本发明涉及电缆制造，尤其涉及一种自修复软电缆及其制造方法。
背景技术：
1、现代通信网络建设对基站密度、天线覆盖范围提出更高要求，降本节耗是关键，采用基站系统rru设备用电缆的直流供电方式进行大功率远距离电能传输是降本节耗的有效方式。rru供电设备用的电缆应保证在长距离传输有压降损耗的情况下，将固网接入点中的48v直流电源引到天面的rru端时仍然能保持一定的工作电压，以保障rru设备的正常运行，降低基站建设成本。
2、随着rru设备功率增大和天线塔高度增加，需要把400v输电电压升高到600v，线路损耗增大。现有的圆形电缆载流不足，需要使用导体更大截面电缆来配套rru设备使用，随着高度的增加，并需要进一步减小外径、减轻重量，不符合降本节耗的要求，配套rru连接电缆亟需升级。同时考虑户外电源拉远上塔电缆的长期裸露敷设、受力外破以及电击等风险对的设备损害，现有的rru设备用电缆不能实时监控电缆运行状态，且在长期运行过程中，若电缆护套受损，破坏了电缆的完整性，影响了长期运行可靠性。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种自修复软电缆及其制造方法。该自修复软电缆的重量轻，柔软性得到强化，具备实时温度监测与自修复功能，能够提高设备长期运行的安全性与可靠性，并且便于拉远上塔便捷辐射。
2、为了达到上述目的，本发明提供了一种自修复软电缆，该电缆包括包带层、填充层、屏蔽层、护套层、两个绝缘线芯；各绝缘线芯为d型、两个绝缘线芯排布形成一个圆形缆芯，所述填充层填充于所述圆形缆芯内，所述包带层包裹该圆形缆芯的外部；所述屏蔽层包裹所述包带层的外部，所述护套层包裹所述屏蔽层的外部；其中，所述护套层的材质包括自修复硅橡胶。
3、在上述自修复软电缆中，所述绝缘线芯的宽度与高度之比一般控制为1.9-2.1，以便使两个绝缘线芯形成的缆芯为正圆形。
4、在上述自修复软电缆中，所述绝缘线芯包括光电单元导体和绝缘层，所述绝缘层包裹所述光电单元导体的外部。
5、在上述自修复软电缆中，所述光电单元导体包括电导体和光单元。所述光电单元导体为d型导体。
6、在一些具体实施方案中，所述光电单元导体可以是以光单元为中心、电导体按照(6+12+18)的方式均匀分布于光单元周围绞合而成。
7、在上述自修复软电缆中，所述光电单元导体的截面积为0.5mm2-35 mm2。
8、在上述自修复软电缆中，所述电导体由单丝绞合而成，每根单丝的直径可以为0.18mm以上，以预防单丝断裂刺破绝缘层，确保电缆柔韧性。进一步地，每根单丝的直径可以为0.18mm-0.5mm。
9、在上述自修复软电缆中，每根单丝的断裂伸长率大于等于30％。通过采用断裂伸长率较高的单丝，可提高电缆长期随户外环境摇摆、扭转甚至撞击条件下的可靠性。
10、在一些具体实施方案中，所述单丝通过(1+6)的方式绞合形成电导体。多股绞线的形式使得电导体具有良好弯曲性能。
11、在上述光电导体单元中，d型导体的形式可以显著减小电缆的外径，同时采用较高断裂伸长率的单丝以及绞合柔软度能够大幅度提高电缆长期随户外环境摇摆、扭转甚至撞击条件下的可靠性。
12、在一些具体实施方案中，所述单丝可以包括裸铜丝和/或镀金属合金丝，相应地，所述单丝绞合形成的电导体可以为裸铜绞线和/或镀金属合金绞线。
13、在上述自修复软电缆中，所述电导体直径可以为0.54mm-1.5mm。
