一种电缆及信号传输系统的制作方法

本发明涉及电线电缆领域，具体而言，涉及一种电缆及信号传输系统。

背景技术：

电缆自身的屏蔽功能直接影响电缆信号传输功能的稳定性，如果屏蔽功能不佳，容易使电缆传输的信号受到干扰致使信号出现失真甚至错乱，会严重影响信号传输。现有的一般的电缆屏蔽功能不佳且不稳定，直接影响电缆信号传输的质量。

电缆在信号传输过程中自身周围也会产生电场、磁场，容易对周围的电气设备和其他电缆产生干扰，影响其正常运作。现有的一般的电缆在传输过程中周围会产生较强的磁场和电场，对其周围的电气设备、其他电缆都会产生较大的不良影响。特别是若产生了较强的电场，容易对人体造成伤害，为了安全起见，现有的电缆需要设定一定的安全距离，这样必然会浪费极大地安装铺设空间，造成不必要的浪费。

高速铁路以及航空航天对于电缆和电缆系统要求较高，特别是对于抗干扰以及稳定性具有很高要求，现有的大多数电缆并不满足上述要求。在高速铁路以及航天航空领域中，如果电缆抗干扰能力不强，或者电缆本身对周围电气设备的干扰较大，都很容易造成信号传输失真或出现信号错乱，甚至导致仪器失灵，这样会直接威胁到大众的生命财产安全。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电缆，其具有稳定、优良的屏蔽功能，信号传输稳定准确；且其自身产生的电磁场十分微弱，对周围电气件影响小，安全稳定。特别适用于高速铁路以及航天航空专用电缆。

本发明的另一目的在于提供一种信号传输系统，其具有稳定、优良的屏蔽功能，信号传输稳定准确；且其自身产生的电磁场十分微弱，对周围电气件影响小，安全稳定。特别适用于高速铁路以及航天航空专用电缆系统。

本发明的实施例是这样实现的：

一种电缆，其包括电缆本体以及传导方向相反的第一导线与第二导线。电缆本体包括第一绝缘保护层、屏蔽层和第二绝缘保护层。第一绝缘保护层具有第一导线腔和多个第二导线腔，第一导线腔的轴心线与第一绝缘保护层的轴心线重合设置，多个第二导线腔沿第一导线腔的周向均匀间隔设置。屏蔽层裹覆于第一绝缘保护层，第二绝缘保护层裹覆于屏蔽层。屏蔽层具有接地柱，接地柱由屏蔽层朝第二绝缘保护层所在一侧凸出并贯穿第二绝缘保护层，接地柱的远离屏蔽层一端还凸设有锥形头。第一导线容置于第一导线腔，每个第二导线腔容置有一根第二导线。其具有稳定、优良的屏蔽功能，信号传输稳定准确；且其自身产生的电磁场十分微弱，对周围电气件影响小，安全稳定。

一种信号传输系统，其包括上述的电缆。其具有稳定、优良的屏蔽功能，信号传输稳定准确；且其自身产生的电磁场十分微弱，对周围电气件影响小，安全稳定。

本发明实施例的有益效果是：本发明实施例提供的电缆通过设置具有接地柱的屏蔽层，利用接地柱的锥形头实现接地。由于尖端效应，接地柱有利于屏蔽层中快速形成稳定的屏蔽场，保证电缆信号传输的稳定性与准确性。其具有稳定、优良的屏蔽功能，信号传输稳定准确。

由于多个第二导线腔沿第一导线腔的周向均匀间隔设置，且第一导线与第二导线的传导方向相反，所以第一导线与第二导线各自产生的电磁场可以相互抵消，这样可以大大减弱电缆周围的电磁场，使其自身产生的电磁场十分微弱，对周围电气件影响小，安全稳定使得电缆对周围电气件的影响大大减小，提高了安全性与稳定性。

本发明实施例提供的信号传输系统，其具有稳定、优良的屏蔽功能，信号传输稳定准确；且其自身产生的电磁场十分微弱，对周围电气件影响小，安全稳定。本发明实施例提供的电缆以及信号传输系统特别适用于对信号传输要求较高的高速铁路以及航天航空领域。二者优异的信号稳定性、抗干扰能力以及对周围电气元件较小的干扰，使得本发明实施例提供的电缆以及信号传输系统可以满足高速铁路和航天航空的信号传输标准并提高整体信号传输的稳定性、准确性，进而保证高速铁路和航天航空系统运作的安全性，保障大众生命财产安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的电缆的第一视角示意图；

