本发明专利涉及一种特种电力电缆， 尤其是指多相电光纤嵌入式电力电缆， 用于 400v低压 电力供电网络线路。 背景技术

在智能电网建设中， 需要加强对电网末端 （400V供电网） 的用户负荷计量监测及信息通信 的技术手段。

由于目前在常规电力电缆上实现的电力载波通 信技术，因其低速、低通信成功率、低可靠性 ， 已不能满足智能电网对电力远程控制、 计量、 监测的大容量实时信息通信需要。

在信息化社会建设中， 随着电话、 电脑、 电视进入千家万户， 从事电信、 宽带、 广电业务运 营的企业都需要敷设相应的线路进户。出现线 路管道反复开挖、工程重复建设、给用户带来 烦恼。

然而， 现有的传统的光纤缆以及复合电力电缆具有如 下的技术问题：

由于光纤的机械强度非常弱， 光纤容易被损坏。 因此， 将光纤容置在一具有高强度和小曲率 半径的金属质导管中。但是， 该高强度和小曲率半径的金属导管可能破坏电 缆绝缘性能， 从而使 绝缘强度降低。

另一方面， 现有的光纤缆还有采用了导管内充入油膏固定 光纤， 但是在实际使用中， 遇到电 缆负荷高温等情况油膏容易融化， 对光纤缆及电缆造成不良后果。 给现场施工带来不便。

同时，常规通信光纤缆的工作温度为 80°C左右。而当电缆满负荷工作时的温度在 90°C左右。 因此， 采用常规通信光纤复合电缆工作时， 其中的光纤缆易老化失效。 发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多相电光 纤嵌入式电力电缆，其具有电力传送和光纤宽 带通信能力， 满足 "智能电网"和 "四网合一、 光纤到户" 的建设需求。

为了解决上述技术问题， 本发明采用如下技术方案： 多相电光纤嵌入式电力电缆， 其包括光 纤缆、 夹持光纤缆的若干电缆组件、 围绕所述光纤缆和电缆组件的填充绳、 包裹所述光纤缆、 电 缆组件及填充绳的绕包层以及围绕所述绕包层 的外护套；所述电缆组件包括铜芯导体和包裹 铜芯 导体的绝缘层；所述该光纤缆包括纤维增强复 合材料加强芯、夹持所述纤维增强复合材料加 强芯 的若干光纤、围绕所述纤维增强复合材料加强 芯和若干光纤的聚乙烯填充带、包裹所述纤维 增强 复合材料加强芯、 光纤及聚乙烯填充带的芳纶纤维层以及覆盖在 所述芳纶纤维层外的护套。 本发明与现有的 400v低压常规电力电缆相比， 通过配接有关光电设备， 具有以下优点： 该 电缆具有电力传送和光纤通信等特殊功能。 所述该光纤缆具有干式非金属耐高温高强度特 点。

本发明专利用于智能电网， 可以显著提高电网的信息化程度。 为电网的信息通信、远程控制 等提供了有力的手段。 并可为 "光纤到户 "、 "四网合一 （电力、 电话、 电视、 电脑）"、 "水电煤 表远程计量"、 "与电力用户双向互动"提供低成本、 便捷的 "光电缆合一"、 "一缆多用"手段。 附图说明

图 1为本发明中光纤缆的截面图。

图 2为本发明实施例一多相电光纤嵌入式电力电� �的截面图。

图 3为本发明实施例二多相电光纤嵌入式电力电� �的截面图。 具体实施方式

为了更好地对本发明专利技术方案进行理解， 下面通过具体实例并配合附图进行详细说明。 一种光纤缆 101 (如图 1 )， 该光纤缆包括玻璃纤维增强高温树脂复合材料 （FRP)加强芯 2、 若干与玻璃纤维增强高温树脂复合材料 （FRP) 加强芯相邻的光纤 1、 围绕所述玻璃纤维增强高 温树脂复合材料 （FRP) 加强芯和所述光纤的芳纶纤维层 4以及覆盖在所述芳纶纤维层外的护套 5。 所述芳纶纤维层内设有填充带 3。 所述填充带材料为聚乙烯。 所述护套 5材料和光纤 1的涂 覆材料为聚酰亚胺或聚氟乙烯或高温聚酰胺。

