分離式防雷電纜的製作方法
2023-06-09 09:19:41 1
分離式防雷電纜的製作方法
【專利摘要】本發明屬線纜【技術領域】，分離式防雷電纜，包含電單元、內護套、鎧裝層、外護套、接地層；內護套在第一保護層外，內護套外有第二保護層，接地層位於第二保護層外，鎧裝層在接地層外，外護套在鎧裝層外；第一/二保護層是雲母帶；其特徵在於第一保護層內具有位置固定元件，位置固定元件上有多個兩兩互不相通的容納孔，電單元分布在容納孔中，每個容納孔中僅有一個電單元；每個容納孔都有一個位於位置固定元件邊緣的開口，電單元可從開口處置入容納孔中或從容納孔中取出；除開口處外，位置固定元件的邊緣在同一圓柱面上。本發明具以下主要有益效果：製作簡單、生產速度快，接地層電阻率更低、維護成本更低；高負荷或雷擊後仍能正常傳輸電力。
【專利說明】分離式防雷電纜
【技術領域】
[0001]本發明屬於線纜【技術領域】，尤其是涉及分離式防雷電纜。
【背景技術】
[0002]國內外對通信基站用電纜的考慮主要是阻燃、耐火、柔軟性性能，並沒有考慮到因電纜引入雷電而損壞通信設備或者是損壞電纜自身，造成通信網絡電力中斷，使通信網絡癱瘓。通信基站電力系統一般為低壓系統，對於低電系統的防雷而言，除雷電直擊外，最具有破壞作用的是二次效應，由於雷電具有高電位、大衝擊電流、瞬時性的特點，強大的閃電產生靜電場、交變電磁場和電磁福射，以雷電波侵入、地電位反擊等形成雷電電磁脈衝LEMP,產生強大的變電磁場、使周圍的金屬特產生感應電勢和感應電流；一方面嚴重地幹擾無線、有線通信，另一方面侵入微電子設備的信號入口，將使微電子器件被擊穿、燒毀，從而使網絡癱瘓、商務報廢。
[0003]國際智能工程學會指出:雷電是高科技的天敵。電子設備防護能力單薄，雷擊釋放的能量達到數百兆焦耳，能量差別相當懸殊，必須採取措施加以保護。雷電具有尋找阻抗最小路徑以洩放雷雲電荷與地下異性電荷中和的趨勢。當雷擊附近大地或建築物時，落雷點的電位升高，而電纜延伸到很遠，遠端電位可視為0，所以雷擊點附近的電纜電位也視為O。這樣落雷點與電纜之間形成極大的電位差，這一電位差若超過雷點與電纜外護層間的耐壓強度，便會擊穿外護層，形成從落雷點到金屬構件的電弧通道，使大量雷電流湧向電纜，造成電纜嚴重損壞。電纜線路在施工中難免損傷PE (聚乙烯)護套，另外鼠咬、外力等均可能造成電纜中金屬元件暴露。這些暴露點易將強電或雷電荷引入纜中，再引入到設備中，造成設備與電纜的損害。
[0004]目前進出通信基站線、纜的防雷:進出通信基站的各種金屬管、電纜、引入線應在進出口處與大樓防雷接地裝置相連；電纜進出線應在進出口處將電源金屬外皮、鋼套管等與電氣設備接地相連。如:電纜轉換成架空線，應在轉換入裝置避雷器。對通信基站的電源系統保護:應用電子避雷器進行分級保護，從高壓櫃、低壓櫃、主配電箱、分配電箱逐級保護，把雷電過電壓降到設備能夠承受的水平。根據歷史統計分析資料，在雷擊損壞設備事故中，有70%以上是從供電線路入侵的因此，對電源供電線路實施多級防雷是電子設備及整個系統防雷的重要環節。加強屏蔽減少感應效應；實行設備屏蔽、機房屏蔽、建築物屏蔽；加裝電子避雷器，限制侵入電子設備的雷電過電壓的幅值。室外電纜有護層破損點，相同條件下雷電流易進入電纜，如果接地裝置不好，雷電流不能迅速放掉，就起不到保護作用。
[0005]現在，對於通信電力系統的保護還遠遠不夠，只通過對電源供電線路實施多級防雷措施並不夠，而往往忽略了最薄弱的一點，就是與設備連接的電纜是最容易引入雷電的線材，雷電通過電纜將會對通信設備造成毀滅性的破壞；因為機房與鐵塔連接的電纜，常年暴露在外，電纜外皮容易老化以及破損，容易將雷電引入；為了防止這種情況發生，需要傳輸電力、數據的線纜設計防雷層，使進入電纜的雷電流能被迅速引入地下，杜絕因為電纜引入雷電造成設備的損壞。[0006]近20年來，我國信息產業以年均25%速度遞增，領先於其他產業的發展，已成為工業中第一支柱產業。預計在未來10年中，信息產業將再翻一翻。在通信業產品中，具有安全性能更高的通信用特種防雷光電纜產品將有良好的市場前景。隨著3G網絡通信網絡建設，也將考慮到通信基站機房的防雷措施，避免因雷電造成通信基站電源中斷、機房著火，將帶來大面積的通信中斷，設備被雷擊燒毀等重大事故，就需要在通信基站與鐵塔之間的電力、信號傳輸產品上考慮更為安全的產品。隨著3G業務的飛速發展，通信基站的建設規模逐漸擴大，3G通信網絡技術建設，至少全國需要30萬個3G通信網絡的基站，如果每個基站需要長度為100米左右的電纜，則這將是一個較大的市場。
