專利名稱：多相電光纖嵌入式電力電纜的制作方法
技術領域：
本實用新型專利涉及一種特種電力電纜，尤其是指多相電光纖嵌入式電力電纜，用于400v低壓電力供電網絡線路。
背景技術：
在智能電網建設中，需要加強對電網末端(400V供電網)的用戶負荷計量監(jiān)測及 信息通信的技術手段。由于目前在常規(guī)電力電纜上實現(xiàn)的電力載波通信技術，因其低速、低通信成功率、 低可靠性，已不能滿足智能電網對電力遠程控制、計量、監(jiān)測的大容量實時信息通信需要。在信息化社會建設中，隨著電話、電腦、電視進入千家萬戶，從事電信、寬帶、廣電 業(yè)務運營的企業(yè)都需要敷設相應的線路進戶。出現(xiàn)線路管道反復開挖、工程重復建設、給用 戶帶來煩惱。然而，現(xiàn)有的傳統(tǒng)的光纖纜以及復合電力電纜具有如下的技術問題由于光纖的機械強度非常弱，光纖容易被損壞。因此，將光纖容置在一具有高強度 和小曲率半徑的金屬質導管中。但是，該高強度和小曲率半徑的金屬導管可能破壞電纜絕 緣性能，從而使絕緣強度降低。另一方面，現(xiàn)有的光纖纜還有采用了導管內充入油膏固定光纖，但是在實際使用 中，遇到電纜負荷高溫等情況油膏容易融化，對光纖纜及電纜造成不良后果。給現(xiàn)場施工帶 來不便。同時，常規(guī)通信光纖纜的工作溫度為80°C左右。而當電纜滿負荷工作時的溫度在 90°C左右。因此，采用常規(guī)通信光纖復合電纜工作時，其中的光纖纜易老化失效。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種多相電光纖嵌入式電力電纜，其具有電 力傳送和光纖寬帶通信能力，滿足“智能電網”和“四網合一、光纖到戶”的建設需求。為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案多相電光纖嵌入式電力 電纜，其包括光纖纜、夾持光纖纜的若干電纜組件、圍繞所述光纖纜和電纜組件的填充繩、 包裹所述光纖纜、電纜組件及填充繩的繞包層以及圍繞所述繞包層的外護套；所述電纜組 件包括銅芯導體和包裹銅芯導體的絕緣層；所述該光纖纜包括纖維增強復合材料加強芯、 夾持所述纖維增強復合材料加強芯的若干光纖、圍繞所述纖維增強復合材料加強芯和若干 光纖的聚乙烯填充帶、包裹所述纖維增強復合材料加強芯、光纖及聚乙烯填充帶的芳綸纖 維層以及覆蓋在所述芳綸纖維層外的護套。本實用新型與現(xiàn)有的400v低壓常規(guī)電力電纜相比，通過配接有關光電設備，具有 以下優(yōu)點該電纜具有電力傳送和光纖通信等特殊功能。所述該光纖纜具有干式非金屬耐 高溫高強度特點。本實用新型專利用于智能電網，可以顯著提高電網的信息化程度。為電網的信息通信、遠程控制等提供了有力的手段。并可為“光纖到戶“、“四網合一(電力、電話、電視、 電腦)”、“水電煤表遠程計量”、“與電力用戶雙向互動”提供低成本、便捷的“光電纜合一”、
“一纜多用”手段。

圖1為本實用新型中光纖纜的截面圖。圖2為本實用新型實施例一多相電光纖嵌入式電力電纜的截面圖。圖3為本實用新型實施例二多相電光纖嵌入式電力電纜的截面圖。
具體實施方式
為了更好地對本實用新型專利技術方案進行理解，下面通過具體實例并配合附圖 進行詳細說明。一種光纖纜101 (如圖1)，該光纖纜包括玻璃纖維增強高溫樹脂復合材料(FRP)加 強芯2、若干與玻璃纖維增強高溫樹脂復合材料(FRP)加強芯相鄰的光纖1、圍繞所述玻璃 纖維增強高溫樹脂復合材料(FRP)加強芯和所述光纖的芳綸纖維層4以及覆蓋在所述芳綸 纖維層外的護套5。所述芳綸纖維層內設有填充帶3。所述填充帶材料為聚乙烯。所述護 套5材料和光纖1的涂覆材料為聚酰亞胺或聚氟乙烯或高溫聚酰胺。