一种矿井光电复合用电缆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种矿井光电复合用电缆，包括功能组件和外护套；所述功能组件包括至少1根单模光纤、动力线、控制线组和内护套；所述动力线和控制线组用高强度纤维捆束，所述单模光纤包括钢丝和光纤，所述单模光纤包覆在金属套管内，所述单模光纤最大外径为金属套管最小内径的0.3倍～0.5倍；所述动力线和控制线组紧密设置在金属套管外周；所述内护套与外护套间设置有滑移层。本电缆更加柔软，结构更加稳定，弯曲半径可小于3倍电缆直径，且弯曲次数30000次以上，高于标准MT818规定的9000次。电缆经受长期、频繁、反复的弯曲和拉直，导体和光纤不断裂，从而有效解决现有技术存在的问题。

A kind of mine photoelectric composite cable

【技术实现步骤摘要】
一种矿井光电复合用电缆
本技术涉及电缆领域，具体为一种矿井光电复合用电缆。
技术介绍
随着煤炭行业的发展，井下安全生产的形势日益严峻，怎样减少井下事故带来的人员伤亡和财产损失是我们从业人员现在且将来考虑的重点。本专利提供一种矿井光电复合用电缆，有助于实现井下采掘作业的智能化，减少井下作业人员，从而减少安全事故带来的风险。通常采煤机电缆通常包括3根动力线芯、1根地线和若干控制线，这种结构仅能实现设备的动力输送以及简单的信号控制，已不能满足实际需要。中国专利申请号为CN2014103481234、申请名为一种带光纤及电信号的复合型采煤机电缆公开的技术，其光纤与控制线组合后布置于三芯动力线之间，且内外护套之间设置钢带铠装。电缆实现了光电复合，但是，结构上，光纤和控制线必须随动力线一起绞合构成缆芯，光纤呈螺旋弯曲状，光损失明显增加，通信带宽和传输长度减小；其次电缆弯曲时，其光纤势必受到拉伸力，在频繁反复的作用下，光纤易断裂；另外钢带铠装层使电缆变硬，弯曲性急剧降低，在外力的作用下电缆自身结构被破坏，不能满足井下实际工况的需要。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本技术提供一种矿井光电复合用电缆，包括功能组件和外护套；所述功能组件包括至少1根单模光纤、动力线、控制线组和内护套；所述动力线和控制线组用高强度纤维捆束，所述单模光纤包括钢丝和光纤，所述单模光纤包覆在金属套管内，所述单模光纤最大外径为金属套管最小内径的0.3倍～0.5倍；所述动力线和控制线组紧密设置在金属套管外周；所述内护套填充动力线、控制线与金属套管间的间隙并外周呈圆形；所述高强度纤维绳嵌入内护套内部；所述内护套与外护套间设置有滑移层。作为上述技术方案的进一步改进：所述滑移层包括纵包的聚四氟乙烯层或填充的油性膏。所述金属套管为波纹状，管壁厚0.5mm～1.0mm，其最大外径为动力线外径的0.35倍～0.42倍。所述动力线芯包含传输导体、包覆传输导体的高强度绝缘层以及高强度绝缘层外围的金属屏蔽层，所述传输导体由多根单丝直径小于0.5mm的铜丝或铝合金丝同向绞合而成，所述金属屏蔽层与金属套管直接接触。所述控制线由内至外依次是纤维绳、缓冲层、内导体、内绝缘层、外导体和外绝缘层；所述内导体金属丝相对于径向以45°～55°的角度多层均匀布满在内绝缘层表面，所述外导体金属丝相对于径向以45°～55°的角度多层均匀布满在外绝缘层表面。所述内导体金属丝、外导体金属丝与动力线芯绞合方向一致。所述控制线不少于3根，所述控制线外围挤包弹性护套。所述高强度纤维为正反交叉各4股～12股的纤维绳，相对于电缆径向的角度为30°～45°捆束。有益效果：1、本技术通过将光纤设置在电缆中心金属套管内，光纤处于自由伸直状态，减少因螺旋弯曲带来的光损失，保证了通信容量和传输距离；同时光纤与套管之间的空隙为光纤的活动范围，电缆弯曲时光纤受到的拉力得到缓解，光纤拉断的可能性减小。2、金属套管与绝缘线的金属屏蔽层接触，增加了等效的地线截面，提高了电缆的安全性；捆束于动力线和控制线外的高强度纤维嵌入护套内部，保证了电缆在移动弯曲时结构的稳定。3、控制线导体采用多层结构，其中心设置纤维绳是为了承受生产制造过程中生产设备的牵引力，以保证其外层的金属导体在生产制造过程中设计的角度不变。4、多层金属导体之间设置了绝缘层，每层金属导体可单独使用，径向角度45°～55°确保控制线导体在弯曲过程中不受轴向拉力。5、电缆更加柔软，结构更加稳定，弯曲半径可小于3倍电缆直径，且弯曲次数30000次以上，高于标准MT818规定的9000次。电缆经受长期、频繁、反复的弯曲和拉直，导体和光纤不断裂。