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专利名称：一种自适应分压的抗压输电电缆

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111332749.2

专利申请（专利权）人：国网四川省电力公司内江供电公司
权利人地址：四川省内江市东兴区太白路190号

专利发明（设计）人：胡家诚,粟娟,李萍,邱永浩,庞博,王灿军

专利摘要：本发明公开了一种自适应分压的抗压输电电缆，涉及电缆技术领域，其技术方案要点是：包括外绝缘层和三根电芯线，电芯线包裹有内绝缘层，还包括由三个分支拱片、三个内展片组成的Y型压片，分支拱片与内展片交替设置；三根电芯线均匀分布在相邻分支拱片的外侧之间；外绝缘层、分支拱片、内绝缘层之间设有绝缘填充层；Y型压片内设有弹性填充层；分支拱片包括外展片和两个对称设置在外展片两侧的分压片，内展片两端分别与相邻分支拱片中的分压片连接。本发明能够将电芯线单一方向受到的较大压力通过分压片分散到对应电芯线的四周，避免了电芯线承受较大压力损坏或破坏了电缆内部层结构分布的紧密性，有效提高了电芯线的抗压性能和稳定性。

主权利要求：
1.一种自适应分压的抗压输电电缆，包括外绝缘层(101)和三根电芯线(105)，电芯线(105)包裹有内绝缘层(104)，其特征是，还包括由三个分支拱片(109)、三个内展片(112)组成的Y型压片(106)，分支拱片(109)与内展片(112)交替设置；
三根电芯线(105)沿外绝缘层(101)圆周方向均匀分布在相邻分支拱片(109)的外侧之间；
外绝缘层(101)、分支拱片(109)、内绝缘层(104)之间设有绝缘填充层(103)；
Y型压片(106)内设有弹性填充层(107)；
分支拱片(109)包括外展片(110)和两个对称设置在外展片(110)两侧的分压片(111)，内展片(112)两端分别与相邻分支拱片(109)中的分压片(111)连接；
所述内展片(112)为与外绝缘层(101)同轴设置的弧形板。
2.根据权利要求1所述的一种自适应分压的抗压输电电缆，其特征是，所述分压片(111)为与距离最小的电芯线(105)同轴设置的弧形板。
3.根据权利要求1所述的一种自适应分压的抗压输电电缆，其特征是，所述外展片(110)为与外绝缘层(101)同轴设置的弧形板。
4.根据权利要求1所述的一种自适应分压的抗压输电电缆，其特征是，所述弹性填充层(107)内设有至少一个形变通孔(108)。
5.根据权利要求1所述的一种自适应分压的抗压输电电缆，其特征是，所述外绝缘层(101)与绝缘填充层(103)之间设有金属编织层(102)。
6.根据权利要求1?5任意一项所述的一种自适应分压的抗压输电电缆，其特征是，所述分压片(111)的弦长与内绝缘层(104)的外壁相切，具体分布参数为：其中，B为分压片(111)所对应的圆心角度数；R2为分压片(111)的半径；R4为内绝缘层(104)的半径。
7.根据权利要求1?5任意一项所述的一种自适应分压的抗压输电电缆，其特征是，所述分支拱片(109)朝向外展片(110)处端口的宽度大于朝向内展片(112)处端口的宽度，具体分布参数为：其中，A为外展片(110)所对应的圆心角度数；C为内展片(112)所对应的圆心角度数；R3为内展片(112)的半径。
8.根据权利要求1?5任意一项所述的一种自适应分压的抗压输电电缆，其特征是，所述外展片(110)位于三个内绝缘层(104)的外切圆内。
9.根据权利要求1?5任意一项所述的一种自适应分压的抗压输电电缆，其特征是，所述Y型压片(106)与内绝缘层(104)、弹性填充层(107)的分布间距设置具体为：其中，L2为外展片(110)与绝缘填充层(103)边缘间的径向间距；k1,k2,k3均为常数，取值范围为[0.92,1]；R5为形变通孔(108)的半径。 说明书 : 一种自适应分压的抗压输电电缆技术领域[0001] 本发明涉及电缆技术领域，更具体地说，它涉及一种自适应分压的抗压输电电缆。背景技术[0002] 电缆用来传输定向运动的电荷，在电力系统和信息传输系统具有广泛的应用，通常是由几根或几组导线组成。在电荷传输过程中，由于电缆中的导线具有一定的电阻，当电流流过时，在磁场和力场的作用下电缆芯会受到挤压，这样就会对电缆内腔的橡胶层和绝缘层造成磨损，一段时间过后，可能会导致电缆不再为密封结构，一旦电缆芯与空气接触，就会出现起火，进而烧断整个线路，造成事故的发生。