CN103956200B - 一种可挠性铝合金线缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可挠性铝合金线缆，包括缆芯、绕包层、金属编织防护层、护套层；所述缆芯由多根导线、金属软管、芳纶纤维和热塑性弹性体材料构成，导线包括导体以及依次包覆在导体外部的单面铜塑复合带和绝缘层，导体由多根稀土铝合金线绞合而成，单面铜塑复合带的铜金属层朝向导体；多根导线在金属软管周围纵向布置，芳纶纤维填充于导线和金属软管之间，热塑性弹性体材料至少部分的位于相邻两根导线形成的间隙空间中；绕包层包覆在所述缆芯外部，金属编织防护层包覆在绕包层外部，护套层包覆在金属编织防护层外部。本发明提出了一种可挠性铝合金线缆，其重量轻、挠曲性好，便于弯曲布线。

Description

一种可挠性铝合金线缆
技术领域
本发明涉及线缆技术领域，尤其涉及一种可挠性铝合金线缆。
背景技术
随着电力行业的突飞猛进发展，线缆的需求正以10～15％的年增长率递增。现在电线电缆行业所用的导线主要是铜和铝，由于铜价高速攀升，为了减少生产费用，世界电线电缆行业提出以铝代铜作为电线线缆导线的方法。目前，我国铝材产能过剩，与此同时，铜材的缺口大需要进口，为了改变对铜材的依赖，充分利用国内资源，保证电力行业可持续发展的关键是大力推广铝作为电线线缆的导线。
现在，在电缆行业中多采用铝合金导体电缆代替铜导体电缆，常规的铝合金电缆通常采用铝合金绞线作为导体，在导体外挤包绝缘层构成，而铝合金电缆的牵引强度为53MPa，远远低于铜导体电缆的70MPa，使用中常常容易发生断芯的情况。因此，常规铝合金导体电缆存在以下缺点如：机械强度差、电导率低等。此外，经铠装的铝合金线缆柔韧性差，而未经铠装的铝合金线缆存在过于柔软可挠性差的缺点。
发明内容
为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种可挠性铝合金线缆，其重量轻、可挠性好，便于弯曲布线。
本发明提出的一种可挠性铝合金线缆，包括缆芯、绕包层、金属编织防护层、护套层；所述缆芯由多根导线、金属软管、芳纶纤维和热塑性弹性体材料构成，导线包括导体以及依次包覆在导体外部的单面铜塑复合带和绝缘层，导体由多根稀土铝合金线绞合而成，单面铜塑复合带的铜金属层朝向导体；多根导线在金属软管周围纵向布置，芳纶纤维填充于导线和金属软管之间，热塑性弹性体材料至少部分的位于相邻两根导线形成的间隙空间中；绕包层包覆在所述缆芯外部，金属编织防护层包覆在绕包层外部，护套层包覆在金属编织防护层外部。
优选地，金属软管为铝金属管。
优选地，绝缘层为交联聚乙烯绝缘层。
优选地，金属编织防护层采用芳纶纤维和镀锡钢丝编织而成，其覆盖率在75-90%范围内。
优选地，护套层采用交联聚烯烃制成。
本发明中，在缆芯中部设置金属软管，铝合金导线在金属软管周围纵向布置，并且在导线和金属软管之间设有芳纶纤维，相邻两根导线之间的间隙空间设有热塑性弹性体材料。通过缆芯结构的合理设计，当线缆布线时，金属软管的挠性能够降低线缆整体的刚性，使线缆沿某一方向弯曲固定不回弹，使得线缆能够无需其他固定装置而弯曲布置，此时，导线所受的应力通过金属软管和导线之间填充的芳纶纤维被有效地减轻，同时，相邻两根导线之间设有的热塑性弹性体材料通过弹性形变分担相邻导线远离中心区域部分所受的应力，并在受到外力碰撞时保护导线，以降低导线折断的风险，进一步降低安全隐患；芳纶纤维和热塑性弹性体材料均为柔性材料，并且防护层采用金属编织结构，保证了线缆的柔软性且不影响线缆的可挠曲性；采用稀土铝合金线绞合成导体，并在导体外包覆单面铜塑复合带，其铜金属层朝向导体，利用金属导体的趋肤效应，提高了线缆的导电能力、耐腐蚀性，同时减轻了线缆的重量，便于线缆布线。
附图说明
图1为本发明提出的一种可挠性铝合金线缆的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明提出的一种可挠性铝合金线缆的结构示意图。
参照图1，本发明提出的一种可挠性铝合金线缆，包括缆芯、绕包层5、防护层6、护套层7；
缆芯由六根导线1、金属软管2、芳纶纤维3和热塑性弹性体材料4构成；
导线1包括位于中部的导体11，导体11由多根8000系稀土铝合金线绞合而成，导体11外部包覆单面铜塑复合带12，单面铜塑复合带12的铜金属层朝向导体单面铜塑复合带12外部包覆交联聚乙烯绝缘层13；
六根导线1围绕铝金属软管2纵向布置，芳纶纤维3填充于导线1和金属软管2之间，热塑性弹性体材料4至少部分的位于相邻两根导线1形成的间隙空间中；
绕包层5包覆在所述缆芯外部，金属编织防护层6包覆在绕包层5外部，防护层6采用芳纶纤维和镀锡钢丝编织而成，其覆盖率在75-90%范围内，护套层7包覆在金属编织防护层6外部。
在具体实施中，防护层6的覆盖率为75%、80%、85%、90%，优选为85%。
