[发明专利]高压低波阻抗同轴水电缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种同轴电缆，特别涉及一种低波阻抗、耐高电压同轴水电缆。

背景技术

同轴电缆的定义是，先由两根同轴心、相互绝缘的圆柱形金属导体构成基本单元(同轴对)，再由单个或多个同轴对组成的电缆。同轴电缆是由中心导体、绝缘材料层、网状织物构成的屏蔽层（外层导体）以及外部隔离材料层组成。

同轴电缆可以分为高频同轴电缆和高压同轴电缆等类型。高频同轴电缆主要应用于宽带网络、无线通讯等领域，可以传输微波频带并具有低损耗和噪声屏蔽的特性；高压同轴电缆主要用于电力传输等领域，耐压幅值一般可达20～50KV。

脉冲等离子体钻机是利用重复性高压强流脉冲等离子体，快速高效地粉碎岩石，实现对地层或岩石进行快速钻井的设备。高压短脉冲的长距离低损耗传输电缆和钻井液的循环装置是该设备的重要组成部分。

已有高压同轴电缆的波阻抗一般为50欧姆、75欧姆，或者更高，这些种类的电缆不适合应用于高压等离子体放电装置，这是由于高压等离子体放电装置的等效负载阻抗很小，一般低于10欧姆。因此，在高压等离子体放电装置中，应用高波阻抗的同轴电缆将导致很高的传输损耗，能量传输效率很低。

此外，脉冲等离子体钻机所需的钻井液循环装置中，钻井液的注入和排出需要两组管路，再加上上述脉冲传输电缆，就需要三组管线随钻，钻机的设计复杂、操作难度大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种耐高压、低波阻抗的同轴水电缆。

本发明的目的通过如下技术方案实现：高压低波阻抗同轴水电缆，由内到外依次包括中央通水管、中心导体，绝缘皮，外层导体，聚氨酯外护套，其特征是中央通水管为中空结构，在通水管之外编织或缠包中心导体，并在绝缘皮和外层导体之间依次增加了耐高压绝缘纸，橡胶绝缘带，聚氨酯内护套；所述中心导体的绝缘皮外面绕包多层耐高压绝缘纸，在耐高压绝缘纸外绕包多层橡胶绝缘带，在橡胶绝缘带之外层挤包聚氨酯内护套，在聚氨酯内护套外再编织或缠包外层导体，在外层导体之外挤包聚氨酯外护套。

所述中央通水管为耐高压的中空胶管。

所述橡胶绝缘带由液态天然橡胶与高介电常数的钛酸钡粉混合物压覆于棉布带两面制成。

所述多层橡胶绝缘带之间涂覆、充填高介电常数的钛酸钡粉，高介电常数的钛酸钡粉可以有效降低电缆的波阻抗。

所述外层导体由铜丝或者不锈钢丝编织而成。

本发明的同轴水电缆为中空设计，中心管可以通水，作为钻井液循环装置的一部分，用于钻机钻进过程中钻井液的注入，减少了随钻管线的数量，提高钻机的可操作性。

本发明具有较低的波阻抗和较高的耐电压特性，其脉冲电压耐压值不低于50KV，波阻抗小于10欧姆。在较低的波阻抗和较高的耐电压特性的前提下，电缆外径小，其外径不大于30mm，可有效保证电缆的柔性和便携性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

其中，1、中央通水管；2、中心导体；3、绝缘皮；4、耐高压绝缘纸；5、橡胶绝缘带；6、聚氨酯内护套；7、外层导体；8、聚氨酯外护套。

具体实施方式

如图1所示，本发明由内到外依次包括中央通水管1、中心导体2、绝缘皮3、耐高压绝缘纸4、橡胶绝缘带5、聚氨酯内护套6、外层导体7、聚氨酯外护套8。

其中，中央通水管1、中心导体2、绝缘皮3可以为内衬编网钢丝的高压胶管。耐高压绝缘纸4采用杜邦绝缘纸，短时耐电压40千伏/毫米。橡胶绝缘带5由液态天然橡胶与钛酸钡粉混合物压覆于棉布带两面制成，使用之前需充分烘干。外层导体7可以是铜丝或者不锈钢丝编织而成。

中心导体2半径为7mm，绝缘皮3外面绕包多层杜邦NOMEX绝缘纸4，厚度不小于0.5mm。在耐高压绝缘纸4外再绕包多层钛酸钡粉橡胶绝缘带5，每层橡胶绝缘带之间再次涂覆、充填钛酸钡粉，总厚度不小于3mm。在橡胶绝缘带5之外层挤包聚氨酯内护套6，厚度1mm。在聚氨酯内护套5外再缠包外层导体7，厚度1.5mm。在外层导体6之外挤包聚氨酯外护套8，厚度1mm。

本发明的中心导体2外径14mm，外层导体7外径28mm，同轴水电缆总外径30mm。该同轴水电缆，兼具低波阻抗、耐高电压及便携特性。

高压低波阻同轴水电缆加工的最后工序是将电缆电极引出，并对电缆两端进行硫化处理，防止水从两端进入电缆而降低电缆的绝缘特性。