此外，电缆在受到外界压力也可能会对内部的电芯线造成挤压损坏，从而影响电缆或信号传输的稳定性。[0003] 基于此，现有技术中有通过在三个电芯线之间以两两连接的方式设置固定板，形成稳定的三角形，三根电芯线作为三角形的角点，以此来缓解防止橡胶层和绝缘层受到的磨损，但是，由于三根电芯线固定后其整体相当于一根线缆，在整个电缆受压时，内部的电芯线仍存在较大几率受挤压损坏，且整个线缆受三角形稳定限制影响，其抗扭转性能较差，应用范围受到极大影响。[0004] 此外，现有技术中还有通过在线缆中设置呈Y型的三叶中空支架方式来增强电缆的抗压性能和抗拉伸性能。由于现有的Y型支撑结构强度相对较大，在线缆受到沿半径任意方向的压力时，Y型的三叶中空支架虽然会限制三根电芯线发生较大形变，但其中至少有一个电芯线仍会存在较大的压力，且受压后的电缆内部结构机会依靠内部的绝缘填充层或橡胶层恢复至初始状态，随着受压次数的不断增强，其恢复能力将急剧下降，从而影响电缆的使用。[0005] 因此，如何研究设计一种能够克服上述缺陷的一种自适应分压的抗压输电电缆是我们目前急需解决的问题。发明内容[0006] 为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种自适应分压的抗压输电电缆。[0007] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种自适应分压的抗压输电电缆，包括外绝缘层和三根电芯线，电芯线包裹有内绝缘层，还包括由三个分支拱片、三个内展片组成的Y型压片，分支拱片与内展片交替设置；[0008] 三根电芯线沿外绝缘层圆周方向均匀分布在相邻分支拱片的外侧之间；[0009] 外绝缘层、分支拱片、内绝缘层之间设有绝缘填充层；[0010] Y型压片内设有弹性填充层；[0011] 分支拱片包括外展片和两个对称设置在外展片两侧的分压片，内展片两端分别与相邻分支拱片中的分压片连接。[0012] 通过采用上述技术方案，在任意一个电芯线受到挤压时，电芯线朝向电缆中心传递压力使得内展片具有朝向电缆中心移动的趋势，从而使得内展片两侧的分压片具有相互靠拢相应电芯线的趋势，实现了将电芯线单一方向受到的较大压力通过分压片分散到对应电芯线的四周；此外，在电芯线受压移动达到一定程度时，通过两侧的外展片和正对的外展片可将持续施加的压力大部分分散到相邻电芯线上，避免了电芯线承受较大压力损坏或破坏了电缆内部层结构分布的紧密性，有效提高了电芯线的抗压性能和稳定性。[0013] 本发明进一步设置为：所述分压片为与距离最小的电芯线同轴设置的弧形板。[0014] 通过采用上述技术方案，弧形板设置的分压片既可以使得分压压力较为均匀的分散到电芯线上，还使得电缆内部具有较强的恢复至初始状态的弹性恢复力，有效延长了电缆的使用寿命；此外，弧形板设置的分压片还使得整个电缆具有较强的抗扭曲性能。[0015] 本发明进一步设置为：所述外展片为与外绝缘层同轴设置的弧形板。[0016] 通过采用上述技术方案，弧形板设置的外展片在受压时具有一定向两侧推动分压片的能力，使得分压片能够与电芯线圆周曲面匹配。[0017] 本发明进一步设置为：所述内展片为与外绝缘层同轴设置的弧形板。[0018] 通过采用上述技术方案，弧形板设置的内展片使得相互靠拢两个分压片整体具有良好的恢复性能，且通过弧度相反设置的内展品和分压片能够有效减小分压片在相互靠拢或展开过程于连接处出现裂缝的情况发生。[0019] 本发明进一步设置为：所述弹性填充层内设有至少一个形变通孔。[0020] 通过采用上述技术方案，形变通孔即可降低整个电缆的重量，还可以使弹性填充层具有充足的形变空间，有利于应对较大压力的突发撞击。[0021] 本发明进一步设置为：所述外绝缘层与绝缘填充层之间设有金属编织层。[0022] 通过采用上述技术方案，利用金属编织层可有效增强电缆的屏蔽性能。[0023] 本发明进一步设置为：所述分压片的弦长与内绝缘层的外壁相切，具体分布参数为：[0024][0025] 其中，B为分压片所对应的圆心角度数；R2为分压片的半径；R4为内绝缘层的半径。[0026] 通过采用上述技术方案，通过对分压片的分布参数设置，保证了分压片的压力分散作用能够保持稳定有效。