FRP-(Fiberglass-Reinforced Plastics)纖維增強復合塑料，根據(jù)采用的纖維 不同分為玻璃纖維增強復合塑料，碳纖維增強復合塑料，硼纖維增強復合塑料等；玻璃纖維 增強高溫樹脂復合材料(FRP)經過20多年的研究和積累，基本形成了可在80 300°C溫 度范圍使用的樹脂體系和復合材料。FRP有如下特性(1)輕質高強，相對密度只有碳鋼的 1/壙1/5，可是拉伸強度卻接近，甚至超過碳素鋼。⑵耐腐蝕性能好，對大氣、水和一般濃度 的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。(3)電性能好，是優(yōu)良的絕緣材料， 用來制造絕緣體。高頻下仍能保護良好介電性。(4)熱性能良好，F(xiàn)RP熱導率低，只有金屬的 1/10(Γ1/1000，是優(yōu)良的絕熱材料。(5)選擇耐高溫樹脂，使長期工作溫度在20(T30(TC。芳綸纖維全稱為〃聚對苯二甲酰對苯二胺〃，英文為Aramid fiber(杜邦公司的 商品名為Kevlar)，是一種新型高科技合成纖維，具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐 堿、重量輕等優(yōu)良性能，其強度是鋼絲的5 6倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的2 3倍，韌性 是鋼絲的2倍，而重量僅為鋼絲的1/5左右，在560°C的溫度下，不分解，不融化。它具有良 好的絕緣性和抗老化性能，具有很長的生命周期。聚氟乙烯(F4，PTFE)具有一系列優(yōu)良的使用性能耐高溫-長期使用溫度200 260度，耐低溫-在-100度時仍柔軟；耐腐蝕-能耐王水和一切有機溶劑；耐氣候_塑料中 最佳的老化壽命；無毒害_具有生理惰性；優(yōu)異的電氣性能，是理想的C級絕緣材料。聚酰亞胺(PI)是耐高溫聚合物，在550°C能短期保持主要的物理性能，能長期 在接近330°C下使用。聚酰亞胺具有良好的介電性能，介電常數(shù)為3.4左右，介電強度為 100-300KV/mm,聚酰亞胺是自熄性聚合物，發(fā)煙率低。實施例一參閱圖2所示，本實用新型包括一種多相電光纖嵌入式電力電纜，其包括包括光 纖纜101、夾持光纖纜101的若干電纜組件、圍繞所述光纖纜101和電纜組件的高分子材料填充繩104、圍繞所述光纖纜101和電纜組件及高分子材料填充繩104的繞包層105、圍繞 繞包層105的外護套108 ；本實用新型中，所述銅芯電纜組件優(yōu)選為3組，可以將光纖纜101 夾持住。所述電纜組件包括銅芯導體102和包裹銅芯導體102的XLPE絕緣層103。具體的參閱圖1，本實用新型專利所采用的多芯特殊結構的光纖纜，其中包括玻璃 纖維增強樹脂復合材料(FRP)加強芯2，包裹加強芯2的耐高溫的單(多)模著色裸纖或緊 包光纖1，圍繞纖維增強復合材料(FRP)加強芯2和光纖1的聚乙烯填充帶3，包裹聚乙烯 填充帶3的多股芳綸纖維4以及包裹芳綸纖維4的聚酰亞胺或聚氟乙烯或高溫聚酰胺外護 套。本實施例中，光纖1數(shù)目可以有一個或多個，優(yōu)選的為四根，該四根光纖1將纖維增強 復合材料(FRP)加強芯2緊緊的圍繞。所述XLPE絕緣層103可以為包裹所述銅芯電纜導體102的交聯(lián)聚烯烴或交聯(lián)聚 乙烯絕緣層。交聯(lián)聚烯烴或交聯(lián)聚乙烯絕緣層是采用水浴交聯(lián)工藝使聚合物產生交聯(lián)，由線性 結構轉變?yōu)榫W狀結構。水浴交聯(lián)為本領域技術人員公知。XLPE是交聯(lián)聚乙烯英文名稱的縮 寫，聚乙烯是一種線性的分子結構，在高溫下極易變形。交聯(lián)聚乙烯過程使其變成一種網狀 結構。這種結構即使在高溫下也一樣具有很強的抗變形能力。XLPE電纜料是一種含有機過 氧化物的聚乙烯。