图2为图1中的电缆的第二视角示意图；

图3为图1中的电缆沿a-a的剖视图；

图4为图1中的电缆与接地导电套连接的示意图；

图5为图1中的电缆的导线球的第一视角示意图；

图6为图1中的电缆的导线球的第二视角示意图；

图7为图1中的电缆的导线球的第一球壳与第二球壳配合关系的第一状态示意图；

图8为图1中的电缆的导线球的第一球壳与第二球壳配合关系的第二状态示意图；

图9为图1中的电缆的第一导线的示意图；

图10为图1中的电缆的导线球的其他设计形式的示意图。

图标：100-电缆；110-电缆本体；111-第一绝缘保护层；111a-第一导线腔；111b-第二导线腔；112-屏蔽层；112a-接地柱；112b-锥形头；113-第二绝缘保护层；120-第一导线；121-凸块；130-第二导线；140-接地柱环；150-接地导电套；160-接地线；170-内嵌式骨架；180-导线球；181-导线孔；182-第一球壳；182a-第一卡接部；182b-第一导向壁；182c-抵接部；183-第二球壳；183a-第二卡接部；183b-第二导向壁；184-卡槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1、图2和图3，本实施例提供一种电缆100。电缆100包括电缆本体110以及传导方向相反的第一导线120与第二导线130。

电缆本体110包括第一绝缘保护层111、屏蔽层112和第二绝缘保护层113。第一绝缘保护层111具有第一导线腔111a和多个第二导线腔111b。第一导线腔111a的轴心线与第一绝缘保护层111的轴心线重合设置，多个第二导线腔111b沿第一导线腔111a的周向均匀间隔设置。

屏蔽层112裹覆于第一绝缘保护层111，第二绝缘保护层113裹覆于屏蔽层112。屏蔽层112具有接地柱112a，接地柱112a由屏蔽层112朝第二绝缘保护层113所在一侧凸出并贯穿第二绝缘保护层113，接地柱112a的远离屏蔽层112一端还凸设有锥形头112b。第一导线120容置于第一导线腔111a，每个第二导线腔111b容置有一根第二导线130。其中，接地柱112a与屏蔽层112实现电连接。

由于屏蔽层112设于第一绝缘保护层111与第二绝缘保护层113之间，屏蔽层112不会受到外部局部电流的直接影响，使屏蔽层112能发挥稳定的屏蔽作用。

当电缆100受到外部电磁场的干扰时，由于锥形头112b的尖端效应，能加速电子在屏蔽层112的运动速率，使得屏蔽层112快速形成稳定的屏蔽场，使电缆100受到的干扰尽可能减小。保证电缆100信号传输的稳定性与准确性。

另一方面，多个第二导线腔111b沿第一导线腔111a的周向均匀间隔设置，且第一导线120与第二导线130的传导方向相反，有助于第一导线120与第二导线130各自产生的电磁场相互充分抵消，由于多个第二导线腔111b沿第一导线腔111a的周向均匀间隔设置，第一导线120产生的电磁场与第二导线130产生的电磁场重合度最高，有利于电缆100自身产生的电磁场充分消除。电缆100周围的总电磁场十分微弱，可以大大减小电缆100对周围的电气件的影响和干扰。这样便无需对电缆100设置安全距离或免干扰距离，大大节约了铺设空间，并提高了电缆100的安全性与稳定性。

进一步地，第二导线腔111b的直径略大于第二导线130的外径。该结构可以有效限定第二导线130的相对位置，使第二导线130尽可能随第二导线腔111b沿第一导线腔111a的周向均匀间隔设置，保证第一导线120与第二导线130各自产生的电磁场相互充分抵消。

进一步地，接地柱112a有多个，接地柱112a呈圆柱状，多个接地柱112a的轴心线沿电缆100的径向设置，多个接地柱112a沿电缆100的周向均匀间隔设置形成接地柱环140。沿电缆100的周向均匀间隔设置的接地柱112a可以增强屏蔽层112所产生的屏蔽场的均匀性与稳定性，提高电缆100的屏蔽性能。

需要说明的是，接地柱环140至少为一个，根据不同的铺设需求以及工作环境需要，可以灵活调整接地柱环140的个数以及每个接地柱环140之间的间距。

进一步地，请参照图1、图2、图3和图4，接地柱环140套设有接地导电套150，接地导电套150呈圆环状，接地导电套150与电缆100同轴设置，接地导电套150的内壁与锥形头112b相抵，接地导电套150由接地线160实现接地。

