CN101335108B - 铜包铝五芯阻燃耐火软电缆的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铜包铝五芯阻燃耐火软电缆及其制造方法，所述方法包括：将铜包铝线制成单根导电线芯的步骤；将单根导电线芯加工成横截面为瓦形的导电线芯的步骤；在所述横截面为瓦形的导电线芯外表面形成线芯耐火层的步骤；将绝缘材料挤包在所述线芯耐火层上，形成具有绝缘层的绝缘线芯的绝缘处理步骤；对五根具有所述绝缘层的绝缘线芯进行成缆处理，形成缆线的步骤；以及在所述缆线上挤包阻燃塑料以形成阻燃护套层的步骤。本发明电缆具有用铜少、重量轻、成本低的优点。

Description

铜包铝五芯阻燃耐火软电缆的制造方法

技术领域

本发明涉及电线电缆技术，特别涉及铜包铝五芯阻燃耐火软电缆及其制造方法。

背景技术

对于铜包铝的概念，电线电缆生产厂商是并不陌生的，那就是将构成导电线芯的各导电单丝的结构加工成外层的铜和内层的铝，这样既能大量地节约属于战略资源的铜，又能使铜发挥最大的功能。在文献例如中国专利文献中已往不乏有报道，例如：中国专利授权公告号CN2881898介绍的的铜包铝市内通信电缆、CN2881899公开的铜包铝数据通信电缆、CN200979818Y推荐的铜包铝导体通信电缆、CN101060024A公诸的铜包铝导体或铜包钢导体的电线电缆、CN2829026Y披露的双金属导体监视型接地电缆、CN2906844Y揭示的一种高强度铜包铝电线/缆，还有如CN1758384Y、CN201004349Y、CN2919466Y、CN101086906Y、CN200986831Y、CN2348466Y、CN2904222Y、CN200976298Y、CN200969249Y、CN2891231Y、CN2879357Y等等均涉及了将铝导体外包覆铜包层，目的都是为了节约铜资源。

然而，由于铝材拉力小、强度低，对于直径小或者用铜量小的铜包铝导线，其铜包铝导导线易断且加工难度显著增大，甚至根本无法加工。而如果加大直径或增加用铜量，则会使电缆发硬，不利于敷设。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔软性优异而有利于敷设的、加工容易并且使用安全的铜包铝五芯阻燃耐火软电缆及其制造方法。

根据本发明的第一方面，本发明提供的铜包铝五芯阻燃耐火软电缆制造方法包括：

将铜包铝线制成单根导电线芯的步骤；

在所述单根导电线芯外表面形成线芯耐火层的步骤；

将绝缘材料挤包在所述线芯耐火层上，形成具有绝缘层的绝缘线芯的绝缘处理步骤；

对五根具有所述绝缘层的绝缘线芯进行成缆处理，形成缆线的步骤；以及

在所述缆线上挤包耐火塑料以形成阻燃护套层的步骤。

上述成缆处理的步骤包括：

利用成缆机对五根绝缘线芯进行绞合，形成线束；

在所述线束上裹包缆线耐火层，以形成缆线；以及

在缆线耐火层与五个绝缘层之间填充填充物。

根据本发明第二方面，本发明提供的铜包铝五芯瓦形阻燃耐火软电缆制造方法包括：

将铜包铝线制成横截面为圆形的单根导电线芯的步骤；

将横截面为圆形的单根导电线芯加工成横截面为瓦形的导电线芯的步骤；

在所述横截面为瓦形的导电线芯和横截面为圆形的导电线芯的外表面分别形成线芯耐火层的步骤；

将绝缘材料挤包在所述线芯耐火层上，形成具有绝缘层的绝缘线芯的绝缘处理步骤；

对五根具有所述绝缘层的绝缘线芯进行成缆处理，形成缆线的步骤；以及

在所述缆线上挤包阻燃塑料以形成阻燃护套层的步骤。

其中所述成缆处理的步骤包括：

利用成缆机对四根横截面为瓦形的绝缘线芯和一根横截面为圆形的绝缘线芯进行绞合，以形成线束，其中所述线束的横截面为圆形，并且所述四根横截面为瓦形的绝缘线芯包围所述一根横截面为圆形的绝缘线芯；以及

