多功能智慧灯杆数据管道复合电缆的制作方法

本发明涉及电缆技术领域，具体涉及多功能智慧灯杆数据管道复合电缆。

背景技术：

传统路灯系统存在以下几个问题：监控管理相对粗放；运行维护效率低、成本高；设施资源缺乏有效管理等问题。目前风能、太阳能是可再生能源中技术发展最快﹑最成熟﹑最具大规模开发和商业化前景的发电方式。为此，近来，集节能环保创意为一体的智慧路灯的理念应运而生，为实现智慧城市提供了完备的载体平台。

智慧路灯是集合了具有无空气污染、无噪音、不产生废弃物等特点的风光互补发电系统的灯，助力城市路灯造就智慧路灯的理念迅速为人们所应用、实施。而多功能灯杆的智能系统，以灯杆为载体，通过挂载各类设备将风力发电机组、控制系统、监控系统、储能系统、太阳能发电系统、照明系统这六大部分整合，整个系统兼具安全可靠性、实用性、完美性及经济性。

为了将风力发电机组、控制系统、监控系统、储能系统、太阳能发电系统、照明系统这六大部分整合，并准确进行电力、控制信号、通信信号等传输，通常需采用一系列功能性电缆产品，其安装敷设的问题不容忽视。

由于电子技术的快速发展，传统的多种电缆在工作过程中，易出现电缆之间的相互干扰，进而导致电缆无法正常运行。为此，智慧路灯在工作过程中，通常是将多个功能电缆进行分开布线，但是这样不仅增加使用成本，也使电缆敷设外径大大增大，给用户安装敷设造成极大不便。因此，为适应市场，急需开发一款综合性智能路灯复合电缆。

技术实现要素：

为了解决智慧路灯杆数据管道中多个功能电缆之间有相互干扰的技术问题，而提供多功能智慧灯杆数据管道复合电缆。本发明的复合电缆集动力电缆、控制电缆和数据同轴通信电缆为一体，将动力传输线和传输信号的数据传输线等有效结合，各缆芯间的屏蔽抗干扰效果极佳。

为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

多功能智慧灯杆数据管道复合电缆，由内到外的结构依次包括复合缆芯、包带层和外护套层；

所述复合缆芯包括风能缆芯单元、光伏缆芯单元、视频缆芯单元、照明缆芯单元，所述风能缆芯单元、所述光伏缆芯单元、和所述照明缆芯单元环绕分布在所述视频缆芯单元的一周；

所述风能缆芯单元、所述光伏缆芯单元、所述照明缆芯单元由内到外的结构均依次包括导体和内绝缘层；

所述视频缆芯单元由内到外的结构依次包括视频缆芯内导体、聚乙烯内绝缘层、视频缆芯外导体和视频缆芯外屏蔽层。

进一步地，所述风能缆芯单元、所述光伏缆芯单元、所述照明缆芯单元的个数均为2个。

进一步地，所述导体和所述视频缆芯内导体为第二类导体。

进一步地，所述视频缆芯外导体包括铜丝编织层和铝塑复合带，所述铝塑复合带在所述铜丝编织层的内侧。铝塑复合带具有较好的屏蔽作用，但不耐弯曲、不抗拉，在生产和使用过程中容易断开，而本发明中再加入铜丝编织一方面具有屏蔽作用，另以方面能够弥补单一的铝塑复合带不耐弯曲、不抗拉的缺点，使视频缆芯同时具有较好的屏蔽作用和较好的柔软性、耐弯曲性和抗拉伸性。这种两种材料复合使用不仅避免了因视频缆芯外导体的不稳定使内电磁场发生的畸变而造成波阻抗的变化；又保证了复合电缆的柔软性，更为视频缆芯与其他强、弱缆芯共同安装、敷设提供了保障。

进一步地，所述风能缆芯单元和所述光伏缆芯单元的内绝缘层材料均为辐照交联聚烯烃绝缘料，所述照明缆芯单元的内绝缘层材料为聚氯乙烯绝缘料。

进一步地，所述包带层为无纺布包带层；所述外护套层的材料为无卤低烟阻燃耐低温橡胶护套料。使复合电缆具有较好的耐低温、耐化学环境等性能。

进一步地，在所述风能缆芯单元、所述光伏缆芯单元、所述视频缆芯单元和所述照明缆芯单元之间的间隙还包括填充层；所述填充层为在所述间隙中填充的纤维绳层，所述纤维绳层填满所述间隙，或者所述填充层为在所述视频缆芯单元的一周空缺处填充聚丙烯填充条。聚丙烯填充条相较于全纤维绳填充方式更为密实。