进一步地，接地导电套150的远离屏蔽层112一侧作绝缘处理，接地导电套150的靠近屏蔽层112一侧即接地导电套150的内壁与锥形头112b相抵并实现与屏蔽层112的电连接。

由接地导电套150将各个接地柱112a连通并通过接地线160统一实现接地，可以有效避免电缆100周围的局部电流对屏蔽层112的影响。特别是当电缆100周围出现明显的电势差时，接地导电套150可以避免外部电势差对屏蔽层112的屏蔽场造成破坏，具有保护屏蔽层112的作用，使屏蔽层112的屏蔽功能可以正常发挥作用，保证电缆100的稳定性。

进一步地，电缆100还包括内嵌式骨架170，内嵌式骨架170呈螺旋状，内嵌式骨架170嵌设于第一导线腔111a的侧壁，内嵌式骨架170沿电缆100的轴向设置，内嵌式骨架170的轴心线与第一导线腔111a的轴心线重合设置且内嵌式骨架170的内径与第一导线腔111a的直径相等。其中，内嵌式骨架170由环氧树脂、玻璃纤维和聚芳酰胺纸中任意一者制成。

环氧树脂、玻璃纤维和聚芳酰胺纸均具有良好的绝缘性能，并且具有高强度、高耐热性、高耐局部放电等特点，提高了电缆100的稳定性与安全性。内嵌式骨架170具有很好的机械强度，对电缆100具有支持作用，可以有效防止电缆100在使用过程中出现局部塌陷的问题。此外，由于内嵌式骨架170设计成螺旋状，在具备支持作用的基础上，可以随电缆100进行弯曲，并不会影响到电缆100的正常铺设。不同于现有缆线，现有缆线在具备高机械强度的情况下会出现弯曲困难的问题，对缆线的铺设造成了极大的困扰，而电缆100克服了以上问题。

进一步地，内嵌式骨架170的螺距为6cm～20cm。内嵌式骨架170的截面呈大致的矩形，这样有利于使第一导线腔111a得侧壁保持平滑，使第一导线120便于安装且不易磨损。

进一步地，请参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8，电缆100还包括导线球180，导线球180容置于第一导线腔111a，导线球180具有供第一导线120穿过的导线孔181。导线球180呈球状，导线孔181的轴心线与导线球180的一条直径重合。导线球180包括可拆卸连接的第一球壳182和第二球壳183，第一球壳182和第二球壳183围成导线孔181。其中，导线孔181的直径略大于第一导线120的外径，导线球180的外径略小于第一导线腔111a的直径。

导线球180可以使第一导线120与第一导线腔111a的侧壁之间的接触面积减小，使第一导线120与第一导线腔111a的侧壁之间的相互摩擦减少，有利于保护第一导线120。此外，由于导线球180的外径略小于第一导线腔111a的直径，且导线孔181的轴心线与导线球180的一条直径重合，这使得第一导线120大致位于第一导线腔111a的轴心线处，从而使第一导线120与第二导线130各自产生的电磁场尽可能充分抵消，有利于进一步减弱电缆100自身产生的电磁场，以进一步减小电缆100对周围电气件干扰，并同时进一步提高了电缆100的安全性与稳定性。

进一步地，第一球壳182与第二球壳183之间通过卡接实现连接。具体地，第一球壳182具有第一卡接部182a，第二球壳183具有用于卡入第一卡接部182a的第二卡接部183a。第一卡接部182a的靠近第二球壳183一侧具有第一导向壁182b，第二卡接部183a的靠近第一球壳182一侧具有第二导向壁183b。沿第一球壳182朝向第二球壳183的方向，第一导向壁182b逐渐朝导线孔181的轴心线所在一侧靠近，第二导向壁183b逐渐远离导线孔181的轴心线所在一侧，第一导向壁182b与第二导向壁183b形状互补。

第一导向壁182b与第二导向壁183b可以有效减小第一球壳182与第二球壳183卡接时的阻力，便于导线球180安装。且可以有效防止第一球壳182与第二球壳183相互脱离。

