CN102969044B - 舰船用400Hz复合电缆及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种舰船用400Hz复合电缆及其制造方法,将多根0.25~0.3mm直径的镀锡退火铜丝同向束绞成电力电缆导体束,束绞成股线后按照计算束绞外径的98%~99%配比正圆型压缩模,并对每股电力电缆导体束进行压模处理;在控制电缆导体的外周挤包有控制电缆内绝缘层构成控制电缆线芯,将控制电缆线芯与多股电力电缆导体束绞合成复合线芯,在复合线芯的外周绕包阻水绝缘无卤带,阻水绝缘无卤带的外周挤包有电力电缆绝缘层,将四根绝缘线芯绞合成缆,在成缆绞合处采用分离式模具挤包外护套,同一截面的任意两个相邻的外护套之间相切且相互粘接为一体,四根复合线芯的中心连线构成正方形。该电缆同时具有电力电缆和控制电缆的功能,且外径尺寸和弯曲半径小,载流量大。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合电缆,特别涉及一种舰船用400Hz复合电缆。本发明还涉及一种舰船用400Hz复合电缆的制造方法。
背景技术
传统舰船装备电力系统采用的均是50Hz,已与流行的配套设备等保持一致,便于设备选型。但随着舰船向大型化、大功率化以及发电机组轻型灵便化发展,目前400Hz的装备系统逐渐用于大型舰船装备,要求有400Hz的专用电缆与之配套。现有技术50Hz的电缆用于400Hz系统时,电缆的电阻因频率增加会有很大的增加,从而带来使用过程中线路电压降增大,制约工程实现预期目的;若进行相同电流负载,采用50Hz电缆则需要增加很大的导体截面,造成成本和费用的增加,以及导体铜材的浪费,而我国很大一部分铜材需要进口,不符合节能要求。
公开号为CN200997323Y的中国实用新型专利公开了一种多功能组合电缆,包括电力电缆线芯和外护套,电力电缆线芯包括电力电缆导体和绝缘层,还包括信号控制电缆线芯,信号控制电缆线芯为两组,每组包括两根线芯导体,每根线芯导体外层为绝缘层,每组信号控制电缆线芯外层为镀锡铜丝编织屏蔽层;两组信号控制电缆线芯与电力电缆线芯对称分布。
公开号为CN102446587A的中国发明专利申请,公开了一种多缆复合型高压电力电缆,高压电力电缆与附加电缆由外护套、保护层、内护套包裹于一条电缆内,组成多缆复合型高压电力电缆。附加电缆可为光缆、射频电缆、通信电缆、控制电缆的任意一种或几种电缆。
以上两专利,虽然实现了电力电缆和控制电缆的结合,但电力电缆线芯由电力电缆导体包裹电力电缆绝缘层而成,控制电缆线芯由控制电缆导体包裹控制电缆绝缘层而成,即电力电缆线芯和控制电缆线芯是相互独立的,只是包裹在一个外护套中,这样就造成电缆整体的外径很大。应用于400Hz系统时,要么载流能力不足,要么占据空间太大,不能满足舰船400Hz系统的需要。
发明内容
本发明的首要目的在于,克服现有技术中存在的问题,提供一种舰船用400Hz复合电缆,同时具有电力电缆和控制电缆的功能,且外径尺寸和弯曲半径小,载流量大。
为实现以上目的,本发明所提供的一种舰船用400Hz复合电缆,包括四根相同的复合线芯,所述四根复合线芯的中心连线成正方形;每根所述复合线芯中包括控制电缆和电力电缆,控制电缆导体的外周挤包有控制电缆内绝缘层和控制电缆外绝缘层构成控制电缆线芯,所述控制电缆线芯与多股电力电缆导体束绞合成单根所述复合线芯,每根所述复合线芯的外周绕包有阻水绝缘无卤带,所述阻水绝缘无卤带的外周挤包有电力电缆绝缘层,所述电力电缆绝缘层的外周挤包有外护套,同一截面的任意两个相邻的外护套之间相切且相互粘接为一体。