[0027] 本发明进一步设置为：所述分支拱片朝向外展片处端口的宽度大于朝向内展片处端口的宽度，具体分布参数为：[0028][0029] 其中，A为外展片所对应的圆心角度数；C为内展片所对应的圆心角度数；R3为内展片的半径。[0030] 通过采用上述技术方案，通过对外展片和内展片的分布参数设置，保证了外展片在正对受压时能够快速响应将两侧的分压片推动。[0031] 本发明进一步设置为：所述外展片位于三个内绝缘层的外切圆内。[0032] 通过采用上述技术方案，在电缆受压或扭曲时，有效减少了绝缘填充层内部因外展片和分压片移动而出现裂缝的情况发生。[0033] 本发明进一步设置为：所述Y型压片与内绝缘层、弹性填充层的分布间距设置具体为：[0034][0035] 其中，L2为外展片与绝缘填充层边缘间的径向间距；k1,k2,k3均为常数，取值范围为[0.92,1]；R5为形变通孔的半径。[0036] 通过采用上述技术方案，通过对电缆内部的部分结构间距进行合理设计，使得电缆的分压性能达到最佳。[0037] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：[0038] 1、本发明提供的抗压线缆在任意一个电芯线受到挤压时，能够将电芯线单一方向受到的较大压力通过分压片分散到对应电芯线的四周，避免了电芯线承受较大压力损坏或破坏了电缆内部层结构分布的紧密性，有效提高了电芯线的抗压性能和稳定性；[0039] 2、本发明通过呈弧形板设置的分压片，既可以使得分压压力较为均匀的分散到电芯线上，还使得电缆内部具有较强的恢复至初始状态的弹性恢复力，有效延长了电缆的使用寿命；此外，弧形板设置的分压片还使得整个电缆具有较强的抗扭曲性能；[0040] 3、本发明通过呈弧形板设置的内展片，使得相互靠拢两个分压片整体具有良好的恢复性能，且通过弧度相反设置的内展品和分压片能够有效减小分压片在相互靠拢或展开过程于连接处出现裂缝的情况发生；[0041] 4、本发明通过对分压片的分布参数设置、对外展片和内展片的分布参数设置以及对电缆内部的部分结构间距进行合理设计，能够使得电缆的抗压、抗扭曲等性能更优。附图说明[0042] 此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：[0043] 图1是本发明实施例中的立体结构示意图；[0044] 图2是本发明实施例中的平面分布示意图；[0045] 图3是本发明实施例中Y型压片的结构示意图；[0046] 图4是本发明实施例中Y型压片的参数标注示意图；[0047] 图5是本发明实施例中整体分布间距标注示意图。[0048] 附图中标记及对应的零部件名称：[0049] 101、外绝缘层；102、金属编织层；103、绝缘填充层；104、内绝缘层；105、电芯线；106、Y型压片；107、弹性填充层；108、形变通孔；109、分支拱片；110、外展片；111、分压片；112、内展片。具体实施方式[0050] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图1?5，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。[0051] 需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。[0052] 需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0053] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。[0054] 实施例：一种自适应分压的抗压输电电缆，如图1与图2所示，包括外绝缘层101和三根电芯线105，电芯线105包裹有内绝缘层104，还包括由三个分支拱片109、三个内展片112组成的Y型压片106，分支拱片109与内展片112交替设置。三根电芯线105沿外绝缘层101圆周方向均匀分布在相邻分支拱片109的外侧之间。外绝缘层101、分支拱片109、内绝缘层104之间设有绝缘填充层103。Y型压片106内设有弹性填充层107。[0055] 如图3所示，分支拱片109包括外展片110和两个对称设置在外展片110两侧的分压片111，内展片112两端分别与相邻分支拱片109中的分压片111连接。