CN220913941U - 电缆 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电缆，包括沿电缆径向由内到外依次设置的填充层、导体、第一护层、屏蔽层和第二护层；导体的数量为多个，多个导体沿电缆周向依次排布在填充层的外侧；填充层包括第一芳纶束和包覆在第一芳纶束外侧的隔离层，第一芳纶束和隔离层的拉伸强度均大于导体的拉伸强度，隔离层用于防止第一芳纶束嵌入到导体之间的空隙中。本申请提供的电缆，通过在电缆中设置填充层，可以提高电缆的抗弯折能力。

Description

电缆

技术领域

本申请涉及电力及信号传输技术领域，尤其涉及一种电缆。

背景技术

随着海洋事业的发展，舰艇、海洋探测器等水下设备广泛使用，水下设备的功能和适用范围逐渐增多。

岸上的设备需要通过电缆与水下设备进行通讯或者给水下设备供电，随着水下设备的功能和适用范围逐渐增多，对电缆的要求与越来越高。电缆需要反复的敷设和回收，反复敷设和回收的过程中，电缆中的导体反复受到弯折应力；水下的环境复杂，电缆在水中的弯折段也较多，弯折段的电缆持续受到弯折应力。

相关技术中，电缆的抗弯折能力超差，使得电缆容易因为弯折应力而断裂。

实用新型内容

本申请提供了一种电缆，通过在电缆中设置填充层，可以提高电缆的抗弯折能力。

本申请提供一种电缆，包括沿电缆径向由内到外依次设置的填充层、导体、第一护层、屏蔽层和第二护层；

导体的数量为多个，多个导体沿电缆周向依次排布在填充层的外侧；

填充层包括第一芳纶束和包覆在第一芳纶束外侧的隔离层，第一芳纶束和隔离层的拉伸强度均大于导体的拉伸强度，隔离层用于防止第一芳纶束嵌入到导体之间的空隙中。

在一种可能的实施方式中，本申请提供的电缆，填充层的直径大于或者等于导体的直径。

在一种可能的实施方式中，本申请提供的电缆，填充层和导体的空隙中以及导体和第一护层之间的空隙中均填充有阻水胶。

在一种可能的实施方式中，本申请提供的电缆，导体包括沿导体径向由内向外依次设置的铜箔丝、导线和绝缘层；

铜箔丝包括第二芳纶束和沿电缆轴向螺旋绕设在第二芳纶束上的金属层。

在一种可能的实施方式中，本申请提供的电缆，绝缘层和隔离层均为全氟乙烯丙烯共聚物。

在一种可能的实施方式中，本申请提供的电缆，第一护层为铝塑复合带层。

在一种可能的实施方式中，本申请提供的电缆，电缆还包括第三护层，第三护层沿电缆径向设置在屏蔽层与第二护层之间。

在一种可能的实施方式中，本申请提供的电缆，第三护层为无纺布层。

在一种可能的实施方式中，本申请提供的电缆，屏蔽层为镀锡铜丝编织层。

在一种可能的实施方式中，本申请提供的电缆，电缆包括至少一个双绞线，双绞线和导体均排布在填充层的外侧。

本申请提供一种电缆，通过设置沿电缆径向由内到外依次排布的填充层、导体、第一护层、屏蔽层和第二护层；导体的数量为多个，多个导体沿电缆周向依次排布在填充层的外侧；填充层包括第一芳纶束，在电缆弯曲时，位于弯曲的电缆的外侧的导体受到拉伸力可以部分传递给第一芳纶束，位于弯曲的电缆的内侧的导体受到压缩力也可以部分传递给第一芳纶束，第一芳纶束可以释放导体受到的应力，而第一芳纶束本身具有较高的拉伸强度和较好的韧性，即使受到多次弯折，断裂的风险也较小。填充层还包括包覆在第一芳纶束外侧的隔离层，隔离层的拉伸强度大于导体的拉伸强度，在填充层中设置隔离层在不改变填充层的拉伸强度和韧性同时，可以防止芳纶丝嵌入到导体之间的间隙中。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的电缆的结构示意图一；

图2为图1中填充层沿电缆轴向的剖视图；

图3为本申请实施例提供的电缆中导体的结构示意图；

图4为申请实施例提供的电缆的导体中铜箔丝沿电缆轴向的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的电缆的结构示意图二；

