CN102347119A - 一种屏蔽型耐特高温耐火计算机电缆制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种屏蔽型耐特高温耐火计算机电缆制造方法，制造步骤如下：选料—拉丝—绕包绝缘层—防火绝缘层—线组包带层—线组屏蔽层—缆芯包带层—缆芯屏蔽层—内衬层—铠装层—绕包护套层—防火护套层—成品—性能检验；采用本方法制造出来的电缆绝缘性好、阻燃性好、柔软性好、屏蔽性好并具备耐火性能。此外，其耐温度范围可达到-100℃～500℃，能抵御恶劣气候环境和经受机械冲击，能显著提高计算机电缆在炼钢、石油、化工、冶炼等特高温场合的安全性能和使用寿命。
Description
技术领域：
本发明涉及电缆技术领域，特别是一种适用于屏蔽型耐特高温耐火计算机电缆的制造方法。
背景技术：
现有普通控制电缆，一般情况下用聚氯乙烯或聚乙烯、交联聚乙烯材料作绝缘、护套，耐温等级只有70～90℃，而在某些特殊场合，如炼钢、石油开采等高温场合所使用的计算机控制系统仪表间连接的计算机电缆同样需要在高温条件下长期运行；而目前有些厂家耐高温计算机电缆采用氟聚合物绝缘，而氟聚合物长期耐温等级仅仅为200℃～260℃，温度达到350℃将逐渐熔化，不能满足上述高温场合使用要求。如果坚持在上述场合使用，绝缘和护套材料老化速度非常快，严重降低电缆使用寿命，且影响电缆使用安全性。
例如申请号为“201020135347.4”，公开号为“ 201608000U”的中国专利，公开了一种计算机及仪表电缆，由绝缘线芯按两线组或三线组对绞组成线组单元，在线组单元外设置有包带层和分屏蔽层，线组单元绞合成缆芯，并在缆芯间设置填充层，在缆芯及填充层外依次设置有第二包带层、总屏蔽层、总包带层以及外护套层，所述绝缘线芯由导体、耐火层及聚全氟乙丙烯绝缘层构成。上述结构形式制成的电缆，在使用过程中容易受到高频电磁波的干扰，耐火层机械强度不高，弯曲性能也不好；而且无法承受500℃的高温；因此在炼钢、石油、化工、冶炼等高温场合的电缆安全性能低，寿命较短。
发明内容：
为解决上述技术问题，本发明提出了一种屏蔽型耐特高温耐火计算机电缆制造方法。采用本方法制造出来的电缆绝缘性好、阻燃性好、柔软性好、屏蔽性好，同时具备耐火性能，此外，其耐温度范围可达到-100℃～500℃，能抵御恶劣气候环境和经受机械冲击，能显著提高计算机电缆在特高温场合的安全性能和使用寿命。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种屏蔽型特耐高温耐火计算机电缆制造方法，制造工艺流程如下：选料—拉丝—绕包绝缘层—防火绝缘层—线组包带层—线组屏蔽层—缆芯包带层—缆芯屏蔽层—内衬层—铠装层—绕包护套层—防火护套层—成品—性能检验，其特征在于：所述绕包绝缘层是采用绕包加编织方式；所述的防火绝缘层编织在绕包绝缘层上，编织密度大于等于90%，编织后浸入聚四氟乙烯乳液，经过烘道烘干，其烘道温度控制在180～250℃，其线速度控制在8～10m/min；所述防火护套层编织在绕包护套层上，编织密度大于等于90%，编织后浸入聚四氟乙烯乳液，经过烘道烘干，其烘道温度控制在150～250℃，其线速度控制在6～8m/min；所述的拉丝可以采用现有技术的通用工序，但更优的技术方案是指电工圆铜杆经过拉制设备的多个拉丝模具拉制成铜单丝；在大拉机最后一道配模选择旋转聚晶模，使所拉铜丝表面圆整、光滑、无毛刺，能保证控制信号的正确有效传输。
所述的绕包绝缘层采用重叠绕包方式，搭盖率大于等于20%。
所述的线组包带层为在玻璃纤维丝编织线芯绞合步骤后制成的线组上均匀地绕包玻璃纤维带，绕包重叠率为10%-20%。
所述线组屏蔽层编织在线组包带层上，编织密度大于等于80%。