14、依据电缆在长期户外环境下的供电特性，电缆存在因导体运行发热以及外部紫外线暴晒难散热导致绝缘温升，并进一步产生开裂，造成短路失效故障的风险。对此，本发明通过在电缆中增加光单元，可以依据拉曼散射原理，采用传感测温用光电复合缆(dts)技术实现对电缆运行温度的实时监测，便于评估电缆长期运行可靠性及剩余寿命。在一些具体实施方案中，所述光单元可以为测温电缆，具体可以包括g-层绞全干式光传输单元、gx-中心管全干式光单元、gt-层绞填充式光单元和gxt-中心管填充式光单元中的一种。
15、在上述自修复软电缆中，所述绝缘层的材质包括pvc(聚氯乙烯)。所述绝缘层能够耐受125℃的温度。
16、在上述自修复软电缆中，所述包带层由cpp包带(改性聚丙烯包带)和/或麦拉铝箔绕包形成。
17、在一些具体实施方案中，所述包带层的绕包搭盖率可以为15％-35％，进一步可以为25％-35％。
18、在一些具体实施方案中，所述cpp包带的厚度可以为0.08mm-0.1mm。
19、在一些具体实施方案中，所述麦拉铝箔的厚度可以为0.03mm-0.065mm。
20、在上述自修复软电缆中，所述填充层包括阻燃填充绳和/或填充条。所述填充层的材质可以包括pp(聚丙烯)和/或pe(聚乙烯)等。具体地，所述填充层可以包括阻燃pp绳、阻燃pe绳、pp填充条、pe填充条中的一种或两种以上的组合。
21、在上述自修复软电缆中，所述屏蔽层为铜包铜金属编织层。在一些具体实施方案中，所述铜包铜金属编织层可以是由铜包铜金属编织丝编织形成；更具体地，在该编织过程中，所述铜包铜金属编织丝的直径可以为0.11mm，编织角度可以控制为45°-60°，编织密度可以控制为大于等于80％。
22、在上述自修复软电缆中，所述护套层的材质包括自修复硅橡胶。通过采用自修复硅橡胶挤包护套的方式在屏蔽层的外部形成护套层，避免预防电缆长期随户外环境摇摆、扭转甚至撞击时出现损伤导致电缆失效，使得电缆具备自修复功能。具体地，该自修复硅橡胶通过对甲基乙烯基硅橡胶分子链进行改性，并构建可逆配位网络(金属配位键)，可以使护套材料损伤或失效后破坏的化学交联结构能够重新交联，实现多次修复，确保电缆护套完整性，预防护套损伤后，进一步损伤绝缘，造成电缆短路，出现设备或系统故障。除了自修复能力以外，所述护套层还具有耐环境腐蚀、耐紫外线的特点，能够保证电缆在正常工况使用的可靠性。
23、根据本发明的具体实施方案，所述自修复硅橡胶的原料可以包括以重量份计的如下成分：100份甲基乙烯基硅橡胶、0.5-2.5份丙烯酸2-异氰基乙酯、1-2份催化剂、1-4份多巴胺包覆的石墨烯dopa-graphene、0.2-1.6份三价铁盐、5-15份ph调节剂。
24、在上述自修复硅橡胶的原料中，所述多巴胺包覆的石墨烯dopa-graphene、甲基乙烯基硅橡胶、丙烯酸2-异氰基乙酯能够进行合成反应；所述三价铁盐能够提供fe3+离子，促进金属配位键的形成(多巴胺和fe3+形成的配位键)。此外，多巴胺包覆的石墨烯中的石墨烯能够提高橡胶的力学性能、电学性能等。
25、在一些具体实施方案中，所述石墨烯包覆多巴胺的制备方法可以是：将多巴胺dopa和石墨烯按照重量比1:1搅拌混合后，得到多巴胺包覆的石墨烯dopa-graphene。
26、在上述自修复硅橡胶的原料中，所述催化剂包括grubb催化剂，例如可以是第二代grubb催化剂g-2。
27、在上述自修复硅橡胶的原料中，所述ph调节剂包括三乙胺。
28、在上述自修复硅橡胶的原料中，所述三价铁盐一般为可溶性三价铁盐，例如可包括六水合三氯化铁。
29、根据本发明的具体实施方案，所述自修复硅橡胶的制备方法包括：