FRP— (Fiberglass-Reinforced Plastics )纤维增强复合塑料， 根据采用的纤维不同 分为玻璃纤维增强复合塑料， 碳纤维增强复合塑料， 硼纤维增强复合塑料等； 玻璃纤维增 强高温树脂复合材料（FRP)经过 20多年的研究和积累， 基本形成了可在 80〜300°C温度范围使 用的树脂体系和复合材料。 FRP有如下特性： （1)轻质高强， 相对密度只有碳钢的 1/4^1/5， 可是拉伸强度却接近， 甚至超过碳素钢。 （2)耐腐蚀性能好， 对大气、 水和一般浓度的酸、 碱、 盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。 （3)电性能好， 是优良的绝缘材料， 用 来制造绝缘体。 高频下仍能保护良好介电性。 （4)热性能良好， FRP热导率低， 只有金属的 1/100^1/1000, 是优良的绝热材料。 （5) 选择耐高温树脂， 使长期工作温度在 20(T30(TC。

芳纶纤维全称为"聚对苯二甲酰对苯二胺"，英� ��为 Aramid fiber (杜邦公司的商品名为 Kevlar), 是一种新型高科技合成纤维， 具有超高强度、 高模量和耐高温、 耐酸耐碱、 重量轻等 优良性能，其强度是钢丝的 5〜6倍 ， 模量为钢丝或玻璃纤维的 2〜3倍， 韧性是钢丝的 2倍， 而重量仅为钢丝的 1/5左右， 在 560°C的温度下， 不分解， 不融化。 它具有良好的绝缘性和抗老 化性能， 具有很长的生命周期。

聚氟乙烯 (F4， PTFE)具有一系列优良的使用性能：耐高温一长� ��使用温度 20(Γ260度，耐低温 一在 -100 度时仍柔软； 耐腐蚀一能耐王水和一切有机溶剂； 耐气候一塑料中最佳的老化寿命； 无毒害一具有生理惰性； 优异的电气性能， 是理想的 C级绝缘材料。

聚酰亚胺 （ΡΙ ) 是耐高温聚合物， 在 550°C能短期保持主要的物理性能， 能长期在接近 330 °。下使用。 聚酰亚胺具有良好的介电性能， 介电常数为 3. 4左右， 介电强度为 100— 300KV/mm， 聚酰亚胺是自熄性聚合物， 发烟率低。

实施例一

参阅图 2所示， 本发明包括一种多相电光纤嵌入式电力电缆， 其包括包括光纤缆 101、 夹持 光纤缆 101的若干电缆组件、 围绕所述光纤缆 101和电缆组件的高分子材料填充绳 104、 围绕所 述光纤缆 101和电缆组件及高分子材料填充绳 104的绕包层 105、围绕绕包层 105的外护套 108; 本发明中， 所述铜芯电缆组件优选为 3组， 可以将光纤缆 101夹持住。所述电缆组件包括铜芯导 体 102和包裹铜芯导体 102的 XLPE绝缘层 103。

具体的参阅图 1， 本发明专利所采用的多芯特殊结构的光纤缆， 其中包括玻璃纤维增强树脂 复合材料（FRP)加强芯 2， 包裹加强芯 2的耐高温的单（多）模着色裸纤或紧包光纤 1， 围绕纤 维增强复合材料 （FRP) 加强芯 2和光纤 1的聚乙烯填充带 3， 包裹聚乙烯填充带 3的多股芳纶 纤维 4 以及包裹芳纶纤维 4 的聚酰亚胺或聚氟乙烯或高温聚酰胺外护套。 本实施例中， 光纤 1 数目可以有一个或多个， 优选的为四根， 该四根光纤 1将纤维增强复合材料 （FRP) 加强芯 2紧 紧的围绕。

所述 XLPE绝缘层 103可以为包裹所述铜芯电缆导体 102的交联聚烯烃或交联聚乙烯绝缘层， 交联聚烯烃或交联聚乙烯绝缘层是采用水浴交 联工艺使聚合物产生交联，由线性结构转变为 网状结构。 水浴交联为本领域技术人员公知。 XLPE 是交联聚乙烯英文名称的缩写， 聚乙烯是一 种线性的分子结构， 在高温下极易变形。交联聚乙烯过程使其变成 一种网状结构。这种结构即使 在高温下也一样具有很强的抗变形能力。 XLPE 电缆料是一种含有机过氧化物的聚乙烯。 这种过 氧化物在高温高压及惰性气体环境下， 与聚乙烯发生化学反应， 使热塑性聚乙烯变成热固性（弹 性体）的聚乙烯， 即 XLPE。 XLPE电缆有极佳的电气性能。介质损耗比纸绝� �和 PVC绝缘都要小， XLPE电缆的电容也小。 所以在没有有效星形接地系统中也可降低充电 电流和接地故障电流。 极 易敷设是 XLPE电缆的又一个优点。 XLPE电缆有一个较小的弯曲半径，它比其他同� �电缆轻而且 有较为简单的终端处理。 由于 XLPE电缆不含油， 所以在敷设 XLPE电缆时不用考虑路线， 也不存 在由于淌油而无法敷设的情况。 极佳的抗老化特性及超强的耐热变形决定了交 联聚乙烯电缆在 正常运行温度 （ 90°C)、 短时故障 （130°C) 及短路 （250°C) 条件下可允许大电流通过。