[0007]國內外對於電纜的防雷已進行了有效的研究並取得了較好的成果。國內的防雷電纜方面也作了大量的研發，如:名稱為:自承式防雷電力電纜、專利號為:200920150584.5 ;名稱為:防雷電力電纜、專利號為:200920150583.0 ;名稱為:防雷光電纜、專利號為:200920150582.6 ;發明名稱為:有加強層的防雷電力電纜、專利號為:200910140719.4 ;發明名稱為:多組防雷光電纜、專利號為:200910140717.5 ;發明名稱為:自承式防雷光電纜、專利號為:200910140715.6等專利。但是，它們還存在以下不足:(I)接地層採用斜包的方式，生產速度較慢；(2)鎧裝層僅起到了鎧裝的作用，(3)在經受雷擊後，電纜中的部分接地層燒斷，使內護層融化在纜芯間隔中使絕緣線芯融為一體，使絕緣線芯難於分離；只能作廢品處理；上述不足加大了電纜雷擊後的維護成本。
[0008]為此，國內還有一個名稱為:防雷擊綜合電纜、專利號為:201320382810.9的實用新型專利，其雖然達到了其發明的目的，但是， 申請人:認為還存在著以下主要缺陷:電單元位於內護套之內，電單元在嚴重過負荷時或導體被雷電擊中時，導體發熱情況嚴重，導致絕緣層軟化，甚至滴落，相鄰的電單元中的導體相碰，造成次生災害；因此，本 申請人:對於該發明創造作了進一步改進。
【發明內容】
[0009]為了解決上述問題，本發明的目的是揭示一種分離式防雷電纜，它是採用以下技術方案來實現的。
[0010]分離式防雷電纜，包含有多個電單元、內護套、鎧裝層、外護套、接地層，電單元由導體及包覆住導體的絕緣層構成；內護套擠塑包覆在第一保護層之外，內護套外包覆有第二保護層，接地層位於第二保護層之外，鎧裝層包覆在接地層外，外護套擠塑包覆在鎧裝層之外；鎧裝層為單面覆膜鋼帶，鎧裝層與接地層接觸的面為非覆膜面；第一保護層、第二保護層都為雲母帶；其特徵在於第一保護層內具有一個一體化的位置固定元件，位置固定元件上具有多個兩兩互不相通的容納孔，所述電單元分布在容納孔中，且每個容納孔中僅有一個電單元；每個容納孔都具有一個位於位置固定元件邊緣的開口，電單元可從開口處置入容納孔中或從容納孔中取出；除開口處外，位置固定元件的邊緣在同一圓柱面上；所述雲母帶依層由第一耐熱層、第一粘結層、雲母紙層、第二粘結層、第二耐熱層，所述第一耐熱層及第二耐熱層的材料都為聚四氟乙烯，所述第一粘結層及第二粘結層按重量份計，包含有以下各原料:環氧樹脂70?80份、聚乙烯樹酯30?50份、聚乙烯酸乙烯酯20?40份、甘油5?10份、四氯甲烷16?35份。
[0011]上述所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述多個容納孔的中心軸線在同一圓柱面上。
[0012]上述所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述多個容納孔在位置固定元件上是對稱分布的。
[0013]上述所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述位置固定元件的材料為陶瓷或聚四氟乙烯。
[0014]進一步地，上述所述的分離式防雷電纜，其特徵在於位置固定元件的中央還具有一加強件。
[0015]上述所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述接地層由多根銅杆或鋁杆構成。
[0016]上述所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述接地層是以傾斜於纜芯軸線的方向或平行於纜芯軸線的方向包覆在第二保護層之外的。
