一种光电复合缆的制作方法

本实用新型涉及一种光电复合缆。

背景技术：

中国新能源汽车起步晚，虽然国家一直大力推动，但2008年到2014年受限制于电池及其它技术，新能源汽车发展仍是较为缓慢。在进入到2014年后被定义为充电桩商业化元年。经过2015年的发展作基础后，2016年新能源汽车和充电站桩，特别是充电桩预计将出现爆发式的增长，3倍于2015年的生产量。作为与新能源电动汽车和充电桩电力传输的配套产品充电桩电缆，其发展也将迎来新的市场和机遇。

现有的电动汽车传导充电系统用电缆主要是采用铜导体作为信号和控制线芯，若要屏蔽有两种方式：裸铜线或镀锡铜线编织屏蔽；或者铝塑复合带绕包屏蔽加铜线或镀锡铜线编织组合屏蔽，但这两种方式均无法精确监测每项电力线芯的运行状况。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是为了克服多芯电缆的分项光纤测温预警与光纤通信的难题，提供了一种光电复合缆缺陷。本实用新型的光电复合缆集测温预警与通信于一体，测温预警可实现对每项绝缘线芯进行监控，监测更精确，光纤替代控制线和信号线，电缆结构更加紧凑。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题。

本实用新型提供了一种光电复合缆，所述光电复合缆包括一缆芯以及依次包覆于所述缆芯外侧的一聚酯带和一外护套；

所述缆芯包括一外侧设置有一第一金属中心管式测温光单元的第一绝缘线芯，一外侧设置有一第二金属中心管式测温光单元的第二绝缘线芯，一外侧设置有一第三金属中心管式测温光单元的第三绝缘线芯和一非金属中心管式通信光单元；所述第一绝缘线芯、所述第二绝缘线芯和所述第三绝缘线芯两两接触；

所述第一绝缘线芯、所述第二绝缘线芯、所述第三绝缘线芯与所述聚酯带形成的空隙处填充有填充物；所述填充物内还设有一开孔，所述金属中心管式测温光单元设置在所述开孔内。

本实用新型中，所述第一绝缘线芯、所述第二绝缘线芯、所述第三绝缘线芯可为本领域常规的绝缘线芯，一般由导体和包覆在导体外侧的隔离层组成。

其中，所述导体较佳地为镀金属退火铜导体或不镀金属退火铜导体，更佳地为GB/T 3956-2008规定的第5种镀金属退火铜导体或不镀金属退火铜导体，或第6种镀金属退火铜导体或不镀金属退火铜导体。所述导体的横截面积可为本领域常规的横截面积，较佳地为68～72mm²，例如70mm²。较佳地，所述导体由单丝绞合而成，所述单丝绞合的工艺可参照本领域常规工艺参数进行。

其中，所述隔离层为本领域常规使用的隔离层，较佳地为复合隔离层，所述复合隔离层包括一包带层和一包覆在所述包带层外侧的热塑性弹性体绝缘层。其中，所述包带层可选用本领域常规用作包带的材质；所述热塑性弹性体绝缘层可选用本领域常规使用的热塑性弹性体材质，较佳地采用热塑性弹性体TPE绝缘材料。较佳地，所述隔离层的平均厚度不小于1.4mm，最薄点厚度不小于1.16mm。

本实用新型中，所述第一绝缘线芯、所述第二绝缘线芯、所述第三绝缘线芯的横截面积可为本领域常规的横截面积，较佳地为118～122mm²，例如120mm²。所述第一绝缘线芯、所述第二绝缘线芯、所述第三绝缘线的外径较佳地为14.6～15.0mm。

本实用新型中，所述金属中心管式测温光单元为本领域常规使用的金属中心管式测温光单元，一般由光纤、纤膏和不锈钢管组成，所述光纤置于所述不锈钢管内，所述不锈钢罐内的空隙处填充有所述纤膏。所述金属中心管式测温光单元可按照本领域常规方法制得，一般采用不锈钢管纵包氩弧焊制得。

