CN217690608U - 一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆。包括：导体层、外屏蔽层和外保护层，本申请设计有导体层，其从内到外依次套设有第一导体、第一PE绝缘层、第二导体、内屏蔽层和第三导体；第一导体、第二导体和第三导体两端分别与150kV高压电源和电子枪连接，用于电缆导电；内屏蔽层从内到外依次套设有第一半导电层、第二PE绝缘层和第二半导电层，用于消除导体表面气隙、均匀导体表面电场、抑制树枝引发和热屏蔽；导体层外套设有外屏蔽层，外屏蔽层包括第三半导电层、第一半导电PE层、第三PE绝缘层、第二半导电PE层和接地屏蔽层，用于消除绝缘层与外金属屏蔽层之间的气隙，屏蔽局部放电和电树枝。

Description

一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆

技术领域

本公开涉及电子束焊接设备领域，具体涉及一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆。

背景技术

目前电子束焊接设备的高压电源与电子枪的连接电缆多采用多根的形式，造成成本高，对外界抗电磁干扰能力弱，且电缆连接接头都要侵入到变压器油中，给维修和更换设备带来极大的不便，需要接触变压器油，就会产生油污染，变压器油污染不仅影响变压器外观质量，还影响设备治理，对环境也是一种污染，而且还会使变压器从密封状态变为非密封状态，从而导致水分进入，影响变压器安全稳定运行，甚至停运。所以，我们提出一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆，用以解决上述问题。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种低成本、抗电磁干扰强且安装方便的150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆。

第一方面，本申请提供一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆，包括：

导体层，其从内到外依次套设有第一导体、第一PE绝缘层、第二导体、内屏蔽层和第三导体；

所述内屏蔽层从内到外依次套设有第一半导电层、第二PE绝缘层和第二半导电层；

所述导体层外套设有外屏蔽层，所述外屏蔽层包括第三半导电层、第一半导电PE层、第三PE绝缘层、第二半导电PE层和接地屏蔽层。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述外屏蔽层外套设有外保护层。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一导体为φ2.8± 0.05mm的实心裸铜导线。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第二导体的材质为φ 0.3mm的裸铜丝，且其编织成网状结构，编织后外径为φ6.5±0.2mm。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第三导体的材质为φ 0.25mm的裸铜丝，且其编织成网状结构，编织后外径为φ13.1± 0.3mm。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一PE绝缘层、所述第二PE绝缘层和所述第三PE绝缘层都为交联聚乙烯材料，成型后外径分别为φ5.2±0.2mm、φ11.6±0.3mm和φ45±0.5mm。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一半导电层、所述第二半导电层和所述第三半导电层都为尼龙带经半导电胶浸渍缠绕而成，缠绕后外径分别为φ6.9±0.2mm、φ12±0.3mm和φ13.5±0.3mm。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一半导电PE层和所述第二半导电PE层成型后外径分别为φ15±0.3mm和φ48±0.5mm。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述接地屏蔽层为40mm× 0.15mm的铜带，其缠绕在所述第二半导电PE层外，缠绕层数为两层，缠绕后所述接地屏蔽层外径为φ48.6±0.5mm。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述外保护层为聚氯乙烯材料，成型后外径为φ53±0.5mm。

综上所述，本技术方案具体地公开了一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆的具体结构。本申请设计有导体层，其从内到外依次套设有第一导体、第一PE绝缘层、第二导体、内屏蔽层和第三导体；第一导体、第二导体和第三导体两端分别与150kV高压电源和电子枪连接，用于电缆导电；第一PE绝缘层用于第一导体和第二导体之间电隔离；内屏蔽层从内到外依次套设有第一半导电层、第二PE 绝缘层和第二半导电层，用于消除导体表面气隙、均匀导体表面电场、抑制树枝引发和热屏蔽；导体层外套设有外屏蔽层，外屏蔽层包括第三半导电层、第一半导电PE层、第三PE绝缘层、第二半导电PE层和接地屏蔽层，用于消除绝缘层与外金属屏蔽层之间的气隙，屏蔽局部放电和电树枝；其中第一导体、第二导体和第三导体为同轴套设的三芯结构，此方案既保证了三芯电缆的导电性能，又解决了150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆成本高、抗电磁干扰能力弱以及安装不方便的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆结构示意图。

图中标号：1、第一导体；2、第一PE绝缘层；3、第二导体；4、第一半导电层；5、第二PE绝缘层；6、第二半导电层；7、第三导体； 8、第三半导电层；9、第一半导电PE层；10、第三PE绝缘层；11、第二半导电PE层；12、接地屏蔽层；13、外保护层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例一