图6为本申请实施例提供的电缆的结构示意图三。

附图标记说明：

100-电缆；

110-填充层；

111-第一芳纶束；

1111-芳纶丝；

112-隔离层；

120-导体；

121-铜箔丝；

1211-第二芳纶束；

1212-金属层；

122-第一导线；

123-绝缘层；

130-第一护层；

140-屏蔽层；

150-第二护层；

160-阻水胶；

170-第三护层；

180-双绞线；

181-第二导线；

C-电缆周向；

D1-第一直径；

D2-第二直径；

L-电缆轴向；

R1-电缆径向；

R2-导体径向。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者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申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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申请的限制。

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”、“第三”(如果存在)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例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或维护工具不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或维护工具固有的其它步骤或单元。

随着海洋事业的发展，舰艇、海洋探测器等水下设备广泛使用，水下设备的功能和适用范围逐渐增多。

岸上的设备需要通过电缆与水下设备进行通讯或者给水下设备供电，随着水下设备的功能和适用范围逐渐增多，对电缆的要求与越来越高。电缆需要反复的敷设和回收，反复敷设和回收的过程中，电缆中的导体反复受到弯折应力；水下的环境复杂，电缆在水中的弯折段也较多，弯折段的电缆持续受到弯折应力。

具体的，在敷设电缆时，其中一段或者多段电缆为了适应环境而折弯，位于弯曲的圆弧段的外侧的缆芯受到拉伸力，位于弯曲的圆弧段的内侧的缆芯受到压缩力，而位于弯曲的圆弧段的中心的缆芯受到的应力从拉伸力到压缩力过渡，由此，整个电缆都会受到应力。

相关技术中，电缆的抗弯折能力超差，使电缆经过多次敷设后容易因为弯折应力而断裂。

基于此，本申请提供了一种电缆，通过在电缆中设置填充层，可以提高电缆的抗弯折能力。

图1为本申请实施例提供的电缆的结构示意图一；图2为图1中填充层沿电缆轴向的剖视图。

参见图1和图2所示，本申请提供的电缆100，包括沿电缆径向R1由内到外依次设置的填充层110、导体120、第一护层130、屏蔽层140和第二护层150；导体120的数量为多个，多个导体120沿电缆周向C依次排布在填充层110的外侧；填充层110包括第一芳纶束111和包覆在第一芳纶束111外侧的隔离层112，第一芳纶束111和隔离层112的拉伸强度均大于导体的拉伸强度，隔离层112用于防止第一芳纶束111嵌入到导体120之间的空隙中。

具体的，请继续参见图1和图2所示，电缆100的延伸方向为电缆轴向L，电缆100的圆周方向为电缆周向C，电缆100的径向为电缆径向R1。

电缆100为多层结构，电缆100包括沿电缆径向R1由电缆100的中心向电缆100的外侧逐层排布的填充层110、导体120、第一护层130、屏蔽层140和第二护层150。

电缆100可以用于传输电力或者用于传输信号。下面，对电缆100的各层的结构具体说明。

导体120是电缆100中用于传输电力或者用于传输信号的引线。导体120通常为金属材质，金属材质在反复折弯的过程中容易由于应力而产生疲劳断裂。在本实施例中，通过在电缆100中设置填充层110在缓冲导体120受到的应力，以提高电缆100的抗弯折能力，从而减小导体120产生疲劳断裂的风险。

电缆100沿电缆径向R1的中心区域(也就是电缆100的轴心)设置有填充层110，填充层110设置在多个导体120之间，用于释放导体120所受到的部分应力。

具体的，填充层110的中心区域包括第一芳纶束111，芳纶(又称凯夫拉，Kevlar)是一种合成纤维，具有较高的拉伸强度。在本实施例中，第一芳纶束111由多个沿电缆轴向L延伸的芳纶丝1111构成，由多个芳纶丝1111构成的束状结构的第一芳纶束111具有更高的拉伸强度，并且多个芳纶丝1111之间空隙还给芳纶丝1111提供的活动空间，使得相对于截面为一个整体的芳纶而言，第一芳纶束111还具有较好的韧性。

在电缆100弯曲时，位于弯曲的电缆100的外侧的导体120受到的拉伸力可以部分传递给第一芳纶束111，位于弯曲的电缆100的内侧的导体120受到的压缩力也可以部分传递给第一芳纶束111，因此第一芳纶束111可以释放导体120受到的应力，而第一芳纶束111本身具有较高的拉伸强度和较好的韧性，即使受到多次弯折，断裂的风险也较小。