[0017]上述所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述接地層以傾斜於纜芯軸線的方向包覆在第二保護層之外時，包覆的節距是第二保護層直徑的15-30倍。
[0018]上述所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述光單元和電單元是平行的方式分布在纜芯內或者是以單方向螺旋絞合的方式分布在纜芯內。
[0019]上述所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述第一保護層是縱向或螺旋的方式包覆在纜芯之外的；縱向包覆時，搭接的重疊寬度為2-4_ ;螺旋包覆時，搭接重疊率為15%—30%。
[0020]上述所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述絕緣層的材料為聚氯乙烯或高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或低煙無滷聚乙烯。
[0021]上述所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述外護套的材料為高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或低煙無滷聚乙烯。
[0022]上述所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述內護套的材料為高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或低煙無滷聚乙烯。
[0023]上述所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述第一保護層、第二保護層都是合成雲母帶，且雲母帶的厚度為0.1mm一2mm。
[0024]本發明中，接地層為金屬，鎧裝層的內面即與接地層接觸面為非覆膜層，故也是金屬層，使接地層不僅相鄰的接觸，而且鎧裝層將其進行了並聯，使接地層達到了更小的電阻值；在經受雷電時，接地層的短時發熱量加小，因此雷擊燒斷的機率大大降低；此外，鋼裝層還起到了鎧裝、防壓、防擊的作用；第一保護層、第二保護層的存在，大大地隔離了熱量，在雷擊情況下，雖然可能會產生大量的熱量，但此熱量在第一保護層、第二保護層的隔離下，使纜芯內的光單元、電單元的工作不受影響；此外，雷擊高溫使內護套融化後不能進入纜芯間隙，因此，雷擊後，溫度下降時，內護層仍能固化，基本不影響電纜性能，維護相當方便；本發明中，採用位置固定元件將電單元進行了物理隔離，且位置固定元件的材料是耐高溫的非金屬、非導電的高絕緣材料，因此，即使在電單元在使用中負荷過載或受雷擊造成的短時大電流衝擊下，也不會影響電力的正常傳輸，經試驗，即使絕緣層完全熔毀，由於位置固定元件的非導電性和高耐熱性，仍然不會使任意兩根絕緣線中的導體接觸，從而產生兩相或多相短路的現象，故仍能正常傳輸電力；本發明中，電單元可以方便地放入容納孔或從容納孔中取出，而位置固定元件的製作也非常簡單；當位置固定元件採用聚四氟乙烯時，開口可以做得較小，利用聚四氟乙烯的彈性來實現電單元的放入與取出；當採用陶瓷時，開口可以適當做大；當然，採用聚四氟乙烯時，開口也可以做成比較大的，這樣取出與放入更方便；本發明中，有加強件時，加強件宜採用非金屬材料，如玻璃纖維增強塑料杆或玻璃纖維增強塑料杆的絞合體或芳綸紗或芳綸紗束或其它柔性或硬性加強材料；這樣可以使本發明的承拉力大大增強。
[0025]本發明的電纜，接地層與纜芯軸線平行時，可以在外護套擠制工藝中一起生產，不需要另外的絞合工序，因此，生產速度更快、成本更低。
[0026]因此，本發明具有以下主要有益效果:製作簡單、生產速度快，接地層電阻率更低、維護成本更低；高負荷或雷擊後仍能正常傳輸電力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明實施實例I的立體結構示意圖。
[0028]圖2為圖1放大的橫截面結構示意圖。
[0029]圖3為本發明實施實例2的立體結構示意圖。
