专利名称：一种拖曳水密电缆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水下的拖曳通信系统。 技术背景拖曳水密电缆常见应用于水下的拖曳通信浮标系统，也可应用于水下机器人系统，起拖曳水下系统及传输信号、能源的作用。国内、外各种浮标用拖曳电缆的规格较多，类似的电缆代表有中国电子科技集团公司第二十三研究所研制生产的用于应急通信浮标的ZMYJ-13型综合水密电缆和美国 Rochester研制生产的Side Scan Sonar Tow Cable。这两种电缆的大致结构如图1、图2 所示。图1为ZMYJ-13型综合水密电缆结构示意图。图中11为中位线；12为电源线；13 为双绞线；14为增强层；15为编织紧固层；16为聚氨酯外护套。图2为Side Scan Sonar Tow Cable结构示意图。图中21为电源线；22为同轴线；23为聚氨酯外护套为钢丝铠装增强层。这两种电缆均应用于各种不同的水下拖曳系统，具有各自特点。ZMYJ-13型综合水密电缆采用芳纶材料作为增强层，具有水密性高、比重小等优点。但缺点是电缆外径大、抗拉强度低、高频下衰减性能差。Side Scan Sonar TowCable采用钢丝绞合铠装，具有抗拉强度高、外径小、抗穿刺等优点，但缺点电缆是比重过大，弯曲柔软性不好。因此为了满足一些项目的需要，需要研制、生产一种具有高强度、高水密、比重小、外径小、弯曲柔软性好的拖曳水密电缆。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种高强度拖曳水密电缆，要求电缆在满足耐纵横向4. 5MPa的水密条件下，能同时满足信号传输性能符合四类数据缆的要求；在小外径条件下，满足抗拉强度高(最高可达80kN)，能在ISkN拉力下反复收放多次无故障，并满足电缆比重小(< 1. 3)等技术要求。为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是一种拖曳水密电缆，所述电缆的芯线元件由电源线、屏蔽信号线、非屏蔽信号线成缆绞合而成；在芯线元件外部设有增强层，在增强层外挤塑外护套；其特征在于所述屏蔽信号线、非屏蔽信号线均为芯线对绞结构；信号线的导体均采用若干股铜线绞合而成，绞合导体时填充密封胶用于满足水密要求；所述信号线的导体外设有采用低密度聚乙烯挤出形成的绝缘层；所述对绞后的信号线外挤塑一层内护套，用于保护芯线对绞结构；所述屏蔽信号线在内护套外还设有采用0. Imm的铜线进行编织形成的屏蔽层。所述电源线导体采用若干股铜线绞合而成，绞合导体时填充密封胶用于满足水密要求；所述电源线导体外设有采用低密度聚乙烯挤出形成的绝缘层。按照中心对称结构进行排线对芯线元件进行成缆绞合，在各芯线元件间填充有用于使外观圆整的填芯；在成缆时在芯线空隙中填充密封胶用于满足水密要求。成缆后的芯线外面铠装一层高强度纤维作为抗拉增强层。为了使电缆的外护套和抗拉增强层之间黏结紧密，在抗拉增强层外面还稀编有一层高强度纤维绳作为紧固层。所述信号线导体采用7根Φ0. 2mm裸铜线绞合，绞合节距为7mm士 1mm。所述电源线导体采用19根Φ0. 2mm铜线绞合，绞合节距为12mm士 1mm。本实用新型可带来以下有益效果本实用新型的电缆结构紧凑，采用了多股铜线绞合作为各导电芯线，能满足柔软、 反复弯曲收放使用的要求。对绞信号线的电气性能优异，在1 IOMHz的范围内，衰减性能、 特性阻抗、串音等性能均优于四类数据缆的技术要求。挤塑一层内护套可以很好的保护电缆的对绞信号线在承受侧压力后的结构稳定性，使电缆在经受反复收放后依然能保持良好的数据传输性。在电缆的各结构单元中均添入了密封胶以满足电缆的4. 4MPa的纵、横向水密性能。采用束绞工艺铠装抗拉增强层，可以有效提高高强度纤维的强度利用率。对抗拉增强层采用了扭力的设计平衡以满足电缆在大拉力反复收放使用后外观不出现扭曲的现象。优选采用编织高强度纤维绳的办法来提高外护套和抗拉增强层之间的黏结力，可使电缆各结构层紧密。
图1为现有技术中ZMYJ-13型综合水密电缆结构示意图图2为现有技术中Side Scan Sonar Tow Cable结构示意图图3为本实用新型的一个优选实施例的拖曳水密电缆结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图3所示，图3中31为屏蔽对绞信号线；32为非屏蔽对绞信号线；33为电源线； 34为填芯；35为抗拉增强层；36为编织紧固层；37为聚氨酯外护套。本实施例中，电缆的芯线元件由一对屏蔽对绞信号线31、一对非屏蔽对绞信号线 32以及两根电源线33组成。在芯线元件外铠装有扭力平衡设计的高强度纤维作为抗拉增强层35。为了使外护套37与抗拉增强层35黏结紧密采用了在抗拉增强层外面编织一层高强度纤维绳作为紧固层的结构设计。对各部分的设计详述如下一、信号线(1)对绞信号线导体为了满足电缆柔软，反复收放弯曲使用的要求，信号线采用多股铜线绞合。