相对于现有技术,本发明取得了以下有益效果:本发明将控制电缆线芯直接与电力电缆导体束进行绞合,打破了将电力电缆线芯与控制电缆线芯各自成绝缘线芯后再绞合的传统,大大降低了电缆整体的外径,同时使控制电缆线芯得到了很好的固定,在相同外径的情况下,大大提高了电缆的载流能力;控制电缆导体外采用双层绝缘且嵌套在电力电缆绝缘层内避免了铜导体毛刺刺穿绝缘造成对控制信号传输的干扰;复合线芯的外周绕包阻水绝缘无卤带既使得复合线芯更加圆整,又提高了整体的绝缘性能;任意两个相邻的外护套之间相切且相互粘接为一体使得缆芯成为整体结构,缆芯的中心部位形成星形空间,既有利于电缆的散热,提高了载流能力,又为电缆的变形提供了空间,利于电缆的弯曲。
作为本发明的优选方案,所述电力电缆导体束由多根直径为0.25~0.3mm的镀锡退火铜丝同向束绞而成,束绞节径比为10~12倍,束绞成股线后按照计算束绞外径的98%~99%配比正圆型压缩模,并对每股所述电力电缆导体束进行压模处理。采用直径为0.25~0.3mm的镀锡退火铜丝束绞可以保证成缆后比较柔软,易于弯曲,便于适应舰船的空间环境;股线采用按照计算束绞外径98%~99%的正圆型压缩模进行压模,可以使其更密实,进一步减小导体股线的外径。
作为本发明的优选方案,所述镀锡退火铜丝采用IEC 60228标准的Class 6种类。该类铜丝载流能力大,机械性能好。
作为本发明的优选方案,所述控制电缆线芯有两组,每组两根,四根所述控制电缆线芯与所述电力电缆导体束复绞构成所述复合线芯,复绞采用与所述电力电缆导体束的自身绞合方向相反的方向进行,复绞节径比为13~15倍;每组所述控制电缆线芯对称分布在复合线芯外周。两根控制电缆构成一个回路作为一组,两组对称分布在复合线芯外周一方面避免了两组控制电缆之间产生信号干扰;另一方面由于控制电缆嵌套在电力电缆绝缘层内,将其分布在电力电缆导体束外周可以便于其向外散热,而位于复合线芯中心的电力电缆导体束由于金属的导热系数大可以很容易地将热量传递到外周。
作为本发明的优选方案,所述控制电缆内绝缘层为高绝缘电阻乙丙橡胶绝缘层,所述控制电缆外绝缘层为高耐热乙丙橡胶绝缘层。控制电缆内绝缘层采用高绝缘电阻乙丙橡胶确保其绝缘性能,控制电缆外绝缘层采用高耐热乙丙橡胶可以防止控制电缆的外形产生形变。
作为本发明的优选方案,所述阻水绝缘无卤带的厚度为0.17±0.003mm,重叠搭盖率为15~20%;所述电力电缆绝缘层为介电常数不大于2.5的乙丙橡胶绝缘层,其耐热温度为105℃,所述电力电缆绝缘层的标称厚度为2.0mm,最小厚度不小于标称值的90%,最大厚度不大于标称值的110%,且任一垂直截面测得的直径偏差不超过10%。阻水绝缘无卤带和电力电缆绝缘层形成双重绝缘,介电常数不大于2.5的乙丙橡胶其绝缘性能好,选用耐热温度为105℃的乙丙橡胶绝缘层可以提高电力电缆的载流能力。
作为本发明的优选方案,所述四根复合线芯采用与单根复合线芯复绞相反的方向绞合成缆,成缆绞合节径比为18~24倍。
本发明的另一个目的在于,提供一种舰船用400Hz复合电缆的制造方法,该方法制造而成的电缆同时具有电力电缆和控制电缆的功能,且外径尺寸和弯曲半径小,载流量大。
为实现以上目的,本发明所提供的舰船用400Hz复合电缆的制造方法,依次包括以下步骤:将多根直径为0.25~0.3mm的镀锡退火铜丝同向束绞成电力电缆导体束,束绞节径比为10~12倍,束绞成股线后按照计算束绞外径的98%~99%配比正圆型压缩模,并对每股所述电力电缆导体束进行压模处理;在控制电缆导体的外周挤包有控制电缆内绝缘层和控制电缆外绝缘层构成控制电缆线芯,将所述控制电缆线芯与多股所述电力电缆导体束绞合成复合线芯,然后在所述复合线芯的外周绕包阻水绝缘无卤带,在阻水绝缘无卤带的外周挤包电力电缆绝缘层;然后将四根复合线芯分别从分离式模具的四个模孔中穿过,四根复合线芯的电力电缆绝缘层外被分别同时均匀挤包外护套,同一截面的任意两个相邻的外护套之间相切且相互粘接为一体,所述四根复合线芯的中心连线成正方形。