较佳地，所述光纤为2芯单模光纤或2芯多模光纤；所述光纤的余长一般不小于0.3％。较佳地，所述纤膏为阻水纤膏。较佳地，所述金属中心管式测温光单元的外径为1.2～2.5mm；更佳地，所述金属中心管式测温光单元的外径为1.5～1.6mm。本实用新型中，在绝缘线芯外侧设置金属中心管式测温光单元的方式为将金属中心管式测温光单元贴附于绝缘线芯的外侧。

本实用新型中，所述非金属中心管式通信光单元为本领域常规使用的非金属中心管式通信光单元，一般由光纤和置于光纤外侧的松套管组成，所述松套管外侧还可包覆有一护套。所述松套管可为本领域常规使用的松套管，一般由阻水纤膏或阻水带束合挤包而成。较佳地，所述光纤为2芯单模光纤；所述光纤的余长一般不小于0.3％。较佳地，所述非金属中心管式通信光单元的外径为8.0～8.5mm。

本实用新型中，所述填充物的材质可采用本领域常规使用的填充材料，例如聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯或低烟无卤材料等。本领域技术人员知晓所述第一绝缘线芯、所述第二绝缘线芯和所述第三绝缘线芯形成的空隙处也可填充有填充物。

本实用新型中，所述开孔较佳地为圆形孔，所述圆形孔的半径r4较佳地为所述非金属中心管式通信光单元的外径+(0.2～1.0mm)，更佳地为5.0～6.0mm。

本实用新型中，所述填充物较佳地按如下任一方式和尺寸进行设置：

方式I、在所述第一绝缘线芯、所述第二绝缘线芯和所述聚酯带形成的空隙处，以及所述第一绝缘线芯、所述第三绝缘线芯和所述聚酯带形成的空隙处分别填充第一填充物，在所述第二绝缘线芯、所述第三绝缘线芯和所述聚酯带形成的空隙中填充第二填充物，所述第二填充物内设有所述开孔，所述开孔的位置可不作特殊限定；

所述第一填充物的截面轮廓线由弧一、弧二和弧三组成；所述弧一的圆弧半径r1＝所述缆芯的半径×2.154，尺寸公差为±5％；所述弧二的圆弧半径r2为所述缆芯的半径，尺寸公差为±5％；所述弧三为在所述弧二上突出有一弧四的圆弧，所述弧四的圆弧半径r3＝所述金属中心管式测温光单元的半径×(3～4)，所述弧四的弧高h＝所述金属中心管式测温光单元的外径+(0.1～0.5mm)；

所述第二填充物的截面轮廓线由外侧轮廓线和内部轮廓线组成，所述外侧轮廓线与所述第一填充物的截面轮廓线相同，所述内部轮廓线为所述开孔的截面轮廓线；

方式II、在所述第一绝缘线芯、所述第二绝缘线芯和所述聚酯带形成的空隙处，以及所述第一绝缘线芯、所述第三绝缘线芯和所述聚酯带形成的空隙处分别填充第一填充物，在所述第二绝缘线芯、所述第三绝缘线芯和所述聚酯带形成的空隙中填充第三填充物和第四填充物；

所述第一填充物的截面轮廓线由弧一、弧二和弧三组成；所述弧一的圆弧半径r1＝所述缆芯的半径×2.154，尺寸公差为±5％；所述弧二的圆弧半径r2为所述缆芯的半径，尺寸公差为±5％；所述弧三为在所述弧二上突出有一弧四的圆弧，所述弧四的圆弧半径r3＝所述金属中心管式测温光单元的半径×(3～4)，所述弧四的弧高h＝所述金属中心管式测温光单元的外径+(0.1～0.5mm)；

所述第三填充物和第四填充物由所述第一填充物在沿截面轮廓线的弧一中点与缆芯圆心的连线上开设所述开孔后平分得到，所述开孔的具体开孔位置可不作特殊限定，只要开设在弧一中点与缆芯圆心的连线上，开设后并不影响填充物的尺寸稳定性即可。

