专利名称：智能电气化铁道27.5kV单相电缆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种单相电缆，特别涉及一种电气化铁道用的智能电气化铁道27. 5kV单相电缆。
背景技术：
我国十分重视电气化铁路的发展，国务院批准的《中长期铁路网规划》明确指出，到2020年，我国铁路总里程将达到100000km，其中电气化50000km。今后铁路主要干线大都实现电气化，电力牵引将承担铁路的主要运输任务，在中国铁路运输中处于主导地位。电气化铁路牵引供电是指拖动车辆运输所需电能的供电方式。牵引供电系统是指铁路从地方引入220 (110) kV电源，通过牵引变电所降压到27. 5kV送至电力机车的整个供电系统。因为牵引供电用电是单相负荷，沿着铁路沿线长距离敷设，因此将会在电力系统中 产生较大的负序电流和负序电压，而且电力机车的功率因数较低，高次谐波含量较大等都会给电力系统造成不良影响。为了消除高次谐波将电缆结构设为铜丝加铜带扎紧屏蔽系统，目的在于增加接地导体截面同时起到很好的屏蔽效果。电气化铁道27. 5kV单相电缆，一般为单相负荷，沿着铁道线路敷设，敷设传输距离比较长，所以在电缆管理上存在很多麻烦。同时考虑到铁路沿线在野外，为了避免不明外力损伤以及防盗现象，将电缆敷设沟道用混凝土把沟道盖板封死。这样给电缆的巡检与检修带来更大的麻烦。为此铁道部希望得到一种可以对电缆运行情况进行远程实时检测的智能电气化铁道27. 5kV单相电缆。电缆故障类别复杂多样，比如过载、受潮、击穿等等，但无论什么样的故障都伴随着一个同样的预先特征，那就是故障点的温度会异常升高。根据这一特点，测试电缆的温度分布可以预先知道故障点以及故障对电缆的损伤程度。目前主要测试电缆运行温度分布的方法是通过设置在电缆中的光纤单元来作为温度传感器和通信介质来实现的。目前这种技术也在多种电缆使用场合得到应用。比如将测温光缆沿着电缆敷设来监测电缆温度，由于这样的方式受外界影响因素比较大，测试数据不够贴近实际。将测温光纤内置于电缆内部，这样的检测数据可以更接近实际。目前将测温光纤内置的单芯电缆技术在专利文献中也有公布，比如实用新型专利CN201570316U公开的《单芯智能型多功能光纤复合特种电力电缆》，是一种带有光纤的智能型多功能特种电力电缆。其结构包括缆芯导体、导体屏蔽层、电缆绝缘层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层、外护层、监测光纤单元和通信光纤单元；所述的监测光纤单元和通信光纤单元放置于线芯绝缘屏蔽层外或金属屏蔽层之间。也就是说测温光纤单元是与金属丝屏蔽结构一样直接缠绕在绝缘屏蔽层外面的，这样的结构在电缆电力传输或者短时过载电力传输时，会造成测温光纤断裂的危险。具体说来，在电缆电力传输或者短时过载电力传输时，电缆会发生温升而造成的绝缘膨胀。由于光纤单元是直接绕在绝缘之上，绝缘的膨胀会造成绝缘外径增加，外径的增加就会对缠绕在绝缘屏蔽之上的测温光单元拉伸。然而光纤没什么伸长率，因此就会导致光纤断裂造成检测功能丧失。所以以上公布的单芯智能型多功能光纤复合特种电力电缆，结构上还是存在缺陷，需要进一步开发完善。
实用新型内容本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单，材料成本更低，功能更强大的智能电气化铁道27. 5kV单相电缆。实现本实用新型目的的技术方案是一种智能电气化铁道27. 5kV单相电缆，其特征在于包括缆芯、金属屏蔽层、测温光单元、铜带和护套；所述缆芯至于中心；所述金属屏蔽层设置于缆芯外部；所述测温光单元夹杂设置于金属屏蔽层中；所述铜带和护套依次设置于金属屏蔽层外部。智能电气化铁道27. 5kV单相电缆还包括设置于缆芯和金属屏蔽层之间的半导电缓冲层。所述半导电缓冲层为导电的弹性带材。所述金属屏蔽层为缠绕于缆芯外的金属丝。所述测温光单元包括由内至外的测温光纤、金属铠装管和半导电塑料护层。所述缆芯内至外依次包括铜或则铝丝通过绞合而成的导体、导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层。