电气化铁路用27.5kV双极式自屏蔽电缆、中间接头及电缆终端的制作方法

本发明涉及电线电缆，具体涉及电气化铁路用27.5kv双极式自屏蔽电缆、电缆用中间接头及电缆终端结构。

背景技术：

1、近年来，随着全国高速电气化铁路的大规模建设，由电气化铁路非线性负载(谐波)引起的电网污染和电能质量问题越来越多。尤其是电缆会在谐波的影响下产生集肤效应和邻近效应，致使电缆线路产生附加发热，降低电缆的使用寿命。此外，谐波还会造成电缆损耗增加和载流能力的降低，严重影响了供电系统的稳定和安全。

2、传统的电气化铁路27.5kv单相交流交联聚乙烯绝缘电缆的正、负极通常由两根电缆构成，在狭小的电气化铁路敷设环境中，其较大的体积和重量会增加敷设难度，且正、负极电缆产生的谐波会对附近的通信电缆、仪表电缆及通信设备产生电磁干扰，容易造成误判断风险，引发安全问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对上述背景技术中提到的现有电缆正、负极产生的谐波会对附近的通信电缆、仪表电缆以及通信设备等产生电磁干扰，从而造成误判断风险，引发安全事故等问题，而提出了电气化铁路用27.5kv双极式自屏蔽电缆，本发明设计的电缆结构是一款集稳定、安全、经济、环保、节能等性能于一体的高性价比电缆。

2、本发明是通过如下技术方案实现的：

3、一种电气化铁路用27.5kv双极式自屏蔽电缆，其特征在于，所述的双极式自屏蔽电缆包括：由内而外依次套设设置的内导体、内导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、外导体、内护套、铠装层、包带以及外护套。

4、具体的，本发明设计的电气化铁路用27.5kv双极式自屏蔽电缆，与传统的电气化铁路27.5kv单相交流交联聚乙烯绝缘电缆相比：本产品采用双极式结构设计，将原有的正极、负极两根电缆合而为一，实现了电缆正、负极同心的紧凑结构形式。本发明设计的双极式自屏蔽电缆结构在自附屏蔽的同时，可有效削弱传统单芯交流电缆对于周围其它电缆的谐波电磁干扰，降低了电缆的线路损耗，提高了电缆的载流能力。此外，本发明的双极式自屏蔽电缆，其外层导体(外导体)对线芯结构实现了更好的保护能力，本发明优化设计后的电缆结构更紧凑稳定，不仅具有优于传统电缆的电气和物理稳定性，而且还可通过外导体与护套材料的有机组合满足多样化的电气化铁路敷设及运行环境需求，是一款集稳定、安全、经济、环保、节能等性能于一体的高性价比电缆。

5、进一步的，电气化铁路用27.5kv双极式自屏蔽电缆：所述的内导体采用铜丝绞合紧压而成，或采用股块导体绞合而成。

6、具体的，内导体采用铜丝绞合紧压而成或股块导体绞合而成的结构，以保证电缆具有良好的电气性能和相对较小的电缆外径。在设计和制造过程中对绞线节距进行合理地控制，保证产品良好电性能的同时，兼具有一定的柔软性，保证电缆可持续弯曲、便于狭小空间安装，方便快捷。

7、进一步的，电气化铁路用27.5kv双极式自屏蔽电缆：所述的内导体屏蔽层、绝缘层以及绝缘屏蔽层采用三层供挤结构。

8、优选的，所述绝缘层的材质为交联聚乙烯(xlpe)。

9、进一步的，电气化铁路用27.5kv双极式自屏蔽电缆：所述的双极式自屏蔽电缆还包括垫层，所述的垫层设置于所述绝缘屏蔽层与所述外导体之间；所述的垫层采用半导电带，所述的垫层用于隔离所述绝缘屏蔽与所述外导体，防止外导体压伤、扎破所述绝缘屏蔽。