进一步地，所述视频缆芯外屏蔽层为磁性屏蔽层，所述磁性屏蔽层的材料包括如下重量份原材料：

乙烯-丙烯酸乙酯共聚物55-75份、镀铁石墨烯25-40份、润滑剂1.5-5份、抗氧化剂0.5-1.5份。镀铁石墨烯具有较好的导体性，能够发挥出石墨烯优良的导体性能，同时还具有较好的整体磁性；在乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中加入磁性导电材料镀铁石墨烯，挤包在视频缆芯单元外，对内里导线传输的信息提供全面的屏蔽，有效屏蔽视频缆芯与其他缆芯之间的干扰，保证视频缆芯的传输效果，有效提高复合电缆的柔软性兼具优异的电磁屏蔽、降低复合电缆生产成本，提升生产效率。

有益技术效果：

(1)本发明复合电缆结构改变了传统的多功能性动力电缆、控制电缆和数据电缆等电缆分离的设计模式，而将照明、视频、光伏、风能缆芯单元设计成一个综合复合缆芯的结构，避免该多功能电缆分开单元的重复敷设；本发明复合电缆结构紧凑，应用于智慧灯杆数据管道具有较高的稳定性和安全性，并且能有效节约电缆的敷设时间，本发明复合电缆紧凑的结构同时也减少了电缆的敷设面积，更降低了电缆及电缆敷设的成本。

(2)本发明将视频缆芯单元设计在复合缆芯的中间区域，一方面可满足电气参数，另一方面便于视频缆芯单元对外界的干扰信号进行有效屏蔽；由于光伏缆芯单元、风能缆芯单元、照明缆芯单元均为直流供电，设计其环绕分布在视频缆芯单元的一周，采用1+6(2+2+2)的结构，空缺处采用填充，使复合电缆结构更加紧凑，最大程度的保证了复合电缆的圆整度和平衡稳定性。

(3)由于单一的风能电缆需要频繁扭转，使其应当具备良好的抗扭转性能及弯曲性能。为此本发明采用无卤低烟阻燃耐低温橡胶护套料作为外护套层，同时也为了使复合电缆适应各种恶劣的环境，使得复合电缆具有良好的柔软性、弹性、可恢复性、抗拉性、耐低温性，符合扭转风能电缆的性能要求。

(4)为了防止外界电磁场对本发明复合电缆引起的低频干扰，本发明在视频缆芯的外导体上包覆一层外屏蔽层，使复合电缆具有优异的屏蔽性能及优异抗干扰性能；本发明复合电缆中的风能缆芯和光伏缆芯为强电电力缆芯，其频率较低，所以其屏蔽作用与在高频下有所不同。由于视频缆芯在与强电电力缆芯在一起时，在交变电磁场的作用下，会通过强电电力缆芯与视频通信回路间的电容耦合和电感耦合对视频缆芯线路产生电磁干扰和危险，为此，本发明的视频缆芯单元外采用一层磁性金属屏蔽层，不仅屏蔽效果优异，柔软性能也较好，而且保证视频缆芯在防护强电电力缆芯将最大限度的屏蔽电磁干扰和杜绝危险。

(5)本发明复合电缆视频缆芯单元采用复合屏蔽结构并且分层隔离屏蔽设计，大幅度提高了各缆芯间的传输精确度；本发明的复合电缆将多种功能电缆合为一体，使复合电缆产品结构更加紧凑可靠，相比传统分开布线的电缆综合外径节约为38％。

附图说明

图1为本发明实施例1中多功能智慧灯杆数据管道复合电缆的剖面结构示意图。

图2为本发明实施例2中多功能智慧灯杆数据管道复合电缆的剖面结构示意图。

图中标号：1-风能缆芯单元，11-风能缆芯导体，12-风能缆芯内绝缘层，2-光伏缆芯单元，21-光伏缆芯导体，22-光伏缆芯内绝缘层，3-视频缆芯单元，31-视频缆芯内导体，32-聚乙烯内绝缘层，33-视频缆芯外导体，34-视频缆芯外屏蔽层，4-照明缆芯单元，41-照明缆芯导体，42-照明缆芯内绝缘层，5-聚丙烯填充条，6-包带层，7-外护套层，8-纤维绳层。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例和附图，对本发明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发明一部分实施例，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，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的数值不限制本发明的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

实施例1

多功能智慧灯杆数据管道复合电缆，其剖面结构示意图如图1所示，由内到外的结构依次包括复合缆芯、包带层6和外护套层7；

所述复合缆芯包括风能缆芯单元1、光伏缆芯单元2、视频缆芯单元3、照明缆芯单元4，所述风能缆芯单元1、光伏缆芯单元2、和所述照明缆芯单元4环绕分布在所述视频缆芯单元3的周围一周；

所述风能缆芯单元1由内到外的结构均依次包括风能缆芯导体11和风能缆芯内绝缘层12；所述光伏缆芯单元2由内到外的结构均依次包括光伏缆芯导体21和光伏缆芯内绝缘层22；所述照明缆芯单元4由内到外的结构均依次包括照明缆芯导体41和照明缆芯内绝缘层42；