第一芳纶束111的外侧还包覆有隔离层112，隔离层112可以使第一芳纶束111中的多个芳纶丝1111形成一个整体，由此可以避免芳纶丝1111嵌入到导体120之间的间隙中。

在本实施例中，隔离层112由全氟乙烯丙烯共聚物(Fluorinated ethylenepropylene，简称FEP)制成，FEP本身具有较高的拉伸强度和较好的韧性，因此，在填充层110中设置隔离层112在不改变填充层110的拉伸强度和韧性同时，可以防止芳纶丝1111嵌入到导体120之间的间隙中。

多个导体120和填充层110进行绞合形成一个整体，在多个导体120的外侧依次包覆有第一护层130、屏蔽层140和第二护层150。

第一护层130用于对导体120进行防护，在本实施例中，第一护层130为铝塑复合带层，铝塑复合带绕包在导体120外侧形成第一护层130，铝塑复合带还可以减小外界信号对导体120中所传输的信号的干扰，因此第一护层130在对导体120进行防护的同时可以减小外界信号带来的干扰。在其他实施例中，第一护层130还可以有其他材质制成。

屏蔽层140包覆在第一护层130的外侧，在用于信号传输的电缆100中，屏蔽层140用于进一步减少外界信号对导体120中所传输的信号的干扰，在用于电力传输的电缆100中，屏蔽层140可以消除电缆100表面的感应电。屏蔽层140还可以起到接地作用。

在本实施例中，屏蔽层140为镀锡铜丝编织层，在电缆弯折时，屏蔽层140的编织结构也可以释放部分应力。镀锡铜丝的单丝直径大于或者等于0.1mm，编织密度大于或者等于80％，由此可以在保证良好的电磁屏蔽效果的同时还具有较好的折弯性。在其他实施例中，屏蔽层140还可以由镀锌铜丝或者其他合金丝编织而成。

第二护层150包覆在屏蔽层的外侧，第二护层150为电缆100最外层的保护层，第二护层150可以由阻燃并且阻水的橡胶制成。在本实施例中，第二护层150可以由弹性体聚氨酯或者丁腈橡胶制成。

本申请实施例提供的电缆100，通过设置沿电缆径向R1由内到外依次排布的填充层110、导体120、第一护层130、屏蔽层140和第二护层150；导体120的数量为多个，多个导体120沿电缆周向C依次排布在填充层110的外侧；填充层110包括第一芳纶束111，在电缆100弯曲时，位于弯曲的电缆100的外侧的导体120受到拉伸力可以部分传递给第一芳纶束111，位于弯曲的电缆100的内侧的导体120受到压缩力也可以部分传递给第一芳纶束111，第一芳纶束111可以释放导体120受到的应力，而第一芳纶束111本身具有较高的拉伸强度和较好的韧性，即使受到多次弯折，断裂的风险也较小。填充层110还包括包覆在第一芳纶束111外侧的隔离层112，隔离层112的拉伸强度大于导体的拉伸强度，在填充层110中设置隔离层112在不改变填充层110的拉伸强度和韧性同时，可以防止芳纶丝1111嵌入到导体120之间的间隙中。

请继续参见图1所示，填充层110的直径大于或者等于导体120的直径。

填充层110的直径为第一直径D1，导体120的直径为第二直径D2。导体120绕设在填充层110的周侧，第一直径D1需要大于或者等于第二直径D2，由此，可以确保绕设在填充层110周侧的导体120均可以与的填充层110相切，由此，使得每个导体120受到应力的均可以部分传递至填充层110。

请继续参见图1所示，填充层110和导体120的空隙中以及导体120和第一护层130之间的空隙中均填充有阻水胶160。

在绞合导体120和填充层110时，同时在导体120和填充层110之间的空隙中填充阻水胶160，阻水胶160还填充在相邻的导体120外侧的空隙中，由此，在导体120的外侧包覆第一护层130时，第一护层130与导体120之间的空隙中也填充有阻水胶160。阻水胶160可以防止水沿电缆径向R1进入到电缆100的内部。

下面，对导体120的具体结构进行说明。

图3为本申请实施例提供的电缆中导体的结构示意图；图4为申请实施例提供的电缆的导体中铜箔丝沿电缆轴向的结构示意图。

参见图3和图4所示，导体120包括沿导体径向R2由内向外依次设置的铜箔丝121、第一导线122和绝缘层123；铜箔丝121包括第二芳纶束1211和沿电缆轴向L螺旋绕设在第二芳纶束1211上的金属层1212。

