专利名称：单相电光纤嵌入式电力电缆的制作方法
技术领域：
本实用新型专利涉及一种特种电力电缆，尤其是指单相电光纤嵌入式电力电缆， 用于从400v-35kv高中低压电力供电网络线路。
背景技术：
在智能电网建设中，需要加强对电网故障的早期诊断和预警的技术手段。电力电 缆是电网建设中使用量最大的部件之一。也是最易出现故障的部件之一。一旦电力电缆发 生故障，将造成不同区域层级的停电损失。因此需要对运行中的电力电缆的温度、应力、负 荷、放电、振动等状况进行在线传感监测。而目前采用的常规电力电缆，无法实现此智能检 测功能。同时，由于目前在常规电力电缆上实现的电力载波通信技术，因其低速、低通信成 功率、低可靠性，已不能满足智能电网对电力远程控制、计量、监测的大容量实时信息通信需要。在信息化社会建设中，随着电话、电脑、电视进入千家万户，从事电信、宽带、广电 业务运营的企业都需要敷设相应的线路进户。出现线路管道反复开挖、工程重复建设、给用 户带来烦恼。然而，现有的传统的光纤缆以及复合电力电缆具有如下的技术问题由于光纤的机械强度非常弱，光纤容易被损坏。因此，将光纤容置在一具有高强度 和小曲率半径的金属导管中。但是，该高强度和小曲率半径的金属导管可能破坏绝缘层，从 而使绝缘强度降低。同时还会影响高压电缆的电场分布状态。另一方面，现有的光纤缆还有采用了油膏固定光纤，但是在实际使用中，遇到高温 等油膏容易融化，对光纤缆造成不良后果。还会影响电缆接头施工。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种单相电光纤嵌入式电力电缆，其具有电 缆故障传感监测能力和宽带通信能力，满足“智能电网”和“多网合一”的建设需求。为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种单相电光纤嵌入式 电力电缆，其包括由若干股铜线组成的单相铜芯电缆导体、围绕所述单相铜芯电缆导体的 内半导电包带，包裹所述内半导电包带的导体屏蔽层、覆盖在导体屏蔽层上的绝缘层、包裹 在绝缘层上的半导电阻水层、以及位于半导电阻水层外的护套；所述半导电阻水层内夹持 有光纤缆；该光纤缆包括纤维增强复合材料加强芯、若干与纤维增强复合材料加强芯相邻 的光纤、围绕所述纤维增强复合材料加强芯和所述光纤的芳纶纤维层以及覆盖在所述芳纶 纤维层外的外护套。本实用新型与现有的400v-35kv高中低压常规电力电缆相比，通过配接有关光电 设备，具有以下优点该电缆具有温度探测、应力传感、放电侦测、外力破坏报警、电缆负荷 监测、光纤通信等特殊智能功能。
3[0011]本实用新型专利用于智能电网，可以显著提高电网的智能化程度。为电网的故障 预警、信息通信、远程控制等提供了有力的手段。并可为“光纤到户“、“多网合一(电力、电 话、电视、电脑)”、“水电煤表远程计量”、“与电力用户双向互动”提供低成本、便捷的“光电
缆合一”、“一缆多用”手段。
图1为本实用新型光纤缆的截面图。图2为本实用新型单相电光纤嵌入式电力电缆的截面图。图3为本实用新型单相电光纤嵌入式电力电缆的光纤缆嵌入方式示意图。
具体实施方式
为了更好地对本实用新型专利技术方案进行理解，下面通过具体实例并配合附图 进行详细说明一种光纤缆，该光纤缆包括纤维增强复合材料加强芯FRP、若干与纤维增强复合材 料加强芯相邻的光纤、围绕所述纤维增强复合材料加强芯和所述光纤的芳纶纤维层以及覆 盖在所述芳纶纤维层外的外护套。所述芳纶纤维层内设有填充带。所述填充带材料为聚乙 烯。所述外护套材料为聚酰亚胺或聚氟乙烯或高温聚酰胺。纤维增强复合材料经过20多年的研究和积累，基本形成了可在80 300°C温度 范围使用的树脂体系和复合材料。本实用新型中光纤缆所用的加强芯为“玻璃纤维增强塑 料”。FRP(Fiber Reinforced Plastics)即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和 聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体，俗称玻璃钢。本实用新型采用的是耐高温树脂作为复合材 料。