CN101728012A - 铠装电缆 - Google Patents

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汪传斌
张艳宝
龚欣明
成祥
陈建忠
魏金蓉
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Abstract

本发明是关于对铠装电缆的改进,其特征是铠装层由非圆型单线绞合,非圆型单线为铝包钢芯线。实用新型铠装电缆相对于现有铠装电缆,不仅具有更高的抗拉和抗压强度,具有更高径向和纵向机械保护力,抗外界破坏力强,而且具有接地和故障短路容量大,并且具有防水、防鼠、防蚁、阻燃、防电磁屏蔽干扰、防雷等功能,使用寿命更长,还具有重量轻,并可以在普通绞线设备上生产完成铠装,生产速度快,是现有铠装3倍左右。

Description

铠装电缆
技术领域
本发明是关于对铠装电缆的改进,尤其涉及一种具有更高径向和纵向机械保护力,故障短路电流大,同时具有防水、防鼠、防蚁、阻燃、防电磁屏蔽干扰、防雷等功能,使用寿命更长的铠装电缆。
背景技术
铠装电缆,主要用于工作中可承受一定机械外力的场合,铠装电缆通常分为两种基本形式,即钢丝缠绕铠装和钢带绕包铠装,同时铠装层可以代替接地线。钢带铠装电缆常用于承受一定正压力(挤压力)而不受拉力场合,如土壤直埋敷设;钢丝铠装电缆主要敷设于既有一定正压力又有纵向拉力作用场合,如水中、垂直竖井或落差较大场合,但承受纵向拉力能力仍较低。目前尽管其大量应用,但在实际使用过程中暴露出许多问题:一铠装用钢丝抗拉强度仅为345~495MPa,铠装钢带抗拉强度<370MPa,因而承受外力不够大;二钢丝、钢带电阻相对较大(钢丝导电率9%IACS),故障短路容量小,运行故障率高,不能用于重要场合,更不能用于雷电活动频繁地区;三铠装钢丝、钢带表面锌层由于电化学反应容易腐蚀脱落,铠装层使用寿命短;四钢丝、钢带铠装缝隙较大,一是当外护套破裂后极容易进水或纵向受潮,导致电缆故障率大幅提高,缩短了电缆使用寿命,增加了线路运行维护费用,二容易使白蚁进入或老鼠破坏,易破坏铠装内的内护层、绝缘层,造成电缆相间短路,引发运行故障;五铠装钢丝、钢带导磁率高,屏蔽效果差,不能用于电磁干扰严重地方使用;六钢丝铠装表面不平整,易起“灯笼”,钢带铠装容易因搭盖突起,不仅降低了铠装效果,而且易损伤外护套,通常需在铠装层外增加二层包带,效果也不理想;七铠装层重量大(钢密度7.8g/cm3),运输费用大,施工难度也大;八因钢丝、钢带硬度和弹性大,铠装需专用铠装设备,且生产效率低,一般铠装速度低于10m/min。
中国专利CN2749028公开的承荷矿用电缆,采用先缠绕钢丝再绕包有钢带铠装,使得电缆既有较高抗拉强度,又有很高的抗冲击、抗张力、抗挤压能力,提高了电缆抗外力破损的安全性。此铠装仅是综合钢丝铠装和钢带铠装两者优点,所能达到的仅是同时具有较强的抗拉和抗压,但其他缺点仍未得到克服。
中国专利CN201266507公开的铠装电缆,采用钢丝型单线铠装,利用钢丝可以承受较大的拉力,型单线可以构成一个整体起到类似于钢带功能,抗冲击、抗张力、抗挤压,使之既具有钢丝铠装的优点,又具有钢带铠装优点。同样其达到的仅是两者铠装功能组合,以及克服钢丝、钢带铠装缝隙较大的缺点,其他缺点仍未得到克服。
申请人在先申请专利CN2837992铠装电缆,铠装层采取碳纤维复合材料。同样解决的是抗拉和抗压同时提高,其不足:一是成本较高,给推广带来不利,二是铠装层为绝缘体,不能代替中性或接地线使用。
上述不足仍有值得改进的地方。
本发明内容
本发明目的在于克服上述已有技术的不足,提供一种既具有更高的抗拉和抗压能力,又能克服现有铠装的种种不足的铠装电缆。
本发明目的实现,主要改进是不仅铠装结构采用截面为非圆型线的型单线绞合铠装,而且铠装型单线采用铝包钢芯复合结构,从而克服上述现有技术的不足,实现本发明目的。具体说,本发明铠装电缆,包括绝缘缆芯和外金属铠装层,其特征在于铠装层由非圆型单线绞合,所说非圆型单线为铝包钢芯线。
本发明所说:
绝缘缆芯,包括绝缘单芯,以及绝缘多芯,此与现有技术铠装电缆相同。
非圆型单线,类似于导线或电缆用异型型线导体,例如铠装型单线截面可以为Z型、瓦形、梯形、弓形、扇形、人字形等常用异型型线截面。
铝包钢芯异型型单线,为确保有较高导电率和绞合紧压系数等,一种较好为单边铝层厚度大于0.1mm,例如在0.1-0.8mm,过厚一会在保证强度下增加截面积,二会降低装层性能。其内芯钢线截面不限,例如可以是圆形,也可以是异型型线截面,例如梯形、Z形,扇形等,钢芯截面应≥1mm2,截面过小会出现前述铝层过厚不足。铝包钢线中的钢线可以是高强或特高强钢丝,也可以为非磁性无锈钢丝或殷钢丝。
绞合方式,与现有技术绞合型线导线相同。