请继续参见图3所示，导体120的径向为导体径向R2。导体120沿导体径向R2的中心区域(也就是导体120的轴心)为铜箔丝121。铜箔丝121的外侧可以设置多层第一导线122，在本实施例中，在铜箔丝121的外侧设置有两层第一导线122，第一导线122的外侧保护有绝缘层123，绝缘层123可以对相邻的导体120进行绝缘。

请继续参见图3和图4所示，铜箔丝121沿导体径向R2的中心区域为第二芳纶束1211，设置第二芳纶束1211可以增加单个导体120的抗拉强度。

金属层1212沿电缆轴向L螺旋绕设在第二芳纶束1211上，由此可以防止第二芳纶束1211中的芳纶丝1111嵌入到第一导线122之间的空隙中。在电缆100弯曲时，螺旋绕设的金属层1212还有利于分散弯曲应力。此外，金属层1212还可以起到传输信号或者电力的作用。

在本实施例中，绝缘层123为全氟乙烯丙烯共聚物。

也就是说，填充层110中的隔离层112与导体120的绝缘层123的材质相同，使得隔离层112和绝缘层123的介电常数相同，由此，在电缆100的中心设置填充层110对电缆100的传输性能的影响较小。

图5为本申请实施例提供的电缆的结构示意图二。

参见图5所示，电缆100还包括第三护层170，第三护层170沿电缆径向R1设置在屏蔽层140与第二护层150之间。

在本实施例中，第三护层170可以为无纺布层，无纺布绕包在屏蔽层140上形成第三护层170。第三护层170的厚度较小，第三护层170可以隔离屏蔽层140和第二护层150，并且可以使得屏蔽层140与第二护层150接触的一侧的表面平整。由此，在检修电缆100时，可以便于第二护层150的剥离。

图6为本申请实施例提供的电缆的结构示意图三。

参见图6所示，电缆100包括至少一个双绞线180，双绞线180和导体120均排布在填充层110的外侧。

双绞线180包括两根绞合在一起第二导线181，每根第二导线181在传输过程中辐射的电波会被另一根第二导线181上发出的电波抵消，因此双绞线180具有较强的抗干扰能力，双绞线180的传输距离远并且传输质量高，可以用于传输高速信号。

双绞线180的数量可以是一个，也可以是两个或者两个以上，在图6所示的实施例中，双绞线180的数量为两个。导体120可以用于传输电力或者低速信号，双绞线180可以用于传输高速信号。

由于电缆100的中心设置有填充层110，因此，双绞线180受到的应力也可以部分传递至填充层110，由此可以释放双绞线180上的部分应力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电缆，其特征在于，包括沿电缆径向由内到外依次设置的填充层、导体、第一护层、屏蔽层和第二护层；

所述导体的数量为多个，多个所述导体沿电缆周向依次排布在所述填充层的外侧；

所述填充层包括第一芳纶束和包覆在所述第一芳纶束外侧的隔离层，所述第一芳纶束和所述隔离层的拉伸强度均大于所述导体的拉伸强度，所述隔离层用于防止所述第一芳纶束嵌入到所述导体之间的空隙中。

2.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述填充层的直径大于或者等于所述导体的直径。

3.根据权利要求2所述的电缆，其特征在于，所述填充层和所述导体的空隙中以及所述导体和所述第一护层之间的空隙中均填充有阻水胶。

4.根据权利要求3所述的电缆，其特征在于，所述导体包括沿导体径向由内向外依次设置的铜箔丝、导线和绝缘层；

所述铜箔丝包括第二芳纶束和沿电缆轴向螺旋绕设在第二芳纶束上的金属层。

5.根据权利要求4所述的电缆，其特征在于，所述绝缘层和所述隔离层均为全氟乙烯丙烯共聚物。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电缆，其特征在于，所述第一护层为铝塑复合带层。

7.根据权利要求1至5任一项所述的电缆，其特征在于，所述电缆还包括第三护层，所述第三护层沿所述电缆径向设置在所述屏蔽层与所述第二护层之间。

8.根据权利要求7所述的电缆，其特征在于，所述第三护层为无纺布层。

9.根据权利要求1至5任一项所述的电缆，其特征在于，所述屏蔽层为镀锡铜丝编织层。

10.根据权利要求1至5任一项所述的电缆，其特征在于，所述电缆包括至少一个双绞线，所述双绞线和所述导体均排布在所述填充层的外侧。