芳纶纤维全称为〃聚对苯二甲酰对苯二胺〃，英文为Aramid fiber(杜邦公司的 商品名为Kevlar)，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐 碱、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的5 6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2 3倍，韧性 是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有良 好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。本实用新型包括一种单相电光纤嵌入式电力电缆200，该单相电光纤嵌入式电力 电缆200包括由多股铜线组成的单铜芯电缆导体、围绕所述单铜芯电缆导体的内半导电包 带，包裹所述内半导电包带的导体屏蔽层、覆盖在导体屏蔽层上的绝缘层、包裹在绝缘层上 的半导电阻水层以及位于半导电阻水层外的护套；所述半导电阻水层为两层，如图3所示， 所述光纤缆在两层半导电阻水层中间纵向延伸，以正弦波式的缠绕而成。具体的参阅图1，本实用新型专利所采用的多芯特殊结构的光纤缆，其中包括纤维 增强复合材料(FRP)加强芯2，包裹加强芯2的耐高温的单(多)模着色裸纤或紧包光纤 1，围绕纤维增强复合材料(FRP)加强芯2和光纤1的聚乙烯填充带3，包裹聚乙烯填充带3 的多股芳纶纤维4以及包裹芳纶纤维4的聚酰亚胺或聚氟乙烯或高温聚酰胺外护套。本实 施例中，光纤1数目可以有一个或多个，优选的为四根，也可以为三根，该四根光纤1将纤维 增强复合材料(FRP)加强芯2紧紧的围绕。由上述结构与材料构成的多芯特殊的光纤缆，具有“干式非金属耐高温高强度”的特点。特别适合400v-35kv高中低电压环境中的传感探测与光纤通信应用。参阅图2，本实用新型所涉及的单铜芯的光纤嵌入式铜芯交联绝缘结构电力智能 电缆，其中包括由多股铜线组成的单铜芯(单相电)电缆导体10，包裹导体10的聚乙烯内 半导电包带11，包裹聚乙烯内半导电包带11的由金属网(带)状组成的导体屏蔽层12(如 铜等)，包裹由金属网(带)状组成的导体屏蔽层12的交联聚烯烃或交联聚乙烯的绝缘层 13，包裹交联聚烯烃或交联聚乙烯的绝缘层13的、由聚乙烯带构成的绝缘屏蔽层14，包裹 绝缘屏蔽层14的由聚乙烯材料构成的半导电阻水层15，包裹半导电阻水层15的由聚乙烯 材料构成的半导电缓冲阻水带16，包裹半导电缓冲阻水带16的波纹铝护套17以及包裹波 纹铝护套17的低烟无卤高阻燃聚烯烃外护套18。其中多芯特殊结构的光纤缆以正弦波形 式敷设在半导电阻水层15和半导电缓冲阻水带16之间。所述半导电阻水层15和半导电缓冲阻水带16材质相同，只不过在电缆中所起的 作用不同而已，可以统称为半导电阻水层。交联聚烯烃或聚乙烯是采用化学交联剂使聚合 物产生交联，由线性结构转变为网状结构。交联剂的选择应视聚合物品种，加工工艺和制品 性能而定。该材质为本领域技术人员公知。本实用新型中多芯特殊结构的光纤缆，其中，光缆采用了非油膏型的干式结构，以 适合电缆施工与电力运行环境要求。其中，光缆采用了耐高温的光纤光缆材料设计。所述的材料为聚酰亚胺或聚氟乙 烯或高温聚酰胺。其中，光缆采用非金属化结构设计。以避免对电力安全运行的不良影响。其中，光缆采用多芯化光纤结构设计。以满足电力智能化要求。所述的多芯化光 纤，为2芯及以上，由单模或多模或单多模混合、着色裸纤或紧包纤组成。其中，光缆采用了高强度的材料设计。所述材料为芳纶纤维及聚酰亚胺或聚氟乙 烯或高温聚酰胺。上述的包覆在铜芯导体外的交联绝缘层为无卤型环保材料。其中，所述的材料为 交联聚烯烃或交联聚乙烯。上述的电缆内外护套采用了低烟无卤高阻燃型高分子材料设计。其中，所述的材 料为低烟无卤高阻燃聚烯烃。本实用新型专利与现有的400v-35kv高中低压常规电力电缆相比，通过配接有关 光电设备，具有以下优点该电缆具有温度探测、应力传感、放电侦测、外力破坏报警、电缆 负荷监测、光纤通信等特殊智能功能。本实用新型专利用于智能电网，可以显著提高电网的智能化程度。为电网的故障 预警、信息通信、远程控制等提供了有力的手段。并可为“光纤到户“、“四网合一(电力、电 话、电视、电脑)”、“水电煤表远程计量”、“与电力用户双向互动”提供低成本、便捷的“光电