相对于现有技术,本发明取得了以下有益效果:本发明将控制电缆线芯直接与电力电缆导体束进行绞合,打破了将电力电缆线芯与控制电缆线芯各自成绝缘线芯后再绞合的传统,大大降低了电缆整体的外径,同时使控制电缆线芯得到了很好的固定,在相同外径的情况下,大大提高了电缆的载流能力;控制电缆导体外采用双层绝缘且嵌套在电力电缆绝缘层内避免了铜导体毛刺刺穿绝缘造成对控制信号传输的干扰;复合线芯的外周绕包阻水绝缘无卤带既使得复合线芯更加圆整,又提高了整体的绝缘性能;任意两个相邻的外护套之间相切且相互粘接为一体使得缆芯成为整体结构,缆芯的中心部位形成星形空间,既有利于电缆的散热,提高了载流能力,又为电缆的变形提供了空间,利于电缆的弯曲。
作为本发明的优选方案,所述控制电缆线芯有两组,每组两根,四根所述控制电缆线芯与所述电力电缆导体束复绞构成所述复合线芯,复绞采用与所述电力电缆导体束的自身绞合方向相反的方向进行,复绞节径比为13~15倍;每组所述控制电缆线芯对称分布在所述复合线芯外周。
作为本发明的优选方案,所述控制电缆内绝缘层为高绝缘电阻乙丙橡胶绝缘层,所述控制电缆外绝缘层为高耐热乙丙橡胶绝缘层;所述电力电缆绝缘层为介电常数不大于2.5的乙丙橡胶绝缘层,其耐热温度为105℃,所述电力电缆绝缘层的标称厚度为2.0mm,最小厚度不小于标称值的90%,最大厚度不大于标称值的110%,且任一垂直截面测得的直径偏差不超过10%。
附图说明
图1为本发明舰船用400Hz复合电缆的结构示意图。
图中: 1.控制电缆导体;2.控制电缆内绝缘层;3.控制电缆外绝缘层;4.电力电缆导体束;5.阻水绝缘无卤带;6.电力电缆绝缘层;7.外护套。
具体实施方式
实施例一
如图1所示,本发明的舰船用400Hz复合电缆按以下步骤制造:将多根直径为0.25mm的镀锡退火铜丝同向束绞成电力电缆导体束4,束绞节径比为10倍,束绞成股线后按照计算束绞外径的98%配比正圆型压缩模,并对每股电力电缆导体束4进行压模处理,镀锡退火铜丝采用IEC 60228标准的Class 6种类。
在控制电缆导体1的外周挤包有控制电缆内绝缘层2和控制电缆外绝缘层3构成控制电缆线芯,控制电缆内绝缘层2采用高绝缘电阻乙丙橡胶绝缘层,控制电缆外绝缘层3采用高耐热乙丙橡胶绝缘层,控制电缆内绝缘层2和控制电缆外绝缘层3的绝缘电阻和耐温等级均高于电力线芯最高额定工作温度,且进行双层共挤。控制电缆线芯设有两组,每组两根,四根控制电缆线芯与电力电缆导体束复绞构成复合线芯,复绞采用与电力电缆导体束的自身绞合方向相反的方向进行,复绞节径比为13倍,每组控制电缆线芯对称分布在复合线芯外周。
接着在复合线芯的外周绕包阻水绝缘无卤带5,厚度为0.17±0.003mm,重叠搭盖率为15%;在阻水绝缘无卤带5的外周挤包电力电缆绝缘层6,电力电缆绝缘层6采用介电常数不大于2.5的乙丙橡胶绝缘层,其耐热温度为105℃,电力电缆绝缘层的标称厚度为2.0mm,最小厚度不小于标称值的90%,最大厚度不大于标称值的110%,且任一垂直截面测得的直径偏差不超过10%。
最后将四根绝缘线芯组通过绞缆机采用与绝缘线芯复绞相反的方向绞合成缆,成缆不进行紧密绞合,成缆绞合节径比为18倍。在成缆绞合处采用分离式模具在电力电缆绝缘层6的外周挤包外护套7,外护套标称厚度为2.0mm。四根复合线芯分别从分离式模具的四个模孔中穿过,同一截面的任意两个相邻的外护套7之间相切且相互粘接为一体,四根复合线芯的中心连线构成正方形。
实施例二
如图1所示,本发明的舰船用400Hz复合电缆按以下步骤制造:将多根直径为0.28mm的镀锡退火铜丝同向束绞成电力电缆导体束4,束绞节径比为11倍,束绞成股线后按照计算束绞外径的98%配比正圆型压缩模,并对每股电力电缆导体束4进行压模处理,镀锡退火铜丝采用IEC 60228标准的Class 6种类。
在控制电缆导体1的外周挤包有控制电缆内绝缘层2和控制电缆外绝缘层3构成控制电缆线芯,控制电缆内绝缘层2采用高绝缘电阻乙丙橡胶绝缘层,控制电缆外绝缘层3采用高耐热乙丙橡胶绝缘层,控制电缆内绝缘层2和控制电缆外绝缘层3的绝缘电阻和耐温等级均高于电力线芯最高额定工作温度,且进行双层共挤。控制电缆线芯设有两组,每组两根,四根控制电缆线芯与电力电缆导体束复绞构成复合线芯,复绞采用与电力电缆导体束的自身绞合方向相反的方向进行,复绞节径比为14倍,每组控制电缆线芯对称分布在复合线芯外周。