围绕所述光纤缆 101和电缆组件的填充绳 104为聚丙烯高分子材料。

围绕所述光纤缆 101和电缆组件及填充绳 104的绕包层 （105) 为耐高温无纺布带材料。 所述铜芯电缆导体 102由单个铜芯或多股铜线绞合组成。

所述外护套 108为由低烟无卤高阻燃聚烯烃材料挤出成型。

由上述结构与材料构成的多芯特殊的光纤缆， 具有 "干式非金属耐高温高强度"的特点。 特 别适合 400v低电压环境中的光纤通信应用。

参阅图 2， 本发明所涉及的多铜芯的光纤嵌入式铜芯交联 绝缘结构低压电力电缆（即多相电 光纤嵌入式铜芯交联非铠装结构低压电力电缆 ），其中 102为由单（多）股铜线组成的多铜芯（多 相电） 电缆导体。 103为由 XLPE构成的绝缘层。 由 102和 103构成铜芯电缆组件。 104为由聚丙 烯材料构成的填充绳。 105为高温无纺布带。 108为低烟无卤高阻燃聚烯烃外护套。 其中多芯特 殊结构的光纤缆嵌在三个电缆组件之间。

实施例二

参阅图 3所示， 本实施例与实施例一不同的在于： 所述绕包层 105' 和外护套 108' 之间设 有围绕绕包层 105' 的聚乙烯内护套' 106以及围绕聚乙烯内护套 106' 的金属铠护层 107' 。

具体的， 一种多相电光纤嵌入式电力电缆， 其包括光纤缆 101' 、 夹持光纤缆 101' 的若干 电缆组件、 围绕所述光纤缆 101' 和电缆组件的填充绳 104' 、 包裹所述光纤缆 101' 、 电缆组 件及填充绳 104' 的绕包层 105' 以及围绕所述绕包层 105' 的外护套 108' ；所述电缆组件包括 铜芯导体 102' 和包裹铜芯导体 102' 的 XLPE绝缘层 103' ； 所述该光纤缆 101' 包括纤维增强 复合材料加强芯 2、 夹持所述纤维增强复合材料加强芯 2的若干光纤 1、 围绕所述纤维增强复合 材料加强芯 2和若干光纤 1的聚乙烯填充带 3、 包裹所述纤维增强复合材料加强芯 2、 光纤 1及 聚乙烯填充带 3的芳纶纤维层 4以及覆盖在所述芳纶纤维层外的护套 5; 所述绕包层 105' 和外 护套 108' 之间设有围绕绕包层 105' 的聚乙烯内护套' 106以及围绕聚乙烯内护套 106' 的金属 铠护层 107' 。 本发明中所述电缆组件优选为 3组， 可以将光纤缆 101夹持住。

本发明中光纤缆 101采用了非油膏型的干式结构，以适合电缆施 工与电力高温运行环境要求。 其中，光纤缆采用了耐高温的光纤光缆材料设 计。所述的材料为聚酰亚胺或聚氟乙烯或高温 聚酰胺。

其中， 光纤缆采用非金属化结构设计。 以避免对电力安全运行的不良影响。

其中， 光纤缆采用多芯化光纤结构设计。 以满足电力智能化要求。 所述的多芯化光纤， 为 2 芯及以上， 由单模或多模或单多模混合、 着色裸纤或紧包纤组成。

其中，光纤缆采用了高强度的材料设计。所述 材料为芳纶纤维及聚酰亚胺或聚氟乙烯或高温 聚酰胺。

上述的包覆在铜芯导体外的交联绝缘层为无卤 型环保材料。其中，所述的材料为交联聚烯烃 或交联聚乙烯。

上述的电缆内外护套采用了低烟无卤高阻燃型 高分子材料设计。其中，所述的材料为低烟无 卤高阻燃聚烯烃。

本发明专利与现有的 400v低压常规电力电缆相比，通过配接有关光� �设备，具有以下优点： 该电缆具有电力传送和光纤通信等多重功能。

本发明专利用于智能电网， 可以显著提高电网的信息化程度。 为电网的信息通信、远程控制 等提供了有力的手段。 并可为 "光纤到户 "、 "四网合一 （电力、 电话、 电视、 电脑）"、 "水电煤 表远程计量"、 "与电力用户双向互动"提供低成本、 便捷的 "光电缆合一"、 "一缆多用"手段。

上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效 ，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的 人员均可在不违背本发明的精神及范围下， 对上述实施例进行修改。 因此， 本发明的权利保护范 围， 应如权利要求书所列。