本领域技术人员均知晓本实用新型中所述第一填充物、第二填充物、第三填充物、第四填充物可通过模具挤出成型得到，所述模具的模芯一般为挤压式模芯，模芯孔为实心，所述模具的模套出料孔尺寸可根据具体填充物的尺寸进行设计，挤出时控制挤出机出胶量及牵引线速度即可得到预期尺寸的填充物。

本实用新型中，所述聚酯带为本领域常规使用的聚酯带，用于绕包电缆缆芯。

本实用新型中，所述外护套的材料可选用本领域常规使用的护套材料，较佳地为热塑性弹性体TPE护套料。较佳地，所述外护套的平均厚度不小于4.1mm，最薄点厚度不小于3.4mm。

本实用新型的积极进步效果在于：

(1)本实用新型的光电复合缆综合了电力缆、通信、控制、信号于一体，实现了人车之间形成网络互动和即时连接，实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、智能控制和电池集成充电等的多用途开发，可以整合系统中的数据，完善中央电力体系的集成作用，实现有效的临界负荷保护，实现各种电源和客户终端与电网的无缝互连，由此可以优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，形成电网全新的服务功能，提高充电系统的可靠性、可用性和综合效率。

(2)本实用新型综合了电力缆、预警测温于一体，实时对充电电缆的运行工作负载进行监控，防患于未然，自愈和自适应，实时掌控充电过程运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患；在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，充电线路和主干线路的供电安全性得以保障。

附图说明

图1为本实用新型实施例1光电复合电缆的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1第一填充物的截面轮廓图。

图3为本实用新型实施例1第二填充物的截面轮廓图。

图4为本实用新型实施例2光电复合电缆的结构示意图。

图5为本实用新型实施例2第三填充物和第四填充物的截面轮廓图。

附图标记说明：

11、12、13为导体，21、22、23为包带层，31、32、33为热塑性弹性体TPE绝缘层，41为第一金属中心管式测温光单元，42为第二金属中心管式测温光单元，43为第三金属中心管式测温光单元，51为第一填充物，52为第二填充物，53为第三填充物，54为第四填充物，6为非金属中心管式通信光单元，7为聚酯带，8为外护套；

r1为弧一的圆弧半径，r2为弧二的圆弧半径，r3为弧四的圆弧半径，h为弧四的弧高，r4为圆形孔的半径。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

实施例1

一种光电复合电缆，结构示意图参见附图1，其包括缆芯以及依次包覆于缆芯外侧的聚酯带7和外护套8；其中，缆芯包括外侧贴附有第一金属中心管式测温光单元41的第一绝缘线芯，外侧贴附有第二金属中心管式测温光单元42的第二绝缘线芯，外侧贴附有第三金属中心管式测温光单元43的第三绝缘线芯和非金属中心管式通信光单元6；第一绝缘线芯、第二绝缘线芯和第三绝缘线芯两两接触；

其中，第一绝缘线芯由导体11和包覆在导体11外侧的隔离层组成，隔离层为由包带层21和热塑性弹性体TPE绝缘层31组成的复合隔离层；第二绝缘线芯由导体12和包覆在导体12外侧的隔离层组成，隔离层为由包带层22和热塑性弹性体TPE绝缘层32组成的复合隔离层；第三绝缘线芯由导体13和包覆在导体13外侧的隔离层组成，隔离层为由包带层23和热塑性弹性体TPE绝缘层33组成的复合隔离层；

导体11、12、13均由退火铜导体的单丝绞合而成，导体11、12、13的横截面积为70mm²；各绝缘线芯的隔离层平均厚度均不小于1.4mm，最薄点厚度不小于1.16mm；各绝缘线芯的外径均为14.6～15.0mm，横截面积为120mm²；