在本实施例中，在缆芯中部设置金属软管2，铝合金导线1围绕金属软管纵向布置，并且在导线和金属软管之间设有芳纶纤维，相邻两根导线之间设有热塑性弹性体材料4。通过缆芯结构的合理设计，当线缆布线时，金属软管2的挠性能够克服线缆本身的刚性，使线缆沿某一方向固定弯曲不回弹，使得线缆能够无需其他固定装置而弯曲布置，此时，金属软管2和导线1之间填充的芳纶纤维3有效地缓解导线1所受的应力，同时，相邻两根导线之间设有的热塑性弹性体材料4通过弹性形变分担相邻导线远离中心区域部分所受的应力，并在受到外力碰撞时保护导线，以降低导线折断的风险，进一步降低安全隐患；芳纶纤维3和热塑性弹性体材料4均为柔性材料，并且防护层采用金属编织结构，保证了线缆的柔软性，而不影响线缆的可挠曲性；采用8000系稀土铝合金线绞合成导体，其重量仅为同体积铜导体的三分之一，可减轻线缆重量，便于安装，并成本减少；在导体外包覆单面铜塑复合带12，其铜金属层朝内塑料层朝外，利用了金属导体的趋肤效应，提高了线缆的导电能力、耐腐蚀性，同时减轻了线缆的重量，便于线缆布线，此外，单面铜塑复合带12的塑料层可作为导体11和绝缘层13之间的间隔层，防止导体和绝缘层之间的间隙，保证导体等电位并与绝缘层良好接触，从而避免导线11与绝缘层13表面发生局部放电，进一步保证线缆的导电能力。
在具体结构设计中，在导线1和铝金属软管2之间填充芳纶纤维3，并且相邻两根导线1之间的间隙空间设有热塑性弹性体4，增强电缆的抗拉伸性能且使得缆芯结构更加紧凑，在线缆弯曲布线时，缆芯结构稳定、不易改变。
防护层6采用芳纶纤维和镀锡钢丝编织而成，其覆盖率为85%，在不影响线缆柔软性前提下，增强铝合金线缆的抗拉伸性能，保护线缆不受外力破坏，同时起到屏蔽外部电磁波的作用。
绝缘层13为交联聚乙烯绝缘层，且护套层7采用交联聚烯烃制成，保证线缆的绝缘性能，同时不影响线缆的柔韧性。
在优选方案中，在铝金属软管2内布置信号线，实现线缆的多功能传输，此时铝金属软管2可作为信号线的屏蔽层，起到屏蔽外部电磁波干扰的作用。
在具体实施方式中，护套层7采用的交联聚烯烃材料按照质量份数包含下列组分：60-80份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、20-30份高密度聚乙烯、20-30份氢氧化铝、15-25份三元乙丙橡胶、10-15份三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯、5-10份硼酸锌、5-10份轻质碳酸钙、3-5份四季戊四醇酯、3-5份硬脂酸钙、3-5份硅烷偶联剂、3-5份过氧化二烷烃、1-2份钛酸酯、0.3-0.6份石蜡、5-8份碳纤维；具体地，其组分和含量如下：80份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、20份高密度聚乙烯、25份氢氧化铝、20份三元乙丙橡胶、12份三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯、8份硼酸锌、7份轻质碳酸钙、4份四季戊四醇酯、3份硬脂酸钙、4份硅烷偶联剂、4份过氧化二烷烃、2份钛酸酯、0.5份石蜡、5份碳纤维。
护套层7作为对内部缆芯的保护体，通过采用上述交联聚烯烃材料制成，保证柔韧性的同时，具有阻燃性能好，耐老化性优良，同时也提高了线缆的机械性能。其中，轻质碳酸钙和碳纤维的加入增强了材料的抗拉伸性和耐高温阻燃性，并且碳纤维形成导热网络，使材料导热效果好，导线散热快。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可挠性铝合金线缆，其特征在于，包括缆芯、绕包层(5)、金属编织防护层(6)、护套层(7)；所述缆芯由多根导线(1)、金属软管(2)、芳纶纤维(3)和热塑性弹性体材料(4)构成，导线(1)包括导体(11)以及依次包覆在导体(11)外部的单面铜塑复合带(12)和绝缘层(13)，导体(11)由多根稀土铝合金线绞合而成，单面铜塑复合带(12)的铜金属层朝向导体(11)；多根导线(1)在金属软管(2)周围纵向布置，芳纶纤维(3)填充于导线(1)和金属软管(2)之间，热塑性弹性体材料(4)至少部分的位于相邻两根导线(1)形成的间隙空间中；绕包层(5)包覆在所述缆芯外部，金属编织防护层(6)包覆在绕包层(5)外部，护套层(7)包覆在金属编织防护层(6)外部；
护套层(7)采用的交联聚烯烃材料，其按照质量份数包含下列组分：60-80份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、20-30份高密度聚乙烯、20-30份氢氧化铝、15-25份三元乙丙橡胶、10-15份三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯、5-10份硼酸锌、5-10份轻质碳酸钙、3-5份四季戊四醇酯、3-5份硬脂酸钙、3-5份硅烷偶联剂、3-5份过氧化二烷烃、1-2份钛酸酯、0.3-0.6份石蜡、5-8份碳纤维。
2.根据权利要求1所述的可挠性铝合金线缆，其特征在于，金属软管(2)为铝金属管。
3.根据权利要求1所述的可挠性铝合金线缆，其特征在于，绝缘层(13)为交联聚乙烯绝缘层。
4.根据权利要求1所述的可挠性铝合金线缆，其特征在于，金属编织防护层(6)采用芳纶纤维和镀锡钢丝编织而成，其覆盖率在75-90％范围内。
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