在所述线束上绕包缆线耐火层，以形成缆线。

其中在单根导电线芯外表面形成耐火层的步骤包括：

在所述单根导电线芯外表面缠包云母层；以及

在所述云母层的外表面绕包玻璃纤维层。

在上述两种方法中，将铜包铝线制成单根导电线芯的步骤包括：

利用拉丝机将铜包铝线拉制成单根导电单丝；

利用退火机对所述单根导电单丝进行退火处理；

利用束丝机将数根已退火的导电单丝束合成股线；

利用绞线机把若干个所述股线绞合成导电线芯。

其中，所述把铜包铝线拉制成单根导电单丝的拉制角度为12°～14°；所述退火处理中的退火温度控制在540±10℃。

根据本发明第三方面，本发明提供的铜包铝五芯阻燃耐火软电缆包括：

具有绝缘层的导电线芯，该导电线芯的横截面为圆形；

缆线耐火层，裹包绞合五根所述具有绝缘层的导电线芯1而形成的缆线；以及

挤包在所述缆线耐火层上的阻燃护套层；其中：

导电线芯由多股导电单丝绞合构成；

每根导电单丝由铝导体和包覆在铝导体外的铜包层构成。

根据本发明的第四方面，本发明提供的铜包铝五芯阻燃耐火软电缆，包括：

绞合五根具有绝缘层的导电线芯而形成的缆线，所述缆线的横截面为圆形，其中四根横截面为瓦形的电线芯包围一根横截面为圆形的导电线芯；

裹包所述缆线的缆线耐火层；以及

挤包在所述缆线耐火层上的阻燃护套层；其中：

导电线芯由多股导电单丝绞合构成；

每根导电单丝由铝导体和包覆在铝导体外的铜包层构成。

在本发明的铜包铝五芯阻燃耐火软电缆中，导电单丝的直径为0.2～1.2mm，铝导体的直径为0.18439～1.10635mm，铜包层的厚度为0.007805～0.04685mm。

其中，绝缘层可以是将阻燃聚氯乙烯或低烟无卤聚烯烃材料绝缘层；缆线耐火层可以是缆玻璃纤维层；阻燃护套层可以是阻燃聚氯乙烯或低烟无卤聚烯烃材料护套层。

本发明具有如下技术效果：用铜少、重量轻、成本低。由于采用多根数、小直径的单丝结构，以及多股绞合工艺，电缆特别柔软，可以作任意弯曲。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是显示本发明的铜包铝五芯圆形阻燃耐火软电缆结构的示意图；

图2是显示本发明的铜包铝五芯瓦形阻燃耐火软电缆结构的示意图；

图3是显示本发明的导电单丝结构的示意图。

具体实施方式

对于图1所示的本发明的铜包铝五芯圆形阻燃耐火软电缆，制造电缆的方法包括：将铜包铝线制成单根导电线芯1的步骤；在所述单根导电线芯1外表面形成线芯耐火层(2、3)的步骤；将绝缘材料挤包在所述线芯耐火层(2、3)上，形成具有绝缘层4的绝缘线芯的绝缘处理步骤；对五根具有所述绝缘层4的绝缘线芯进行成缆处理，形成缆线的步骤；以及在所述缆线上挤包耐火塑料以形成阻燃护套层6的步骤。由于在制造单根导电线芯1时，所制成的单根导电线芯1的横截面通常为圆形，因此通常不需要将导电线芯1加工成横截面为圆形的导电线芯1；但是如果制成的单根导电线芯1的横截面不为圆形，则需要将导电线芯1加工成其横截面为圆形的导电线芯。

