一种用于跨越高速铁路架空的电磁屏蔽电缆线的制作方法

1.本技术涉及电线电缆技术领域，具体涉及一种用于跨越高速铁路架空的电磁屏蔽电缆线。


背景技术：

2.目前，用于跨越高速铁路接触网的架空送电线路一般在高速铁路两端侧架独立耐张塔线路，高速铁路接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的输电线路，是高铁的牵引供电系统，从铁路上方架设的接触网上取得高压电流，从而获得持续充足的动力，供电单位在架设送电线路时，送电线路架设在高速列车的上方，送电线路为高压线路，送电线路一般距离接触网大约6米左右的距离。
3.高速列车作为一种快捷、高效的运输工具，近年来在全世界范围内收到了广泛的关注，它不仅提高了铁路系统的综合运输能力，缩短了地域间的时空距离，还有效地促进了区域经济与社会的协调发展，高速列车在运行过程中产生的电磁场的辐射范围可达到9
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12米，高速列车在运行过程中产生的电磁干扰打乱了送电电缆中的电子的定向运动，使导体内正电子、副电子无序混乱产生撞击进而引起导体的温度升高；影响送电效果，进而导致高速铁路停运的重大事故，一般会采用将送电电缆继续架高的方式，使送电电缆的高度超过电磁场的辐射范围，但这种解决方法会大大的增加基建投资成本，降低供电企业供电可靠性，影响企业经济效益。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术提供了一种用于跨越高速铁路架空的电磁屏蔽电缆线，解决了现有技术由于送电电缆与高速列车之间的电磁干扰，造成送电电缆的温度升高，进而导致高速铁路停运的重大事故的技术问题。
5.根据本技术的一个方面，一种跨越高速铁路架空的电磁屏蔽电缆线，所述电磁屏蔽电缆线包括：导线线芯组成，以及设置在所述导线线芯组成外的电磁屏蔽层；所述电磁屏蔽层包括：防电磁干扰层，以及蜂穴腔体，蜂穴腔体位于所述导线线芯组成和所述防电磁干扰层之间，所述蜂穴空腔为封闭的腔体。
6.在一种可能的实现方式中，所述蜂穴腔体包括设置在所述导线线芯组成外的本体，以及设置在所述本体内的多个空腔。
7.在一种可能的实现方式中，所述多个空腔均匀分布在所述导线线芯组成四周。
8.在一种可能的实现方式中，所述防电磁干扰层包括：金属薄膜，所述金属薄膜设置在蜂穴空腔的外侧；金属网层，所述金属网层设置在所述金属薄膜层的外侧。
9.在一种可能的实现方式中，所述电磁屏蔽电缆线包括填料层，所述填料层设置在所述蜂穴空腔和所述金属薄膜之间。
10.在一种可能的实现方式中，所述电磁屏蔽电缆线还包括电缆外护层，所述电缆外护层位于所述金属网层外。
11.在一种可能的实现方式中，所述防电磁干扰层的材料包括反射屏蔽材料。
12.在一种可能的实现方式中，所述反射屏蔽材料包括非磁性材料。
13.在一种可能的实现方式中，所述非磁性材料包括奥氏体不锈钢、铜以及铝中的任意一种或者多种组合。在一种可能的实现方式中，所述非磁性材料的材质为奥氏体不锈钢材质。
14.本技术的提供的一种用于跨越高速铁路架空的电磁屏蔽电缆线，通过在导线线芯组成外侧设置电磁屏蔽层，电磁屏蔽层包括防电磁干扰层和蜂穴腔体，防电磁干扰层，将高速列车运行中产生的电磁干扰进行反射和吸收，蜂穴腔体位于导线线芯组成和防电磁干扰层之间，蜂穴空腔为封闭的腔体，蜂穴空腔可增大金属网线与导线线芯绝缘距离并减轻电缆自重，可将导体电磁场封闭在密闭的空腔内，阻拦高速列车产生的电磁场对送电电缆的电磁干扰，防止电磁场中由于产生电磁辐射源造成导体内正电子、副电子无序混乱而产生撞击引起的送电电缆的温度升高，进而导致的高速铁路停运的重大事故的发生。
附图说明
15.图1所示为本技术一实施例提供的电磁屏蔽电缆线的电磁屏蔽层的结构示意图；
