CN104332245A - 一种新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆，包括设置在电缆中心的导体以及依次挤包在导体外的绝缘层、阻水层、隔火层、铠装屏蔽层；电缆最外层挤包外护套；本发明还公开了该电缆的生产方法。本发明不但具有常规直流牵引电缆优异的电性能，较高的安全可靠性以及环保性能等，还具有柔软易弯曲，能够满足于轨道交通电缆应用于狭小环境中，能够承受过度弯曲的需要。
Description
技术领域
本发明属于电力电缆领域，具体涉及一种新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆及其制备方法。
背景技术
21世纪是我国城市轨道交通迅速发展（包括地铁、地面轻轨、高架轻轨）的时期，地铁与其它交通工具相比，具有行车速度快、旅客运送量大、不占用地面空间、环保无尾气排放等特点，是解决目前城市交通拥挤、尾气排放造成空气污染的有效办法。随着城市的快速发展，功能的日益复杂以及人口的急剧增多，建设快速的地下轨道交通网络已刻不容缓。轨道交通1500V及以下直流牵引系统用电缆作为其重要配套产品，已得到了广泛的应用。目前应用于轨道交通牵引系统的轨道交通直流牵引电缆主要为交联聚乙烯绝缘电缆，该电缆在使用过程中暴露出的主要问题为：绝缘采用交联聚乙烯，材质比较硬，且交联聚乙烯存在不耐水的问题，如果长时间遭受水汽侵袭，容易造成水树击穿，所以为了防止水汽进入，在缆芯外采用了铝塑复合带聚乙烯防水层，导致电缆更不易弯曲，而轨道交通用电缆的敷设环境一般都比较狭小，尤其是在地铁隧道当中，这样就势必造成电缆在狭小空间中使用时，弯曲过度，对电缆的内部绝缘及元件造成损伤，最后导致电缆运行一段时间后，便出现击穿等各种事故的发生，电缆的可靠性和使用寿命大大减低。
发明内容
本发明的目的所要解决的技术问题就是提供一种新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆，该电缆不但具有常规直流牵引电缆优异的电性能，较高的安全可靠性以及环保性能等，还具有柔软易弯曲，能够满足于轨道交通电缆应用于狭小环境中，能够承受过度弯曲的需要。
本发明还提供了一种新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆的生产方法。
本发明所述的一种新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆，包括设置在电缆中心的导体以及依次挤包在导体外的绝缘层、阻水层、隔火层、铠装屏蔽层；电缆最外层挤包外护套。
进一步改进，所述的绝缘层采用由乙丙橡胶混合物弹性体材料构成。
进一步改进，所述的阻水层采用遇水膨胀的双面阻水带结构。
进一步改进，所述的隔火层采用具有高阻燃氧指数的聚烯烃材料。
进一步改进，所述的铠装层屏蔽层采用铜带纵包轧纹氩弧焊焊接而成。
进一步改进，所述的外护套由无卤低烟抗紫外线热固性弹性体材料构成。
一种新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆的生产方法，包括以下步骤：
1）在导体外通过挤橡连续硫化将乙丙橡皮绝缘均匀的挤包在导体外，然后经密闭的高压蒸汽管道加热连续硫化，再经密闭的高压冷却水管道，对形成的绝缘线芯进行冷却固定成形；该生产过程中的工艺参数为，挤橡塑化温度：55~85℃，其中加料段温度为55℃，塑化段温度为75~85℃左右，蒸汽管段的压力控制在0.9~1.1MPa之间，线速度控制在7~11min/m之间；
2）通过绕包的方式将阻水带均匀的绕包在绝缘线芯上；