缆合一”、“一缆多用”手段。上述实施例仅列示性说明本实用新型的原理及功效，而非用于限制本实用新型。 任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本实用新型的精神及范围下，对上述实施例进行修 改。因此，本实用新型的权利保护范围，应如权利要求书所列。
权利要求一种单相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于该单相电光纤嵌入式电力电缆包括由若干股铜线组成的单相铜芯电缆导体(10)、围绕所述单相铜芯电缆导体(10)的内半导电包带(11)，包裹所述内半导电包带(11)的导体屏蔽层(12)、覆盖在导体屏蔽层(12)上的绝缘层、包裹在绝缘层上的半导电阻水层、以及位于半导电阻水层外的护套；所述半导电阻水层内夹持有光纤缆(100)；该光纤缆包括纤维增强复合材料加强芯(2)、若干与纤维增强复合材料加强芯相邻的光纤(1)、围绕所述纤维增强复合材料加强芯和所述光纤的芳纶纤维层(4)以及覆盖在所述芳纶纤维层外的外护套(5)。
2.如权利要求1所述的单相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于所述光纤缆(100) 以正弦波形式敷设在半导电阻水层内。
3.如权利要求1所述的单相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于所述芳纶纤维层(4) 内设有填充带(3)。
4.如权利要求3所述的单相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于所述填充带(3)材 料为聚乙烯。
5.如权利要求1所述的单相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于所述外护套(5)材 料为聚酰亚胺或聚氟乙烯或高温聚酰胺。
6.如权利要求1所述的单相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于所述绝缘层包括覆 盖在导体屏蔽层(12)上的交联聚烯烃或交联聚乙烯的绝缘层(13)以及覆盖在交联聚烯烃 或交联聚乙烯的绝缘层(13)外的聚乙烯带构成的绝缘屏蔽层(14)。
7.如权利要求1所述的单相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于所述半导电阻水层 包括依次包裹在绝缘层外的无纺布半导电阻水层(15)和无纺布半导电缓冲阻水层(16)。
8.如权利要求1所述的单相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于所述护套包括位于 半导电阻水层外的波纹铝护套(17)以及包裹于波纹铝护套外的低烟无卤高阻燃聚烯烃外 护套(18)。
9.如权利要求1所述的单相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于所述导体屏蔽层 (12)由金属网状或带状组成。
10.如权利要求1所述的单相电光纤嵌入式电力电缆，其特征在于所述内半导电包带 (11)的为聚乙烯基带材料。
专利摘要本实用新型涉及一种单相电光纤嵌入式电力电缆，其包括由若干股铜线组成的单铜芯电缆导体、围绕所述单铜芯电缆导体的内半导电包带，包裹所述内半导电包带的导体屏蔽层、覆盖在导体屏蔽层上的绝缘层、包裹在绝缘层上的半导电阻水层以及位于半导电阻水层外的护套；所述半导电阻水层为两层，两层半导电阻水层之间设有以正弦波式的敷设的光纤缆；该光纤缆包括纤维增强复合材料加强芯、若干与纤维增强复合材料加强芯相邻的光纤、围绕所述纤维增强复合材料加强芯和所述光纤的芳纶纤维层以及覆盖在所述芳纶纤维层外的外护套。本实用新型可以使电力电缆同时具有光纤传感和光纤通信功能，显著提高电网的智能化程度。为电网的故障预警、信息通信、远程监控等提供了有力的技术手段。
文档编号H01B7/282GK201717052SQ201020121640
公开日2011年1月19日 申请日期2010年3月2日 优先权日2010年3月2日
发明者吴海生, 郭海军 申请人:上海欧忆电子科技发展有限公司