CN219842832U - 电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆，所述的双极式自屏蔽电缆包括：由内而外依次套设设置的内导体、内导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、外导体、内护套、铠装层、包带以及外护套。本实用新型提供的电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆，与传统的电气化铁路27.5kV单相交流交联聚乙烯绝缘电缆相比：本产品采用双极式结构设计，将原有的正极、负极两根电缆合而为一，实现了电缆正、负极同心的紧凑结构形式。本实用新型提供的电气化铁路用双极式自屏蔽电缆结构在自附屏蔽的同时，可有效削弱传统单芯交流电缆对于周围其它电缆的谐波电磁干扰，降低了电缆的线路损耗，提高了电缆的载流能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及电线电缆技术领域，具体涉及电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆。
背景技术
近年来，随着全国高速电气化铁路的大规模建设，由电气化铁路非线性负载(谐波)引起的电网污染和电能质量问题越来越多。尤其是电缆会在谐波的影响下产生集肤效应和邻近效应，致使电缆线路产生附加发热，降低电缆的使用寿命。此外，谐波还会造成电缆损耗增加和载流能力的降低，严重影响了供电系统的稳定和安全。
传统的电气化铁路27.5kV单相交流交联聚乙烯绝缘电缆的正、负极通常由两根电缆构成，在狭小的电气化铁路敷设环境中，其较大的体积和重量会增加敷设难度，且正、负极电缆产生的谐波会对附近的通信电缆、仪表电缆及通信设备产生电磁干扰，容易造成误判断风险，引发安全问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述背景技术中提到的现有电缆正、负极产生的谐波会对附近的通信电缆、仪表电缆以及通信设备等产生电磁干扰，从而造成误判断风险，引发安全事故等问题，而提出了一种电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆，本实用新型设计的电缆结构是一款集稳定、安全、经济、环保、节能等性能于一体的高性价比电缆。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆，其特征在于，所述的双极式自屏蔽电缆包括：由内而外依次套设设置的内导体、内导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、外导体、内护套、铠装层、包带以及外护套。
具体的，本实用新型设计的电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆，与传统的电气化铁路27.5kV单相交流交联聚乙烯绝缘电缆相比：本产品采用双极式结构设计，将原有的正极、负极两根电缆合而为一，实现了电缆正、负极同心的紧凑结构形式。本实用新型设计的双极式自屏蔽电缆结构在自附屏蔽的同时，可有效削弱传统单芯交流电缆对于周围其它电缆的谐波电磁干扰，降低了电缆的线路损耗，提高了电缆的载流能力。此外，本实用新型的双极式自屏蔽电缆，其外层导体(外导体)对线芯结构实现了更好的保护能力，本实用新型优化设计后的电缆结构更紧凑稳定，不仅具有优于传统电缆的电气和物理稳定性，而且还可通过外导体与护套材料的有机组合满足多样化的电气化铁路敷设及运行环境需求，是一款集稳定、安全、经济、环保、节能等性能于一体的高性价比电缆。
进一步的，电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆：所述的内导体采用铜丝绞合紧压而成，或采用股块导体绞合而成。
具体的，内导体采用铜丝绞合紧压而成或股块导体绞合而成的结构，以保证电缆具有良好的电气性能和相对较小的电缆外径。在设计和制造过程中对绞线节距进行合理地控制，保证产品良好电性能的同时，兼具有一定的柔软性，保证电缆可持续弯曲、便于狭小空间安装，方便快捷。
进一步的，电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆：所述的内导体屏蔽层、绝缘层以及绝缘屏蔽层采用三层供挤结构。
优选的，所述绝缘层的材质为交联聚乙烯(XLPE)。
进一步的，电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆：所述的双极式自屏蔽电缆还包括垫层，所述的垫层设置于所述绝缘屏蔽层与所述外导体之间。