请参考图1所示的本申请提供的一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆的第一种实施例的结构示意图，包括：

导体层，其从内到外依次套设有第一导体1、第一PE绝缘层2、第二导体3、内屏蔽层和第三导体7；

内屏蔽层从内到外依次套设有第一半导电层4、第二PE绝缘层5 和第二半导电层6；

导体层外套设有外屏蔽层，外屏蔽层包括第三半导电层8、第一半导电PE层9、第三PE绝缘层10、第二半导电PE层11和接地屏蔽层12；

在本实施例中，导体层，其从内到外依次套设有第一导体1、第一PE绝缘层2、第二导体3、内屏蔽层和第三导体7；

第一导体1，其两端分别连接150kV高压电源和灯丝，用于高压输出；

第一PE绝缘层2，用于第一导体1和第二导体3之间电隔离，保证第一导体1和第二导体3相互之间不会干扰；

第二导体3，其两端分别连接150kV高压电源和灯丝，用于灯丝输出；

内屏蔽层，其作用为：

1、消除第二导体3和第三导体7表面的气隙，提高耐局部放电、树枝放电的能力；

2、均匀第二导体3和第三导体7表面电场，减少因导丝效应所增加的导体表面工作场强，内屏蔽层可降低导体表面电场强度的 20％～30％；

3、抑制树枝的引发，当导体表面金属毛刺直接刺入绝缘层时，尖刺高场强的场致发射会引发电树枝，内屏蔽层将有效地减弱毛刺附近的电场强度，减少场致发射，从而提高耐树枝放电的特性；

4、热屏障作用，当电缆温度突然升高(线芯发热)时，有了内屏蔽层的隔离，高温不会立即冲击到绝缘层，在一定程度上降低了绝缘层的温升，保护主绝缘，所以有热屏障作用；

第三导体7，其两端分别连接150kV高压电源和栅偏，用于栅偏输出；

内屏蔽层从内到外依次套设有第一半导电层4、第二PE绝缘层5 和第二半导电层6；

第一半导电层4，其与被屏蔽的第二导体3等电位，并与第二PE 绝缘层5有良好接触，第二导体3表面不光滑，易与第一半导电层4 之间形成气隙，引起局部放电，第一半导电层4用于避免第二导体3 和第二PE绝缘层5之间的局部放电；

第二PE绝缘层5，用于第一半导电层4和第二半导电层6之间电隔离，保证第一半导电层4和第二半导电层6相互之间不会干扰；

第二半导电层6，其与被屏蔽的第三导体7等电位，并与第二PE 绝缘层5有良好接触，在第二PE绝缘层5表面可能存在间隙，引起局部放电，第二半导电层6用于屏蔽第二PE绝缘层5与第三导体7 之间的局部放电；

外屏蔽层，套设于导体层外，其作用为：

1、屏蔽局部放电和电树枝，电缆受弯曲时，电缆绝缘层表面受到张力作用而伸长，若这时存在局部放电，则会由于表面弯曲应力产生亚微观裂纹导致电树枝的引发，或表面受局部放电腐蚀引起新的开裂，引发新的树枝，外屏蔽层可屏蔽局部放电和电树枝；

2、消除绝缘层与外金属屏蔽层之间的气隙，不论金属屏蔽层的加工工艺多么完善，其运行与施工中的弯曲变形、冷热作用等都会在金属屏蔽层与绝缘层之间产生环状扁平气隙，它对电场的恶化作用很大，会导致气隙放电，甚至绝缘击穿，外屏蔽层可消除绝缘层与外金属屏蔽层之间的气隙；

外屏蔽层包括第三半导电层8、第一半导电PE层9、第三PE绝缘层10、第二半导电PE层11和接地屏蔽层12；

第三半导电层8，其与被屏蔽的第三导体7等电位，并与第一半导体PE层9有良好接触，第三导体7表面不光滑，易与第一半导体 PE层9之间形成气隙，引起局部放电，第三半导电层8用于避免第三导体7和第一半导体PE层9之间的局部放电；