上述的在单根导电线芯1外表面形成线芯耐火层(2、3)的步骤包括：在所述单根导电线芯1外表面缠包云母层(带)2；以及在所述云母层2的外表面绕包玻璃纤维层(带)3。

成缆处理的步骤包括：利用成缆机对五根绝缘线芯进行绞合，形成线束；然后在所述线束上形成缆线耐火层(如绕包玻璃纤维带)5，形成缆线。

由于图1所示的导电线芯1为圆形线芯，因此当五根绝缘线芯成缆后，缆线之中将会出现相当大的空间，这将降低电缆的强度。为此，本发明的成缆处理步骤还包括在缆线耐火层5与五个绝缘层4之间填充填充物7。实施填充的一种具体方法例如可以是：在对线束绕包缆线耐火层5之前，先用填充绳包裹线束，然后再绕包缆线耐火层5。当然也可以采用其它方式进行填充。

对于图2所示的本发明的铜包铝五芯瓦形阻燃耐火软电缆，制造这种软电缆的方法包括：将铜包铝线制成横截面为圆形的单根导电线芯1的步骤；将横截面为圆形的单根导电线芯加工成横截面为瓦形的导电线芯1的步骤；在所述横截面为瓦形的导电线芯1和横截面为圆形的导电线芯1的外表面分别形成线芯耐火层(2、3)的步骤；将绝缘材料挤包在所述线芯耐火层(2、3)上，形成具有绝缘层4的绝缘线芯的绝缘处理步骤；对五根具有所述绝缘层4的绝缘线芯进行成缆处理，形成缆线的步骤；以及在所述缆线上挤包阻燃塑料以形成阻燃护套层6的步骤。

上述的在单根导电线芯1外表面形成耐火层(2、3)的步骤包括：在所述单根导电线芯1外表面缠包云母层(带)2；以及在所述云母层2的外表面绕包玻璃纤维层(带)3。

成缆处理的步骤包括：利用成缆机对四根横截面为瓦形的绝缘线芯和一根横截面为圆形的绝缘线芯进行绞合，以形成线束，其中所述线束的横截面为圆形，并且所述四根横截面为瓦形的绝缘线芯包围所述一根横截面为圆形的绝缘线芯；然后在所述线束上绕包缆线耐火层(如绕包玻璃纤维带)5，形成缆线。

由于成缆后的缆线包含拼合在一起的四根横截面为瓦形的导电线芯和一根横截面为圆形的导电线芯，因此缆线中被基本充满，即缆线的横截面为(实心)圆形，这样不仅增加了电缆的抗压、弯折强度，而且还增加了导电线芯的表面积(从而可以降低通信信号传输损耗)，这为大幅减小电缆的外径创造了有利条件。也就是说，在导电线芯表面积不变的条件下，与横截面为圆形的导电线芯的电缆相比，横截面为瓦形的导电线芯的电缆的外径被大幅减小。

另外在上述两种制造方法中，绝缘层4可以是将阻燃聚氯乙烯或低烟无卤聚烯烃材料挤包在玻璃纤维层3上形成的绝缘层；缆线耐火层5可以是在线束上裹包成缆玻璃纤维层5形成的耐火层；阻燃护套层6可以是阻燃聚氯乙烯或低烟无卤聚烯烃材料挤包在缆线耐火层5上形成的护套层。

本发明的将铜包铝线制成单根导电线芯1的步骤包括：利用拉丝机将铜包铝线拉制成单根导电单丝11；利用退火机对所述单根导电单丝11进行退火处理；利用束丝机将数根已退火的导电单丝束合成股线；利用绞线机把若干个所述股线绞合成导电线芯1。

本发明也可以省去上述将导电单丝束合成股线的步骤，将制作单根导电线芯1的步骤改进为：利用拉丝机将铜包铝线拉制成单根导电单丝11；利用退火机对所述单根导电单丝11进行退火处理；然后利用绞线机将多根已退火的导电单丝绞合成导电线芯1。