[0030]圖4為圖3放大的橫截面結構示意圖。
[0031]圖5為本發明實施實例3的立體結構示意圖。
[0032]圖6為圖5放大的橫截面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0033]實施實例I
請見圖1和圖2，分離式防雷電纜，包含有三個電單元1、內護套4、鎧裝層7、外護套8、接地層6，電單元由導體11及包覆住導體的絕緣層12構成；內護套擠塑包覆在第一保護層3之外，內護套外包覆有第二保護層5，接地層位於第二保護層之外，鎧裝層包覆在接地層夕卜，外護套擠塑包覆在鎧裝層之外；鎧裝層為單面覆膜鋼帶，鎧裝層與接地層接觸的面為非覆膜面；第一保護層、第二保護層都為雲母帶；其特徵在於第一保護層內具有一個一體化的位置固定元件2，位置固定元件上具有三個兩兩互不相通的容納孔21，所述電單元分布在容納孔中，且每個容納孔中僅有一個電單元；每個容納孔都具有一個位於位置固定元件邊緣的開口，電單元可從開口處置入容納孔中或從容納孔中取出；除開口處外，位置固定元件的邊緣在同一圓柱面上；所述雲母帶依層由第一耐熱層、第一粘結層、雲母紙層、第二粘結層、第二耐熱層，所述第一耐熱層及第二耐熱層的材料都為聚四氟乙烯，所述第一粘結層及第二粘結層按重量份計，包含有以下各原料:環氧樹脂70?80份、聚乙烯樹酯30?50份、聚乙烯酸乙烯酯20?40份、甘油5?10份、四氯甲烷16?35份。
[0034]實施實例2
請見圖3和圖4，並參考圖1和圖2，分離式防雷電纜，包含有四個電單元1、內護套4、鎧裝層7、外護套8、接地層6，電單元由導體11及包覆住導體的絕緣層12構成；內護套擠塑包覆在第一保護層3之外，內護套外包覆有第二保護層5，接地層位於第二保護層之外，鎧裝層包覆在接地層外，外護套擠塑包覆在鎧裝層之外；鎧裝層為單面覆膜鋼帶，鎧裝層與接地層接觸的面為非覆膜面；第一保護層、第二保護層都為雲母帶；其特徵在於第一保護層內具有一個一體化的位置固定元件2，位置固定元件上具有四個兩兩互不相通的容納孔21，所述電單元分布在容納孔中，且每個容納孔中僅有一個電單元；每個容納孔都具有一個位於位置固定元件邊緣的開口，電單元可從開口處置入容納孔中或從容納孔中取出；除開口處外，位置固定元件的邊緣在同一圓柱面上；所述雲母帶依層由第一耐熱層、第一粘結層、雲母紙層、第二粘結層、第二耐熱層，所述第一耐熱層及第二耐熱層的材料都為聚四氟乙烯，所述第一粘結層及第二粘結層按重量份計，包含有以下各原料:環氧樹脂70?80份、聚乙烯樹酯30?50份、聚乙烯酸乙烯酯20?40份、甘油5?10份、四氯甲烷16?35份。
[0035]實施實例3
請見圖5和圖6，並參考圖1至圖4，分離式防雷電纜，基本同實施實例2，不同之處為:位置固定元件的中央還具有一加強件9。
[0036]當然，上述任一實施實例中所述的分離式防雷電纜，其特徵在於電單元還可為其它多個，容納孔也還可以為其它多個，電單元的數量不大於容納孔的數量，當電單元的數量比容納孔的數量少時，有部分容納孔中是空的，可以放置其它通信或輸電介質或作預留。
[0037]上述任一實施實例所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述多個容納孔的中心軸線在同一圓柱面上。
[0038]上述任一實施實例所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述多個容納孔在位置固定元件上是對稱分布的。
[0039]上述任一實施實例所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述位置固定元件的材料為陶瓷或聚四氟乙烯。
[0040]上述任一實施實例所述的分離式防雷電纜，其特徵在於位置固定元件的中央還具有一加強件9。
[0041]上述任一實施實例所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述接地層由多根銅杆或鋁杆構成。
