电力载波用电缆和制作方法与流程

本发明属于电力通信领域，涉及一种电力载波用电缆和制作方法。

背景技术：

现代电子产品设计空间紧凑，采用电力线载波技术将产品中各个电子设备进行互联是一种行之有效的方法。宽带电力载波技术不仅在传输速率上不逊色于有线传输，在整体电气结构上也简化到了只需要一根电缆，即可解决电子产品中各子设备的通信和电力传输。但这样简化的也有不足，对于传输带宽很高，电缆上短距离内子设备很密集的应用场景，电缆上的载波信号将成为一种不可忽视的扰动信号，会增大电源电压在负载上的波动，影响负载使用寿命，且使得负载电源滤波电路的尺寸也随之增大，不利于紧凑空间设计。

故对电线电缆的信号传输能力和干扰抑制能力是行业内重点研究的主要方向。相关技术中，有由多根导体和护套层构成的电缆，其多根导体是通过在护套层内开设的圆柱体形或扇柱体形的孔，置入电缆中，这种电缆结构虽简易，但是并没有合理地利用空间，限制了电流传输能力，且电缆内传输的通信信号和电流信号之间干扰较大。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明提供了一种电力载波用电缆和制作方法，以至少解决相关技术中电力载波用电缆的电流传输能力受限，且干扰抑制能力弱的技术问题

本发明的技术解决方案是：一种电力载波用电缆，包括：信号传输部分和电流传输部分，所述信号传输部分用于传输通信信号，所述电流传输部分用于传输电流；其中，所述电流传输部分的横截面为圆环形，包括导电单元和隔离单元，所述导电单元的横截面为扇环形；所述信号传输部分的横截面为圆形，由所述电流传输部分所包裹，且与所述电流传输部分具有相同圆心轴位置。

可选的，所述信号传输部分包括信号传输单元，第一护套层和屏蔽层。其中，所述信号传输单元由所述第一护套层所包裹，所述第一护套层由所述屏蔽层所包裹，所述屏蔽层由金属材料制成，用于隔离所述通信信号和所述电流信号的互相干扰。

可选的，所述导电单元有多个，所述隔离单元包括第二护套层、第三护套层和隔离体，其中，所述第二护套层和所述第三护套层具有相同圆心轴位置，所述隔离体有多个，且与所述导电单元数量一致，交叉分布在所述第二护套层和第三护套层之间。

可选的，所述隔离体的一端连接于所述第二护套层，另一端连接于所述第三护套层，其中，所述隔离体、所述第二护套层和所述第三护套层为将绝缘材料采用挤塑牵引制作方式一体成型。

可选的，所述导电单元有3个，其中，2个导电单元用于连接两个不同的电源，另1个导电单元作为共用参考地。

可选的，所述导电单元有4个，其中，2个导电单元用于连接两个不同的电源，另2个导电单元分别作为与所述两个不同的电源对应的参考地。

根据本发明的另一方面，还提出了另一种技术解决方案：一种电力载波用电缆制作方法，包括：绞合多根第一导体丝，形成横截面为圆形的信号传输单元，并在所述信号传输单元外挤塑包覆绝缘材料形成第一护套层；在所述第一护套层外缠绕金属丝形成屏蔽层，得到用于传输通信信号的信号传输部分；绞合多根第二导体丝，形成横截面为扇环形的导电单元，将所述导电单元穿过挤塑机模具，在所述导电单元外挤塑包覆所述绝缘材料形成隔离单元，得到横截面为圆环形的，用于传输电流的电流传输部分；将所述信号传输部分与所述电流传输部分的圆心轴对准后，沿轴向方向装入所述电流传输部分之中，完成所述电缆装配。

可选的，所述导电单元有多个，所述隔离单元包括第二护套层、第三护套层和隔离体，其中，所述第二护套层和所述第三护套层具有相同圆心轴的位置，所述隔离体有多个，且与所述导电单元数量一致，交叉分布在所述第二护套层和第三护套层之间；所述隔离单元为将所述绝缘材料采用挤塑牵引制作方式一体成型。

可选的，在绞合所述多根第二导体丝，形成横截面为扇环形的导电单元之前，还包括：获取所述电流传输部分和所述导电单元的尺寸，确定所述挤塑机模具尺寸，并进行制作。

可选的，所述绝缘材料为以下至少之一：低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、阻燃聚乙烯、低烟无卤聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙。