为了满足电气需要，采用7根Φ0. 2mm裸铜线绞合，绞合节距为7士 1mm。为了满足水密要求，绞合导体时需填充密封胶。(2)信号线绝缘由于该电缆的对绞信号线有非屏蔽和屏蔽两种，因此绝缘芯线的绝缘外径有所区别。绝缘材料采用低密度聚乙烯，用压力式模具挤出。(3)对绞信号线对绞采用高精度对绞机，对绞节距控制在18士2mm。(4)对绞信号线均需挤塑一层内护套，可以很好的保护芯线对绞结构，使其在使用过程中经受反复弯曲收放使用后其结构依然能保持稳定，电气性能基本能保持不变。屏蔽对绞线的内护套挤出外径Φ3.0士0. 15mm，非屏蔽对绞线的内护套挤出外径 Φ3.5士0. 15mm。采用聚烯烃弹性体材料作为内护套材料。(5)屏蔽对绞信号线的屏蔽层采用0.1mm的铜线进行编织。编织密度需大于 85%。二、电源线(1)电源线导体为了满足电缆柔软，反复收放弯曲使用的要求，电缆信号线采用多股铜线绞合。为了满足电气需要，采用19根Φ0. 2mm铜线绞合。为了满足水密要求，绞合导体时需填充密封胶。(2)电源线绝缘电源线的绝缘外径为Φ2. 4士0. 15mm，绝缘材料采用低密度聚乙烯，用压力式模具挤出。(3)总成缆按照如图3所示的结构进行排线对芯线元件进行成缆绞合。为了使外观圆整，可以在各芯线元件间填充四根填芯。为了满足水密要求，在成缆时需填充密封胶。三、抗拉增强层为了满足电缆抗大拉力的要求，需要对成缆后的芯线外面铠装一层高强度纤维作为抗拉增强层。为了满足水密的要求，高强度纤维需经过防水处理。铠装后的外径应当控制在Φ11_以下。为了使电缆的外护套和抗拉增强层之间黏结紧密，我们采用在抗拉增强层外面稀编一层高强度纤维绳作为紧固层。四、外护套为了满足电缆的耐磨、耐海水腐蚀、耐反复收放、柔软性等要求，采用合适性能的聚氨酯材料作为外护套。挤出时采用压力式模具，挤出外径为Φ14.7士0.3mm。本实施例的电缆在ISkN的试验拉力下反复收放多次后，对绞信号线的电气性能基本无变化。国内外电缆与本电缆产品的指标或实测值比较见下表国内外同类电缆技术比较表
电缆型号、名称技术指标电缆芯数传输类型破断强度水密性电缆比重电缆外径mm本产品电缆实测值6芯四类数据缆彡 80kN4.4MPa，2h 纵横向无泄漏1.314.7 士 0.3ZMYJ-13型综合水密电缆13芯音频信号彡 20kN4.4MPa, 2h 纵横向无泄漏1.2717.5 士 0.5Side Scan Sonar Tow Cable6芯控制信号彡 80kN4.4MPa, 2h 横向无泄漏3.613 (标称值)本电缆电气性能与四类数据缆性能比较表
权利要求1.一种拖曳水密电缆，所述电缆的芯线元件由电源线、屏蔽信号线、非屏蔽信号线成缆绞合而成；在芯线元件外部设有增强层，在增强层外挤塑外护套；其特征在于所述屏蔽信号线、非屏蔽信号线均为芯线对绞结构；信号线的导体均采用若干股铜线绞合而成，绞合导体时填充密封胶用于满足水密要求；所述信号线的导体外设有采用低密度聚乙烯挤出形成的绝缘层；所述对绞后的信号线外挤塑一层内护套，用于保护芯线对绞结构；所述屏蔽信号线在内护套外设有采用0. Imm的铜线进行编织形成的屏蔽层；所述电源线导体采用若干股铜线绞合而成，绞合导体时填充密封胶用于满足水密要求；所述电源线导体外设有采用低密度聚乙烯挤出形成的绝缘层；按照中心对称结构进行排线对芯线元件进行成缆绞合，在各芯线元件间填充有用于使外观圆整的填芯；在成缆时在芯线空隙中填充密封胶用于满足水密要求；成缆后的芯线外面铠装一层高强度纤维作为抗拉增强层。
2.按照权利要求1所述的一种拖曳水密电缆，其特征在于在抗拉增强层与外护套之间还稀编有一层高强度纤维绳作为紧固层。
3.按照权利要求2所述的一种拖曳水密电缆，其特征在于所述信号线导体采用7根 Φ0. 2mm裸铜线绞合，绞合节距为7mm士 1mm。
4.按照权利要求3所述的一种拖曳水密电缆，其特征在于所述电源线导体采用19根 Φ0. 2mm铜线绞合，绞合节距为12mm士 1mm。
专利摘要本实用新型涉及水下的拖曳通信系统。所要解决的技术问题在于提供一种拖曳水密电缆，兼具高强度、高水密、比重小、外径小、弯曲柔软性好的特点。本实用新型采用了多股铜线绞合作为各导电芯线；挤塑一层内护套很好的保护对绞信号线的结构稳定性，在电缆的各结构单元中均添入了密封胶以满足电缆的4.4MPa的纵、横向水密性能。采用束绞工艺铠装增强抗拉层，采用了编织高强度纤维绳的办法来提高外护套和抗拉增强层之间的黏结力。本实用新型电缆各结构层紧密，电气性能优异，在1～10MHz的范围内，衰减性能、特性阻抗、串音等性能均优于四类数据缆的技术要求。电缆在18kN的试验拉力下反复收放多次后，对绞信号线的电气性能基本无变化。
文档编号H01B7/18GK202093868SQ201120002030
公开日2011年12月28日 申请日期2011年1月5日 优先权日2011年1月5日
发明者刘辉, 成琦, 许德玲 申请人:中国电子科技集团公司第二十三研究所