16.图2所示为本技术一实施例提供的电磁屏蔽电缆线的防电磁干扰层及蜂穴空腔的结构示意图；
17.图3所示为本技术一实施例提供的电磁屏蔽电缆线的蜂穴空腔结构示意图；
18.图4所示为本技术一实施例提供的电磁屏蔽电缆线的金属网层及金属薄膜层的结构示意图；
19.图5所示为本技术一实施例提供的电磁屏蔽电缆线的整体结构示意图；
20.图6所示为本技术一实施例提供的电磁屏蔽电缆线的整体结构剖视图；
21.图7所示为本技术一实施例提供的电磁屏蔽电缆线的立体图。
22.附图标记说明：1
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电缆外护层；2
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金属网层；3
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金属簿膜层；4
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填料层；5
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蜂穴空腔；6
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导线线芯组成；7
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防电磁干扰层；8
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电磁屏蔽层。
具体实施方式
23.本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
24.另外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
25.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
26.申请概述
27.高速列车作为一种快捷、高效的运输工具，近年来在全世界范围内收到了广泛的关注，它不仅提高了铁路系统的综合运输能力，缩短了地域间的时空距离，还有效地促进了区域经济与社会的协调发展，高速铁路运行过程中从铁路上方架设的接触网上取得高压电流，供电单位将高压线路架设在高速列车的上方，距离接触网大约6米左右的距离，高速列车在运行过程中会产生电磁场轰击电磁场，其产生的电磁干扰的辐射范围可达到9
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12米，高速列车在运行过程中产生的电磁干扰可以打乱送电电缆中的电子的定向运动，造成架空送电电缆的温度升高，温度过高意味着架空导线设备线夹、导线钢拉铆承受的热应力增加，而这种热应力往往是交替变化的，这种交替变化的热应力会导致导线钢拉铆材料的疲劳，随着材料的疲劳时间延长，如不及时处理将会发生耐张导线钢拉铆材料断裂导致高速铁路停运重大事故。
28.送电电缆导体中的自由电子在电场力的作用下，作有规则的定向运动，导体内正电子、副电子有规律的自由流动，如果电磁场中有新的电磁辐射源(可以是某一频率，也可以是全频率的噪声)或另一电磁场对原电磁场的轰击就可以改变现有的电磁序列，使导体内正电子、副电子无序混乱产生撞击进而引起导体的温度升高；影响送电效果，进而导致高速铁路停运的重大事故。
29.在现有技术中，为了解决高压送电线路温度升高的问题，通常是将送电电缆继续架高，超过高速列车运行过程中产生的电磁场的辐射范围，但这种解决方法会大大的增加基建投资成本，降低供电企业供电可靠性，影响企业经济效益。
