电缆的加工过程中需进行及时去除，以避免其影响电缆的使用寿命，而共混改性聚丙烯(PP)在加工过程中不会产生任何的副产物，不仅较大程度地降低了电缆的加工难度和加工成本，也延长了电缆的使用寿命。

如图1至图3所示，导体11包括中心导体组111和环形导体组112，中心导体组111包括至少一根第一导线，在第一导线为多根时，多根第一导线之间同心绞合或者型线绞合。环形导体组112围绕中心导体组111设置，环形导体组112包括多根第二导线。其中，沿环形导体组112的周向，各第二导线具有相对设置的第一表面113和第二表面114，第一表面113上设置有第一凸起1131和第一凹部1132，第二表面114上设置有第二凸起1141和第二凹部1142。在相邻的两个第二导线中，一个第二导线的第一凸起1131伸入至另一个第二导线的第二凹部1142内，一个第二导线的第二凸起1141伸入至另一个第二导线的第一凹部1132内，以连接相邻的两个第二导线。这样，环形导体组112中的各个第二导线之间通过第一凸起1131、第一凹部1132、第二凸起1141及第二凹部1142之间的相互嵌合进行连接，使得环形导体组112的外表面较为光滑、平整，避免了环形导体组112的表面出现缝隙而导致导体11的电场分布不均、甚至导致导体11出现局部放电和击穿的现象，进而提升了电缆的运行稳定性。同时，多根第一导线之间进行同心绞合或者型线绞合能够避免中心导体组111在加工过程中硬化而导致导体11的电阻率降低，进一步提升了电缆的运行稳定性。

可选地，第二导线为Z形单线。

具体地，多个Z形单线之间相互嵌合所形成的环形导体组112的表面较为光滑、平整，进而避免了导体11的外表面上存在缝隙而导致导体屏蔽层12内嵌至缝隙中，不仅能够提升导体11的电场分布均匀性，也能够减小导体屏蔽层12的材料使用量，进而降低了电缆的加工成本。

在本实施例中，第一导线为多个，多个第一导线之间同心绞合。这样，上述设置使得中心导体组111在加工过程中无需进行压紧步骤，进而避免了中心导体组111在压紧步骤中硬化而导致导体11的电阻率降低。

可选地，第一导线为圆形单线。

如图1所示，电缆还包括阻水层30，阻水层30套设在缆芯10外围且位于缆芯10和第二绝缘层21之间。这样，阻水层30一方面能够对进入至电缆内的水进行阻绝、分隔，以避免水进入至缆芯10中而影响电缆的正常运行；另一方面能够对电缆运行过程中产生的热胀冷缩进行缓冲，进而提升了电缆的运行稳定性。

在本实施例中，阻水层30为半导体缓冲阻水层。

可选地，阻水层30具有第一安装孔31，第一安装孔31围绕缆芯10的中心轴线螺旋设置，电缆还包括测温元件40，测温元件40设置在第一安装孔31内。这样，测温元件40能够对电缆的运行温度进行实时监测，以确保工作人员能够及时地发现电缆运行异常的区域，以对电缆进行检修、维护，不仅提升了电缆的运行稳定性，也降低了工作人员的检修难度。同时，呈螺旋状设置的测温元件40具有更大的监测范围，以提升测温元件40的监测可靠性。

在本实施例中，第一安装孔31四个，四个第一安装孔31为绕缆芯10的中心轴线螺旋设置，测温元件40为四个，四个测温元件40和四个第一安装孔31一一对应地设置。这样，上述设置能够进一步增大测温元件40的监测范围，以确保测温元件40的监测准确性。

需要说明的是，第一安装孔31的设置个数不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，第一安装孔31为一个、或两个、或三个、或五个、或六个、或七个、或多个。

需要说明的是，测温元件40的设置个数不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地。测温元件40为一个、或两个、或三个、或五个、或六个、或七个、或多个。

如图1和图4所示，测温元件40包括管状壳体41和测温光纤42，管状壳体41与第一安装孔31的孔壁相贴合。测温光纤42设置在管状壳体41内且与管状壳体41的延伸方向一致。其中，管状壳体41由金属材料制成。这样，由金属材料制成的管状壳体41具有好的结构强度和导热性能，以在确保测温光纤42能够对电缆的运行温度进行监测的前提下，对测温光纤42进行保护，以延长测温光纤42的使用寿命。

可选地，管状壳体41由钢材料加工而成。

具体地，管状壳体41为无缝钢管。

具体地，测温光纤42还能够对电缆运行时的压力和应力等物理量进行监测，测温光纤42与配套使用的显示设备电连接，以通过显示设备显示电缆的温度、压力及应力等物理量。

可选地，阻水层30还具有至少两个第二安装孔32，至少两个第二安装孔32围绕第一安装孔31设置。电缆还包括保护结构50，保护结构50设置在至少一个第二安装孔32内。其中，保护结构50为铜丝、或铝丝、或钢丝，保护结构50的直径大于或等于测温元件40的直径。这样，设置在第二安装孔32内的保护结构50能够对设置在第一安装孔31内测温元件40进行进一步保护，以延长测温元件40的使用寿命。同时，上述设置使得保护结构50的结构和设置个数更加灵活多样，以适应不同的工况和使用需求，也提升了工作人员的加工灵活性。

在本实施例中，第二安装孔32为八个，每两个第二安装孔32围绕一个第一安装孔31设置，且关于第一安装孔31的中心轴线相互对称。

需要说明的式，第二安装孔32的设置个数不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，第二安装孔32为两个、或三个、或四个、或五个、或六个、或七个、或九个、或多个。