這種過氧化物在高溫高壓及惰性氣體環(huán)境下，與聚乙烯發(fā)生化學反應，使 熱塑性聚乙烯變成熱固性(彈性體)的聚乙烯，即XLPE。XLPE電纜有極佳的電氣性能。介 質損耗比紙絕緣和PVC絕緣都要小，XLPE電纜的電容也小。所以在沒有有效星形接地系統(tǒng) 中也可降低充電電流和接地故障電流。極易敷設是XLPE電纜的又一個優(yōu)點。XLPE電纜有 一個較小的彎曲半徑，它比其他同類電纜輕而且有較為簡單的終端處理。由于XLPE電纜不 含油，所以在敷設XLPE電纜時不用考慮路線，也不存在由于淌油而無法敷設的情況。極佳 的抗老化特性及超強的耐熱變形決定了交聯(lián)聚乙烯電纜在正常運行溫度(90°C )、短時故 障(130°C )及短路(250°C )條件下可允許大電流通過。圍繞所述光纖纜101和電纜組件的填充繩104為聚丙烯高分子材料。圍繞所述光纖纜101和電纜組件及填充繩104的繞包層(105)為耐高溫無紡布帶 材料。所述銅芯電纜導體102由單個銅芯或多股銅線絞合組成。所述的金屬鎧護層107為鋁合金或鋼帶材料。所述外護套108為由低煙無鹵高阻燃聚烯烴材料擠出成型。由上述結構與材料構成的多芯特殊的光纖纜，具有“干式非金屬耐高溫高強度”的 特點。特別適合400v低電壓環(huán)境中的光纖通信應用。參閱圖2，本實用新型所涉及的多銅芯的光纖嵌入式銅芯交聯(lián)絕緣結構低壓電力 電纜(即多相電光纖嵌入式銅芯交聯(lián)非鎧裝結構低壓電力電纜)，其中102為由單(多)股 銅線組成的多銅芯(多相電)電纜導體。103為由XLPE構成的絕緣層。由102和103構成 銅芯電纜組件。104為由聚丙烯材料構成的填充繩。105為高溫無紡布帶。108為低煙無鹵 高阻燃聚烯烴外護套。其中多芯特殊結構的光纖纜嵌在三個電纜組件之間。實施例二參閱圖3所示，本實施例與實施例一不同的在于所述繞包層105'和外護套 108'之間設有圍繞繞包層105'的聚乙烯內護套'106以及圍繞聚乙烯內護套106'的金屬鎧護層107'。 具體的，一種多相電光纖嵌入式電力電纜，其包括光纖纜101'、夾持光纖纜 101'的若干電纜組件、圍繞所述光纖纜101'和電纜組件的填充繩104'、包裹所述光纖 纜101'、電纜組件及填充繩104'的繞包層105'以及圍繞所述繞包層105'的外護套 108'；所述電纜組件包括銅芯導體102'和包裹銅芯導體102'的XLPE絕緣層103'；所 述該光纖纜101 ‘包括纖維增強復合材料加強芯2、夾持所述纖維增強復合材料加強芯2的 若干光纖1、圍繞所述纖維增強復合材料加強芯2和若干光纖1的聚乙烯填充帶3、包裹所 述纖維增強復合材料加強芯2、光纖1及聚乙烯填充帶3的芳綸纖維層4以及覆蓋在所述芳 綸纖維層外的護套5;所述繞包層105'和外護套108'之間設有圍繞繞包層105'的聚乙 烯內護套106'以及圍繞聚乙烯內護套106'的金屬鎧護層107'。本實用新型中所述電纜 組件優(yōu)選為3組，可以將光纖纜101夾持住。本實用新型中光纖纜101采用了非油膏型的干式結構，以適合電纜施工與電力高 溫運行環(huán)境要求。其中，光纖纜采用了耐高溫的光纖光纜材料設計。所述的材料為聚酰亞胺或聚氟 乙烯或高溫聚酰胺。其中，光纖纜采用非金屬化結構設計。以避免對電力安全運行的不良影響。其中，光纖纜采用多芯化光纖結構設計。以滿足電力智能化要求。所述的多芯化 光纖，為2芯及以上，由單模或多?；騿味嗄；旌?、著色裸纖或緊包纖組成。其中，光纖纜采用了高強度的材料設計。所述材料為芳綸纖維及聚酰亞胺或聚氟 乙烯或高溫聚酰胺。上述的包覆在銅芯導體外的交聯(lián)絕緣層為無鹵型環(huán)保材料。其中，所述的材料為 交聯(lián)聚烯烴或交聯(lián)聚乙烯。上述的電纜內外護套采用了低煙無鹵高阻燃型高分子材料設計。其中，所述的材 料為低煙無鹵高阻燃聚烯烴。本實用新型專利與現(xiàn)有的400v低壓常規(guī)電力電纜相比，通過配接有關光電設備， 具有以下優(yōu)點該電纜具有電力傳送和光纖通信等多重功能。本實用新型專利用于智能電網，可以顯著提高電網的信息化程度。為電網的信息 通信、遠程控制等提供了有力的手段。并可為“光纖到戶“、“四網合一(電力、電話、電視、 電腦)”、“水電煤表遠程計量”、“與電力用戶雙向互動”提供低成本、便捷的“光電纜合一”、