接着在复合线芯的外周绕包阻水绝缘无卤带5,厚度为0.17±0.003mm,重叠搭盖率为18%;在阻水绝缘无卤带5的外周挤包电力电缆绝缘层6,电力电缆绝缘层6采用介电常数不大于2.5的乙丙橡胶绝缘层,其耐热温度为105℃,电力电缆绝缘层的标称厚度为2.0mm,最小厚度不小于标称值的90%,最大厚度不大于标称值的110%,且任一垂直截面测得的直径偏差不超过10%。
最后将四根绝缘线芯组通过绞缆机采用与绝缘线芯复绞相反的方向绞合成缆,成缆不进行紧密绞合,成缆绞合节径比为20倍。在成缆绞合处采用分离式模具在电力电缆绝缘层6的外周挤包外护套7,外护套标称厚度为2.0mm。四根复合线芯分别从分离式模具的四个模孔中穿过,同一截面的任意两个相邻的外护套7之间相切且相互粘接为一体,四根复合线芯的中心连线构成正方形。
实施例三
如图1所示,本发明的舰船用400Hz复合电缆按以下步骤制造:将多根直径为0.3mm的镀锡退火铜丝同向束绞成电力电缆导体束4,束绞节径比为12倍,束绞成股线后按照计算束绞外径的99%配比正圆型压缩模,并对每股电力电缆导体束4进行压模处理,镀锡退火铜丝采用IEC 60228标准的Class 6种类。
在控制电缆导体1的外周挤包有控制电缆内绝缘层2和控制电缆外绝缘层3构成控制电缆线芯,控制电缆内绝缘层2采用高绝缘电阻乙丙橡胶绝缘层,控制电缆外绝缘层3采用高耐热乙丙橡胶绝缘层,控制电缆内绝缘层2和控制电缆外绝缘层3的绝缘电阻和耐温等级均高于电力线芯最高额定工作温度,且进行双层共挤。控制电缆线芯设有两组,每组两根,四根控制电缆线芯与电力电缆导体束复绞构成复合线芯,复绞采用与电力电缆导体束的自身绞合方向相反的方向进行,复绞节径比为15倍,每组控制电缆线芯对称分布在复合线芯外周。
接着在复合线芯的外周绕包阻水绝缘无卤带5,厚度为0.17±0.003mm,重叠搭盖率为20%;在阻水绝缘无卤带5的外周挤包电力电缆绝缘层6,电力电缆绝缘层6采用介电常数不大于2.5的乙丙橡胶绝缘层,其耐热温度为105℃,电力电缆绝缘层的标称厚度为2.0mm,最小厚度不小于标称值的90%,最大厚度不大于标称值的110%,且任一垂直截面测得的直径偏差不超过10%。
最后将四根绝缘线芯组通过绞缆机采用与绝缘线芯复绞相反的方向绞合成缆,成缆不进行紧密绞合,成缆绞合节径比为24倍。在成缆绞合处采用分离式模具在电力电缆绝缘层6的外周挤包外护套7,外护套标称厚度为2.0mm。四根复合线芯分别从分离式模具的四个模孔中穿过,同一截面的任意两个相邻的外护套7之间相切且相互粘接为一体,四根复合线芯的中心连线构成正方形。
对实施例一至实施例三的电缆进行最小弯曲半径测试,测试结果如表1所示。
表 1
标准要求 | 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | |
最小弯曲半径 | 6D | 4.2D | 4.4D | 4.6D |
对实施例一至实施例三的电缆进行线路电压降测试,测试结果如表2所示。
表 2
对实施例一至实施例三的电缆进行电感测试,测试结果如表3所示。
表 3
实施例一至实施例三的电缆最小弯曲半径可达4~5倍电缆外径,远小于《中华人民共和国国家标准GB/T 13029.1~13029.3-91 船用电缆的选择和敷设》中对普通结构电缆6倍电缆外径的最小弯曲半径要求;此外,该电缆中电力电缆和控制电缆的线路电压降都不大于0.823mV/A·m,电感不大于0.305mH/km,均远小于理论计算值,能够满足400Hz电力系统要求。
以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已,非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (2)