30、将甲基乙烯基硅橡胶、催化剂、丙烯酸2-异氰基乙酯、多巴胺包覆的石墨烯dopa-graphene混合，反应得到中间产物；
31、将中间产物与三价铁盐、ph调节剂混合(ph调节剂可以将体系的调节ph值至10)，干燥，得到自修复硅橡胶。
32、本发明通过采用上述方便简单的过程，可以低成本在自修复硅橡胶中构建可逆金属配位键，有利于工业化生产。
33、上述制备方法中各原料的比例按照上述自修复硅橡胶的原料配方中各成分的比例确定。
34、在上述制备方法中，所述反应时间可以为3h-5h，进一步可以为3h-4h，所述反应的温度可以为室温。
35、根据本发明的具体实施方案，上述自修复硅橡胶的包带层、填充层、屏蔽层、护套层的结构尺寸可根据实际情况和要求调整，本发明不对此进行特殊限制。
36、根据本发明的具体实施方案，上述自修复硅橡胶在拉伸速率为500mm/min的情况，经不同温度(80℃、100℃、120℃)处理4h后，愈合后样品的机械性能(抗拉强度、伸长率)保持率可以达到80％以上，具有较高的自修复能力。
37、根据本发明的具体实施方案，上述自修复硅橡胶的耐温等级高、柔软性好，由该自修复硅橡胶制造的电缆具有更高的柔软性。在一些具体实施方案中，所述自修复硅橡胶的耐温温度可以达到150℃，柔软性可以为40a至70a(a为邵氏硬度单位)。
38、根据本发明的具体实施方案，上述自修复软电缆的相比于现有电缆可减重20％以上。
39、本发明还提供了一种自修复软电缆的制造方法，该制造方法包括依次进行的拉丝处理、退火处理、导体绞合、在线导体压型及绝缘挤塑、成缆及在线绕包、金属屏蔽编织、挤出及连续硫化；其中，所述在线导体压型及绝缘挤塑的过程包括：将光电单元导体进行在线压型，然后立即绝缘挤出，冷却，得到绝缘线芯。
40、在上述制造方法中，在线导体压型及绝缘挤塑是生产绝缘层的过程。常规生产绝缘层的过程是导体压型和绝缘挤出分为两个步骤分开进行，在线压型后进行定型。针对本发明中d型结构的绝缘线芯，采用常规方法中的分步导体压型与绝缘挤出的方式加工，不仅会导致工序较多，而且在线压型后定型会因导体单丝(如裸铜丝等)的柔软性导致容易松散、尤其是在工序之间移动时松散问题更为明显。对此，本发明采用的在线压型及绝缘挤塑的工序是连续化生产工序、是一个步骤，在线压型后立即进行绝缘挤出，然后冷却；其中，绝缘挤出过程通过在缆芯表面包覆绝缘层可以起到初步定型的作用，冷却过程可起到再次定型的作用。本发明通过在线压型和绝缘同步进行连续化生产，可有效防止压型导体松散，保证d型导体(包括d型电导体和d型光电单元导体)外观。并且，导体在线压型与绝缘挤出一次成型，串挤节能，提高生产效率和流转效率。
41、根据本发明的具体实施方案，在线压型及绝缘挤塑所用的设备可以包括依次连接的放线装置、压型装置、挤塑装置、冷却水槽、计米装置、牵引装置和收线装置。在放线装置与挤塑装置的挤出机头之间固定压型装置，绝缘挤出之前，对导体进行在线压型，随后立即进行绝缘挤出，将在线压型与绝缘挤塑合并为连续化工序，避免了二次上下盘弓形导体松散膨胀，减少了工序流转，提高了生产效率。
42、根据本发明的具体实施方案，所述在线压型过程中可对光电单元导体施加恒定压力，以保压型导体的一致性；通过控制恒定压力范围大于0n且50n，可控制d型导体的外观、高度、宽度、导体截面积以及20℃直流电阻，固化不同截面的导体压型工艺。