进一步的，电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆：所述的垫层采用半导电带，所述的垫层用于隔离所述绝缘屏蔽与所述外导体，防止外导体压伤、扎破所述绝缘屏蔽。
优选的，本实用新型设计的双极式自屏蔽电缆为了防止外导体对绝缘屏蔽的损伤，在绝缘屏蔽的外侧绕包半导电带(垫层)进行缓冲。
进一步的，电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆：所述的外导体采用圆形铜丝或采用异形铜单丝缠绕或绕包制成，且以缠绕圆整为准。
具体的，所述的外导体的设计截面应根据电流要求而定，一般选择与内导体标称截面一致，其工艺可根据标称截面而定。以铜丝缠绕工艺为例，当采用一层铜丝无法满足截面要求时，也可以采用多层结构，多层铜丝间应保障接触，需扎紧时宜采用铜带或半导电包带。
具体的，本实用新型设计的外导体结构可在起到自屏蔽、保证稳定的电气性能和可靠的传输性能的同时，减小由于正、负极而产生的谐波对周边其他通信电缆的电磁干扰，削弱在谐波的影响下产生的集肤效应和邻近效应，真正达到环保节能的作用。注：集肤效应又叫趋肤效应,当交变电流通过导体时,电流将集中在导体表面流过,这种现象叫集肤效应。集肤效应是电磁学，涡流学的术语。这种现象是由通电铁磁性材料，靠近未通电的铁磁性材料，在未通电的铁磁性材料表面产生方向相反的磁场，有了磁场就会产生切割磁力线的电流，这个电流就是所谓的涡旋电流，这个现象即为集肤效应。
进一步的，电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆：所述的双极式自屏蔽电缆还包括铜带，所述的铜带设置于所述外导体与所述内护套之间，且所述的铜带呈间隙或重叠绕包设置于所述外导体的表面。
优选的，本实用新型设计的铜带一方面可以防止外导体铜丝断丝对导电性能造成影响；另一方面还能起到优化电缆结构外径，提高外导体抗干扰性能的作用。
进一步的，电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆：所述的内护套用于隔离所述外导体与所述铠装层；所述的内护套采用PVC，聚乙烯或是具有阻燃、耐火、无卤低烟阻燃性能的材料挤包形成。
具体的，本实用新型的内护套采用高结壳、低热值释放性能的无卤低烟阻燃聚烯烃材料或是其他能满足电气化铁路具体需求的材料，如采用PVC、聚乙烯或是具有阻燃、耐火、无卤低烟阻燃等性能的材料挤包形成。所述的内护套用以隔离外导体与铠装层，起到防止外导体被铠装层压坏损伤的作用。
进一步的，电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆：所述的铠装层采用单层金属丝紧密绕包结构或采用金属带重叠绕包结构；所述的单层金属丝选自铝丝、铜丝、钢丝或铝合金丝中的一种；所述的金属带选自黄铜带或非磁性钢带。
具体的，所述的铠装层在防止机械损伤的同时，保证电缆结构的完整和电气性能的稳定。
进一步的，电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆：所述的外护套采用具有阻燃、无卤、低烟性能中单个或组合性能的材料挤包形成。
本实用新型的有益效果：
(1)本实用新型设计的电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆能够有效节约电缆敷设费用，优化敷设空间，具有更高的性价比：本实用新型设计的电气化铁路用双极式自屏蔽电缆在传统的电气化铁路27.5kV单相交流交联聚乙烯绝缘电缆基础上进行了升级，采用双极式结构设计，将原有的两根电缆合而为一，使电缆的正、负极集成于同根电缆内，在大大简化电缆结构的同时，有效保证电缆结构紧凑、重量轻、体积小，大幅度降低了敷设的难度，减少了敷设的工作量和成本，优化了敷设空间。同时本实用新型优化设计后的双极同心式电缆结构不仅能保证稳定的电气和机械性能，还适用于多种敷设环境需求，具有比传统电气化铁路电缆更高的性价比。
(2)本实用新型设计的电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆具有双重抗干扰性能，能有效减少电网中的谐波污染，具有更高的安全性和可靠性：本实用新型设计的电缆采用双极式结构设计可起到双重抗干扰的作用；首先，本产品将传统的两根正、负极电缆有机整合到同根电缆内，其正、负极同心式的结构大大减小了电缆正、负极之间的距离，有效降低了单相交流电缆在狭小的敷设空间内对其他电缆的谐波电磁干扰，此为第一重抗干扰，即抗自身对外界的干扰。接着，优化升级后的电缆在其自负屏蔽的结构下也可以保护自身不受外界干扰，使电气化铁路敷设环境下的信号传输效果更好，此为第二重干扰。