1.一种舰船用400Hz复合电缆,其特征在于:包括四根相同的复合线芯,所述四根复合线芯的中心连线成正方形;每根所述复合线芯中包括控制电缆和电力电缆,控制电缆导体的外周挤包有控制电缆内绝缘层和控制电缆外绝缘层构成控制电缆线芯,所述控制电缆线芯与多股电力电缆导体束绞合成单根所述复合线芯,每根所述复合线芯的外周绕包有阻水绝缘无卤带,所述阻水绝缘无卤带的外周挤包有电力电缆绝缘层,所述电力电缆绝缘层的外周挤包有外护套,同一截面的任意两个相邻的外护套之间相切且相互粘接为一体;所述控制电缆线芯有两组,每组两根,四根所述控制电缆线芯与所述电力电缆导体束复绞构成所述复合线芯,复绞采用与所述电力电缆导体束的自身绞合方向相反的方向进行,复绞节径比为13~15倍;每组所述控制电缆线芯对称分布在所述复合线芯外周。
2.根据权利要求1所述的舰船用400Hz复合电缆,其特征在于,所述电力电缆导体束由多根直径为0.25~0.3mm的镀锡退火铜丝同向束绞而成,束绞节径比为10~12倍,束绞成股线后按照计算束绞外径的98%~99%配比正圆型压缩模,并对每股所述电力电缆导体束进行压模处理。
3. 根据权利要求2所述的舰船用400Hz复合电缆,其特征在于,所述镀锡退火铜丝采用IEC 60228标准的Class 6种类。
4.根据权利要求1所述的舰船用400Hz复合电缆,其特征在于,所述控制电缆内绝缘层为高绝缘电阻乙丙橡胶绝缘层,所述控制电缆外绝缘层为高耐热乙丙橡胶绝缘层。
5.根据权利要求1所述的舰船用400Hz复合电缆,其特征在于,所述阻水绝缘无卤带的厚度为0.17±0.003mm,重叠搭盖率为15~20%;所述电力电缆绝缘层为介电常数不大于2.5的乙丙橡胶绝缘层,其耐热温度为105℃,所述电力电缆绝缘层的标称厚度为2.0mm,最小厚度不小于标称值的90%,最大厚度不大于标称值的110%,且任一垂直截面测得的直径偏差不超过10%。
6.根据权利要求1所述的舰船用400Hz复合电缆,其特征在于,所述四根复合线芯采用与单根复合线芯复绞相反的方向绞合成缆,成缆绞合节径比为18~24倍。
7.一种舰船用400Hz复合电缆的制造方法,其特征是,依次包括以下步骤:将多根直径为0.25~0.3mm的镀锡退火铜丝同向束绞成电力电缆导体束,束绞节径比为10~12倍,束绞成股线后按照计算束绞外径的98%~99%配比正圆型压缩模,并对每股所述电力电缆导体束进行压模处理;在控制电缆导体的外周挤包有控制电缆内绝缘层和控制电缆外绝缘层构成控制电缆线芯,将所述控制电缆线芯与多股所述电力电缆导体束绞合成复合线芯,然后在所述复合线芯的外周绕包阻水绝缘无卤带,在阻水绝缘无卤带的外周挤包电力电缆绝缘层;然后将四根复合线芯分别从分离式模具的四个模孔中穿过,四根复合线芯的电力电缆绝缘层外被分别同时均匀挤包外护套,同一截面的任意两个相邻的外护套之间相切且相互粘接为一体,所述四根复合线芯的中心连线成正方形。
8.根据权利要求7所述的舰船用400Hz复合电缆的制造方法,其特征在于,所述控制电缆线芯有两组,每组两根,四根所述控制电缆线芯与所述电力电缆导体束复绞构成所述复合线芯,复绞采用与所述电力电缆导体束的自身绞合方向相反的方向进行,复绞节径比为13~15倍;每组所述控制电缆线芯对称分布在所述复合线芯外周。
9.根据权利要求7所述的舰船用400Hz复合电缆的制造方法,其特征在于,所述控制电缆内绝缘层为高绝缘电阻乙丙橡胶绝缘层,所述控制电缆外绝缘层为高耐热乙丙橡胶绝缘层;所述电力电缆绝缘层为介电常数不大于2.5的乙丙橡胶绝缘层,其耐热温度为105℃,所述电力电缆绝缘层的标称厚度为2.0mm,最小厚度不小于标称值的90%,最大厚度不大于标称值的110%,且任一垂直截面测得的直径偏差不超过10%。
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