技术领域
[0001] 本发明涉及电缆制造领域,尤其涉及一种防碾压抗干扰直流充电用电力电缆。
相关背景技术
[0002] 直流充电用电缆没有电容电流,输送距离不受电容电流的限制,而交流电缆由于电容电流很大,其输送距离将受到限制。目前,直流充电用电力电缆其主要用于长距离直流输电系统,尤其大长度输电线路。广泛应用于停车场、酒店、小区、车库等区域的充电站。
[0003] 如CN114023497A的现有技术公开了的一种直流充电桩电缆,包括:3根动力线芯导体、两根辅助动力线芯导体、分别由2根控制线芯导体绞合而成的辅助控制线和主控制线,一护套层包覆于所述包带层外表面所述护套层由以下重量份的组分组成:聚烯烃弹性体、聚丙烯树脂、硅烷包覆改性氢氧化铝、二乙基次膦酸铝、煅烧高岭土、聚乙烯蜡、抗氧剂、交联剂、苯乙烯‑丁二烯共聚物、聚乙二醇二硬脂酸脂;所述聚烯烃由50份 80份重量份乙烯‑~辛烯共聚物和20份 50份重量份线性低密度聚乙烯组成。
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[0004] 另一种典型的如CN114801800A的现有技术公开的一种充电汽车用直流充电电缆,属于汽车充电电缆技术领域,包括下底座、侧向框架、上护板、电缆本体、升降旋转式双向电缆收卷组件和电缆表面清理机构,侧向框架焊接在下底座和上护板之间,升降旋转式双向电缆收卷组件固定安装在上护板的底部,电缆表面清理机构固定安装在下底座的顶部,且电缆表面清理机构的数量为两个,两个电缆表面清理机构分别位于升降旋转式双向电缆收卷组件的两侧。
[0005] 再来看如WO2018059433A1的现有技术公开的一种电动汽车直流充电电缆及其制备方法,电缆包括电缆线芯、填充层(6)、包覆在所述电缆线芯和填充层(6)外部的包带(7)以及包覆在所述包带(7)外部的护套(8),所述方法包括导体制备、线芯制得以及挤包外护层。该电缆结构具有较强的机械性能和电气绝缘性能,直流充电桩保证充电电流≥250A,小型汽车充满时间≤0.5小时;辅助信号传输控制芯线(5)采用了0.10mm的镀锡编织铜丝,编织密度≥85%,内护套(46、56)和护套(8)采用聚醚型TPU热塑性材料制成。
[0006] 现有的直流充电用电力电缆一般都是只有抗干扰性能,但并无防碾压特性。为了解决本领域普遍存在的问题,作出了本发明。
具体实施方式
[0029] 以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用,在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外,本发明的附图仅为简单示意说明,并非依实际尺寸的描绘,事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容,但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
[0030] 实施例一:根据图1、图2、图3和图4,本实施例提供一种防碾压抗干扰直流充电用电力电缆,包括导体、导体绕包带、绝缘层、第一聚酯带绕包带、屏蔽层、内衬层、第二聚酯带绕包带、铠装层、气囊层和护套;所述导体用于将电能从充电源传输到充电设备,所述导体绕包带用于保护导体,所述绝缘层用于阻止电流泄漏,所述第一聚酯带绕包带用于避免屏蔽层损伤绝缘层,所述屏蔽层用于屏蔽电磁干扰,所述内衬层用于稳定电缆的结构,所述第二聚酯带绕包带用于避免铠装层损伤内衬层,所述铠装层用于提高电缆的防碾压能力,所述气囊层用于分散电缆所受到的压力,所述护套用于保护电缆的内部结构,所述导体、导体绕包带、绝缘层、第一聚酯带绕包带、屏蔽层、内衬层、第二聚酯带绕包带、铠装层、气囊层和护套由电缆的内到外依次设置;所述气囊层包括内气囊层和外气囊层,所述内气囊层的内侧与所述铠装层贴合,所述内气囊层的外侧呈波浪状,所述外气囊层的内侧呈波浪状,所述外气囊层的外侧与所述护套贴合,所述内气囊层的外侧与所述外气囊层的内侧相贴合且两层之间的形状相互交错匹配;通过双层波浪状气囊交错匹配设计增大了外部压力的分散面积,有效地吸收和分散外部压力,从而保护内部导体免受挤压。