(3)本实用新型设计的这种双极式电缆结构不仅能降低正、负极间产生的谐波，进而减少对电网的谐波污染，保护电网质量，还能进一步削弱由谐波干扰引起的电缆线路附加发热现象，提高了电缆的使用寿命。同时，经本实用新型优化设计后的电缆结构更加稳定，相应的电气性能较传统的结构更优，改进后的电场强度分布更为均匀，更具安全和可靠。
(4)本实用新型提供的电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆能够降低传输损耗，提高电缆载流能力，有效实现电缆行业降本节能：本产品将原有多芯电缆的地线简化成同轴电缆上的金属屏蔽结构，不仅有益于电缆的结构性补偿，而且在克服谐波干扰的同时降低了电缆线路的传输损耗，提高了电气化铁路电缆的载流能力。与传统的电气化铁路电缆相比，本实用新型改进升级后的单芯交流电缆可在保证电缆电抗基本不变的同时，达到降低损耗，提升10％左右载流能力的效果，可有效实现电缆行业的降本节能。此外，本实用新型双极式的结构还能优化电气化铁路电缆的生产工序和工艺，不仅大幅降低了生产制造成本，而且提高了生产效率和质量，更利于企业的生产制造。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，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附图。
图1为本实用新型实施例1提供的电气化铁路用双极式自屏蔽电缆的结构示意图；
图2为本实用新型实施例2提供的电气化铁路用双极式自屏蔽电缆的结构示意图。
图中标记：1内导体、2内导体屏蔽层、3绝缘层、4绝缘屏蔽层、5垫层、6外导体、7铜带、8内护套、9铠装层、10包带、11外护套。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例1
如图1所示，一种电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆，其特征在于，所述的双极式自屏蔽电缆包括：由内而外依次套设设置的内导体1、内导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4、垫层5、外导体6、铜带7、内护套8、铠装层9、包带10以及外护套11；
其中：所述的内导体1采用铜丝绞合紧压而成或采用股块导体绞合而成；
所述的内导体屏蔽层2、绝缘层3(XLPE)以及绝缘屏蔽层4采用三层供挤结构；
所述的垫层5采用半导电带，用于将绝缘屏蔽4与外导体6隔离开，防止外导体6压伤、扎破绝缘屏蔽4，垫层起到隔离缓冲的作用；
所述的外导体6采用圆形铜丝或采用异形铜单丝缠绕或绕包制成，且以缠绕圆整为准；具体的，外导体6采用下表1所示的方案进行缠绕设置以满足不同的敷设场合需求；外导体6的设计截面应根据电流要求而定，一般选择与内导体1标称截面一致的导体，其工艺可根据标称截面而定；以铜丝缠绕工艺为例，当采用一层铜丝无法满足截面要求时，可以采用多层结构，多层铜丝间应保障接触，需扎紧时宜采用铜带或半导电包带；
所述的铜带7设置于外导体6与内护套8之间，且铜带7呈间隙或重叠绕包设置于外导体6的表面，铜带7用以防止外导体6中的铜丝断丝对导电性能造成影响，同时还能起到优化电缆结构外径，提高抗干扰性能的作用；
所述的内护套8用于隔离外导体6与所述铠装层9；具体的，内护套8采用高结壳、低热值释放性能的无卤、低烟、阻燃聚烯烃材料或是其他能满足电气化铁路具体需求的材料(参见表2)，如采用PVC、聚乙烯或是具有阻燃、耐火、无卤低烟阻燃等性能的材料挤包形成，内护套8用于隔离外导体6与铠装层9，起到防止外导体6被铠装层9压坏损伤的作用；
所述的铠装层9采用单层金属丝紧密绕包形成，其中的金属丝可选自铝丝、铜丝、钢丝、铝合金丝中的一种，如图1所示；
所述的外护套11采用抗开裂高结壳、低热值释放性能的无卤低烟阻燃聚烯烃材料或是其他能满足电气化铁路具体需求的材料，如采用具有阻燃、无卤、低烟等单个或组合性能要求的材料(参见表2)挤包形成。
具体的，对于内护套8和外护套11的实际材料选择，可参考表3所列的选择方案或根据实际需求进行任意组合，以满足具体的敷设或使用场合的性能要求。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：实施例2中所述的铠装层9采用金属带重叠绕包结构，且所述的金属带选自黄铜带或非磁性钢带；实施例2提供的电气化铁路用双极式自屏蔽电缆的结构如图2所示。