43、在上述制造方法中，所述在线导体压型采用的模具可以为弓形(近似d型)挤包模具，该模具包括弓形模芯和弓形模套。现有的挤出模具通常为圆形挤出模具(如图3的a所示)，而本发明的绝缘线芯为d型结构，采用圆形挤出模具会出现绝缘层包覆不紧密、过度拉伸引起d型角绝缘层变薄等问题。对此，本发明通过采用弓形挤包模具(如图3的b所示)，可适应d型导体的形状、并且与绝缘挤出料流相匹配，使得绝缘层可以紧密包覆光电单元导体，避免过度拉伸引起绝缘层过薄，并且容易剥离使施工方便、避免回缩露铜。在一些具体实施方案中，弓形挤包模具的尺寸和形状(包括弓形模芯和弓形模套的尺寸和形状)可根据光单单元导体和绝缘层的尺寸和形状设计。
44、根据本发明的具体实施方案，上述制造方法具体可以包括：
45、s1、依次进行拉丝处理、退火处理、导体绞合过程，形成电导体；将所述电导体与光单元绞合形成光电单元导体；
46、s2、进行在线导体压型和绝缘挤塑，将光电单元导体进行在线压型，然后立即绝缘挤出，冷却，得到绝缘线芯；
47、s3、进行成缆和在线绕包，形成包带层；
48、s4、进行金属屏蔽编织，在包带层外部包覆形成屏蔽层；
49、s5、进行挤出和连续硫化，在屏蔽层外部包覆形成护套层；其中，挤出的原料包括自修复硅橡胶。
50、在上述制造方法中，s1中，所述退火处理的温度一般控制为580-600℃。在该温度退火处理时，单丝内部由拉丝引起破碎的晶格得以重新聚集排列，经过该退火处理的单丝的断裂伸长率可以达到30％以上。
51、在上述制造方法中，s2中，可以在压型过程中对光电单元导体施加恒定压力，该恒定压力为50n以下。
52、在上述制造方法中，s2可进一步包括在绝缘挤出并冷却后对于绝缘层进行辐照交联的处理。辐照交联的处理可以提高绝缘材料的耐温等级，确保护套连续硫化的稳定性。
53、在上述制造方法中，s3的过程可以包括：将绝缘线芯成缆得到缆芯，在缆芯的空隙处填充填充层的材料(pp填充绳、填充条等)形成填充层，并绕包包带层的材料形成包带层。
54、在上述制造过程中，s3中，所述成缆的节径比可以为25-35。
55、在上述制造过程中，s3中，当所述包带层的材料为麦拉铝箔时，所述麦拉铝箔的厚度可以为0.03-0.065mm。
56、在上述制造过程中，s3中，当所述包带层的材料为cpp包带时，所述cpp包带的厚度可以为0.08mm-0.1mm。
57、在上述制造过程中，s3中，所述绕包搭盖率可以为15％-35％、进一步可以为25％-35％。
58、在上述制造过程中，s4的过程可以包括：利用铜包铜的金属编织丝编织为金属屏蔽层。在一些具体实施方案中，铜包铜的金属编织丝的直径可以为0.11mm，编织角度可以为45-60°，编织密度不小于80％。
59、在上述制造方法中，s5中，所述挤出过程可以采用挤橡机进行。在一些具体实施方案中，s5中，所述挤橡机的螺杆的直径可以为ψ90mm-ψ150mm，螺杆的类型可以为双头等距复合加深。
60、在上述制造方法中，s5中，在挤出过程中，可以模温机控制挤橡机各区的温度，所述螺杆的温度、机身的温度、机头的温度均不超过15℃。通过进行上述控制，可避免硅橡胶因起硫温度低导致在螺膛、机头处中因温度过高提前硫化。
61、在上述制造方法中，s5中，所述连续硫化的过程可以在硫化管道中进行，即，护套材料在机头挤出后立即进入硫化管道中进行连续硫化。
62、在上述制造方法中，在s5的连续硫化过程中，通过控制电缆出线速度、硫化管道中水位和蒸汽压力，能够控制硫化程度，以保证电缆硫化后具有较高的机械性能和断裂伸长率。在一些具体实施方案中，所述电缆出线速度可以控制为_3-12m/min，所述硫化管道中的水位为可以控制为_25％-40％，所述硫化管道中的蒸汽压力可以控制为_0.8-1.5mpa。经过硫化得到的护套层的机械性能强度(抗拉强度)大于等于8.0mpa、断裂伸长率大于等于200％。