所述缆芯包带层绕包在线组绞合步骤后制成的缆芯上，采用重叠绕包方式，搭盖率大于等于15%。
所述缆芯屏蔽层编织在缆芯包带层上，编织密度大于等于80%。
所述内衬层绕包在缆芯屏蔽层上，采用重叠绕包方式，搭盖率大于等于15%。
所述铠装层编织在内衬层上，编织密度大于等于80%。
所述绕包护套层重叠绕包在编织铠装层上，且绕包平整、均匀，重叠绕包率大于等于20％。
所述的选料可以选用现有技术中的通用材料，但更优的技术方案是指选取电工圆铜杆作为电缆的原材料。
所述性能检验除常规成品检验外，还需进行耐火燃烧试验。所述性能检测为20℃时导体直流电阻试验、工频耐压试验及绝缘电阻试验。
在经过检验步骤后经检验合格的成品包装入库。
所述耐火燃烧试验为将完成绕包护套层及编织工序后的成品电缆在额定电压通电状态下在750℃～800℃火焰条件下燃烧90-100分钟，之后再断火冷却10-20分钟，试验电压1000V，试验时间内试验设备2A型熔断器不断电（即电缆处于通电状态）。
其中，高速绕包机和拉丝机为市场上可直接买到的设备；聚四氟乙烯乳液也是市场上可直接买到的成品。
本发明的优点在于：
1、由于本发明采用“选料—拉丝—绕包绝缘层—防火绝缘层—线组包带层—线组屏蔽层—缆芯包带层—缆芯屏蔽层—内衬层—铠装层—绕包护套层—防火护套层—成品—性能检验；”这样的工序制造电缆，且重点改进处在于：拉丝工序大拉机最后一道模具采用旋转聚晶模；绝缘层采用绕包加编织防火绝缘层方式；外护套采用绕包加编织防火护套层；绕包加编织防火护套层内有镀锌钢丝铠装加强防护层这四个特定的工艺步骤；这四个特定的工艺步骤，由上述方法加工出来的电缆其长期耐低温可达到-100℃，长期耐高温度可达到500℃，可适应更大范围的温度，提高了计算机电缆在特高温场合的安全性能和使用寿命。
2、本发明采用对拉丝工序进行改进，大拉机最后一道模具设计为旋转模，有效保证了拉出的导体铜单丝截面圆整，表面光滑，能精确地传输控制信号。
3、本发明的绕包绝缘层采用绕包云母带及玻璃纤维丝编织，编织后并浸入聚四氟乙烯乳液，经过烘道烘干，烘干后的绝缘层的机械强度增加，弯曲性能良好，最重要的是玻璃纤维丝编织可有效保护云母带绝缘不受外界影响，玻璃纤维丝为不燃材料，还可有效提高耐火性能。
4、本发明的屏蔽层采用低电阻率的铜丝编织，可屏蔽高频电磁波干扰；铠装层采用高导磁率的钢丝编织，可屏蔽低频电磁波干扰，屏蔽层及铠装层综合屏蔽高低频率的电磁波干扰。且钢丝编织铠装层可提高电缆机械性能，有效抵抗外界压力和冲击，保障电缆正常运行。
5、本发明的护套层采用绕包云母带及玻璃纤维丝编织，编织后并浸入聚四氟乙烯乳液，经过烘道烘干，烘干后的绝缘层的机械强度增加，弯曲性能良好，最重要的是玻璃纤维丝编织可有效保护云母带绝缘不受外界影响，玻璃纤维丝及云母带为不燃材料，可有效提高电缆的耐火性能。
6、本发明对于屏蔽层采用低电阻率的铜丝，编织密度不小于80%，可屏蔽高频电磁波干扰；铠装层采用高导磁率的镀锌钢丝，编织密度不小于82%，可屏蔽低频电磁波干扰。屏蔽层及铠装层综合起来可以有效屏蔽高低频率的电磁波干扰，可将屏蔽理想抑制系数控制在0.008以下。
7、由于本发明绝缘层采用云母带绕包，且要求搭盖率不小于20％，玻纤纱编织，且编织密度不小于90％，从而保证了电缆导体之间有效绝缘。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
一种屏蔽型耐特高温耐火计算机电缆制造方法，制造工艺流程如下：选料—拉丝—绕包绝缘层—防火绝缘层—线组包带层—线组屏蔽层—缆芯包带层—缆芯屏蔽层—内衬层—铠装层—绕包护套层—防火护套层—成品—性能检验；所述绝缘层是采用绕包加编织方式，绕包绝缘层为绕包耐火矿物质云母带，编织防火绝缘层为玻纤纱编织；所述外护套是采用绕包加编织方式，绕包护套层为绕包耐火矿物质云母带，编织防火护套层为玻纤纱编织。
