[实用新型]一种低膨胀高强度多芯信号电缆

说明书

技术领域

本实用新型涉及特种电缆技术领域，特别涉及低膨胀高强度多芯信号电缆。

技术背景

目前，绝大多数带有加强结构的高强度电缆着重于电缆抗拉强度的结构设计，如CN 202871359 U报道的一种耐寒、高强度电缆采用了钢芯绞线增强电缆的防断裂性能，申请号CN 200972799 Y报道了一种系留电缆，该电缆以芳纶纤维为抗拉元件，保证了电缆高强度的系留功能。

然而，在某些特殊应用领域，特别是在航空航天领域中，除了对抗拉强度的要求以外，随着航空航天探索领域的不断扩大，对电缆自身热胀冷缩特性产生特殊的需求，即，要求高强度电缆还需要具有低膨胀高强度信号的性能。而这种低膨胀高强度信号电缆在现有技术中未见有研究和关注。

这种电缆除了要有较高的抗拉强度（系留功能），还需要低的热膨胀系数，能适应±70℃苛刻的空间温度交变环境，且能够传输多路高低频信号。这种电缆的典型应用是卫星上搭载的电场探测仪，该仪器拥有四个探测球，每个探测球通过5m电缆系于卫星本体上，四个探测球在空间的位置构成一个空间四面体轮廓，每两个探测球内的仪器通过测出两个探测球上的电势差得到两球间的平均电场强度。由于电缆较长，如果在空间环境下电缆长度发生微小变化，也会导致两个探测球间距发生明显变化，这将引起测试基准线发生漂移，严重影响测试精度，因此，在苛刻的高低温环境下，对电缆自身的低膨胀/收缩特性要求相当高。此外，在卫星发射前，电缆成圈卷绕在绕筒上，待卫星发射完成后，卫星上伸展机构对电缆施加瞬时力脉冲，将电缆快速从绕筒上伸展开成拉直状态，这时，电缆将承受巨大的拉力，所以，电缆本身应具有高强度。由于空间飞行器空间狭小和要传输多路高低频信号的任务要求，电缆还应采用细线径芯线，尽可能减小电缆外径。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种低膨胀高强度多芯信号电缆，在空间环境下具有低膨胀系数、高强度，并进一步的，可以满足特定使用场合狭小空间的使用需要。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是：

一种低膨胀高强度多芯信号电缆，其特征在于：所述电缆从里到外依次由中心高强度纤维加强芯1、高强度纤维编织层2、聚四氟乙烯或聚酯包带层3、芯线层、屏蔽层7、外护套8构成；所述芯线层由若干根绝缘导线5以及若干根微细同轴电缆4呈中心对称排布在聚四氟乙烯或聚酯包带层3外部构成；所述屏蔽层7为复合屏蔽层，其结构形式为：先用聚酰亚胺铝塑复合薄膜层或聚酯铝塑复合薄膜层6绕包在芯线层外，聚酰亚胺铝塑复合薄膜层或聚酯铝塑复合薄膜层6的铝面向外，再在聚酰亚胺铝塑复合薄膜层或聚酯铝塑复合薄膜层6铝面外用圆铜线或铜扁线编织屏蔽；所述高强度纤维加强芯1是Kevlar或Twaron或Zylon纤维或这些纤维经环氧树脂或乙烯酯树脂涂覆后高温固化而成的纤维复合材料；所述高强度纤维编织层2是Kevlar或Twaron或Zylon纤维；所述绝缘导线5的绝缘、微细同轴电缆4的绝缘及护套材料均为氟塑料；

进一步的，所述外护套8为乙烯-四氟乙烯共聚物或聚酯或聚酰亚胺；

所述绝缘导线5的绝缘材料采用半定向聚四氟乙烯薄膜或微孔聚四氟乙烯薄膜或乙烯-四氟乙烯共聚物或四氟乙烯-六氟丙烯共聚物或四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基共聚物；

所述微细同轴电缆4使用的绝缘及护套材料为四氟乙烯-六氟丙烯共聚物或四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基共聚物或聚四氟乙烯或乙烯-四氟乙烯共聚物。

进一步的，所述微细同轴电缆4、绝缘导线5的芯线均采用30AWG~42AWG超细导体线。

本实用新型可带来以下有益效果：

1、低膨胀

电缆采用的中心高强度纤维加强芯和外编织高强度纤维具有负热膨胀系数，除此之外，电缆其余部分材料的热膨胀系数为正。通过调整加强芯结构和编织层的结构，使得高强度纤维材料负热膨胀效应抵销其它材料的部分或全部正热膨胀效应，进而实现整根电缆低的热膨胀系数。 

2、高强度

中心高强度纤维加强芯均采用国际上公认的高强度纤维Kevlar、Twaron、或Zylon，两者共同赋予电缆不低于1500 N的抗拉强度。

3、良好的耐高低温环境性能