将数股导电单丝11绞合在一起构成导电线芯1是本发明的特点之一，这将使电缆特别柔软，可以作任意弯曲。

在把铜包铝线拉制成单根导电单丝11的过程中，其拉制角度应当选为12°～14°，以保证拉制导电单丝成功。

由于单丝经拉制后晶体移位变硬，所以必须进行退火恢复，退火处理的关键是退火温度的控制，纯铜的退火温度为650℃左右，本发明的退火温度应当控制在540±10℃。

在束合成股线的处理过程中，多根已退火的导电单丝可以按一定的节距进行束合，节距不大于束后股线外径的14倍；单丝可以焊接但焊接处的强度不小于原值的85％。

在把若干个所述股线绞合成导电线芯1的过程中，所述若干个股线可以按一定的节距进行绞合。

由于本发明的导电线芯是采用小直径、多根数、多股线绞合的结构，所以导电线芯本身很软，而且铜包铝丝的强度本就不大，这对制作异形带来很大的困难。

为此，本发明采用先按圆形的排列对股线进行绞合，形成横截面为圆形的导电线芯1，然后使用瓦形成形模具进行压制。为减少模具对导体的阻力，本发明采用“无阻力连续成形”方法进行压制，即依靠导电线芯的直线运动，带动模具作圆周运动，通过施加一定的压力使导电线芯成形，并确保导电线芯表面光滑平整无损伤。

另外，在挤包绝缘层时，为了确保绝缘厚度的均匀度，本发明利用“模具真空法(即，在真空的模具中进行塑料挤包处理)”对横截面为瓦形的导电线芯进行塑料挤包处理，从而有效地保证了绝缘层的均匀度。

本发明的阻燃原理是：采用的绝缘、护套材料中具有一种阻燃剂，这种阻燃剂的作用主要是在火灾发生时，能起到电缆与外界空气隔离，延长电缆的被烧时间，有效地阻止火焰的延伸，当电缆离开明火，电缆在5秒内火焰自熄。

本发明的耐火原理是：在电缆中设置耐火层，该耐火层的材料主要由云母层和玻纤层组成，这种材料的特性具有优异的绝缘性能和耐火、耐热特性，在火焰中能保持90分钟通电运行。

本发明的铜包铝五芯阻燃耐火软电缆包括图1所示的铜包铝五芯圆形阻燃耐火软电缆以及图2所示的铜包铝五芯瓦形阻燃耐火软电缆。

如图1所示，本发明的铜包铝五芯圆形阻燃耐火软电缆包括：具有绝缘层4的导电线芯1，该导电线芯1的横截面为圆形；裹包五根绞合或绞接在一起的所述具有绝缘层4的导电线芯1的缆线耐火层5；以及挤包在所述缆线耐火层5上的阻燃护套层6；其中：导电线芯1由多股导电单丝11绞合构成；每根导电单丝11由铝导体111和包覆在铝导体111外的铜包层112构成。

本发明的铜包铝五芯圆形阻燃耐火软电缆还包括填充在缆线耐火层5与所述绝缘层4之间的填充绳6。

如图2所示，本发明的铜包铝五芯瓦形阻燃耐火软电缆包括：绞合五根具有绝缘层4的导电线芯1而形成的缆线，所述缆线的横截面为圆形，其中四根横截面为瓦形的电线芯1包围一根横截面为圆形的导电线芯1；裹包所述缆线的缆线耐火层5；以及挤包在所述缆线耐火层5上的阻燃护套层6；其中，导电线芯1由多股导电单丝11绞合构成；每根导电单丝11由铝导体111和包覆在铝导体111外的铜包层112构成。

其中，每股导电单丝11包括束合在一起构成股线的多根导电单丝11。

本发明的上述两种铜包铝五芯阻燃耐火软电缆都可以包括设置在所述导电线芯1与绝缘层4之间的线芯耐火层。所述线芯耐火层包括缠包在所述单根导电线芯1外表面的云母层2；以及绕包在所述云母层2的外表面的玻璃纤维层(带)3。

此外，本发明的导电单丝11的直径为0.2～1.2mm，其中：铝导体111的直径为0.18439～1.10635mm，而铜包层112的厚度为0.007805～0.04685mm，也就是说铜包层112的截面占整根导电单丝11的15±2％，其余为铝导体111的截面。