30.本技术提供一种用于跨越高速铁路架空的电磁屏蔽电缆线。通过在导线线芯组成6外设置双层电磁屏蔽结构，蜂穴空腔5和防电磁干扰层7，蜂穴空腔5不仅将高速列车运行中产生的电磁干扰封闭在蜂穴空腔5内，也增大了绝缘距离，防电磁干扰层7将高速列车运行中产生的电磁干扰屏蔽在外，另外一部分未屏蔽掉的电磁场在空间进行传播时的能量被吸收掉，在蜂穴空腔5和防电磁干扰7的综合作用下将电磁屏蔽隔绝在导线外，以此提高电磁屏蔽电缆的使用的安全性，从而提高电磁屏蔽电缆的使用周期，降低了由于高压送电线路的温度升高而导致高速铁路的停运的情况的发生。
31.在简单介绍了本技术的实施原理之后，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
32.图1所示为本技术一实施例提供的电磁屏蔽电缆线的电磁屏蔽层的结构示意图，如图1所示，一种用于跨越高速铁路架空的电磁屏蔽电缆线，包括导线线芯组成6，以及设置在导线线芯组成6外壁的电磁屏蔽层8，电磁屏蔽层8为双层电磁屏蔽设计，本技术是在传输电缆导线线芯组成6外加屏蔽层方式形成的具有抗外界电磁干扰能力的电缆，本技术的双层屏蔽起到了加强屏蔽外界电磁干扰的效果，防电磁干扰层先将电磁波进行屏蔽，蜂穴空腔5增大了绝缘距离，使得电磁波的传播滞后，蜂穴空腔5同时也可将电磁波封闭的空腔内，使送电电缆导体内正电子、副电子为有规律的自由流动，不会改变现有的电磁序列。
33.图2所示为本技术一实施例提供的电磁屏蔽电缆线的防电磁干扰层及蜂穴空腔的
结构示意图，如图2所示，电磁屏蔽层8包括：防电磁干扰层7以及蜂穴腔体5，蜂穴空腔5套设在导线线芯组成6的外壁，防电磁干扰层7套设在蜂穴空腔5的外壁，蜂穴空腔5位于导线线芯组成6和防电磁干扰层7之间，蜂穴空腔5为封闭的腔体，蜂穴空腔5由于是封闭的腔体，一方面增大了防电磁干扰层7与导线线芯组成6的绝缘距离，并可以减轻送电电缆的自身重量，另一方面可将外界对导线线芯组成6的感应干扰电压产生的电磁场封闭在蜂穴空腔5内，以阻拦导体电磁场与高速列车电磁场之间产生电磁干扰，阻拦外部电磁噪声的侵入,隔绝导体电磁场与高速列车电磁场之间的电磁干扰，防止外部磁场对导体内部的电子产生干扰，防止电磁场中有新的电磁辐射源使导体内正电子、副电子无序混乱而产生撞击引起的温度升高。
34.导体内正电子、副电子无序混乱产生撞击引起的温度升高将会造成架空导线设备线夹、导线钢拉铆承受的热应力增加，热应力增加会导致导线钢拉铆材料的疲劳，随着导线钢拉铆材料的疲劳时间延长，如不及时处理将会发生耐张导线钢拉铆材料断裂，造成高速铁路停运重大事故，本技术通过设置蜂穴空腔5，将导体电磁场与高速列车电磁场之间产生的电磁干扰进行隔绝，降低高速铁路停运这种重大事故的产生，不仅提高了高速铁路的安全性，也提高了架空导线设备线夹、导线钢拉铆等的使用寿命。
35.防电磁干扰层7套设在蜂穴空腔5的外壁，防电磁干扰层7的作用是屏蔽掉电磁场的能量，电磁屏蔽，实际是为了限制从屏蔽材料的一侧空间向另一侧空间传递电磁能量，电磁波传播到达屏蔽材料表面时，通常有3中不同机理进行衰减，一是在入射表面的反射衰减，二是未被反射而进入屏蔽体的电磁波被材料吸收的衰减，三是在屏蔽体内部的多次反射衰减。当电磁波到达屏蔽体防电磁干扰层7的表面时，防电磁干扰层7对入射波产生的反射未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量，在体内向前传播的过程中，被屏蔽材料所衰减，也就是防电磁干扰层7将电磁场在空间进行传播时的能量吸收掉，达到隔绝导线与高速列车之间的电磁干扰。
36.本技术中加强屏蔽效果采用的双层屏蔽，屏蔽的作用机理是使用防电磁干扰层7、蜂穴空腔5的双层屏蔽层使之隔绝外界对导线的感应干扰电压，降低高速铁路停运这种重大事故的产生，提高了高速铁路的安全性。