[0031] 更进一步的,所述导体为铜导体,所述铜导体由多股铜线绞合而成;所述导体绕包带由无纺布材料绕包而成;所述绝缘层由交联聚烯烃材料挤包而成;所述屏蔽层由多根铜线编织而成;所述内衬层由聚乙烯材料挤包而成;所述铠装层由钢丝编织而成;所述护套由交联聚烯烃挤包而成。
[0032] 更进一步的,所述电缆的生产工艺包括以下步骤:S1,将若干根铜丝进行同心复绞,得到线芯,将线芯组成的导体送入包覆机中,包覆机在导体外部包覆上导体绕包带;
S2,挤包机在导体绕包带外部挤包绝缘层,冷却后,包覆机在绝缘层外部包覆上第一聚酯带绕包带;
S3,将编织好的铜线覆盖在第一聚酯带绕包带外部形成屏蔽层;
S4,在屏蔽层外部挤包内衬层,冷却后,在内衬层外部包覆第二聚酯带绕包带;
S5,将编织好的钢丝覆盖在第二聚酯带绕包带外部形成铠装层;
S6,在铠装层外部依次挤包内气囊层和外气囊层,在外气囊层外部挤包护套,得到电缆。
[0033] 更进一步的,还包括一种电缆的质量检测方法,用于检测生产的电缆是否符合防碾压抗干扰直流充电用电力电缆的质量标准:STEP1,从生产的电缆中获取待检测电缆,将待检测电缆均分为第一电缆样品、第二电缆样品和第三电缆样品;
STEP2,将第一电缆样品接入第一测试电路中,生成第一电缆样品的常态质量指标并判断第一电缆样品是否合格;
STEP3,将第二电缆样品接入第二测试电路中,生成第二电缆样品的抗干扰质量指标并判断第二电缆样品是否合格;
STEP4,将第三电缆样品接入第三测试电路中,生成第三电缆样品的防碾压质量指标并判断第三电缆样品是否合格;
STEP5,根据下式生成电缆的综合质量指标并判断电缆整体是否合格:
ZB=
[0034] 其中,ZB为综合质量指标, 为常态权重, 为第一电缆样品的常态质量指标,为抗干扰权重, 为第二电缆样品的抗干扰质量指标, 为防碾压权重, 为第三电缆样品的防碾压质量指标。
[0035] 具体的,若第一、第二和第三电缆样品均合格且电缆的综合质量指标在相应阈值范围之内,则电缆整体合格,反之,电缆不合格;具体的,电缆的常态质量指标、抗干扰质量指标、防碾压质量指标以及综合质量指标均为指标值越小,电缆的质量越好; 和 由本领域技术人员进行设定。
[0036] 更进一步的,生成第一电缆样品的常态质量指标并判断第一电缆样品是否合格包括以下步骤:STEP21,将第一电缆样品接入第一测试电路;
STEP22,打开第一测试电路的电源并额定电压进行输出,输出时长为 ;
具体的, 由本领域技术人员进行设定;
STEP23,测量电路中的各项参数,包括主电路电流、第一电缆样品两端的电压以及第一电缆样品的等效电阻;
STEP24,根据下式计算第一电缆样品的常态质量指标:
[0037] 其中, 为第一电缆样品的常态质量指标, 为电缆的测试时长, 为第一测试电路测试过程中主电路的电流测量值跟其对应的理想值相同的时长, 为第一测试电路测试过程中第一电缆样品两端的电压测量值跟其对应的理想值相同的时长, 为第一测试电路测试过程中第一电缆样品的等效电阻的测量值跟其对应的理想值相同的时长, 为第一测试电路的主电路的电流不等于其对应的理想值时的电流测量值, 为第一测试电路的主电路的电流理想值, 为第一电缆样品两端的电压不等于其对应的理想值时的电压测量值, 为第一电缆样品两端的电压理想值, 为第一电缆样品的等效电阻的不等于其对应的理想值时的测量值, 为第一电缆样品的等效电阻的理想值;STEP25,判断常态质量指标是否小于常态阈值,若是,则进行第二电缆样品的抗干扰质量指标的判断,反之不合格。
[0038] 更进一步的,生成第二电缆样品的抗干扰质量指标并判断第二电缆样品是否合格包括以下步骤:STEP31,将第二电缆样品接入第二测试电路;
STEP32,打开电源,电源以额定电压进行输出,输出时长为 ;
STEP33,测量电路中的各项参数,包括主电路电流、第二电缆样品两端的电压以及第二电缆样品的等效电阻;
STEP34,在指定位置设置指定磁场强度的磁场源,测量电路中的各项参数,包括主电路电流、第二电缆样品两端的电压以及第二电缆样品的等效电阻;
STEP35,根据下式计算第二电缆样品的抗干扰质量指标:
其中, 为第二电缆样品的抗干扰质量指标, 为电缆的测试时长, 为第二测试电路测试过程中施加磁场前后主电路的电流测量值相同的时长, 为第二测试电路测试过程中施加磁场前后第二电缆样品两端的电压测量值相同的时长, 为第二测试电路测试过程中施加磁场前后第二电缆样品的等效电阻的测量值相同的时长, 为施加磁场前第二测试电路的主电路的电流测量值, 为施加磁场后第二测试电路的主电路的电流不与施加磁场前相同时的测量值, 为施加磁场前第二电缆样品两端的电压测量值, 为施加磁场后第二电缆样品两端的电压不与施加磁场前相同时的测量值, 为施加磁场前第二电缆样品的等效电阻测量值, 为施加磁场后第二电缆样品的等效电阻不与施加磁场前相同时的测量值;
STEP36,判断抗干扰质量指标是否小于抗干扰阈值,若是,则判断第三电缆样品的抗干扰质量指标,反之不合格。
[0039] 更进一步的,生成第三电缆样品的防碾压质量指标并判断第三电缆样品是否合格,包括以下步骤:STEP41,将第三电缆样品接入第三测试电路;
STEP42,打开电源,电源以额定电压进行输出,输出时长为 ;
STEP43,测量电路中的各项参数,包括主电路电流、第三电缆样品两端的电压以及第三电缆样品的等效电阻,若已进行过施压试验则执行STEP45,反之执行STEP44;
STEP44,通过压板对第三电缆样品进行施压试验,返回STEP43;
具体的,施压试验可直接通过压板对第三电缆样品进行碾压得到,具体的施压压力、施压时间以及试验次数可由本领域技术人员进行设定;
STEP45,去掉压板,测量电路中的各项参数;
STEP46,根据下式计算第三电缆样品的防碾压质量指标:
[0040]=
[0041] 其中, 为第三电缆样品的常态质量指标, 为第三电缆样品的碾压误差指标, 为第三电缆样品进行施压试验后的常态质量指标, 为第三电缆样品的防碾压质量指标, 为电缆的测试时长, 为施压试验前第三测试电路测试过程中主电路的电流测量值跟其对应的理想值相同的时长, 为施压试验前第三测试电路测试过程中第三电缆样品两端的电压测量值跟其对应的理想值相同的时长, 为施压试验前第三测试电路测试过程中第三电缆样品的等效电阻的测量值跟其对应的理想值相同的时长, 为施压试验前第三测试电路的主电路的电流不与对应的理想值相同时的测量值, 为第三测试电路的主电路的电流理想值, 为施压试验前第三电缆样品两端的电压不与对应的理想值相同时的测量值, 为第三电缆样品两端的电压理想值, 为施压试验前第三电缆样品的等效电阻不与对应的理想值相同时的测量值, 为第三电缆样品的等效电阻的理想值;e为自然常数;为施压试验后第三测试电路测试过程中主电路的电流测量值跟其对应的理想
值相同的时长, 为施压试验后第三测试电路测试过程中第三电缆样品两端的电压测量值跟其对应的理想值相同的时长, 为施压试验后第三测试电路测试过程中第三电缆样品的等效电阻的测量值跟其对应的理想值相同的时长, 为施压试验后第三测试电路的主电路的电流不与对应的理想值相同时的测量值, 为施压试验后第三电缆样品两端的电压不与对应的理想值相同时的测量值, 为施压试验后第三电缆样品的等效电阻不与对应的理想值相同时的测量值;
为施压试验前和试验时第三测试电路测试过程中主电路的电流测量值相同的
时长, 为施压试验前和试验时第三测试电路测试过程中第三电缆样品两端的电压测量值相同的时长, 为施压试验前和试验时第三测试电路测试过程中第三电缆样品的等效电阻的测量值相同的时长, 为施压试验时第三测试电路的主电路的电流不与施压试验前相同的测量值, 为施压试验时第三电缆样品两端的电压不与施压试验前相同的测量值,为施压试验时第三电缆样品的等效电阻不与施压试验前相同的测量值; 为施压试验前第三测试电路的主电路的电流测量值, 为施压试验前第三电缆样品两端的电压测量值,为施压试验前第三电缆样品的等效电阻测量值;
STEP46,判断防碾压质量指标是否小于放碾压阈值,若是,则判断综合质量指标,反之不合格。
[0042] 当电缆的综合质量指标在设定阈值范围之内,则电缆整体合格,反之,电缆不合格。
