一种防击穿电缆的制作方法

[0001]
本发明属于电缆领域，尤其涉及一种防击穿电缆。


背景技术：

[0002]
电缆是一种基础传输线缆，其用于电力输送或电信号的传输。
[0003]
电缆中的导电线含有金属材质，使得电缆在雷电高发地区可能产生电 击穿的问题，导致电缆损坏。通常情况下，直接由于雷击产生的电缆击穿 情况并不多，自然环境中的电缆击穿事件，大多是由于强电场作用，导致 金属导电线产生感应电场，进而导致电缆固体介质击穿，从而导致电缆损 坏，现有的防雷电缆大多采用布设防雷地线等方式进行防雷，但均存在一 定的缺陷和不足。


技术实现要素：

[0004]
为解决现有的电缆大多存在击穿隐患，而现有的防击穿方式大多采用 布设防雷地线，该方法存在操作难度较大、对环境的适应性差、电缆的架 设成本上升等问题，本发明提供了一种防击穿电缆。
[0005]
本发明的目的在于：
[0006]
1)能够有效防止电缆电击穿问题的发生；
[0007]
2)在发生较弱电击穿的情况下能够有效保护光缆。
[0008]
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
[0009]
一种防击穿电缆，包括：
[0010]
护套层、防击穿加强件和导电线组，护套层对防击穿加强件进行包覆；
[0011]
所述防击穿加强件为绝缘材料，由轴体和包覆体两部分组成，包覆体 沿电缆轴向设置、由直边和圆弧边组成，且包覆体的几何中心与电缆轴心 重合；
[0012]
所述轴体以包覆体中心对称连接在直边中点处，并沿电缆径向延伸至 护套层外表面；
[0013]
所述包覆体内设有截面为长圆形的内腔，内腔截面长方向的两端为椭 圆弧，椭圆弧的短轴平行于直边，导电线组共设有两组，以两轴体的连接 线为对称线对称设置在包覆体内；
[0014]
所述防击穿加强件与护套层结合处的外表面沉积有导电膜层。
[0015]
作为优选，
[0016]
所述导电膜层为铜膜。
[0017]
作为优选，
[0018]
所述导电膜层为铜膜和锌膜复合体，锌膜覆盖在铜膜的外表面。
[0019]
作为优选，
[0020]
所述防击穿加强件由frp材料为基材进行制备。
[0021]
作为优选，
[0022]
所述包覆体内壁设置有铝箔形成屏蔽保护层。
[0023]
作为优选，
[0024]
所述导电线组由束管包覆导电线构成，导电线内部为通电铜导体，外 部挤包绝缘材料，束管与导电线之间设有屏蔽层；
[0025]
所述束管截面为椭圆形，其紧贴包覆体内腔两侧的椭圆形壁设置，且 两组导电线组相互分离。
[0026]
作为优选，
[0027]
所述屏蔽层为单层的金属屏蔽层或绝缘屏蔽层。
[0028]
作为优选，
[0029]
所述内腔内两组导电线组之间的空隙填充有硅砂。
[0030]
作为优选，
[0031]
所述护套层由最外层的抗氧化层、中层的防潮层以及内层的pvc层构 成。
[0032]
本发明的有益效果是：
[0033]
1)通过多层静电缓冲和屏蔽组合的形式，大幅度削弱外加电场对导 电线组的影响，能够有效防止导电线组电击穿问题的发生；
[0034]
2)在发生电击穿后能够通过硅砂吸收大量的热，避免电缆发生熔断。
附图说明：
[0035]
图1为本发明的结构示意图；
[0036]
图2为在外加电场e0作用下的静电场示意图；
[0037]
图3为防击穿加强件轴体部分在外加电场e0作用下的次生电场示意 图；
[0038]
图中：100护套层，101pvc层，102防潮层，103抗氧化层，200防 击穿加强件，201轴体，202包覆体，2021内腔，203导电膜层，300导电 线组，301导电线，302屏蔽层，303束管，400屏蔽保护层，401硅砂。
具体实施方式：
[0039]
以下结合具体实施例和说明书附图对本发明作出进一步清楚详细的 描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发 明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的 实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普 通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都 应当属于本发明保护的范围。
[0040]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水 平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于 附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不 是指示或暗示所指的装置或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发明的限制。在本发明的描述中，“多个
”ꢀ
的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若 干”的含义是表示一个或者多个。
[0041]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连 接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可 拆卸连接，或成一体；可以是机