10、优选的，本发明设计的双极式自屏蔽电缆为了防止外导体对绝缘屏蔽的损伤，在绝缘屏蔽的外侧绕包半导电带(垫层)进行缓冲。

11、进一步的，电气化铁路用27.5kv双极式自屏蔽电缆：所述的外导体采用圆形铜丝或采用异形铜单丝缠绕或绕包制成，且以缠绕圆整为准。

12、具体的，所述的外导体的设计截面应根据电流要求而定，一般选择与内导体标称截面一致，其工艺可根据标称截面而定。以铜丝缠绕工艺为例，当采用一层铜丝无法满足截面要求时，也可以采用多层结构，多层铜丝间应保障接触，需扎紧时宜采用铜带或半导电包带。

13、具体的，本发明设计的外导体结构可在起到自屏蔽、保证稳定的电气性能和可靠的传输性能的同时，减小由于正、负极而产生的谐波对周边其他通信电缆的电磁干扰，削弱在谐波的影响下产生的集肤效应和邻近效应，真正达到环保节能的作用。注：集肤效应又叫趋肤效应,当交变电流通过导体时,电流将集中在导体表面流过,这种现象叫集肤效应。集肤效应是电磁学，涡流学的术语。这种现象是由通电铁磁性材料，靠近未通电的铁磁性材料，在未通电的铁磁性材料表面产生方向相反的磁场，有了磁场就会产生切割磁力线的电流，这个电流就是所谓的涡旋电流，这个现象即为集肤效应。

14、进一步的，电气化铁路用27.5kv双极式自屏蔽电缆：所述的双极式自屏蔽电缆还包括铜带，所述的铜带设置于所述外导体与所述内护套之间，且所述的铜带呈间隙或重叠绕包设置于所述外导体的表面。

15、优选的，本发明设计的铜带一方面可以防止外导体铜丝断丝对导电性能造成影响；另一方面还能起到优化电缆结构外径，提高外导体抗干扰性能的作用。

16、进一步的，电气化铁路用27.5kv双极式自屏蔽电缆：所述的内护套用于隔离所述外导体与所述铠装层；所述的内护套采用pvc，聚乙烯或是具有阻燃、耐火、无卤低烟阻燃性能的材料挤包形成；所述外护套采用具有阻燃、无卤、低烟性能中单个或组合性能的材料挤包形成。

17、具体的，本发明的内护套采用高结壳、低热值释放性能的无卤低烟阻燃聚烯烃材料或是其他能满足电气化铁路具体需求的材料，如采用pvc、聚乙烯或是具有阻燃、耐火、无卤低烟阻燃等性能的材料挤包形成。所述的内护套用以隔离外导体与铠装层，起到防止外导体被铠装层压坏损伤的作用。

18、进一步的，电气化铁路用27.5kv双极式自屏蔽电缆：所述的铠装层采用单层金属丝紧密绕包结构或采用金属带重叠绕包结构；所述的单层金属丝选自铝丝、铜丝、钢丝或铝合金丝中的一种；所述的金属带选自黄铜带或非磁性钢带。

19、具体的，所述的铠装层在防止机械损伤的同时，保证电缆结构的完整和电气性能的稳定。

20、一种电缆用中间接头，其特征在于，所述的中间接头用于将任意两段上述的电气化铁路用双极式自屏蔽电缆连接为一体；

21、所述的中间接头包括：接头外防护层、铠装层连接线、外导体连接管、接头绝缘主体以及内导体连接管；

22、其中：所述的内导体连接管用于连接两段电缆中的内导体，恢复内导体的连接；所述的接头绝缘主体用作于恢复两段电缆连接处的绝缘以及进行电场控制；所述的外导体连接管用于对接两段电缆中的外导体；所述的铠装层连接线用于实现两段电缆中铠装层的电气连接；所述的接头外防护层用于恢复电缆连接处的密封，并提供机械防护。