本发明通过在电缆中分别设置用于传输通信信号的信号传输部分，和用于传输电流信号的电流传输部分，达到了可以进行宽带电力载波的目的。其中，通过设置电流传输部分的横截面为圆环形，其中的每一个导电单元横截面为扇环形，且信号传输部分包裹在电流传输部分圆环内，最外层为金属材料制作的屏蔽层，可以实现本发明中的电缆，在进行电力载波时，利用扇环形横截面积的导电单元最大限度的提供稳定可靠的电流，且还能同步传输无干扰的通信信号，既保证了上述两种信号的传输品质，同时，还实现了降低成本的技术效果。

附图说明

图1为根据本发明实施例的电缆的结构图；

图2为根据本发明实施例的信号传输部分1的结构图；

图3为根据本发明实施例的电流传输部分2的结构图；

图4为根据本发明实施例的电缆的优选结构图一；

图5为根据本发明实施例的电缆的优选结构图二；

图6是根据本发明实施例的电力载波用电缆的制作方法的流程图；

图7是根据本发明实施例的挤塑机模具的优选结构图一；

图8是根据本发明实施例的挤塑机模具的优选结构图二。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明方案，下面将结合附图描述本发明实施例。

根据本发明实施例，提供了一种电力载波用电缆，图1为根据本发明实施例的电缆的结构图，如图1所示，该电缆包括：信号传输部分1和电流传输部分2，其中，

信号传输部分1用于传输通信信号，电流传输部分2用于传输电流；

上述电流传输部分2的横截面为圆环形，包括导电单元21和隔离单元22，导电单元21的横截面为扇环形；上述信号传输部分1的横截面为圆形，由电流传输部分2所包裹，即可以为紧密包裹在电流传输部分2的内环中，且与电流传输部分2具有相同圆心轴的位置。

通过将将导电单元21的横截面设置为扇环形的方式，可以最大限度的利用电缆的横截面积，提升电流传输能力，进而解决相关技术中电力载波用电缆的电流传输能力受限的问题。

优选的，信号传输部分1包括信号传输单元11，第一护套层12和屏蔽层13。图2为根据本发明实施例的信号传输部分1的结构图，如图2所示，上述信号传输单元11可以由第一护套层12所包裹，第一护套层12可以由屏蔽层13所包裹，其中，屏蔽层13可以由金属材料制成，用于隔离通信信号和电流信号的互相干扰。需要说明的是，该金属材料可以为铜、铁或铝，屏蔽层13可以由金属丝编制、缠绕而成，也可以由金属薄膜包覆而成。通过屏蔽层13可以实现良好的干扰屏蔽的效果，且避免了通信信号对负载电源的干扰影响。同时，与相关技术相比，因具有指定的信号传输通道，避免了对屏蔽层13的多重铺设，进而节省了制作成本。

故本发明实施例通过在电缆中分别设置用于传输通信信号的信号传输部分1，和用于传输电流信号的电流传输部分2，达到了可以进行宽带电力载波的目的。其中，通过设置电流传输部分2的横截面为圆环形，其中的导电单元横截面为扇环形，且信号传输部分1包裹在电流传输部分2圆环内，最外层为金属材料制作的屏蔽层13，可以实现在本发明实施例中的电缆，在进行电力载波时，利用扇环形横截面积的导电单元21最大限度的提供稳定可靠的电流，且还能同步传输无干扰的通信信号，既保证了上述两种信号的传输品质，同时，还实现了降低成本的技术效果。

为了简化电缆布线结构和节省布线空间，优选的，电流传输部分2内导电单元21可以有多个，隔离单元22包括第二护套层221、第三护套层222和隔离体223，其中，第二护套层221和第三护套层222具有相同圆心轴的位置，隔离体223有多个，且与导电单元21数量一致。同时，上述隔离体223与导电单元21紧密连接，且交叉分布在第二护套层和第三护套层之间，即每两个导电单元21之间均有一个隔离体223，每两个隔离体223之间均有一个导电单元21，进而使每一个导电单元21可以单独传输所需要的电流信号。

本发明实施例中的电缆可以用于汽车、工业机器人、机械臂、小型无人机等对载荷体积、重量较为敏感的机械设备，还可以用于小型导弹、炸弹等弹上电子系统。因上述弹内各部分和单机外壳均为金属，无法应用无线网，故现有技术只能以有线形式进行数据传输，导致电力线载荷过重。本发明实施例中的电缆可以同时无干扰的传输多电流和高带宽通信信号，故可以极大的精简弹内连接关系，进而可以减少电力线需求量，通过电缆减重从而提升有效载荷量。

优选的，隔离体223的一端连接于第二护套层221，另一端连接于第三护套层222，其中，隔离体223、第二护套层221和第三护套层222为将绝缘材料采用挤塑牵引制作方式一体成型。该设置方式在制作时有利于批量生产，且制作工序简单，加工方式可靠。