所述视频缆芯单元3由内到外的结构依次包括视频缆芯内导体31、聚乙烯内绝缘层32、视频缆芯外导体33和视频缆芯外屏蔽层34。

其中，所述风能缆芯单元、所述光伏缆芯单元、所述照明缆芯单元的个数均为2个。

其中，所述风能缆芯导体11、光伏缆芯导体21、所述照明缆芯导体41和所述视频缆芯内导体31为第二类导体。

其中，所述视频缆芯外导体33包括铜丝编织层和铝塑复合带，所述铝塑复合带在所述铜丝编织层的内侧。铝塑复合带具有较好的屏蔽作用，但不耐弯曲、不抗拉，在生产和使用过程中容易断开，而本发明中再加入铜丝编织一方面具有屏蔽作用，另以方面能够弥补单一的铝塑复合带不耐弯曲、不抗拉的缺点，使视频缆芯同时具有较好的屏蔽作用和较好的柔软性、耐弯曲性和抗拉伸性。这种两种材料复合使用不仅避免了因视频缆芯外导体33的不稳定使内电磁场发生的畸变而造成波阻抗的变化；又保证了复合电缆的柔软性，更为视频缆芯单元1与其他强、弱缆芯共同安装、敷设提供了保障。

其中，所述风能缆芯内绝缘层12和光伏缆芯内绝缘层22的材料均为辐照交联聚烯烃绝缘料；所述照明缆芯内绝缘层42材料为聚氯乙烯绝缘料。

其中，所述包带层6为无纺布包带层。

其中，所述外护套层的材料为无卤低烟阻燃耐低温橡胶护套料。可按照中国专利201510336216.x进行挤包，使复合电缆具有较好的耐低温、耐化学环境等性能。

其中，所述风能缆芯单元1、所述光伏缆芯单元2、所述照明缆芯单元4环绕在所述视频缆芯单元3的一周的空缺处补加填充聚丙烯填充条5。

其中，所述视频缆芯外屏蔽层34为磁性屏蔽层，所述磁性屏蔽层的材料包括如下重量份原材料：乙烯-丙烯酸乙酯共聚物64份、镀铁石墨烯34份、润滑剂1.5份、抗氧化剂0.5份；

其中镀铁石墨烯可以参照中国专利201610327142.8的方法制备。

按照如下步骤进行制备：

(1)将乙烯-丙烯酸乙酯共聚物放在共振过滤机中进行过滤，将乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中结块的部分震成粉末状，同时将其中的杂质过滤出来，得a料；

(2)将镀铁石墨烯、润滑剂和抗氧化剂放入密炼机中，混合均匀，得b料；

(3)将上述步骤得到的a料和b料混合，然后放入密封的混炼机中混合6～12分钟，混合均匀后再放入造粒机中进行混炼造粒，切成颗粒状，得到磁性屏蔽橡胶复合材料；

采用挤塑机，将磁性屏蔽橡胶复合材料均匀紧密的包覆在视频缆芯外导体33之外，厚度控制范围为0.3mm～0.5mm。

镀铁石墨烯具有较好的导体性，能够发挥出石墨烯优良的导体性能，同时还具有较好的整体磁性；在乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中加入磁性导电材料镀铁石墨烯，挤包在视频缆芯单元外，对内里导线传输的信息提供全面的屏蔽，有效屏蔽视频缆芯与其他缆芯之间的干扰，保证视频缆芯的传输效果，有效提高复合电缆的柔软性兼具优异的电磁屏蔽、降低复合电缆生产成本，提升生产效率。

以上实施例1的产品复合电缆的外径如下表1所示。

表1实施例1的产品符合电缆复合外径

实施例2

本实施例的多功能智慧灯杆数据管道复合电缆其剖面结构示意图如图2所示，本实施例的复合电缆与实施例1的结构相同，不同之处在于，所述风能缆芯导体11、光伏缆芯导体21、所述照明缆芯导体41和所述视频缆芯内导体31为均为第六类导体；在所述风能缆芯单元1、所述光伏缆芯单元2、所述视频缆芯单元3和所述照明缆芯单元4的间隙中还具有填满的纤维绳层8；

所述视频缆芯外屏蔽层34为磁性屏蔽层，所述磁性屏蔽层的材料包括如下重量份原材料：乙烯-丙烯酸乙酯共聚物69份、镀铁石墨烯28.5份、润滑剂2.0份、抗氧化剂0.5份。

以上实施例中视频缆芯外屏蔽层34为磁性屏蔽层，所述磁性屏蔽层的材料为磁性屏蔽橡胶复合材料，原材料中所使用的润滑剂例如可以是硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸镁等，所使用的抗氧剂可以是叔丁基对苯二酚等。

以上实施例中视频缆芯内导体31外还依次具有聚乙烯内绝缘层32、视频缆芯外导体33和视频缆芯外屏蔽层34，采用铜丝编织层和铝塑复合带混合作为外导体和屏蔽层，结合最外层采用磁性屏蔽橡胶复合材料，可增加电感，提高视频缆芯的屏蔽性能及抗干扰性能，这种电、磁屏蔽组合结构，有效的保证复合电缆的抗干扰能力，进而确保复合电缆传输的准确性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。