选料中选取的原料是电工圆铜杆；拉丝是指将电工圆铜杆经过拉制设备的多个拉丝模具拉制成铜单丝。拉丝过程中，大拉机最后一道模具采用旋转聚晶模，使拉制出的导体铜丝外形圆整、光洁，使绕包绝缘层平整、不起皱，并有利于控制信号传输的准确性。
所述绕包绝缘层是指用双层云母带在导体铜丝上重叠绕包，绕包重叠率为50％，且绕包平整、均匀，形成绕包绝缘层。
所述编织防火绝缘层是指采用玻璃纤维丝，专用并丝机及高速编织机在绕包绝缘层上编织，编织密度为100%，编织后浸入聚四氟乙烯乳液，经过烘道烘干，其烘道温度控制在200℃，其线速度控制在8m/min；
所述的线组包带层是指在玻璃纤维丝编织线芯绞合步骤后制成的线组上均匀地绕包双层矿物质材料玻璃纤维带形成包带层，绕包重叠率为50%，并形线组包带层。
所述线组屏蔽层是指采用铜丝在线组包带层上编织，编织密度为95%。
所述缆芯包带层是指用矿物质材料云母带在线组绞合步骤后制成的缆芯上绕包，采用双层重叠绕包方式，搭盖率为50%。
所述缆芯屏蔽层是指采用铜丝在缆芯包带层上编织，编织密度为95%。
所述内衬层是指采用双层玻璃纤维带在缆芯屏蔽层上绕包，重叠绕包方式，搭盖率为50%。
所述编织铠装层是指采用镀锌钢丝在内衬层上编织，编织密度为85%。
所述绕包护套层是指用双层矿物质材料云母带在编织铠装层上重叠绕包，绕包重叠率为50％，且绕包平整、均匀，并形成外护套包带层。
所述编织防火护套层采用玻璃纤维丝在外护套包带层上编织，编织密度为100%，编织后浸入聚四氟乙烯乳液，经过烘道烘干，其烘道温度控制在150℃，其线速度控制在6m/min。
所述性能检验除常规成品检验外，还需进行耐火燃烧试验。所述性能检测是20℃时导体直流电阻试验，工频耐压试验及绝缘电阻试验。
所述成品电缆耐火燃烧试验是指将完成外护套绕包及编织工序后的成品电缆在额定电压通电状态下在750℃火焰条件下燃烧90分钟，之后再断火冷却15分钟，试验电压1000V，试验时间内试验设备2A型熔断器不断电（即电缆处于通电状态）。
对于经过检验步骤后经检验合格的电缆成品包装入库。
实施例2
一种屏蔽型耐特高温耐火计算机电缆制造方法，制造工艺流程如下：选料—拉丝—绕包绝缘层—防火绝缘层—线组包带层—线组屏蔽层—缆芯包带层—缆芯屏蔽层—内衬层—铠装层—绕包护套层—防火护套层—成品—性能检验；所述绝缘层是采用绕包加编织方式，绕包绝缘层为绕包耐火矿物质云母带，编织防火绝缘层为玻纤纱编织；所述外护套是采用绕包加编织方式，绕包护套层为绕包耐火矿物质云母带，编织防火护套层为玻纤纱编织。
选料中选取的原料是电工圆铜杆；拉丝是指将电工圆铜杆经过拉制设备的多个拉丝模具拉制成铜单丝。拉丝过程中，大拉机最后一道模具采用旋转聚晶模，使拉制出的导体铜丝外形圆整、光洁，使绕包绝缘层平整、不起皱，并有利于控制信号传输的准确性。
所述绕包绝缘层是指用三层云母带在导体铜丝上重叠绕包，绕包重叠率为30％，且绕包平整、均匀，形成绕包绝缘层。
所述编织防火绝缘层是指采用玻璃纤维丝，专用并丝机及高速编织机在绕包绝缘层上编织，编织密度为95%，编织后浸入聚四氟乙烯乳液，经过烘道烘干，其烘道温度控制在230℃，其线速度控制在9m/min；
所述的线组包带层是指在玻璃纤维丝编织线芯绞合步骤后制成的线组上均匀地绕包双层矿物质材料玻璃纤维带形成包带层，绕包重叠率为40%，并形线组包带层。
所述线组屏蔽层是指采用铜丝在线组包带层上编织，编织密度为90%。
所述缆芯包带层是指用矿物质材料云母带在线组绞合步骤后制成的缆芯上绕包，采用双层重叠绕包方式，搭盖率为40%。
所述缆芯屏蔽层是指采用铜丝在缆芯包带层上编织，编织密度为90%。
所述内衬层是指采用玻璃纤维带在缆芯屏蔽层上绕包，三层重叠绕包方式，搭盖率为30%。
所述编织铠装层是指采用镀锌钢丝在内衬层上编织，编织密度为80%。