在本实施例中，保护结构50为八个，八个保护结构50与八个第二安装孔32一一对应第设置。这样，设置在各第二安装孔32内的保护结构50能够平均地承受电缆在加工制造或使用过程中所受到的力，以进一步提升保护结构50的保护可靠性。

需要说明的是，保护结构50的设置个数不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，保护结构50为两个、或三个、或四个、或五个、或六个、或七个、或九个、或多个。

在本实施例中，保护结构50为铝丝，以降低保护结构50的加工成本。

如图1所示，电缆还包括第二护套60，第二护套60套设在阻水层30外围且位于阻水层30和第二绝缘层21之间。这样，第二护套60一方面能够对阻水层30进行保护；另一方面能够起到金属屏蔽、铠装及阻水的效果，以进一步提升电缆的运行稳定性。

可选地，第二护套60为皱纹铝护套。

具体的，皱纹铝护套远离阻水层30的表面上涂覆有沥青层。

如图1所示，电缆还包括半导电层70，半导电层70套设在第一护套20外围。这样，通过设置半导电层70能够进一步提升电缆的耐火性，进而提升了电缆的运行稳定性。

在本实施例中，半导电层70为阻燃半导电层，相比常规的石墨导电层，阻燃半导电层不仅具有阻燃效果，其在生产和覆设的过程中不会产生粉尘，进而提升了电缆的运行稳定性和环保性。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

电缆的缆芯包括导体、导体屏蔽层、第一绝缘层及绝缘屏蔽层，第一护套套设在缆芯外，第一护套包括第二绝缘层和阻燃层，第二绝缘层用于提升电缆的绝缘性能，阻燃层设置在第二绝缘层远离缆芯的一侧，以用于提升电缆的耐火性。其中，沿缆芯至第一护套的方向上，导体、导体屏蔽层、第一绝缘层及绝缘屏蔽层依次设置，阻燃层由低烟无卤阻燃聚烯烃材料制成。这样，具有双层结构的第一护套不仅能够提升电缆的绝缘性能，还能够提升电缆的耐火性，进而较大程度地提升了电缆的运行稳定性。同时，即使电缆出现燃烧情况，由低烟无卤阻燃聚烯烃材料制成的阻燃层在燃烧过程中也不会产生大量的烟雾和有毒有害气体，从而较大程度地提升了电缆的环保性，进而解决了现有技术中电缆的运行稳定性和环保性均较低的问题，提升了电缆的综合性能。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电缆，其特征在于，包括：

缆芯(10)，所述缆芯(10)包括导体(11)、导体屏蔽层(12)、第一绝缘层(13)及绝缘屏蔽层(14)；

第一护套(20)，套设在所述缆芯(10)外，所述第一护套(20)包括第二绝缘层(21)和阻燃层(22)，所述阻燃层(22)设置在所述第二绝缘层(21)远离所述缆芯(10)的一侧；

其中，沿所述缆芯(10)至所述第一护套(20)的方向上，所述导体(11)、导体屏蔽层(12)、第一绝缘层(13)及绝缘屏蔽层(14)依次设置，所述阻燃层(22)由低烟无卤阻燃聚烯烃材料制成。

2.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述第二绝缘层(21)由聚乙烯材料制成。

3.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述第一绝缘层(13)由聚丙烯材料制成。

4.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述导体(11)包括：

中心导体组(111)，包括至少一根第一导线，在所述第一导线为多根时，多根所述第一导线之间同心绞合或者型线绞合；

环形导体组(112)，围绕所述中心导体组(111)设置，所述环形导体组(112)包括多根第二导线；

其中，沿所述环形导体组(112)的周向，各所述第二导线具有相对设置的第一表面(113)和第二表面(114)，所述第一表面(113)上设置有第一凸起(1131)和第一凹部(1132)，所述第二表面(114)上设置有第二凸起(1141)和第二凹部(1142)；在相邻的两个所述第二导线中，一个所述第二导线的第一凸起(1131)伸入至另一个所述第二导线的第二凹部(1142)内，一个所述第二导线的第二凸起(1141)伸入至另一个所述第二导线的第一凹部(1132)内，以连接相邻的两个所述第二导线。

5.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述电缆还包括阻水层(30)，所述阻水层(30)套设在所述缆芯(10)外围且位于所述缆芯(10)和所述第二绝缘层(21)之间。

6.根据权利要求5所述的电缆，其特征在于，所述阻水层(30)具有第一安装孔(31)，所述第一安装孔(31)围绕所述缆芯(10)的中心轴线螺旋设置，所述电缆还包括测温元件(40)，所述测温元件(40)设置在所述第一安装孔(31)内。

7.根据权利要求6所述的电缆，其特征在于，所述测温元件(40)包括：

管状壳体(41)，与所述第一安装孔(31)的孔壁相贴合：

测温光纤(42)，设置在所述管状壳体(41)内且与所述管状壳体(41)的延伸方向一致。

8.根据权利要求6所述的电缆，其特征在于，

所述阻水层(30)还具有至少两个第二安装孔(32)，至少两个所述第二安装孔(32)围绕所述第一安装孔(31)设置；

所述电缆还包括保护结构(50)，所述保护结构(50)设置在至少一个所述第二安装孔(32)内；

其中，所述保护结构(50)为铜丝、或铝丝、或钢丝，所述保护结构(50)的直径大于或等于所述测温元件(40)的直径。

9.根据权利要求5所述的电缆，其特征在于，所述电缆还包括第二护套(60)，所述第二护套(60)套设在所述阻水层(30)外围且位于所述阻水层(30)和所述第二绝缘层(21)之间。

10.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述电缆还包括半导电层(70)，所述半导电层(70)套设在所述第一护套(20)外围。