[0042]上述任一實施實例所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述接地層是以傾斜於纜芯軸線的方向或平行於纜芯軸線的方向包覆在第二保護層之外的。
[0043]上述所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述接地層以傾斜於纜芯軸線的方向包覆在第二保護層之外時，包覆的節距是第二保護層直徑的15-30倍。
[0044]上述任一實施實例所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述光單元和電單元是平行的方式分布在纜芯內或者是以單方向螺旋絞合的方式分布在纜芯內。
[0045]上述任一實施實例所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述第一保護層是縱向或螺旋的方式包覆在纜芯之外的；縱向包覆時，搭接的重疊寬度為2-4_ ;螺旋包覆時，搭接重疊率為15% — 30%。
[0046]上述任一實施實例所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述絕緣層的材料為聚氯乙烯或高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或低煙無滷聚乙烯。
[0047]上述任一實施實例所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述外護套的材料為高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或低煙無滷聚乙烯。
[0048]上述任一實施實例所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述內護套的材料為高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或低煙無滷聚乙烯。
[0049]上述任一實施實例所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述第一保護層、第二保護層都是合成雲母帶，且雲母帶的厚度為0.1mm — 2mm。
[0050]本發明中，接地層為金屬，鎧裝層的內面即與接地層接觸面為非覆膜層，故也是金屬層，使接地層不僅相鄰的接觸，而且鎧裝層將其進行了並聯，使接地層達到了更小的電阻值；在經受雷電時，接地層的短時發熱量加小，因此雷擊燒斷的機率大大降低；此外，鋼裝層還起到了鎧裝、防壓、防擊的作用；第一保護層、第二保護層的存在，大大地隔離了熱量，在雷擊情況下，雖然可能會產生大量的熱量，但此熱量在第一保護層、第二保護層的隔離下，使纜芯內的光單元、電單元的工作不受影響；此外，雷擊高溫使內護套融化後不能進入纜芯間隙，因此，雷擊後，溫度下降時，內護層仍能固化，基本不影響電纜性能，維護相當方便；本發明中，採用位置固定元件將電單元進行了物理隔離，且位置固定元件的材料是耐高溫的非金屬、非導電的高絕緣材料，因此，即使在電單元在使用中負荷過載或受雷擊造成的短時大電流衝擊下，也不會影響電力的正常傳輸，經試驗，即使絕緣層完全熔毀，由於位置固定元件的非導電性和高耐熱性，仍然不會使任意兩根絕緣線中的導體接觸，從而產生兩相或多相短路的現象，故仍能正常傳輸電力；本發明中，電單元可以方便地放入容納孔或從容納孔中取出，而位置固定元件的製作也非常簡單；當位置固定元件採用聚四氟乙烯時，開口可以做得較小，利用聚四氟乙烯的彈性來實現電單元的放入與取出；當採用陶瓷時，開口可以適當做大；當然，採用聚四氟乙烯時，開口也可以做成比較大的，這樣取出與放入更方便；本發明中，有加強件時，加強件宜採用非金屬材料，如玻璃纖維增強塑料杆或玻璃纖維增強塑料杆的絞合體或芳綸紗或芳綸紗束或其它柔性或硬性加強材料；這樣可以使本發明的承拉力大大增強。
[0051]本發明中所述的雲母帶依層由第一耐熱層、第一粘結層、雲母紙層、第二粘結層、第二耐熱層，所述第一耐熱層及第二耐熱層的材料都為聚四氟乙烯，所述第一粘結層及第二粘結層按重量份計，包含有以下各原料:環氧樹脂75份、聚乙烯樹酯40份、聚乙烯酸乙烯酯28份、甘油6份、四氯甲烷30份，據試驗，該配方為最優的配方。