所述绕包护套层是指用矿物质材料云母带在编织铠装层上三层重叠绕包，绕包重叠率为50％，且绕包平整、均匀，并形成外护套包带层。
所述编织防火护套层采用玻璃纤维丝在外护套包带层上编织，编织密度为95%，编织后浸入聚四氟乙烯乳液，经过烘道烘干，其烘道温度控制在230℃，其线速度控制在7m/min。
所述性能检验除常规成品检验外，还需进行耐火燃烧试验。所述性能检测是20℃时导体直流电阻试验，工频耐压试验及绝缘电阻试验。
所述成品电缆耐火燃烧试验是指将完成外护套绕包及编织工序后的成品电缆在额定电压通电状态下在780℃火焰条件下燃烧90分钟，之后再断火冷却15分钟，试验电压1000V，试验时间内试验设备2A型熔断器不断电（即电缆处于通电状态）。
对于经过检验步骤后经检验合格的电缆成品包装入库。
实施例3
一种屏蔽型耐特高温耐火计算机电缆制造方法，制造工艺流程如下：选料—拉丝—绕包绝缘层—防火绝缘层—线组包带层—线组屏蔽层—缆芯包带层—缆芯屏蔽层—内衬层—铠装层—绕包护套层—防火护套层—成品—性能检验；所述绝缘层是采用绕包加编织方式，绕包绝缘层为绕包耐火矿物质云母带，编织防火绝缘层为玻纤纱编织；所述外护套是采用绕包加编织方式，绕包护套层为绕包耐火矿物质云母带，编织防火护套层为玻纤纱编织。
选料中选取的原料是电工圆铜杆；拉丝是指将电工圆铜杆经过拉制设备的多个拉丝模具拉制成铜单丝。拉丝过程中，大拉机最后一道模具采用旋转聚晶模，使拉制出的导体铜丝外形圆整、光洁，使绕包绝缘层平整、不起皱，并有利于控制信号传输的准确性。
所述绕包绝缘层是指用四层云母带在导体铜丝上重叠绕包，绕包重叠率为30％，且绕包平整、均匀，形成绕包绝缘层。
所述编织防火绝缘层是指采用玻璃纤维丝，专用并丝机及高速编织机在绕包绝缘层上编织，编织密度为90%，编织后浸入聚四氟乙烯乳液，经过烘道烘干，其烘道温度控制在250℃，其线速度控制在10m/min；
所述的线组包带层是指在玻璃纤维丝编织线芯绞合步骤后制成的线组上均匀地绕包三层矿物质材料玻璃纤维带形成包带层，绕包重叠率为20%，并形线组包带层。
所述线组屏蔽层是指采用铜丝在线组包带层上编织，编织密度为80%。
所述缆芯包带层是指用矿物质材料云母带在线组绞合步骤后制成的缆芯上绕包，采用三层重叠绕包方式，搭盖率为20%。
所述缆芯屏蔽层是指采用铜丝在缆芯包带层上编织，编织密度为80%。
所述内衬层是指采用玻璃纤维带在缆芯屏蔽层上绕包，四层重叠绕包方式，搭盖率为20%。
所述编织铠装层是指采用镀锌钢丝在内衬层上编织，编织密度为80%。
所述绕包护套层是指用矿物质材料云母带在编织铠装层上四层重叠绕包，绕包重叠率为30％，且绕包平整、均匀，并形成外护套包带层。
所述编织防火护套层采用玻璃纤维丝在外护套包带层上编织，编织密度为90%，编织后浸入聚四氟乙烯乳液，经过烘道烘干，其烘道温度控制在250℃，其线速度控制在8m/min。
所述性能检验除常规成品检验外，还需进行耐火燃烧试验。所述性能检测是25℃时导体直流电阻试验，工频耐压试验及绝缘电阻试验。
所述成品电缆耐火燃烧试验是指将完成外护套绕包及编织工序后的成品电缆在额定电压通电状态下在800℃火焰条件下燃烧90分钟，之后再断火冷却15分钟，试验电压1000V，试验时间内试验设备2A型熔断器不断电（即电缆处于通电状态）。
对于经过检验步骤后经检验合格的电缆成品包装入库。
采用本发明工序制造电缆，且重点改进处在于：拉丝工序大拉机最后一道模具采用旋转聚晶模；绝缘层采用绕包加防火绝缘层方式；外护套采用绕包加编织防火护套层；绕包加编织防火护套层内有镀锌钢丝铠装加强防护层这四个特定的工艺步骤。
屏蔽层采用低电阻率的铜丝，编织密度不小于80%，可屏蔽高频电磁波干扰；铠装层采用高导磁率的镀锌钢丝，编织密度不小于82%，可屏蔽低频电磁波干扰。屏蔽层及铠装层综合起来可以有效屏蔽高低频率的电磁波干扰，可将屏蔽理想抑制系数控制在0.008以下。