表1为外导体的缠绕工艺
表2为护套材料
表3为外导体缠绕、内护套和外护套的材料选择方案以及适用场景
本实用新型提供了适用于多种电气化铁路敷设及适用环境的材料选择方案，可满足电气化铁路多样化的性能需求。
本实用新型提供的电气化铁路用双极式自屏蔽电缆，在保证电缆电气性能和质量要求的情况下，考虑了多种外导体方案以适用于不同的敷设环境需求，同时提供了多样化的护套材料方案，可满足不同运行环境下的电气化铁路电缆需求。
上述为本实用新型的较佳实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。凡由本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
Claims (9)
1.电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆，其特征在于，所述的双极式自屏蔽电缆包括：由内而外依次套设设置的内导体（1）、
内导体屏蔽层（2）、绝缘层（3）、绝缘屏蔽层（4）、外导体（6）、内护套（8）、铠装层（9）、包带（10）以及外护套（11）。
2.根据权利要求1所述的电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆，其特征在于，所述的内导体（1）采用铜丝绞合紧压而成，或采用股块导体绞合而成。
3.根据权利要求1所述的电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆，其特征在于，所述的内导体屏蔽层（2）、绝缘层（3）以及绝缘屏蔽层（4）采用三层共挤结构。
4.根据权利要求1所述的电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆，其特征在于，所述的双极式自屏蔽电缆还包括垫层（5），所述的垫层（5）设置于所述绝缘屏蔽层（4）与所述外导体（6）之间。
5.根据权利要求4所述的电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆，其特征在于，所述的垫层（5）采用半导电带，所述的垫层（5）用于隔离所述绝缘屏蔽层（4）与所述外导体（6）。
6.根据权利要求1所述的电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆，其特征在于，所述的外导体（6）采用圆形铜丝或采用异形铜单丝缠绕或绕包制成，且以缠绕圆整为准。
7.根据权利要求1所述的电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆，其特征在于，所述的双极式自屏蔽电缆还包括铜带（7），所述的铜带（7）设置于所述外导体（6）与所述内护套（8）之间，且所述的铜带（7）呈间隙或重叠绕包设置于所述外导体（6）的表面。
8.根据权利要求1所述的电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆，其特征在于，所述的内护套（8）用于隔离所述外导体（6）与所述铠装层（9）；所述的内护套（8）采用PVC，聚乙烯挤包形成。
9.根据权利要求1所述的电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆，其特征在于，所述的铠装层（9）采用单层金属丝紧密绕包结构或采用金属带重叠绕包结构；所述的单层金属丝选自铝丝、铜丝、钢丝或铝合金丝中的一种；所述的金属带选自黄铜带或非磁性钢带。
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2023
- 2023-03-20 CN CN202320545225.XU patent/CN219842832U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116344109A (zh) * | 2023-03-20 | 2023-06-27 | 宝胜科技创新股份有限公司 | 电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆、中间接头及电缆终端 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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