第一半导体PE层9，用于屏蔽第三半导电层8和第三PE绝缘层 10之间的局部放电；

第三PE绝缘层10，用于第一半导体PE层9和第二半导电PE层 11之间电隔离，保证第一半导体PE层9和第二半导电PE层11相互之间不会干扰；

第二半导电PE层11，用于屏蔽第三PE绝缘层10和接地屏蔽层 12之间的局部放电；

接地屏蔽层12，其作用为：

1、用于电缆正常运行时通过电容电流；

2、***发生短路时，作为短路电流的通道；

3、用于屏蔽电场。

如图1所示，外保护层13，套设于外屏蔽层外，保护电缆不受机械损伤和化学腐蚀，并且增加线缆的机械强度，也就是起到抗拉抗压和耐磨损的作用。

如图1所示，第一导体1的类型，例如为φ2.8±0.05mm的实心裸铜导线，其具有优良导电性。

如图1所示，第二导体3的材质，例如为φ0.3mm的裸铜丝，其紧密编织成双层网状结构，编织后外径为φ6.5±0.2mm。

如图1所示，第三导体7的材质，例如为φ0.25mm的裸铜丝，其紧密编织成双层网状结构，编织后外径为φ13.1±0.3mm。

如图1所示，第一PE绝缘层2、第二PE绝缘层5和第三PE绝缘层10的材质，例如都为交联聚乙烯材料，成型后外径分别为φ5.2 ±0.2mm、φ11.6±0.3mm和φ45±0.5mm。

如图1所示，第一半导电层4、第二半导电层6和第三半导电层8 的类型，例如都为尼龙带经半导电胶浸渍缠绕而成，缠绕后外径分别为φ6.9±0.2mm、φ12±0.3mm和φ13.5±0.3mm。

如图1所示，第一半导电PE层9和第二半导电PE层11的材质，例如都为交联聚乙烯中加入三元乙丙橡胶和导电炭黑混合而成，成型后外径分别为φ15±0.3mm和φ48±0.5mm。

如图1所示，接地屏蔽层12的类型，例如为40mm×0.15mm的铜带，其缠绕在第二半导电PE层11外，缠绕层数为两层，缠绕后接地屏蔽层12外径为φ48.6±0.5mm。

如图1所示，外保护层13的材质，例如为聚氯乙烯材料，成型后外径为φ53±0.5mm，聚氯乙烯材料力学性能和电性能优良，耐酸碱力强，化学稳定性好。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于) 具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆，其特征在于，包括：导体层，其从内到外依次套设有第一导体(1)、第一PE绝缘层(2)、第二导体(3)、内屏蔽层和第三导体(7)；

所述内屏蔽层从内到外依次套设有第一半导电层(4)、第二PE绝缘层(5)和第二半导电层(6)；

所述导体层外套设有外屏蔽层，所述外屏蔽层包括第三半导电层(8)、第一半导电PE层(9)、第三PE绝缘层(10)、第二半导电PE层(11)和接地屏蔽层(12)。

2.根据权利要求1所述的一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆，其特征在于：所述外屏蔽层外套设有外保护层(13)。

3.根据权利要求1所述的一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆，其特征在于：所述第一导体(1)为φ2.8±0.05mm的实心裸铜导线。

4.根据权利要求1所述的一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆，其特征在于：所述第二导体(3)的材质为φ0.3mm的裸铜丝，其紧密编织成双层网状结构，编织后外径为φ6.5±0.2mm。

5.根据权利要求1所述的一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆，其特征在于：所述第三导体(7)的材质为φ0.25mm的裸铜丝，其紧密编织成双层网状结构，编织后外径为φ13.1±0.3mm。

6.根据权利要求1所述的一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆，其特征在于：所述第一PE绝缘层(2)、所述第二PE绝缘层(5)和所述第三PE绝缘层(10)都为交联聚乙烯材料，成型后外径分别为φ5.2±0.2mm、φ11.6±0.3mm和φ45±0.5mm。

7.根据权利要求1所述的一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆，其特征在于：所述第一半导电层(4)、所述第二半导电层(6)和所述第三半导电层(8)都为尼龙带经半导电胶浸渍缠绕而成，缠绕后外径分别为φ6.9±0.2mm、φ12±0.3mm和φ13.5±0.3mm。

8.根据权利要求1所述的一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆，其特征在于：所述第一半导电PE层(9)和所述第二半导电PE层(11)成型后外径分别为φ15±0.3mm和φ48±0.5mm。

9.根据权利要求1所述的一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆，其特征在于：所述接地屏蔽层(12)为40mm×0.15mm的铜带，其缠绕在所述第二半导电PE层(11)外，缠绕层数为两层，缠绕后所述接地屏蔽层(12)外径为φ48.6±0.5mm。

10.根据权利要求2所述的一种150kV电子束焊接设备用的高压同轴电缆，其特征在于：所述外保护层(13)为聚氯乙烯材料，成型后外径为φ53±0.5mm。

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