外护套采用绕包云母带及玻璃纤维丝编织，编织后并浸入聚四氟乙烯乳液，经过烘道烘干，烘干后的绝缘层的机械强度增加，弯曲性能良好，最重要的是玻璃纤维丝编织可有效保护云母带绝缘不受外界影响，玻璃纤维丝及云母带为不燃材料，可有效提高电缆的耐火性能。
由上述方法加工出来的电缆其长期耐低温可达到-100℃，长期耐高温度可达到500℃，可适应更大范围的温度，提高了计算机电缆在特高温场合的安全性能和使用寿命。
普通拉丝机及模具配置，尤其是最后一道模具采用固定结构，造成模具使用时间长后，模具内孔不圆整，使拉出的铜单丝表面不圆整、呈扁型，或铜单丝表面不光滑、有毛刺，从而影响成品控制电缆在使用时传输信号不精确。因此，本发明采用对拉丝工序进行改进，大拉机最后一道模具设计为旋转模，有效保证了拉出的导体铜单丝截面圆整，表面光滑，能精确地传输控制信号。
本发明方法简单、操作方便，制造出的电缆实用性高，适于推广和普及。
Claims (10)
1.一种屏蔽型特耐高温耐火计算机电缆制造方法，制造工艺流程如下：选料—拉丝—绕包绝缘层—防火绝缘层—线组包带层—线组屏蔽层—缆芯包带层—缆芯屏蔽层—内衬层—铠装层—绕包护套层—防火护套层—成品—性能检验，其特征在于：所述绕包绝缘层是采用绕包加编织方式；所述的防火绝缘层编织在绕包绝缘层上，编织密度大于等于90%，编织后浸入聚四氟乙烯乳液，经过烘道烘干，其烘道温度控制在180～250℃，其线速度控制在8～10m/min；所述防火护套层编织在绕包护套层上，编织密度大于等于90%，编织后浸入聚四氟乙烯乳液，经过烘道烘干，其烘道温度控制在150～250℃，其线速度控制在6～8m/min；所述的拉丝包括在大拉机最后一道配模选择旋转聚晶模。
2.根据权利要求1所述的一种屏蔽型耐特高温耐火计算机电缆制造方法，其特征在于：所述的绕包绝缘层采用重叠绕包方式，搭盖率大于等于20%。
3.根据权利要求1所述的一种屏蔽型耐特高温耐火计算机电缆制造方法，其特征在于：所述的线组包带层为在玻璃纤维丝编织线芯绞合步骤后制成的线组上均匀地绕包玻璃纤维带，绕包重叠率为10%-20%。
4.根据权利要求1所述的一种屏蔽型耐特高温耐火计算机电缆制造方法，其特征在于：所述线组屏蔽层编织在线组包带层上，编织密度大于等于80%。
5.根据权利要求1所述的一种屏蔽型耐特高温耐火计算机电缆制造方法，其特征在于：所述缆芯包带层绕包在线组绞合步骤后制成的缆芯上，采用重叠绕包方式，搭盖率大于等于15%。
6.根据权利要求1所述的一种屏蔽型耐特高温耐火计算机电缆制造方法，其特征在于：所述缆芯屏蔽层编织在缆芯包带层上，编织密度大于等于80%。
7.根据权利要求1所述的一种屏蔽型耐特高温耐火计算机电缆制造方法，其特征在于：所述内衬层绕包在缆芯屏蔽层上，采用重叠绕包方式，搭盖率大于等于15%。
8.根据权利要求1所述的一种屏蔽型耐特高温耐火计算机电缆制造方法，其特征在于：所述铠装层编织在内衬层上，编织密度大于等于80%。
9.根据权利要求1所述的一种屏蔽型耐特高温耐火计算机电缆制造方法，其特征在于：所述绕包护套层重叠绕包在编织铠装层上，且绕包平整、均匀，重叠绕包率大于等于20％。
10.根据权利要求1所述的一种屏蔽型耐特高温耐火计算机电缆制造方法，其特征在于：所述性能检验包括耐火燃烧试验，所述耐火燃烧试验为将完成绕包护套层及编织工序后的成品电缆在额定电压通电状态下在750℃～800℃火焰条件下燃烧90-100分钟，之后再断火冷却10-20分钟，试验电压1000V，试验时间内试验设备2A型熔断器不断电（即电缆处于通电状态）。
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