63、本发明提供的上述自修复软电缆可以在减轻原有电缆重量的情况下(相比于现有电缆可减重20％以上)，强化电缆柔软性，新增实时温度监测与自修复功能，提高设备长期运行的安全性与可靠，可满足额定电压0.6/1kv使用要求，可作为设备用自修复软电缆应用。
64、本发明还提供了一种ruu设备(remote radio unit，射频拉远单元)，其包括本发明提供的上述自修复软电缆。该电缆应用于ruu设备时，可满足ruu设备对于电缆载流能力、轻量化、以及长期运行的要求。
65、本发明的有益效果包括：
66、1、本发明提供的上述自修复软电缆利用传感测温用光电复合缆(dts)技术，能够实时监测电缆运行温度，便于评估电缆长期运行可靠性及剩余寿命。
67、2、本发明提供的上述自修复软电缆所用的护套材料损伤或失效后破坏的化学交联结构能够重新交联方式，实现多次修复，确保套完整性，预防护套损伤后，进一步损伤绝缘，造成电缆短路，出现设备或系统故障。
68、3、本发明提供的自修复软电缆可满足额定电压，在减轻原有电缆重量的情况下，能够强化电缆柔软性；并且该电缆具有实时温度监测与自修复功能，可以提高设备长期运行的安全性与可靠性，便于拉远上塔便捷辐射。该自修复软电缆能够为通信装备提供电力传输、信息传递与传感测温功能，具有广阔应用前景。
1.一种自修复软电缆，该电缆包括两个绝缘线芯、包带层、填充层、屏蔽层、护套层；
2.根据权利要求1所述的自修复软电缆，其中，所述绝缘线芯的宽度与高度之比为1.9-2.1。
3.根据权利要求1所述的自修复软电缆，其中，所述绝缘线芯包括光电单元导体和绝缘层，所述绝缘层包裹所述光电单元导体的外部；
4.根据权利要求3所述的自修复软电缆，其中，所述光电单元导体包括电导体和光单元，所述光电单元导体为d型导体；
5.根据权利要求4所述的自修复软电缆，其中，所述电导体由单丝绞合而成，每根单丝的直径为0.18mm以上，每根单丝的断裂伸长率大于等于30％；
6.根据权利要求4所述的自修复软电缆，其中，所述光单元包括g-层绞全干式光传输单元、gx-中心管全干式光单元、gt-层绞填充式光单元和gxt-中心管填充式光单元中的一种。
7.根据权利要求1所述的自修复软电缆，其中，所述包带层由cpp包带和/或麦拉铝箔绕包形成；优选地，所述包带层的绕包搭盖率为15％-35％；
8.根据权利要求1所述的自修复软电缆，其中，所述屏蔽层为铜包铜金属编织层；
9.根据权利要求1所述的自修复软电缆，其中，以重量份计，所述自修复硅橡胶的原料包括：100份甲基乙烯基硅橡胶、0.5-2.5份丙烯酸2-异氰基乙酯、1-2份催化剂、1-4份多巴胺包覆的石墨烯、0.2-1.6份三价铁盐、5-15份ph调节剂；
10.根据权利要求9所述的自修复软电缆，其中，所述自修复硅橡胶的制备方法包括：
11.权利要求1-10任一项所述的自修复软电缆的制造方法，其中，该制造方法包括依次进行的拉丝处理、退火处理、导体绞合、在线导体压型及绝缘挤塑、成缆及在线绕包、金属屏蔽编织、挤出及连续硫化；
12.根据权利要求11所述的制造方法，其中，该制造方法包括：
13.根据权利要求11或12所述的制造方法，其中，所述在线压型的过程中包括对光电单元导体施加恒定压力的操作，所述恒定压力优选为50n以下；
14.根据权利要求12所述的制造方法，其中，s1中，所述退火处理的温度为580-600℃；
15.一种ruu设备，其包括权利要求1-10任一项所述的自修复软电缆。