采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果(1)由于在电缆电力传输或者过载传输过程中，电缆发热造成绝缘体积膨胀而引起电缆绝缘直径增加，而缠绕在缓冲层外面的测温检测光单元的光纤又没有伸长率来满足绝缘膨胀量，本实用新型在电缆绝缘与测温检测光单元之间设置增加一层半导电缓冲层，半导电缓冲层是具有一定厚度和一定弹性变量的纤维带材或着一定厚度和一定弹性变量的橡皮带材，因此这层半导电缓冲层的厚度弹性变量正好满足了绝缘膨胀所带来的变形量。这样的结构，在绝缘膨胀外径增力口，缓冲层的弹性变形满足了绝缘的膨胀变形量，所以绝缘膨胀就不会对绕在缓冲层外面的测温检测光单元造成影响，避免了光纤断裂造成检测功能丧失的问题。(2)本实用新型的测温光单元与屏蔽金属丝一起缠绕在电缆的绝缘层外面，对电缆电力传输的绝缘温度进行最直接的实时检测，不受电缆外围环境温度等其它因素的影响，反映的检测参数精确可靠；同时本实用新型的测温光单元的设置不增加电缆外径，也就是说增加了电缆的智能功能但对电缆的制造成本以及电缆的敷设成本没有增加。(3)由于测温检测光纤既是个温度传感器，又是个检测信号的传播器，同时还是个距离的测量器，所以本实用新型电缆可实现远距离实时检测不同位置的温度情况，对电缆的实际运行情况和故障的早期发现，实现远程检测提供了可能。(4)本实用新型的测温光单元采用半导电塑料护层将金属屏蔽与金属铠装管隔离开来，能防止不同金属之间发生电化学腐蚀的危险。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中图I为本实用新型的结构示意图。附图中标号为[0021]缆芯I、导体11、导体屏蔽层12、绝缘层13、绝缘屏蔽层14、金属屏蔽层2、测温光单元3、铜带4、护套5、半导电缓冲层6。
具体实施方式
(实施例I)见图1，本实施例的智能电气化铁道27. 5kV单相电缆，包括缆芯I、金属屏蔽层2、测温光单元3、铜带4、护套5和半导电缓冲层6。缆芯I至于中心，内至外依次包括铜或则铝丝通过绞合而成的导体11、导体屏蔽层12、绝缘层13和绝缘屏蔽层14金属屏蔽层2设置于缆芯2外部；金属屏蔽层2为缠绕于缆芯I外的金属丝。在缠绕的金属丝屏蔽之间根据实际要求夹杂着缠绕测温光单元3，测温光单元3包括由内至外的测温光纤、螺旋的金属铠装管和半导电塑料护层。铜带4和护 套5依次设置于金属屏蔽层2外部；半导电缓冲层6设置于缆芯I的绝缘屏蔽层14和金属屏蔽层2之间，半导电缓冲层6为导电的弹性带材，同时必须与电缆金属屏蔽具有良好的化学稳定性。以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种智能电气化铁道27.5kV单相电缆，其特征在于包括缆芯(I)、金属屏蔽层(2)、测温光单元(3)、铜带(4)和护套(5);所述缆芯(I)至于中心；所述金属屏蔽层(2)设置于缆芯(2)外部；所述测温光单元(3)夹杂设置于金属屏蔽层(2)中；所述铜带(4)和护套(5)依次设置于金属屏蔽层(2)外部。
2.根据权利要求I所述的智能电气化铁道27.5kV单相电缆，其特征在于还包括设置于缆芯(I)和金属屏蔽层(2)之间的半导电缓冲层(6)。
3.根据权力要求2所述的智能电气化铁道27.5kV单相电缆，其特征在于所述半导电缓冲层￠)为导电的弹性带材。
4.根据权利要求I所述的智能电气化铁道27.5kV单相电缆，其特征在于所述金属屏蔽层(2)为缠绕于缆芯(I)外的金属丝。
5.根据权利要求I所述的智能电气化铁道27.5kV单相电缆，其特征在于所述测温光单元(3)包括由内至外的测温光纤、金属铠装管和半导电塑料护层。
6.根据权利要求I至5之一所述的智能电气化铁道27.5kV单相电缆，其特征在于所述缆芯(I)内至外依次包括铜或则铝丝通过绞合而成的导体(11)、导体屏蔽层(12)、绝缘层(13)和绝缘屏蔽层(14)。
专利摘要本实用新型公开了一种智能电气化铁道27.5kV单相电缆，其特征在于包括缆芯、金属屏蔽层、测温光单元、铜带和护套；所述缆芯至于中心；所述金属屏蔽层设置于缆芯外部；所述测温光单元夹杂设置于金属屏蔽层中；所述铜带和护套依次设置于金属屏蔽层外部。本实用新型既结构简单、成本低，能满足电气化电路27.5kV牵引电力传输的目的，同时又能实现电缆电力传输情况远程实时检测功能。
文档编号H01B9/00GK202549463SQ201220169069
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者张右, 王艳洁, 陆正荣 申请人:江苏新远东电缆有限公司, 远东复合技术有限公司, 远东电缆有限公司