[0052]本發明中的雲母帶具有優良的抗潮性，具有拉伸強度高、彈性係數高、抗壓強度大、耐火性能高、平整度好和不易分層、耐酸鹼性、抗高電暈等優點；而且耐熱層使得本發明的電纜更耐熱。
[0053]本發明中的雲母帶和現有技術中的雲母帶作了對比試驗，試驗結果如下表。
【權利要求】
1.分離式防雷電纜，包含有多個電單元、內護套、鎧裝層、外護套、接地層，電單元由導體及包覆住導體的絕緣層構成；內護套擠塑包覆在第一保護層之外，內護套外包覆有第二保護層，接地層位於第二保護層之外，鎧裝層包覆在接地層外，外護套擠塑包覆在鎧裝層之外；鎧裝層為單面覆膜鋼帶，鎧裝層與接地層接觸的面為非覆膜面；第一保護層、第二保護層都為雲母帶；其特徵在於第一保護層內具有一個一體化的位置固定元件，位置固定元件上具有多個兩兩互不相通的容納孔，所述電單元分布在容納孔中，且每個容納孔中僅有一個電單元；每個容納孔都具有一個位於位置固定元件邊緣的開口，電單元可從開口處置入容納孔中或從容納孔中取出；除開口處外，位置固定元件的邊緣在同一圓柱面上；所述雲母帶依層由第一耐熱層、第一粘結層、雲母紙層、第二粘結層、第二耐熱層，所述第一耐熱層及第二耐熱層的材料都為聚四氟乙烯，所述第一粘結層及第二粘結層按重量份計，包含有以下各原料:環氧樹脂70?80份、聚乙烯樹酯30?50份、聚乙烯酸乙烯酯20?40份、甘油5?10份、四氯甲烷16?35份。
2.根據權利要求1所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述多個容納孔的中心軸線在同一圓柱面上。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述多個容納孔在位置固定元件上是對稱分布的。
4.根據權利要求3所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述位置固定元件的材料為陶瓷或聚四氟乙烯。
5.根據權利要求4所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述位置固定元件的中央具有一加強件。
6.根據權利要求5所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述接地層由多根銅杆或鋁杆構成。
7.根據權利要求6所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述接地層是以傾斜於纜芯軸線的方向或平行於纜芯軸線的方向包覆在第二保護層之外的。
8.根據權利要求6所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述接地層以傾斜於纜芯軸線的方向包覆在第二保護層之外時，包覆的節距是第二保護層直徑的15-30倍。
9.根據權利要求8所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述光單元和電單元是平行的方式分布在纜芯內或者是以單方向螺旋絞合的方式分布在纜芯內。
10.根據權利要求9所述的分離式防雷電纜，其特徵在於所述絕緣層的材料為聚氯乙烯或高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或低煙無滷聚乙烯；所述外護套的材料為高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或低煙無滷聚乙烯；所述內護套的材料為高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或低煙無滷聚乙烯；所述第一保護層、第二保護層都是合成雲母帶，且雲母帶的厚度為0.1mm——2mmο
【文檔編號】H01B3/44GK103985445SQ201410248976
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月7日 優先權日:2014年6月7日
【發明者】吳俊
申請人:吳俊