如上所述，在上述两种电缆中，绝缘层4可以是将阻燃聚氯乙烯或低烟无卤聚烯烃材料绝缘层；缆线耐火层5可以是缆玻璃纤维层；阻燃护套层6可以是阻燃聚氯乙烯或低烟无卤聚烯烃材料护套层。

本发明的导电线芯1的优选但不限于下表所示的18种规格。

本发明电缆的优点是：用铜少、重量轻、成本低。由于采用多根数、小直径的单丝结构，以及多股绞合工艺，电缆特别柔软，可以作任意弯曲。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种铜包铝五芯阻燃耐火软电缆制造方法，包括：

将铜包铝线制成单根导电线芯(1)的步骤，包括：

利用拉丝机将铜包铝线拉制成单根导电单丝(11)；

利用退火机对所述单根导电单丝(11)进行退火处理；

利用束丝机将数根已退火的导电单丝束合成股线；以及

利用绞线机把若干个所述股线绞合成导电线芯(1)；

在所述单根导电线芯(1)外表面形成线芯耐火层(2、3)的步骤；

将绝缘材料挤包在所述线芯耐火层(2、3)上，形成具有绝缘层(4)的绝缘线芯的绝缘处理步骤；

对五根具有所述绝缘层(4)的绝缘线芯进行成缆处理，形成缆线的步骤；以及

在所述缆线上挤包耐火塑料以形成阻燃护套层(6)的步骤；

其中所述把铜包铝线拉制成单根导电单丝(11)的拉制角度为12°～14°。

2.根据权利要求1所述的方法，其中成缆处理的步骤包括：

利用成缆机对五根绝缘线芯进行绞合，形成线束；

在所述线束上形成缆线耐火层(5)，以形成缆线；以及

在缆线耐火层(5)与五个绝缘层(4)之间填充填充物(7)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述退火处理中的退火温度控制在540±10℃。

4.一种铜包铝五芯瓦形阻燃耐火软电缆制造方法，包括：

将铜包铝线制成横截面为圆形的单根导电线芯(1)的步骤，包括：

利用拉丝机将铜包铝线拉制成单根导电单丝(11)；

利用退火机对所述单根导电单丝(11)进行退火处理；

利用束丝机将数根已退火的导电单丝束合成股线；以及

利用绞线机把若干个所述股线绞合成导电线芯(1)；

将横截面为圆形的单根导电线芯加工成横截面为瓦形的导电线芯(1)的步骤；

在所述横截面为瓦形的导电线芯(1)和横截面为圆形的导电线芯(1)的外表面分别形成线芯耐火层(2、3)的步骤；

将绝缘材料挤包在所述线芯耐火层(2、3)上，形成具有绝缘层(4)的横截面为瓦形的绝缘线芯和具有绝缘层(4)的横截面为圆形的绝缘线芯的绝缘处理步骤；

对五根具有所述绝缘层(4)的绝缘线芯进行成缆处理，使四根所述的横截面为瓦形的绝缘线芯包围一根所述的横截面为圆形的绝缘线芯，从而形成缆线的步骤；以及

在所述缆线上挤包阻燃塑料以形成阻燃护套层(6)的步骤；

其中所述把铜包铝线拉制成单根导电单丝(11)的拉制角度为12°～14°。

5.根据权利要求4所述的方法，其中成缆处理的步骤包括：

利用成缆机对四根横截面为瓦形的绝缘线芯和一根横截面为圆形的绝缘线芯进行绞合，以形成线束；以及

在所述线束上绕包缆线耐火层(5)，以形成缆线。

6.根据权利要求5所述的方法，其中在单根导电线芯(1)外表面形成耐火层(2、3)的步骤包括：

在所述单根导电线芯(1)外表面缠包云母层(2)；以及

在所述云母层(2)的外表面绕包玻璃纤维层(3)。

7.根据权利要求4所述的方法，其中所述退火处理中的退火温度控制在540±10℃。

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