进一步地，沿导线孔181的轴向，第一球壳182具有用于与第二卡接部183a的两端相抵的抵接部182c，当第一球壳182与第二球壳183卡接后，抵接部182c会抵接于第二卡接部183a的两端，防止第一球壳182与第二球壳183之间沿导线孔181的轴向发生相对滑动，保证第一球壳182与第二球壳183卡接的紧密性以及导线球180的稳定性。

进一步地，请参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9，导线球180具有卡槽184，卡槽184由导线孔181的侧壁朝远离导线孔181的轴心线一侧凹陷。第一导线120具有用于与卡槽184卡合的凸块121。该结构可以防止导线球180沿第一导线120的轴向发生滑动，防止导线球180发生聚集，使得第一导线120能够准确被限位，使第一导线120基本位于第一导线腔111a的轴心线处。

具体地，在本实施例中，导线孔181用于供单根第一导线120穿过。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，导线孔181还可以是其他形状，导线孔181可以用于供2根、3根、4根甚至更多根的第一导线120穿过，如图10所示。这些第一导线120沿导线球180的同一条轴线的周向均匀设置，保证第一导线120与第二导线130的电磁场可以充分抵消。

进一步地，请继续参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9，在本实施例中，卡槽184与凸块121均呈圆环状。两个导线球180之间间隔0.5～3m。

进一步地，第一导线腔111a和第二导线腔111b均灌充锂基润滑脂。锂基润滑脂具有优良的抗水性、机械稳定性、耐极压抗磨性、防水性、防锈性和氧化安定性。锂基润滑脂在极端恶劣的环境条件下，仍然能发挥其功能，适用温度范围为-20℃～120℃。锂基润滑脂可以大大提高电缆100的安全稳定性以及环境适应能力，并有助于提高电缆100的使用寿命。

电缆100的第一导线120需要更换时，无需更换整条电缆100，可以将第一导线120抽出重新更换。由于导线球180可以大大减小第一导线120与第一导线腔111a的侧壁的接触面积，使得第一导线120与第一导线腔111a的侧壁之间的摩擦大大减小。加上锂基润滑脂的润滑作用，导线球180以及第一导线120与第一导线腔111a的侧壁之间的摩擦进一步减小，有利于第一导线120的更换。

电缆100的工作原理是：当使用电缆100进行信号传输时，第一导线120与第二导线130均会产生电磁场，但是由于第二导线130是沿第一导线120的周向均匀间隔设置的，第一导线120与第二导线130二者产生的电磁场基本上会相互抵消，电缆100周围的总电磁场其实是十分微弱的，这样可以有效减小电缆100对其周围的电气件的干扰，提高电缆100的安全稳定性。

当电缆100受到外界电磁场干扰时，屏蔽层112利用尖端效应可以快速形成稳定的屏蔽场，使电缆100免受外界电磁场的干扰，保证电缆100信号传输的准确性与稳定性。

总体而言，电缆100具有稳定、优良的屏蔽功能，信号传输稳定准确；且其自身产生的电磁场十分微弱，对周围电气件影响小，安全可靠。高速铁路以及航空航天对于电缆和电缆系统要求较高，特别是对于抗干扰以及稳定性具有很高要求，现有的大多数电缆并不满足上述要求。电缆100以其优越的稳定性、抗干扰性以及安全性特别适合应用于高速铁路以及航天航空专用电缆。

本实施例还提供一种信号传输系统，其包括电缆100。该信号传输系统同样具有稳定、优良的屏蔽功能，信号传输稳定准确；且其自身产生的电磁场十分微弱，对周围电气件影响小，安全可靠。该信号传输系统特别适合应用于高速铁路以及航天航空专用电缆系统。

高速铁路以及航空航天对于电缆和电缆系统要求较高，特别是对于抗干扰以及稳定性具有很高要求，现有的大多数电缆并不满足上述要求。在高速铁路以及航天航空领域中，如果电缆抗干扰能力不强，或者电缆本身对周围电气设备的干扰较大，都很容易造成信号传输失真或出现信号错乱，甚至导致仪器失灵，这样会直接威胁到大众的生命财产安全。

本实施例提供的电缆100以及信号传输系统特别适用于对信号传输要求较高的高速铁路以及航天航空领域，二者优异的信号稳定性、抗干扰能力以及对周围电气元件较小的干扰，使得本实施例提供的电缆100以及信号传输系统可以满足高速铁路和航天航空的信号传输标准并提高整体信号传输的稳定性、准确性，进而保证高速铁路和航天航空系统运作的安全性，保障大众生命财产安全。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。