37.图3所示为本技术一实施例提供的电磁屏蔽电缆线的蜂穴空腔结构示意图，如图3所示，蜂穴腔体5包括设置在导线线芯组成6外的本体，以及设置在所述本体内的多个空腔，蜂穴腔体5设置在导线线芯组成6的外壁，多个空腔均匀分布在所述导线线芯组成6四周，蜂穴空腔5内的多个空腔可以将导体电磁场封闭在密闭的空腔内，蜂穴空腔5内的多个空腔均匀分布可以起到将导体的各个方向产生的电磁场均匀的封闭在密闭的空腔内，均化了电场的分布，可以阻拦外部电磁噪声的浸入，起到防止外部磁场对导体内部的电子产生干扰，解决了电磁场中有新的电磁辐射源造成的导体内正电子、副电子的无序混乱而产生撞击引起的温度升高。
38.应当理解，本技术并不对空腔的具体数量进行限定，只要使得空腔能够将导体各个方向产生的电磁场封闭在密闭的空腔内，起到阻止外部电磁噪声的浸入，当电磁场中产生新的电磁辐射源时，导体内的正电子、副电子有序，不会引起架空导线的温度升高即可，空腔的具体数量可根据具体的需来来确定空腔的具体数量。
39.应当理解，空腔的形状可以设置为圆形，还可以设置为椭圆形，本技术并不对空腔
的具体形状进行限定，只要空腔能够起到阻拦外部电磁噪声的浸入，可以防止外部磁场对导体内部的电子产生干扰即可。
40.还应当理解，为了防止外部空间的潮气和水分进入到空腔内，可以在空腔内注入氨气，保持送电电缆的自重的同时，起到阻拦外部电磁噪声的浸入，将外部电磁场封闭在空腔内。
41.图4所示为本技术一实施例提供的电磁屏蔽电缆线的金属网层及金属薄膜层的结构示意图；如图4所示，防电磁干扰层7包括金属薄膜层3和金属网层2，金属薄膜层3设置在蜂穴空腔5的外侧；金属网层2设置在金属薄膜3的外侧，本技术是在传输电缆外加防电磁干扰层7的方式形成的具有抗外界电磁干扰能力的电缆，防电磁干扰层7采用编织成网状的金属线和采用金属薄膜包裹在导线线芯组成6外，用于隔绝导线与高速列车之间的电磁干扰,
42.由于电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场，电磁波在传播过程中遇到不同介质会发生反射和折射，由于金属体含有大量自由电子，电导率比较大。这样折射波部分损耗会很大，反射也会增大。所以电磁波很难穿透金属体，本技术通过采用金属网层2和金属薄膜层3套设在导线线芯组成6，当外界产生的电磁干扰时，金属网层2和金属薄膜层3可以起到屏蔽外界电磁干扰的效果，隔绝导电与高速列车之间的电磁干扰。
43.图5所示为本技术一实施例提供的电磁屏蔽电缆线的整体结构示意图；如图5所示，本技术的送电电缆的结构自外向内依次为电缆外护层1、金属网层2、金属薄膜层3、填料层4、蜂穴空腔5、导线线芯组成6，当高速列车运行过程中产生的电磁波到达送电电缆时，送电电缆外层的金属网层2和金属薄膜层3将电磁波进行反射，未反射的电磁波继续向前，被蜂穴空腔5进行吸收并将电磁波封闭在蜂穴空腔5内，同时，蜂穴空腔增大了金属薄膜3与导线线芯组成6之间的距离，也可以延缓电磁波继续向导线线芯组成6进行电磁干扰的速度。
44.图6所示为本技术一实施例提供的电磁屏蔽电缆线的剖视图，如图6所示，结合图7，电磁屏蔽电缆线还包括电缆外护层1，电缆外护层1位于金属网层2外；以及填料层4，所述填料层4设置在蜂穴空腔5和金属薄膜3之间，电缆外护层1为聚乙烯绝缘层，电缆外护层设置在电磁屏蔽电缆线的最外层，当电电磁屏蔽电缆安装运行在各种不同的环境中，可以对绝缘层起到保护的作用，当屏蔽电缆的导线线芯为多个时，通过加入填料层4，使得成缆外径相对圆整，以利于包带、挤护套。
45.应当理解，填料层4内的填料的材质可以为尼龙材质，也可以为pvc材质，只要是轻质的材料且能够使得成缆外径相对圆整，利于包带、挤护套即可。