[0056] 本发明提供的一种自适应分压的抗压输电电缆在任意一个电芯线105受到挤压时，电芯线105朝向电缆中心传递压力使得内展片112具有朝向电缆中心移动的趋势，从而使得内展片112两侧的分压片111具有相互靠拢相应电芯线105的趋势，实现了将电芯线105单一方向受到的较大压力通过分压片111分散到对应电芯线105的四周；此外，在电芯线105受压移动达到一定程度时，通过两侧的外展片110和正对的外展片110可将持续施加的压力大部分分散到相邻电芯线105上，避免了电芯线105承受较大压力损坏或破坏了电缆内部层结构分布的紧密性，有效提高了电芯线105的抗压性能和稳定性。[0057] 如图2与图3所示，在本实施例中，分压片111为与距离最小的电芯线105同轴设置的弧形板。弧形板设置的分压片111既可以使得分压压力较为均匀的分散到电芯线105上，还使得电缆内部具有较强的恢复至初始状态的弹性恢复力，有效延长了电缆的使用寿命；此外，弧形板设置的分压片111还使得整个电缆具有较强的抗扭曲性能。[0058] 如图2与图3所示，在本实施例中，外展片110为与外绝缘层101同轴设置的弧形板。弧形板设置的外展片110在受压时具有一定向两侧推动分压片111的能力，使得分压片111能够与电芯线105圆周曲面匹配。[0059] 如图2与图3所示，在本实施例中，内展片112为与外绝缘层101同轴设置的弧形板。弧形板设置的内展片112使得相互靠拢两个分压片111整体具有良好的恢复性能，且通过弧度相反设置的内展品和分压片111能够有效减小分压片111在相互靠拢或展开过程于连接处出现裂缝的情况发生。[0060] 如图1与图2所示，在本实施例中，弹性填充层107内设有形变通孔108。形变通孔108即可降低整个电缆的重量，还可以使弹性填充层107具有充足的形变空间，有利于应对较大压力的突发撞击。需要说明的是，形变通孔108可以根据需求设置为矩形阵列分布或圆周阵列的形式。形变通孔108可以是圆形，也可以是三角形等多种形状。[0061] 如图1与图2所示，在本实施例中，外绝缘层101与绝缘填充层103之间设有金属编织层102，利用金属编织层102可有效增强电缆的屏蔽性能。[0062] 如图4与图5所示，分压片111的弦长与内绝缘层104的外壁相切，具体分布参数为：[0063][0064] 其中，B为分压片111所对应的圆心角度数；R2为分压片111的半径；R4为内绝缘层104的半径。通过对分压片111的分布参数设置，保证了分压片111的压力分散作用能够保持稳定有效。[0065] 如图4与图5所示，分支拱片109朝向外展片110处端口的宽度大于朝向内展片112处端口的宽度，具体分布参数为：[0066][0067] 其中，A为外展片110所对应的圆心角度数；C为内展片112所对应的圆心角度数；R3为内展片112的半径。通过对外展片110和内展片112的分布参数设置，保证了外展片110在正对受压时能够快速响应将两侧的分压片111推动。[0068] 如图4与图5所示，外展片110位于三个内绝缘层104的外切圆内。在电缆受压或扭曲时，有效减少了绝缘填充层103内部因外展片110和分压片111移动而出现裂缝的情况发生。[0069] Y型压片106与内绝缘层104、弹性填充层107的分布间距设置具体为：[0070][0071] 其中，L2为外展片110与绝缘填充层103边缘间的径向间距；k1,k2,k3均为常数，取值范围为[0.92,1]；R5为形变通孔108的半径。通过对电缆内部的部分结构间距进行合理设计，使得电缆的分压性能达到最佳。[0072] 工作原理：本发明提供的抗压线缆在任意一个电芯线105受到挤压时，能够将电芯线105单一方向受到的较大压力通过分压片111分散到对应电芯线105的四周，避免了电芯线105承受较大压力损坏或破坏了电缆内部层结构分布的紧密性，有效提高了电芯线105的抗压性能和稳定性；另外，本发明通过呈弧形板设置的分压片111，既可以使得分压压力较为均匀的分散到电芯线105上，还使得电缆内部具有较强的恢复至初始状态的弹性恢复力，有效延长了电缆的使用寿命；此外，弧形板设置的分压片111还使得整个电缆具有较强的抗扭曲性能。[0073] 以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：四川

专利申请日期：2021-11-11

专利公开日期：2024-07-16

专利公告号：CN114049994B