金属中心管式测温光单元41、42、43均由2芯多模光纤、阻水纤膏和不锈钢管组成，光纤置于不锈钢管内，不锈钢罐内的空隙处填充有阻水纤膏；金属中心管式测温光单元41、42、43的外径均为1.5～1.6mm；非金属中心管式通信光单元6由2芯单模光纤和置于光纤外侧的松套管组成，松套管由阻水纤膏束合挤包而成；非金属中心管式通信光单元6的外径为8.0～8.5mm；

在第一绝缘线芯、第二绝缘线芯和聚酯带7形成的空隙处，以及第一绝缘线芯、第三绝缘线芯和聚酯带7形成的空隙处分别填充有第一填充物51；在第二绝缘线芯、第三绝缘线芯和聚酯带形成的空隙中填充有第二填充物52，该第二填充物52中设有一半径r4为5.0～5.4mm的圆形孔；

其中，第一填充物51的截面轮廓线由弧一、弧二和弧三组成；弧一的圆弧半径r1＝27.0±1.35mm，弧一所对的弦长为47.0±1.5mm；弧二的圆弧半径r2＝12.7±0.65mm；弧三为在弧二上突出有一弧四的圆弧，弧四的圆弧半径r3＝12.7±0.65mm，弧四的弧高h＝1.6～2.0mm，具体可参见附图2；

第二填充物52的截面轮廓线由外侧轮廓线和内部轮廓线组成，外侧轮廓线与第一填充物的截面轮廓线相同，内部轮廓线为半径r4为5.0～5.4mm的圆形孔的轮廓线，具体可参见附图3。

实施例2

一种光电复合电缆，结构示意图参见附图4，其包括缆芯以及依次包覆于缆芯外侧的聚酯带7和外护套8；其中，缆芯包括外侧贴附有第一金属中心管式测温光单元41的第一绝缘线芯，外侧贴附有一第二金属中心管式测温光单元42的第二绝缘线芯，外侧贴附有第三金属中心管式测温光单元43的第三绝缘线芯和非金属中心管式通信光单元6；第一绝缘线芯、第二绝缘线芯和第三绝缘线芯两两接触；

其中，第一绝缘线芯由导体11和包覆在导体11外侧的隔离层组成，隔离层为由包带层21和热塑性弹性体TPE绝缘层31组成的复合隔离层；第二绝缘线芯由导体12和包覆在导体12外侧的隔离层组成，隔离层为由包带层22和热塑性弹性体TPE绝缘层32组成的复合隔离层；第三绝缘线芯由导体13和包覆在导体13外侧的隔离层组成，隔离层为由包带层23和热塑性弹性体TPE绝缘层33组成的复合隔离层；

导体11、12、13均由退火铜导体的单丝绞合而成，导体11、12、13的横截面积均为68mm²；各绝缘线芯的隔离层平均厚度均不小于1.4mm，最薄点厚度不小于1.16mm；各绝缘线芯的外径均为14.6～15.0mm，横截面积均为118mm²；

金属中心管式测温光单元41、42、43均由2芯多模光纤、阻水纤膏和不锈钢管组成，光纤置于不锈钢管内，不锈钢罐内的空隙处填充有阻水纤膏；金属中心管式测温光单元41、42、43的外径均为1.2～1.4mm；非金属中心管式通信光单元6由2芯单模光纤和置于光纤外侧的松套管组成，松套管由阻水纤膏束合挤包而成；非金属中心管式通信光单元6的外径为8.0～8.5mm；

在第一绝缘线芯、第二绝缘线芯和聚酯带7形成的空隙处，以及第一绝缘线芯、第三绝缘线芯和聚酯带7形成的空隙处分别填充有第一填充物51；在第二绝缘线芯、第三绝缘线芯和聚酯带7形成的空隙中填充有第三填充物53和第四填充物54；

其中，第一填充物51的截面轮廓线由弧一、弧二和弧三组成；弧一的圆弧半径r1＝27.0±1.35mm，弧一所对的弦长为47.0±1.5mm；弧二的圆弧半径r2＝12.7±0.65mm；弧三为在弧二上突出有一弧四的圆弧，弧四的圆弧半径r3＝12.7±0.65mm，弧四的弧高h＝1.6～2.0mm，具体可参见附图2；

