一种新型采煤机金属屏蔽光纤复合橡套软电缆的制作方法

1.本实用新型涉及工矿电缆技术领域，具体的涉及一种新型采煤机金属屏蔽光纤复合橡套软电缆。


背景技术：

2.随着国家大力发展煤矿智能化开采，现有的采煤机金属屏蔽橡套软电缆不能满足煤矿智能化开采对煤炭采掘工作面的信号传输的需求。
3.光电复合电缆是一种复合光纤单元，实现通电或防雷功能的同时并进行光纤通信。现有的光电复合电缆的输电电芯间设有光缆线芯，可同时传输光和电信号，此外，现有的光电复合电缆具备重量轻、施工方便、成本低等优势，并且值得注意的是分布式光纤对环境温度具有很高的敏感性，因此，在高压与超高压交联电缆中，植入感温光纤，制备光电复合电缆，并将其引入远程遥控智能采煤工程中，实现了通电和通信的同时对电缆负荷和局部温升的实时连续监测。
4.但由于矿山采煤工程工作环境相对恶劣，使用过程中频繁启停、多级变速、故障率高，尤其是在夜间作业时，光电复合电缆容易被运载设备碾压，而且在移动过程中会频繁发生“8”形或“s”形的严重弯曲和拖拉，同时光电复合电缆还会受到跌落的煤块和石块的冲击，因此，线缆的护套和绝缘层容易破损和开裂，同时导体和光纤也极易发生断裂，导致控制设备信号中断，线路发生短路、绝缘击穿或漏电，最终导致作业中断，带来了巨大的经济损失。
5.目前我国有多家企业与研究机构在进行采煤机用光纤复合电缆的研究与开发，生产的光电缆产品已经有20种左右，但产品相对单一，同时产品生产设计缺乏统一规范，关键技术有待深入研究，相关产品的生产设计标准和产品性能试验规范都有待进一步统一化明确规定。因此国内综合性智能采煤工程用光电复合电缆目前主要依赖于进口，而且进口产品的材料成本较高，加工工艺复杂，成品线缆废品率较高，存在安全隐患。因此如何解决因线缆问题导致的电线路异常，并对可能发生的电气事故进行预防是煤矿安全生产一直需要解决的重要课题。


