CN101859610A - 盾构机用电缆绝缘和护套材料及电缆 - Google Patents

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姚章清
王卫东
薛佳喜
李宜
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Abstract

本发明公开了一种盾构机用电缆绝缘和护套材料以及盾构机用电缆，其绝缘材料包含下述重量比组分：三元乙丙橡胶100份；氧化锌8份；防老剂2份；硫化剂2.5份；共交联剂2.5份；填充剂130份；硅烷偶联剂1.5份；加工助剂15份；护套材料包含下述重量比组分：氯化聚乙烯100份；稳定剂10份；硫化剂4.5份；共交联剂4.5份；防老剂3.5份；加工助剂20份；填充剂70份；阻燃剂30份；补强剂30份；本发明电缆弯曲半径小、适应频繁移动扭转的要求，满足盾构机在山地隧道、海(河)底隧道和其他环境多变、恶劣的地下隧道作业；本发明电缆耐磨、耐油、柔软、高抗撕，可在环境温度-45℃～+110℃的条件下正常使用；盾构机电缆其材料易于购买，节约成本。

Description

盾构机用电缆绝缘和护套材料及电缆
技术领域
本发明涉及一种盾构机用电缆绝缘和护套材料，以及使用上述材料制造的电缆，特别是一种弯曲半径小、频繁移动扭转，满足耐磨、耐油、柔软、高抗撕性能的盾构机用电缆。
背景技术
我国的隧道以及地下工程建设发展很快，在这些工程中，很多是采用盾构技术进行施工的。盾构机配套盾构机用电缆，必须满足在额定电压8.7/15kV下的电缆弯曲半径小、频繁移动扭转的基本要求，由于盾构机用在山地隧道、海(河)底隧道和其他地下隧道作业，环境多变、恶劣，因此电缆还须满足耐磨、耐油、柔软、高抗撕，环境温度-45℃～+110℃的使用条件，为此我国的特种电缆一直依赖进口，成本也较昂贵。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种盾构机用电缆绝缘和护套材料，以及使用上述材料制造的电缆。上述电缆弯曲半径小、频繁移动扭转，具有耐磨、耐油、柔软、高抗撕等性能。
为达到上述的技术目的，本发明的技术方案是：一种盾构机用电缆绝缘和护套材料，所述绝缘材料包含下述重量比组分：
三元乙丙橡胶              100份；
氧化锌                    8份；
防老剂                    2份；
硫化剂                    2.5份；
共交联剂                  2.5份；
填充剂                    130份；
硅烷偶联剂                1.5份；
加工助剂                  15份；
所述护套材料包含下述重量比组分：
氯化聚乙烯                100份；
稳定剂                    10份；
硫化剂                    4.5份；
共交联剂                  4.5份；
防老剂                    3.5份；
加工助剂                        20份；
填充剂                          70份；
阻燃剂                          30份；
补强剂                          30份。
一种盾构机用电缆，包括导体外包覆的绝缘层和护套，所述绝缘层包含下述重量比组分：
三元乙丙橡胶                    100份；
氧化锌                          8份；
防老剂                          2份；
硫化剂                          2.5份；
共交联剂                        2.5份；
填充剂                          130份；
硅烷偶联剂                      1.5份；
加工助剂                        15份；
所述护套包含下述重量比组分：
氯化聚乙烯                      100份；
稳定剂                          10份；
硫化剂                          4.5份；
共交联剂                        4.5份；
防老剂                          3.5份；
加工助剂                        20份；
填充剂                          70份；
阻燃剂                          30份；
补强剂                          30份。
上述绝缘材料配方硫化胶性能和耐热空气老化性能良好可满足GB/T12706和MT818-2009标准，护套材料配方硫化胶性能具有良好的高阻燃、高抗撕性能，且性能指标高于MT818-2009标准要求。
本发明电缆弯曲半径小、可以适应频繁移动扭转的基本要求，满足盾构机在山地隧道、海(河)底隧道和其他环境多变、恶劣的地下隧道作业。另外，本发明电缆耐磨、耐油、柔软、高抗撕，可在环境温度-45℃～+110℃的条件下正常使用。本发明盾构机电缆其材料易于购买，节约成本，提高了作业中电器使用的安全性可代替价格昂贵的氯丁橡皮护套电缆。
具体实施方式
本发明的盾构机用电缆绝缘和护套材料，绝缘材料包含下述重量比组分：
三元乙丙橡胶                      100份；
氧化锌                            8份；
防老剂                            2份；
硫化剂                            2.5份；
共交联剂                          2.5份；
填充剂                            130份；
硅烷偶联剂                        1.5份；
加工助剂                          15份；
