一种电缆及其接头的制作方法

本实用新型涉及一种电缆及其接头，尤其适合作为轨道车辆用电缆及其接头。

背景技术：

目前，城轨车辆所用电缆均为铜电缆，且数量多，重量大，单节B型地铁车辆的电缆总重量达1吨以上，而一列车电缆的总重量达8吨以上，占整列车总重量的百分比已不可小视。铜的比重是8.9g/cm3，铝合金的比重是2.7g/cm3，在相同电气性能条件下，铝合金电缆的重量约是铜电缆的46%-63%，而电缆截面积只增加了10%-25%。

传统的电缆弹性小，抗拉性能差，在反复弯曲环境下已开裂或者断裂，具有极差的耐疲劳性和安全性。高架电缆因其自重容易下垂，影响电缆使用性能，同时电缆接头为铜接头，具有较大的重量，除增加自身重量外，还会增加承载设备重量。

中国实用新型专利CN201520038232.6公开了一种新型光纤电力综合电缆，信号线芯位于中部，屏蔽层为编织屏蔽层，其包覆在第一绝缘层外部，隔离层采用单面金属塑料复合带在屏蔽层外部绕包而成，其中，单面金属塑料复合带金属层朝外，塑料层朝内，导体层采用石墨烯材料制成，导体层包覆在隔离层外部，第二绝缘层包覆在导体层外部，护套层包覆在第二绝缘层外部。该电缆重量轻，便于铺设安装，采用石墨烯作为导体，提高了传输效率，减小损耗，并且导体和信号线之间采用编织屏蔽层，保证信号线的抗电磁辐射的同时，提高导体和信号线之间的抗挤压性能和散热效果。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种电缆及其接头，该电缆以石墨烯纸为导电体，可极大降低电缆及接头重量，满足快速导电要求，适应各种弯曲环境，提高电缆使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种电缆，包括外层护套、屏蔽层、绝缘层、隔离层和内层芯线导体；其结构特点是，位于垂直于电缆长度方向的截面中心位置的所述内层芯线导体为石墨烯纸卷曲而成。

由此，以石墨烯纸作为导电体，不仅可以完全满足快速导电要求，适应各种弯曲环境，还可以减轻重量。

根据本实用新型的实施例，还可以对本实用新型作进一步的优化，以下为优选的技术方案。

优选地，所述外层护套、屏蔽层、绝缘层、隔离层和内层芯线导体在垂直于电缆长度方向的截面上从外层向内层依次设置。

优选地，所述外层护套、屏蔽层、绝缘层和隔离层在垂直于电缆长度方向的截面上为环形截面。

优选地，所述石墨烯纸为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯、多层或厚层石墨烯中的一种。所述少层石墨烯为3-10层的石墨烯。所述多层或厚层石墨烯是指厚度在10层以上10nm以下苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。

优选地，所述外层护套为聚乙烯材料制成的护套，和/或所述屏蔽层为表面铺有高聚合物层的镁合金片。

优选地，所述绝缘层为绝缘的高分子弹性材料层，和/或所述隔离层为高聚合物层。

基于同一个方面构思，本实用新型还提供给了一种电缆接头，其包括接头端子，该接头端子具有用于安装所述的电缆的安装孔，该安装孔的内壁设有石墨烯层，该石墨烯层用于与所述电缆的内层芯线导体接触。

优选地，所述安装孔为盲孔。

所述接头端子为轻质金属接头。进一步地，所述接头端子为铝合金接头。

本实用新型的电缆接头制作是用剥线钳将待连接电缆端头外层绝缘体去除，将内层芯线导体插入接头端子直筒环夹紧端内壁，并通过专用夹钳压制，固定电缆与端子。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的电缆及其接头不仅可以完全满足快速导电要求，适应各种弯曲环境，同时相对于金属结构的电缆及其接头，其重量可以减小85%以上，大大降低了整备重量，提高电缆使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构原理图；

图2是本实用新型所述电缆接头的结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2的A-A剖视图。

在图中

1、外层护套，2-屏蔽层，3-绝缘层，4-隔离层，5-内层芯线导体，6-直筒环内壁，7-石墨烯层，8-电缆接头。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种电缆，如图1所示，电缆本体包括外层护套、屏蔽层、绝缘层、隔离层和内层芯线导体。外层护套为耐热防老化的高密度分子聚乙烯材料，屏蔽层为表面铺有高聚合物层的镁合金片，绝缘层为绝缘的高分子弹性材料，隔离层为高聚合物。

内层芯线导体制作方法是由石墨烯纸卷曲成，石墨烯纸可是单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯、也可以是多层或厚层石墨烯。

接头端子为铝制接头或者其他轻金属制接头，直筒环夹紧端内壁用于安装电缆。接头端子表面涂有石墨烯层，包括直筒环内壁。

接头制作方法是用剥线钳将待连接电缆端头外层绝缘体去除，将内层芯线导体插入接头端子直筒环夹紧端内壁，并通过专用夹钳压制，固定电缆与端子形成接头。

本实施例以电缆及其接头的设计为例。石墨烯具有高导电性、高强度、高韧性和高弹性等性质，而石墨烯纸重量是钢的1/6,密度是钢的1/5～1/6,强度上大2倍,抗拉强度大10倍,抗弯刚度大13倍；石墨烯电子运动速度是光速的1/300，远远超过一般导体，具有极强的导电性能。按该实用新型方法制作的石墨烯制电缆及其接头不仅可以完全满足导电要求，适应各种弯曲环境，同时相对于金属结构的电缆及其接头，其重量可以减小85%以上，大大降低了整备重量，提高电缆使用寿命。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。