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术的结构示意图。图2是本技术的控制线结构示意图。附图标记：1、传输导体；2、高强度绝缘层；3、屏蔽层；4、内护套；5、高强度纤维；6、弹性护套；7、控制线；8、金属套管；9、单模光纤；10、滑移层；11、外护套；71、纤维绳；72、缓冲层；73、内导体；74、内绝缘层；75、外导体；76、外绝缘层。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本技术所保护的范围。如图1-2所示，本实施例的矿井光电复合用电缆，包括功能组件和外护套11；功能组件包括至少1根单模光纤9、动力线、控制线7组和内护套4；动力线和控制线7组用高强度纤维5捆束，单模光纤9包括钢丝和光纤，单模光纤9包覆在金属套管8内，动力线和控制线7组紧密设置在金属套管8外周，单模光纤9最大外径为金属套管8最小内径的0.3倍～0.5倍，单模光纤9通过设置在电缆中心金属套管8内，单模光纤9处于自由伸直状态，减少因螺旋弯曲带来的光损失，保证了通信容量和传输距离；同时单模光纤9与套管之间的空隙为单模光纤9的活动范围，电缆弯曲时单模光纤9受到的拉力得到缓解，单模光纤9拉断的可能性减小；内护套4填充动力线、控制线7与金属套管8间的间隙并外周呈圆形；高强度纤维5绳嵌入内护套4内部，捆束于动力线和控制线7外的高强度纤维5嵌入护套内部，保证了电缆在移动弯曲时结构的稳定。内部各功能组件组成与内护套4构成一个整体结构，减少各功能组成的相对位移造成的磨损；内护套4与外护套11间设置有滑移层10，滑移层10相应地减少外护套11对内护套4的拉伸作用，从而减少内部各功能组件的拉伸负荷；当电缆在弯曲或扭曲时，内护套4在滑移层10的作用下，能适当的抗扭转，即外护套11在外力的作用下发生扭转，由于滑移层10，内护套4相应扭转的角度更小。进一步地；滑移层10包括纵包的聚四氟乙烯层或填充的油性膏。聚四氟乙烯(简写为PTFE)，一般称作“不粘涂层”或“易清洁物料”。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以可作润滑作用之余，亦成为了易清洁水管内层的理想涂料。油性膏同样具有很好的润滑作用，但是在电缆实际使用过程中，聚四氟乙烯更为实用。优选地；滑移层10为纵包的聚四氟乙烯层。进一步地；金属套管8为波纹状，增大与动力线外围的金属屏蔽层3摩擦力，减少金属套管8移动对单模光纤9形成过大的压力，管壁厚0.5mm～1.0mm，管壁过厚弯曲性能差，管壁过薄支撑力不够。其最大外径为动力线外径的0.35倍～0.42倍。金属套本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿井光电复合用电缆，其特征在于：包括功能组件和外护套；所述功能组件包括至少1根单模光纤、动力线、控制线组和内护套；所述动力线和控制线组用高强度纤维捆束，所述单模光纤包括钢丝和光纤，所述单模光纤包覆在金属套管内，所述单模光纤最大外径为金属套管最小内径的0.3倍～0.5倍；所述动力线和控制线组紧密设置在金属套管外周；所述内护套填充动力线、控制线与金属套管间的间隙并外周呈圆形；所述高强度纤维绳嵌入内护套内部；所述内护套与外护套间设置有滑移层。/n

【技术特征摘要】
1.一种矿井光电复合用电缆，其特征在于：包括功能组件和外护套；所述功能组件包括至少1根单模光纤、动力线、控制线组和内护套；所述动力线和控制线组用高强度纤维捆束，所述单模光纤包括钢丝和光纤，所述单模光纤包覆在金属套管内，所述单模光纤最大外径为金属套管最小内径的0.3倍～0.5倍；所述动力线和控制线组紧密设置在金属套管外周；所述内护套填充动力线、控制线与金属套管间的间隙并外周呈圆形；所述高强度纤维绳嵌入内护套内部；所述内护套与外护套间设置有滑移层。


2.根据权利要求1所述的矿井光电复合用电缆，其特征在于：所述滑移层包括纵包的聚四氟乙烯层或填充的油性膏。


3.根据权利要求2所述的矿井光电复合用电缆，其特征在于：所述金属套管为波纹状，管壁厚0.5mm～1.0mm，其最大外径为动力线外径的0.35倍～0.42倍。


4.根据权利要求3所述的矿井光电复合用电缆，其特征在于：动力线芯包含传输导体、包覆传输导体的高强度绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：马辽林，李华斌，胡湘华，易智敏，唐建业，
申请(专利权)人：湖南华菱线缆股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43