第三填充物53和第四填充物54由第一填充物51在沿截面轮廓线的弧一中点与缆芯圆心的连线中点处开设半径r4为5.6～6.0mm的圆形孔后平分得到，具体可参见附图5。

实施例3

一种光电复合电缆，结构示意图参见附图1，其包括缆芯以及依次包覆于缆芯外侧的聚酯带7和外护套8；其中，缆芯包括外侧贴附有第一金属中心管式测温光单元41的第一绝缘线芯，外侧贴附有第二金属中心管式测温光单元42的第二绝缘线芯，外侧贴附有第三金属中心管式测温光单元43的第三绝缘线芯和非金属中心管式通信光单元6；第一绝缘线芯、第二绝缘线芯和第三绝缘线芯两两接触；

其中，第一绝缘线芯由导体11和包覆在导体11外侧的隔离层组成，隔离层为由包带层21和热塑性弹性体TPE绝缘层31组成的复合隔离层；第二绝缘线芯由导体12和包覆在导体12外侧的隔离层组成，隔离层为由包带层22和热塑性弹性体TPE绝缘层32组成的复合隔离层；第三绝缘线芯由导体13和包覆在导体13外侧的隔离层组成，隔离层为由包带层23和热塑性弹性体TPE绝缘层33组成的复合隔离层；

导体11、12、13均由退火铜导体的单丝绞合而成，导体11、12、13的横截面积为72mm²；各绝缘线芯的隔离层平均厚度均不小于1.4mm，最薄点厚度不小于1.16mm；各绝缘线芯的外径均为14.6～15.0mm，横截面积为122mm²；

金属中心管式测温光单元41、42、43均由2芯多模光纤、阻水纤膏和不锈钢管组成，光纤置于不锈钢管内，不锈钢罐内的空隙处填充有阻水纤膏；金属中心管式测温光单元41、42、43的外径均为2.3～2.5mm；非金属中心管式通信光单元6由2芯单模光纤和置于光纤外侧的松套管组成，松套管由阻水纤膏束合挤包而成；非金属中心管式通信光单元6的外径为8.0～8.5mm；

在第一绝缘线芯、第二绝缘线芯和聚酯带7形成的空隙处，以及第一绝缘线芯、第三绝缘线芯和聚酯带7形成的空隙处分别填充有第一填充物51；在第二绝缘线芯、第三绝缘线芯和聚酯带形成的空隙中填充有第二填充物52，该第二填充物52中设有一半径r4为5.4～5.6mm的圆形孔；

其中，第一填充物51的截面轮廓线由弧一、弧二和弧三组成；弧一的圆弧半径r1＝27.0±1.35mm，弧一所对的弦长为47.0±1.5mm；弧二的圆弧半径r2＝12.7±0.65mm；弧三为在弧二上突出有一弧四的圆弧，弧四的圆弧半径r3＝12.7±0.65mm，弧四的弧高h＝1.6～2.0mm，具体可参见附图2；

第二填充物52的截面轮廓线由外侧轮廓线和内部轮廓线组成，外侧轮廓线与第一填充物的截面轮廓线相同，内部轮廓线为半径r4为5.4～5.6mm的圆形孔的轮廓线，具体可参见附图3。

效果实施例

本实用新型的光电复合缆综合了电力缆、通信、控制、信号于一体，实现了人车之间形成网络互动和即时连接，实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、智能控制和电池集成充电等的多用途开发，可以整合系统中的数据，完善中央电力体系的集成作用，实现有效的临界负荷保护，实现各种电源和客户终端与电网的无缝互连，由此可以优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，形成电网全新的服务功能，提高充电系统的可靠性、可用性和综合效率。

本实用新型综合了电力缆、预警测温于一体，实时对充电电缆的运行工作负载进行监控，防患于未然，自愈和自适应，实时掌控充电过程运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患；在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，充电线路和主干线路的供电安全性得以保障。