图3为根据本发明实施例的电流传输部分2的结构图，以导电单元21数量为5个为例，可具体如图3所示。在上述导电单元21有多个的情况下，电流传输部分2中可以传输多个电流信号，该电流信号既可以有相同参考地，也可以有不同参考地，其中，参考地为电流信号发送与接收的参考基准。通过有多个导电单元21的设置，本发明实施例可以实现在多个电源和多个负载之间仅通过一根电缆相连，进而达到了电缆布线结构简化的目的。

优选的，上述导电单元21可以有3个，图4为根据本发明实施例的电缆的优选结构图一，如图4所示，2个导电单元21用于连接两个不同的电源，另1个导电单元21作为共用参考地。

针对不同负载电源需求，上述导电单元21还可以有4个，图5为根据本发明实施例的电缆的优选结构图二，如图5所示，2个导电单元21用于连接两个不同的电源，另2个导电单元21分别作为与两个不同的电源对应的参考地。

根据本发明实施例，还提供了一种电力载波用电缆的制作方法实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图6是根据本发明实施例的电力载波用电缆的制作方法的流程图，如图6所示，该方法包括如下步骤：

步骤s601，绞合多根第一导体丝，形成横截面为圆形的信号传输单元，并在信号传输单元外挤塑包覆绝缘材料形成第一护套层；

步骤s602，在第一护套层外缠绕金属丝形成屏蔽层，得到用于传输通信信号的信号传输部分；

步骤s603，绞合多根第二导体丝，形成横截面为扇环形的导电单元，将导电单元穿过挤塑机模具，在导电单元外挤塑包覆绝缘材料形成隔离单元，得到横截面为圆环形的，用于传输电流的电流传输部分；

步骤s604，将信号传输部分与电流传输部分的圆心轴对准后，沿轴向方向装入电流传输部分之中，完成电缆装配。

其中，上述第一导体丝和第二导体丝可以相同，也可以不同，但均可以用于传输电流和通信信号。

通过上述步骤，可以实现在本发明实施例中，采用分步制作和一体成型的的方式，分别制作用于传输通信信号的信号传输部分，和用于传输电流信号的电流传输部分，达到了低成本制作抗干扰宽带电力线载波用电缆的目的。其中，通过将电流传输部分中导电单元横截面为扇环形，且信号传输部分最外层为金属材料屏蔽层，可以实现通过本发明实施例制作的电缆，在进行电力载波时，利用扇环形横截面积的导电单元最大限度的提供稳定可靠的电流，且还能同步传输无干扰的通信信号，保证了上述两种信号的传输品质。

为了简化电缆布线结构和节省布线空间，优选的，导电单元有多个，隔离单元包括第二护套层、第三护套层和隔离体，其中，第二护套层和第三护套层具有相同圆心轴的位置，隔离体有多个，且与导电单元数量一致，交叉分布在第二护套层和第三护套层之间；隔离单元为将绝缘材料采用挤塑牵引制作方式一体成型。

需要说明的是，在绞合多根导体丝，形成横截面为扇环形的导电单元之前，还包括：获取电流传输部分和导电单元的尺寸，确定挤塑机模具尺寸，并进行制作。

图7是根据本发明实施例的挤塑机模具的优选结构图一，在导电单元为3个时，上述挤塑机模具如图7所示。图8是根据本发明实施例的挤塑机模具的优选结构图二，在导电单元为4个时，上述挤塑机模具如图8所示。

在将导电单元穿过挤塑机模具，在导电单元外挤塑包覆绝缘材料形成隔离单元时，可以为：将绝缘材料置入挤塑机并使其达到挤出要求；其次将上述导电单元穿过挤塑机模具，开启挤塑机使绝缘材料进入模具中形成一体成型的第二护套层、第三护套层和隔离体，即隔离单元；逐渐牵引导电单元，从而绝缘材料被牵引至冷却水槽中，冷却凝固，形成包覆在导电单元之外的隔离单元。

优选的，上述绝缘材料可以为以下至少之一：低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、阻燃聚乙烯、低烟无卤聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙。

上述绝缘材料制备过程中，需要用到以下多种原料，其中，上述多种原料的名称及配比如下：聚乙烯：50-70份、乙烯一醋酸乙烯酯共聚物:份、氢氧化镁：份、型号为tmc-38s的偶联剂：1-3份、抗氧化剂1010:1-3份、钛白粉或碳黑：2.5-5.5份、石蜡:3-5份、邻苯二甲酸二丁酯:5-10份、聚乙烯醇:份、磷酸三丁酯:3-5份。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。