本绝缘材料配方硫化胶性能和耐热空气老化性能良好可满足GB/T12706和MT818-2009标准。
护套材料包含下述重量比组分：
氯化聚乙烯                        100份；
稳定剂                            10份；
硫化剂                            4.5份；
共交联剂                          4.5份；
防老剂                            3.5份；
加工助剂                          20份；
填充剂                            70份；
阻燃剂                            30份；
补强剂                            30份。
本护套材料配方硫化胶性能具有良好的高阻燃、高抗撕性能，且性能指标高于MT818-2009标准要求。
一种盾构机用电缆，包括导体外包覆的绝缘层和护套，绝缘层包含下述重量比组分：
三元乙丙橡胶                      100份；
氧化锌                            8份；
防老剂                            2份；
硫化剂                            2.5份；
共交联剂                          2.5份；
填充剂                            130份；
硅烷偶联剂                        1.5份；
加工助剂                          15份；
护套包含下述重量比组分：
氯化聚乙烯                        100份；
稳定剂                            10份；
硫化剂                                4.5份；
共交联剂                              4.5份；
防老剂                                3.5份；
加工助剂                              20份；
填充剂                                70份；
阻燃剂                                30份；
补强剂                                30份。
上述盾构机用电缆，如附图所示，包括主线芯、地线芯和外护层，主线芯与地线芯通过绕包带绕包在一起，绕包带形成绕包加强层9，绕包加强层9外设置有外护层。
主线芯由里及外包含主线芯导体1、导体屏蔽2、绝缘层3和绝缘层屏蔽4，主线芯可设置有3根，3根主线芯绞合在一起
主线芯导体1采用柔软的6类导体结构，绝缘层3采用三元乙丙绝缘。
地线芯包含地线芯导体7和半导电包覆层8，半导电包覆层8包覆在地线芯导体7外，地线芯设置在主线芯绞合后的外圆间隙之中，充分利用主线芯的间隙放置地线芯，达到了减小电缆的外形尺寸。
外护层由里及外分别由内护套10、编织或绕包加强层11和外护套12组成。内护套10为氯化聚乙烯混合物内护套，编织或绕包加强层11采用金属或高强度的纤维丝或金属和高强度的纤维丝混合编织/或绕包在内护套10上，再挤以外护套12，外护套12采用氯化聚乙烯混合物。护套挤出使用带有水汽平衡的挤出设备，保证挤出护套的致密性、表面光滑圆整，且使内护套10、加强层11和外护套12连粘在一起。
主线芯之间以及主线芯、地线芯与成缆包带之间填充有半导电橡皮5、6。
为使电缆有足够的弯曲性能，上述主线芯导体1、地线芯导体7为多股束丝软铜导体同向绞合，节距倍比不大于14倍，且成缆节距倍比不大于9倍。
本发明的盾构机用电缆导体采用柔软的6类导体结构，绞线节距倍比不大于14倍，且同向绞合；主线芯采用先进的三层一次挤出工艺，即导体屏蔽、绝缘层和绝缘屏蔽三层一次挤出成型，挤出时，按段控制挤出机的挤出温度，使各段温度控制在50℃～70℃，70℃～90℃，90～℃110℃，硫化蒸汽压力控制在1.4MPa～1.8Mpa；成缆采用小节距成缆，其节距倍比不大于9倍，充分利用主线芯的间隙放置地线芯，达到了减小电缆的外形尺寸；加强层采用金属或高强度的纤维丝或金属和高强度的纤维丝混合编织/或绕包在内护套上，再挤以外护套，护套挤出使用带有水汽平衡的挤出设备，保证挤出护套的致密性、表面光滑圆整，且使内护套、加强层和外护套连粘在一起。
上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种盾构机用电缆绝缘和护套材料，其特征在于：
所述绝缘材料包含下述重量比组分：
三元乙丙橡胶  100份；
氧化锌        8份；
防老剂        2份；
硫化剂        2.5份；
共交联剂      2.5份；
填充剂        130份；
硅烷偶联剂    1.5份；
加工助剂      15份；
所述护套材料包含下述重量比组分：
氯化聚乙烯    100份；
稳定剂        10份；
硫化剂        4.5份；
共交联剂      4.5份；
防老剂        3.5份；
加工助剂      20份；
填充剂        70份；
阻燃剂        30份；
补强剂        30份。
2.一种盾构机用电缆，包括导体外包覆的绝缘层和护套，其特征在于：
所述绝缘层包含下述重量比组分：
三元乙丙橡胶  100份；
氧化锌        8份；
防老剂        2份；
硫化剂        2.5份；
共交联剂      2.5份；
填充剂        130份；
硅烷偶联剂    1.5份；
加工助剂      15份；
所述护套包含下述重量比组分：
氯化聚乙烯    100份；
稳定剂        10份；
硫化剂        4.5份；
共交联剂    4.5份；
防老剂      3.5份；
加工助剂    20份；
填充剂      70份；
阻燃剂      30份；
补强剂      30份。
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