23、一种电缆终端结构，其特征在于，所述的电缆终端结构用于实现上述的电气化铁路用双极式自屏蔽电缆与外部设备之间的电气连接；

24、所述的电缆终端结构包括：铠装层接地线、外导体接地线、密封结构、电缆终端主体以及连接端子；

25、其中：所述的连接端子用于实现电缆中的内导体与外部设备之间的电气连接；所述的电缆终端主体用于控制电缆剥开处的电场并实现绝缘恢复；将所述电缆中的外导体进行成股并引出与所述外导体接地线连接，所述的外导体接地线上连接铜端子，用于所述外导体的接地连接；所述的铠装层接地线用于将电缆中的铠装层引出进行接地；所述的密封结构用于对电缆的剥开部位进行密封并提供机械防护。

26、所述的中间接头及电缆终端作为电缆的附件与该电缆配套使用。

27、本发明的有益效果：

28、(1)本发明设计的电气化铁路用27.5kv双极式自屏蔽电缆能够有效节约电缆敷设费用，优化敷设空间，具有更高的性价比：本发明设计的电气化铁路用27.5kv双极式自屏蔽电缆在传统的电气化铁路27.5kv单相交流交联聚乙烯绝缘电缆基础上进行了升级，采用双极式结构设计，将原有的两根电缆合而为一，使电缆的正、负极集成于同根电缆内，在大大简化电缆结构的同时，有效保证电缆结构紧凑、重量轻、体积小，大幅度降低了敷设的难度，减少了敷设的工作量和成本，优化了敷设空间。同时本发明优化设计后的双极同心式电缆结构不仅能保证稳定的电气和机械性能，还适用于多种敷设环境需求，具有比传统电气化铁路电缆更高的性价比。

29、(2)本发明设计的电气化铁路用27.5kv双极式自屏蔽电缆具有双重抗干扰性能，能有效减少电网中的谐波污染，具有更高的安全性和可靠性：本发明设计的电缆采用双极式结构设计可起到双重抗干扰的作用；首先，本产品将传统的两根正、负极电缆有机整合到同根电缆内，其正、负极同心式的结构大大减小了电缆正、负极之间的距离，有效降低了单相交流电缆在狭小的敷设空间内对其他电缆的谐波电磁干扰，此为第一重抗干扰，即抗自身对外界的干扰。接着，优化升级后的电缆在其自负屏蔽的结构下也可保护自身不受外界干扰，使电气化铁路敷设环境下的信号传输效果更好，此为第二重干扰。

30、(3)本发明设计的这种双极式电缆结构不仅能降低正、负极间产生的谐波，进而减少对电网的谐波污染，保护电网质量，还能进一步削弱由谐波干扰引起的电缆线路附加发热现象，提高了电缆的使用寿命。同时，经本发明优化设计后的电缆结构更加稳定，相应的电气性能较传统的结构更优，改进后的电场强度分布更为均匀，更具安全和可靠性。

31、(4)本发明提供的电气化铁路用27.5kv双极式自屏蔽电缆能够降低传输损耗，提高电缆载流能力，有效实现电缆行业降本节能：本产品将原有多芯电缆的地线简化成同轴电缆上的金属屏蔽结构，不仅有益于电缆的结构性补偿，而且在克服谐波干扰的同时降低了电缆线路的传输损耗，提高了电气化铁路电缆的载流能力。与传统的电气化铁路电缆相比，本发明改进升级后的单芯交流电缆可在保证电缆电抗基本不变的同时，达到降低损耗，提升10％左右载流能力的效果，可有效实现电缆行业的降本节能。此外，本发明双极式的结构还能优化电气化铁路电缆的生产工序和工艺，不仅大幅降低了生产制造成本，而且提高了生产效率和质量，更利于企业的生产制造。

32、(5)本发明设计的电缆附件(电缆中间接头、电缆终端结构)结构合理，能够实现电缆内、外导体可靠连接，并恢复电缆开剥处的绝缘性能：本发明电缆附件的设计，相比常规的电缆附件，充分考虑了外导体连接的可靠性，以及外导体载流能力的恢复。本发明通过设计的电缆终端及中间接头，可以完全恢复电缆端部以及电缆对接处的绝缘性能、通流能力以及机械防护性能，能适用不同环境下的电气化铁路中压同轴电缆连接及敷设要求。