[0043] 具体的,所述第一、第二、第三测试电路的结构属于现有的电缆性能测试技术,在此不多做赘述;第一、第二、第三电缆样品的等效电阻的理想值由本领域技术人员根据电缆的型号以及生产工艺进行设定,额定电压由本领域技术人员进行设定,电压和电流的理想值可根据电源的输出的额定电压、等效电阻的理想值以及测试电路的结构通过计算得到。所述设定阈值范围由本领域技术人员根据过往经验进行设置。
[0044] 更进一步的,所述电缆由防碾压抗干扰直流充电用电力电缆的生产系统控制生产,该生产系统包括:运输带、材料分配模块、挤包机、绞线机、包覆机和第一控制模块;所述运输带用于传输生产电缆所需要的材料;所述材料分配模块用于根据所述运输带所运送的材料以及设定的材料配比将不同的材料进行称重和分类;所述挤包机用于将电缆各层进行挤包成型;所述绞线机用于获取线芯并对铜线和钢线进行编织;所述包覆机用于将不同的绕包带覆盖到电缆各层上,所述第一控制模块用于对所述生产系统的各个部分进行控制。
[0045] 具体的,所述第一控制模块包括数据监测单元、PID调节单元和反馈调节单元,所述数据监测单元用于检测所述生产系统的各个部分的参数,所述PID调节单元用于根据数据监测单元的监测单元以及PID算法获取生产系统的各个部分需要调节的参数,所述反馈调节单元用于发送PID调节单元的生成结果到生产系统的各个部分,生产系统的各个部分根据接收的生成结果对自身参数进行调整,从而实现第一控制模块的控制功能。
[0046] 本方案的有益效果:1.通过在电缆的护套内增设铠装层解决了现有的直流充电用电力电缆只有抗干扰性能无防碾压性能的缺点,提高了电缆的防碾压能力,有利于提高电缆的使用寿命;通过在电缆的铠装层外部设置气囊层并使气囊层具备双层结构,有利于提高电缆在被挤压时的分散受力效果。
[0047] 2.通过设置常态质量指标、抗干扰质量指标与防碾压质量指标有利于工作人员通过指标的数值了解不同情况下的电缆质量,并通过综合质量指标将电缆的整体质量数值化,有利于工作人员根据综合质量指标来评价电缆是否合格。
[0048] 实施例二:本实施例应当理解为包含前述任一一个实施例的全部特征,并在其基础上进一步改进,还在于包括一种防碾压抗干扰直流充电用电力电缆的检测系统,包括:电缆处理模块、测试电路、施压模块、采样模块、计算模块和判断模块,所述电缆处理模块用于将待检测电缆均分为第一电缆样品、第二电缆样品以及第三电缆样品,所述测试电路包括第一测试电路、第二测试电路和第三测试电路,所述测试电路用于对各个电缆样品进行测试,所述施压模块用于通过压板对电缆样品施加压力,所述采样模块用于采集电缆样品图像,所述计算模块用于根据所述采样模块的采样结果计算各种指标,所述判断模块用于将所述计算模块的计算结果与各项指定阈值进行对比,并以此为依据判断各个电缆样品是否合格;所述采样模块还包括图像识别模块和瑕疵计算模块;所述图像识别模块用于对进行施压试验后的电缆样品进行图像识别,所述瑕疵计算模块用于根据图像识别模块的图像识别结果对电缆计算表面质量指标,所述表面质量指标用于表征电缆受到碾压后,电缆表面的抗损伤能力,所述表面质量指标越大,电缆的抗损伤能力越小;
所述表面质量指标根据下式进行计算:
其中,BM为表面质量指标,X为表面缺陷个数,S为被识别电缆的表面积,为被识别到的第i个缺陷的平面面积, 为被识别到的第i个缺陷的深度, 为被识别到的第i个缺陷的缺陷种类权重;
具体的,不同的缺陷种类,如龟裂、折痕等,对应不同的缺陷种类权重,不同权重的数值由本领域技术人员进行设定。
[0049] 本实施例的有益效果:通过设置检测系统来对防碾压抗干扰直流充电用电力电缆进行检测,相较于人力检测,能够节省劳动力,有利于提高自动程度,且检测的计算与判断均由系统执行,相较于人工判断能大大提高电缆质量检测的准确度;且通过设置表面质量指标,能够准确体现电缆表面的防碾压能力。
[0050] 以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例,并非因此局限本发明的保护范围,所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化,均包含于本发明的保护范围内,此外,随着技术发展其中的元素可以更新的。以上单位只是一种示例,本领域技术人员可以在实施本方案的时候,根据实际需求来进行不同的设计而采用对应的单位。