46.在一种可能的实现方式中，防电磁干扰层7的材料包括反射屏蔽材料，电磁场屏蔽是利用屏蔽体阻止电磁场在空间传播的一种措施，当电磁波到达屏蔽体表面时，由于空气与反射屏蔽材料的交界面上阻抗的不连续性，对入射波可以产生反射，这种反射屏蔽材料有一定的厚度，要求交界面上的不连续，而未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量，在体内向前传播的过程中，被反射屏蔽材料所吸收，本技术中的防电磁干扰层7的材料包括反射屏蔽材料，可以将外界产生的电磁波进行反射掉，未被表面反射掉的会被反射屏蔽材料所吸收，从而可以起到阻止电磁波继续穿过防电磁干扰层7，不会对电缆的导线线芯组成6产生电磁干扰的作用。
47.应当理解，本技术并不对反射屏蔽材料即防电磁干扰层7的具体厚度进行限定，只
要使得防电磁干扰层7的金属网层2和金属薄膜层3能够将外界产生的电磁波进行反射或未被反射的电磁波进行吸收即可，防电磁干扰层7的的具体数量可根据具体的需来来确定。
48.在一种可能的实现方式中，反射屏蔽材料包括非磁性材料。即由非磁性材料作为反射屏蔽材料形成防电磁干扰层7，目前可以采用导电涂料、金属熔射、真空镀金、阴极溅镀、贴金属箔、还原银、化学镀金、导电塑料、加金属网等作为反射屏蔽材料，本技术采用非磁性材料作为反射屏蔽材料，非磁性材料的原子磁矩为零，或者原子磁矩虽然不为零但无规则排列，无法被磁化，非磁性材料的电子通常是成对的，因此它们的相反自旋抵消了磁场，一般的有色金属均是非铁磁材料，非磁性材料可以达到很好的电磁屏蔽抗干扰的效果，电磁屏蔽效果可以达到30
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60db。
49.在一种可能的实现方式中，非磁性材料包括奥氏体不锈钢、铜以及铝中的任意一种或者多种组合，本技术中采用奥氏体不锈钢、铜以及铝中的任意一种或者多种组合来作为防电磁干扰层7的材料，奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，由于奥氏体不锈钢具有高韧性、塑性及低强度的性质，可以起到屏蔽和吸收电磁波的效果，可选的，本技术的非磁性材料还可以采用铜或铝，性能良好的电磁屏蔽材料具有较高的电导率及磁导率，有些金属或合金是电的良导体，如铜铝等，对高阻抗电场有很好的屏蔽作用，在本技术中，采用铜或铝作为防电磁干扰层7可具有良好的抗电磁干扰的效果。
50.在一种可能的实现方式中，非磁性材料的材质为奥氏体不锈钢材质，奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢，钢中含cr约18％、ni 8％～10％、c约0.1％时，具有稳定的奥氏体组织，奥氏体不锈钢具有高韧性、塑性及低强度的性质，可以起到屏蔽和吸收电磁波的效果，采用奥氏体不锈钢制作的金属网层2和金属薄膜层3，包覆在导线线芯组成6外，可以用来遏制电磁场对导线线芯6组成的影响，使干扰场在屏蔽体内形成涡流并在屏蔽体与被保护空间的分界面上产生反射，从而大大削弱干扰场在被保护空间的场强值，达到了屏蔽效果。
51.电磁屏蔽电缆是在传输电缆外加屏蔽层方式形成的抗外界电磁干扰能力的电缆。屏蔽的目的都是防止外界的电磁场进入到某个需要保护的区域中，屏蔽的原理都是利用屏蔽对外场的感应产生的效应来抵消外场的影响。电磁场屏蔽是利用屏蔽体阻止电磁场在空间传播的一种措施，本技术中通过设置防电磁干扰层和蜂穴空腔5，不仅隔绝了导线线芯6与高速列车之间的电磁干扰，同时将导体的电磁场封闭在蜂穴空腔5内，起到阻拦导体电磁场与高速列车电磁场之间产生的电磁干扰，避免由于导线与高速列车之间的电磁干扰，造成送电电缆温度升高而造成高速铁路停运的重大事故的发生。
52.以上所述仅为本技术创造的较佳实施例而已，并不用以限制本技术创造，凡在本技术创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本技术创造的保护范围之内。