技术实现要素：

6.1.要解决的技术问题
7.本实用新型的目的在于提供一种新型采煤机金属屏蔽光纤复合橡套软电缆，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.2.技术方案
9.为解决上述问题，本实用新型采取如下技术方案：
10.一种新型采煤机金属屏蔽光纤复合橡套软电缆，包括护套和缆芯，所述缆芯包括呈环形分布于护套内侧的三根动力缆芯、两根控制缆芯和一组可做备用的通讯缆芯，两根所述控制缆芯和一组通讯缆芯分别位于每两个动力缆芯之间并与相应两个动力缆芯相切，
所述护套的内侧设有对缆芯进行支撑的半导电异形支架，且半导电异形支架的中心部位设有位于电缆圆心上并可对电缆运作负荷、工作温度进行实时监测的光缆单元。
11.进一步地，所述动力缆芯包括从内至外依次设置的动力线芯导线、包覆于动力线芯导线上的动力线芯绝缘层和位于动力线芯绝缘层上的动力线芯金属屏蔽层，所述动力线芯金属屏蔽层兼作地线芯。
12.进一步地，所述控制缆芯包括从内至外依次设置两根同轴设置的导线、包覆于最外层导线上的控制线芯绝缘层和位于控制线芯绝缘层上的复合金属屏蔽层，所述导线包括控制线芯束绕导体和控制线芯缠绕导体，且控制线芯束绕导体与控制线芯缠绕导体之间设有另一个控制线芯绝缘层，所述合金属屏蔽层由复合芳纶/镀锡铜丝编织 铝塑复合带绕包组成。
13.进一步地，所述通讯缆芯兼作控制线芯组，所述通讯缆芯包括从外至内依次设置的两根控制绝缘线芯、包覆于两根控制绝缘线芯上的包覆层和位于包覆层上的另一个合金属屏蔽层，所述包覆层的内侧设有两根对控制绝缘线芯与包覆层之间进行支撑的填充条，所述合金属屏蔽层由复合芳纶/镀锡铜丝编织 铝塑复合带绕包组成。
14.进一步地，所述光缆单元由
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根单模光纤和
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根的多模测温光纤组成。
15.进一步地，所述控制缆芯与通讯缆芯直径相等，且动力缆芯的直径大于通讯缆芯的直径，所述半导电异形支架呈“人”字形结构，且半导电异形支架的三个尖端呈小弧形凹面并可分别对两根控制缆芯和一组通讯缆芯进行支撑，所述半导电异形支架上每相邻两个小弧形凹面之间均为大弧形凹面并可分别对三根动力缆芯进行支撑。
16.进一步地，所述护套的内部呈环形设有多个纤维加强筋，且纤维加强筋在护套的内部形成纤维加强层。
17.3.有益效果
18.1、本实用新型采用了一组能够满足煤矿进行rs及can网络通讯缆芯，该组结构可作为光缆备份，当传输视频通讯信号光缆出现断裂时，其可作为应急备用，保障电缆能够正常的工作，以降低电气事故的发生。
19.2、本实用新型采用了根同芯式控制缆芯，且每个控制缆芯内部的导线均由控制线芯束绕导体和控制线芯缠绕导体按照同轴式方式集合成一根，该种设置有效实现了节约了线芯外径尺寸，且为了提高该控制缆芯的抗干扰能力及整体的抗拉强度，线芯组外采用了复合芳纶/镀锡铜丝编织 铝塑复合带绕包组成的复合金属屏蔽层。
20.3、本实用新型通过半导电异形支架不仅可对缆芯进行支撑，增强该电缆的抗压性能，与此同时通过半导体材料具有的特性还可提高该电缆的电气性能和延长该电缆的耐久性。
21.综上所述可得，本实用新型提供的一种新型采煤机金属屏蔽光纤复合橡套软电缆在具有能够同时传输电能、信号控制、传输视频通信、测温等功能的同时，电缆还具备优异的抗挤压、抗冲击、抗弯曲、可直接拖拽等特殊性能，大大提高了电缆的耐用性。
附图说明
22.图1为本实用新型的正视内部结构示意图；
23.图2为护套的结构示意图；
24.图3为半导电异形支架的结构示意图。
25.附图标记：1、护套；2、纤维加强层；4、动力缆芯；5、动力线芯金属屏蔽层；6、动力线芯绝缘层；7、动力线芯导线；8、通讯缆芯；9、合金属屏蔽层；10、包覆层；11、控制绝缘线芯；12、填充条；14、控制缆芯；15、控制线芯绝缘层；16、控制线芯束绕导体；17、控制线芯缠绕导体；18、光缆单元；19、半导电异形支架。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
27.实施例1
28.如图1所示的一种新型采煤机金属屏蔽光纤复合橡套软电缆，包括护套1和缆芯，缆芯包括呈环形分布于护套1内侧的三根动力缆芯4、两根控制缆芯14和一组可做备用的通讯缆芯8，两根控制缆芯14和一组通讯缆芯8分别位于每两个动力缆芯4之间并与相应两个动力缆芯4相切，护套1的内侧设有对缆芯进行支撑的半导电异形支架19，且半导电异形支架19的中心部位设有位于电缆圆心上并可对电缆运作负荷、工作温度进行实时监测的光缆单元18；
29.如图1所示，动力缆芯4包括从内至外依次设置的动力线芯导线7、包覆于动力线芯导线7上的动力线芯绝缘层6和位于动力线芯绝缘层6上的动力线芯金属屏蔽层5，动力线芯金属屏蔽层5兼作地线芯；
30.如图1所示，控制缆芯14包括从内至外依次设置两根同轴设置的导线、包覆于最外层导线上的控制线芯绝缘层15和位于控制线芯绝缘层15上的复合金属屏蔽层9，导线包括控制线芯束绕导体16和控制线芯缠绕导体17，且控制线芯束绕导体16与控制线芯缠绕导体17之间设有另一个控制线芯绝缘层15，合金属屏蔽层9由复合芳纶/镀锡铜丝编织 铝塑复合带绕包组成，本实用新型采用了2根同芯式控制缆芯14，且每个控制缆芯14内部的导线均由控制线芯束绕导体16和控制线芯缠绕导体17按照同轴式方式集合成一根，该种设置有效实现了节约了线芯外径尺寸，且为了提高该控制缆芯14的抗干扰能力及整体的抗拉强度，线芯组外采用了复合芳纶编织 铝塑复合带绕包组成的复合金属屏蔽层9；
31.如图1所示，通讯缆芯8兼作控制线芯组，通讯缆芯8包括从外至内依次设置的两根控制绝缘线芯11、包覆于两根控制绝缘线芯11上的包覆层10和位于包覆层10上的另一个合金属屏蔽层9，包覆层10的内侧设有两根对控制绝缘线芯11与包覆层10之间进行支撑的填充条12，合金属屏蔽层9由复合芳纶编织 铝塑复合带绕包组成，本实用新型采用了一组能够满足煤矿进行rs485及can网络通讯缆芯8，该组结构可作为光缆备份，当传输视频通讯信号光缆出现断裂时，其可作为应急备用，保障电缆能够正常的工作，以降低电气事故的发生；
32.如图1所示，光缆单元18由1
‑
6根单模光纤和1
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4根的多模测温光纤组成，本实用新型采用的光缆单元18是由1
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6根传输信号的单模光纤和1
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4根的多模测温光纤组成；使该电缆在通电和通信的同时还能对电缆负荷和温度进行实时监测的功能；
33.如图3所示，控制缆芯14与通讯缆芯8直径相等，且动力缆芯4的直径大于通讯缆芯8的直径，半导电异形支架19呈“人”字形结构，且半导电异形支架19的三个尖端呈小弧形凹面并可分别对两根控制缆芯14和一组通讯缆芯8进行支撑，半导电异形支架19上每相邻两
个小弧形凹面之间均为大弧形凹面并可分别对三根动力缆芯4进行支撑，通过半导电异形支架19不仅可对缆芯进行支撑，增强该电缆的抗压性能，与此同时通过半导体材料具有的特性还可提高该电缆的电气性能和延长该电缆的耐久性；
34.如图2所示，护套1的内部呈环形设有多个纤维加强筋，且纤维加强筋在护套1的内部形成纤维加强层2，通过纤维加强层2可增强护套1的抗压、抗弯曲、抗拉伸效果，以增强该电缆在使用时的性能。
35.实施例2
36.实施例2与实施例1的不同之处在于：合金属屏蔽层9采用镀锡铜丝编织 铝塑复合带绕包；
37.其他与实施例1相同。
38.本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求范围内。