“一纜多用”手段。上述實施例僅列示性說明本實用新型的原理及功效，而非用于限制本實用新型。 任何熟悉此項技術的人員均可在不違背本實用新型的精神及范圍下，對上述實施例進行修 改。因此，本實用新型的權利保護范圍，應如權利要求書所列。
權利要求一種多相電光纖嵌入式電力電纜，其特征在于該多相電光纖嵌入式電力電纜包括光纖纜(101)、夾持光纖纜(101)的若干電纜組件、圍繞所述光纖纜(101)和電纜組件的填充繩(104)、包裹所述光纖纜(101)、電纜組件及填充繩(104)的繞包層(105)以及圍繞所述繞包層(105)的外護套(108)；所述電纜組件包括銅芯導體(102)和包裹銅芯導體(102)的絕緣層(103)；所述該光纖纜(101)包括纖維增強復合材料加強芯(2)、夾持所述纖維增強復合材料加強芯(2)的若干光纖(1)、圍繞所述纖維增強復合材料加強芯(2)和若干光纖(1)的填充帶(3)、包裹所述纖維增強復合材料加強芯(2)、光纖(1)及填充帶(3)的芳綸纖維層(4)以及覆蓋在所述芳綸纖維層外的護套(5)。
2.如權利要求1所述的多相電光纖嵌入式電力電纜，其特征在于所述繞包層和外護 套之間設有圍繞繞包層的內護套以及圍繞內護套的金屬鎧護層。
3.如權利要求1所述的一種多相電光纖嵌入式電力電纜，其特征在于所述銅芯導體(102)由單個或多股銅線組成。
4.如權利要求1所述的一種多相電光纖嵌入式電力電纜，其特征在于所述絕緣層(103)的材料為交聯(lián)聚烯烴或交聯(lián)聚乙烯。
5.如權利要求1所述的一種多相電光纖嵌入式電力電纜，其特征在于所述的填充繩(104)為聚丙烯高分子材料。
6.如權利要求1所述的一種多相電光纖嵌入式電力電纜，其特征在于所述的繞包層(105)為耐高溫無紡布帶材料。
7.如權利要求1所述的一種多相電光纖嵌入式電力電纜，其特征在于所述的金屬鎧 護層(107)為鋁合金或鋼帶材料。
8.如權利要求1所述的一種多相電光纖嵌入式電力電纜，其特征在于所述外護套 (108)為低煙無鹵高阻燃聚烯烴材料。
9.如權利要求1所述的一種多相電光纖嵌入式電力電纜，其特征在于所述該光纖纜 包括的纖維增強復合材料加強芯(2)為玻璃纖維增強高溫樹脂復合材料。
10.如權利要求1所述的一種多相電光纖嵌入式電力電纜，其特征在于所述護套(5) 材料為聚酰亞胺或聚氟乙烯或高溫聚酰胺。
專利摘要本實用新型涉及多相電光纖嵌入式電力電纜，其包括光纖纜、夾持光纖纜的若干電纜組件、圍繞所述光纖纜和電纜組件的填充繩、包裹所述光纖纜、電纜組件及填充繩的繞包層以及圍繞所述繞包層的外護套；所述電纜組件包括銅芯導體和包裹銅芯導體的絕緣層；所述該光纖纜包括纖維增強復合材料加強芯、夾持該加強芯的若干光纖、圍繞所述加強芯和若干光纖的填充帶、包裹所述纖維增強復合材料加強芯、光纖及聚乙烯填充帶的芳綸纖維層以及覆蓋在所述芳綸纖維層外的護套。本實用新型為智能電網的“光纖到戶“、“四網合一(電力、電話、電視、電腦)”、“電表遠程計量”、“與電力用戶雙向互動”等應用提供低成本、便捷的“光電纜合一”、“一纜多用”方案。
文檔編號H01B3/44GK201732629SQ201020112700
公開日2011年2月2日 申請日期2010年2月11日 優(yōu)先權日2010年2月11日
發(fā)明者俞佩瑜, 吳海生, 王勇成 申請人:上海歐憶電子科技發(fā)展有限公司