本发明铠装电缆,由于采用铝包钢异型型线绞合作为铠装层,相对于现有技术,因铝包钢线具有更大的抗拉强度,抗拉强度在700~2200Mpa,且导电率较钢丝或钢带高,导电率范围在14%IACS~40%IACS,加之采用型线结构绞合铠装。使得铠装电缆不仅具有更高的抗拉和抗压强度,从而具有很高的径向和纵向机械保护功能,抗外界破坏力强;而且接地和故障短路容量大,抗雷能力强,可以用于雷电活动频繁地区使用,并且其铠装层相对高的导电率,可用于充当中性线芯或接地线芯使用,可减少一根绝缘线芯,有利于降低成本。特别是:铝包钢型线,表面铝层比热容相对较钢大,因而具有较强的散热能力,在电缆着火时,能够延长电缆的运行时间,为着火后施救提供宝贵时间;其次,表面铝层相对较钢软得多,因而具有更高的紧压系数,绞合铠装平整、紧密,填充系数大,填充系大于93%(型钢线为86-90%),完全无缝隙,阻水和防虫能力强(白蚁、老鼠不易进入破坏),绞合紧密还具有在着火时能阻隔氧气进入铠装层内,因而具有一定阻燃功能,可减少电缆阻燃材料应用;再就是,表面铝层导磁率低于铠装钢丝、钢带,其铝-钢复合结构可起到电磁屏蔽作用,可以用于电磁干扰严重地方使用;另外,铝包钢线密度小,根据导电率不同密度范围为4.64~7.14g/cm3,小于钢丝密度7.8g/cm3,在相同截面情况下,铠装层重量轻,不仅可以节约运输成本,而且更方便敷设;铝、钢双金属紧密结合,不会产生镀锌铠装层因电化学反应腐蚀现象,大大增强了电缆的安全性,并可以大大延长铠装使用寿命;此外,铝包钢线相对较钢丝、钢带硬度低,因而可以在普通绞线设备上生产完成铠装,并且生产速度快(速度达28~35m/min),生产效率高,达到现有铠装3倍左右。这些优点是现有技术铠装电缆所不具备,并且在行业中首次将铝包钢芯线用于电缆铠装,是电缆行业一大创新,突破了铝包钢线在电缆中的应用范围。
以下结合若干个优化具体实施例,示例性说明及帮助进一步理解本发明实质,但实施例具体细节仅是为了说明本发明,并不代表本发明构思下全部技术方案,因此不应理解为对本发明总的技术方案限定,一些在技术人员看来,不偏离本发明构思的非实质性增加和/或改动,例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换,均属本发明保护范围。
附图说明
图1为第一实施例结构示意图。
图2为第二实施例结构示意图。
图3为第二实施例结构示意图。
图4为第四实施例结构示意图。
图5为第五实施例结构示意图。
图6为第六实施例结构示意图。
具体实施方式
实施例1:参见图1,本发明铠装电缆,由三根有圆导体1和绝缘2组成的绝缘线芯,绝缘线芯间有填充3,成缆后绕包包带4,挤包内护5,后用铝包高强圆形钢丝制成的瓦型单线6绞合铠装,并进行紧压,使紧压系数达到93%以上,最后挤包外护层7。
实施例2:参见图2,如实施例1,绝缘缆芯为有4根扇形导体1及绝缘2组成,成缆后绕包包带4,挤包内护5,用铝包扇形钢丝制成的瓦型单线6绞合铠装,外挤包外护层7。此结构在同样截面下,具有更大的导电截面,并可省略成圆填充。
实施例3:参见图3,同实施例1,其中铠装层为铝包圆形钢丝制成的Z.形型单线6。
实施例4:参见图4,同实施例1,其中铠装层的铝包钢型单线6,相邻型单线中钢芯分别为圆形和扇形制成的瓦形型单线。
实施例5:参见图5,同实施例1,其中各绝缘线芯有内外屏蔽和金属屏蔽(图中未显示),铠装铝包钢型单线内钢丝为瓦型,铠装型单线6也为瓦型。
实施例6:参见图6,同实施例1,绝缘缆芯为5芯结构电缆,其中中心为圆绝缘线芯8,外周有4个扇形绝缘线芯9,铠装铝包钢型单线6为Z形,内钢丝相间分别为圆形和Z形。
上述实施例中,铝包钢芯型线的铝层单面厚度在0.1-0.8mm,钢芯截面
1mm2,视具体铠装电缆使用场合和要求选择确定,铠装层填充系数≥93%。
对于本领域技术人员来说,在本专利构思及具体实施例启示下,能够从本专利公开内容及常识直接导出或联想到的一些变形,本领域普通技术人员将意识到也可采用其他方法,或现有技术中常用公知技术的替代,以及特征间的相互不同组合,例如还可以变化出多种结构形式铠装电缆,铠装铝包钢型单线截面变化,以及内钢丝截面变化,等等的非实质性改动,同样可以被应用,都能实现与上述实施例基本相同功能和效果,不再一一举例展开细说,均属于本专利保护范围。

Claims (6)

1.铠装电缆,包括绝缘缆芯和外金属铠装层,其特征在于铠装层由非圆型单线绞合,所说非圆型单线为铝包钢芯线。
2.根据权利要求1所述铠装电缆,其特征在于型单线截面为梯形或Z形。
3.根据权利要求1所述铠装电缆,其特征在于铝包钢芯型单线的铝层单面厚度0.1-0.8mm。
4.根据权利要求1、2或3所述铠装电缆,其特征在于铝包钢芯型单线的钢芯截面≥1mm2
5.根据权利要求4所述铠装电缆,其特征在于绞合铠装层填充系数≥93%。
6.根据权利要求1、2、3所述铠装电缆,其特征在于绞合铠装层填充系数≥93%。
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