械连接，也可以是电连接或彼此可通讯； 可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的 连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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发明中的具体含 义。
[0042]
如无特殊说明，本发明实施例所用原料均为市售或本领域技术人员可 获得的原料；如无特殊说明，本发明实施例所用方法均为本领域技术人员 所掌握的方法。
[0043]
实施例
[0044]
一种如图1所示的防击穿电缆，其具体包括：
[0045]
护套层100、防击穿加强件200和导电线组300，护套层100包覆在 防击穿加强件200外；
[0046]
所述导电线组300由束管303包覆导电线301构成，导电线301内部 为通电铜导体，外部挤包绝缘材料，束管303与导电线301之间设有屏蔽 层302，屏蔽层302可为单层的金属屏蔽层或绝缘屏蔽层，本实施例中屏 蔽层302采用半导体材料掺杂改性的绝缘材料制成，如掺杂有炭黑的pe 材料；
[0047]
所述防击穿加强件200为绝缘材料，由轴体201和包覆体202两部分 组成，包覆体202沿电缆轴向设置，截面如图1所示为长圆形，包覆体202 由直边和圆弧体组成，轴体201以包覆体202中心对称连接在直边中点处， 并沿电缆径向延伸至护套层100外表面，且包覆体202的几何中心与电缆 轴心重合，内部设有截面为长圆形的内腔2021，但内腔2021截面的长圆 形与常规长圆形不同，其长方向的两端为椭圆弧而非圆弧，椭圆弧的短轴 平行于直边，导电线组300共设有两组，以两轴体201的连接线为对称线 对称设置在包覆体202内；
[0048]
所述防击穿加强件200将护套层100分隔为两部分u字形或c字形 或类似等效的截面形状；
[0049]
本实施例中，所述防击穿加强件200由frp材料为基材进行制备，并 且防击穿加强件200与护套层100结合处的外表面沉积有导电膜层203， 本实施例中所沉积的导电膜层203为铜膜或铜膜和锌膜复合体，单独以铜 膜作为导电铜膜时，铜膜容易氧化，而将锌膜沉积在铜膜外表面，锌膜可 以防止铜膜氧化，又不影响导电性；
[0050]
所述防击穿加强件200与护套层100通过胶黏的方式进行结合，实现 防击穿加强件200与护套层100的相互固定。
[0051]
通过上述结构的设置，能够有效避免环境电场所形成的电缆击穿问 题。在防击穿加强件200的作用下，环境电场所产生的电势作用在防击穿 加强件200上，防击穿加强件200外表面的导电膜层203形成感应电，带 电后的导电膜层203形成一定的屏蔽效果，能够有效削弱环境电场对内部 导电线组300的影响，在实际使用中，导电膜层203接地，可以将感应电 荷传导出去，减少对导电线组300的影响；
[0052]
另一方面，由于轴体201较窄、两侧的导电膜层203的间距较小，在 环境电场的情况下，轴体201两侧的导电膜层203优先形成击穿，击穿时 在轴体201处产生较大的热量，而frp材料本身具有热绝缘性好、传热慢 的特点，能够有效避免产生的大量的热传导至导电线组300处，通过对电 缆结构优化，以牺牲护套部分结构形成诱导性电击穿以及利用frp材料优 良的热绝缘性实现对导电线组300的保护。
[0053]
具体如图2和图3所述，在电场e0的作用下，导电膜层203部分外 部产生相应的感应电场，而由于frp材料自身优秀的绝缘性，导致感应电 场无法产生电流对防击穿加强件
200内部的导电线组300产生作用，并且 在导电膜层203产生感应电场后，内部会产生反向的次生电场e1，以削弱 外加电场e0对防击穿加强件200内部导电线组300的影响，并且次生电 场e1能够与外加电场e0产生同步的增强和削弱作用，因此也避免了次生 电场e1延迟导致对导电线组300产生感应效果，在次生电场e1的作用下 导电线组300之间难以形成强的感应电场，实现了有效防止导电线组300 之间发生电击穿的效果。此外，由于轴体201是穿透至护套层100的外表 面或与护套层100相切，导电膜层203中所产生的静电容易通过接地的方 式进行逸散，而在不接地的情况下，由于frp材质具有良好的向空气发散 静电的特殊性能，也容易减弱外加电场e0对防击穿加强件200内导电线 组300的影响。
[0054]
进一步的，
[0055]
所述包覆体202内壁设置有铝箔形成屏蔽保护层400。
[0056]
由于防击穿加强件200的设置，对电缆内部的导电线组300实现了良 好的保护，但在防击穿加强件200上形成了静电场，静电场在环境电场的 作用下容易逐渐增大，为进一步避免包覆体202内部的导电线组300受到 影响，通过设置铝箔的方式形成电磁屏蔽效果，对防击穿加强件200上所 形成的静电场进行屏蔽和阻隔。
[0057]
更进一步的，
[0058]
所述导电线组300的束管303截面为椭圆形，其紧贴包覆体202内腔 2021两侧的椭圆形壁设置，且两组导电线组300相互分离、互不接触；
[0059]
内腔2021内两组导电线组300之间填充有硅砂401，硅砂401充满在 内腔2021的间隙中，如图1所示，硅砂401将两组导电线组300对称阻 隔，硅砂401导电性较差，可以进一步避免两组导电线组300形成电击穿， 在导电线组300过热时，硅砂401还可以吸收热量，避免导电线组300过 热损伤。
[0060]
为提高电缆的耐用性，所述护套层100分为最外层的抗氧化层103、 中层的防潮层102以及内层的pvc层101。