3）将聚烯烃材料通过挤塑的生产工艺均匀的挤包在阻水带外，形成隔火层；该工艺控制参数如下：挤塑螺杆采用等距不等深的低压缩比螺杆，压缩比控制测1.2~1.5之间；挤塑配模采用挤管式，拉伸比控制在2.0~3.5之间；挤塑机物料塑化温度控制在95~155℃之间，其中加料段温度为95~110℃，塑化段温度为145~155℃之间，生产线速度控制在7~20min/m之间；
4）通过纵包机将铜带纵向包覆在隔火层表面，然后通过氩弧焊对纵包接缝进行焊接，再通过压纹机对铜带进行压纹处理，形成铠装屏蔽层；
5）最后再通过挤橡机将混炼胶均匀包覆在缆芯最外层，然后经密闭的高压蒸汽管道加热连续硫化，再经密闭的高压冷却水管道，对形成的电缆进行冷却固定成形即可；生产过程中工艺参数为：挤橡塑化温度：60~95℃，其中加料段温度为60℃，塑化段温度为80~95℃左右，蒸汽管段的压力控制在0.9~1.1MPa之间，线速度控制在7~13min/m之间。
步骤1）中所述的导体通过采用束绞方式将铜单线形成股线，然后将股线经过复绞方式形成。
步骤5）中所述的混炼胶是由乙丙橡胶、硫化剂、补强剂、防老剂进行混合，通过密炼机和开炼机进行混炼而成。
本发明的有益效果在于：
本发明绝缘采用乙丙橡皮弹性体材料，通过连续挤橡及硫化工艺，实现具有优良电性能，同时乙丙橡皮混合物通过高温高压的蒸汽管道，由易于变形的热塑性高分子聚合物变为具有高弹性、较高韧性的热固性高分子聚合物。与交联聚乙烯绝缘电缆相比，电缆绝缘更加柔软，且具有弹性，能够满足于电缆在狭小环境中使用时，承受过度弯曲的要求。同时乙丙橡胶混合物绝缘与交联聚乙烯绝缘相比，具有更好的耐水性，即使有水汽侵入，仍能保持有较高的绝缘电阻。
1、本发明的铠装屏蔽层，通过采用铜带纵包搭盖氩弧焊并轧纹工艺实现，与传统的铜带绕包或同时编织相比，由于通过纵包和对接缝焊接形成了一个全封闭的金属层，其屏蔽效果极佳；另外对铜带纵包后进行轧纹处理，对电缆的弯曲性能无任何影响，并且还能还能更好起到铠装层作用，保护电缆遭受外力冲击和防止鼠类等小动物的啃咬；
2、本发明的护套层采用无卤低烟防紫外线橡皮弹性体材料，通过连续挤橡及硫化工艺实现由易于变形的热塑性高分子聚合物变为具有高弹性、较高韧性的热固性高分子聚合物；与常规轨道交通电缆采用塑料型的无卤低烟聚烯烃材料相比，其抗拉强度等机械及无卤低烟环保性和抗紫外线等安全性能相当，但具有更好的柔韧性，高弹性能，保证了整个电缆的易于弯曲，且塑料型的护套相比，在受到过度弯曲时，不会出现开裂，保证电缆具有更高的安全可靠性。
3、电缆的最小弯曲半径可到6D，常规交联聚乙烯电缆的最小弯曲半径为15D；其弯曲半径远小于常规电缆，能够承受更大程度的电缆弯曲。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明所述的一种新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆，包括设置在电缆中心的导体1以及依次挤包在导体1外的绝缘层2、阻水层3、隔火层4、铠装屏蔽层5；电缆最外层挤包外护套6；所述的绝缘层2采用由乙丙橡胶混合物弹性体材料构成；所述的阻水层3采用遇水膨胀的双面阻水带结构；所述的隔火层4采用具有高阻燃氧指数的聚烯烃材料；所述的铠装层屏蔽层5采用铜带纵包轧纹氩弧焊焊接而成；所述的外护套6由无卤低烟抗紫外线热固性弹性体材料构成。
一种新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆的生产方法，包括以下步骤：
1）在导体外通过挤橡连续硫化将乙丙橡皮绝缘均匀的挤包在导体外，然后经密闭的高压蒸汽管道加热连续硫化，再经密闭的高压冷却水管道，对形成的绝缘线芯进行冷却固定成形；该生产过程中的工艺参数为，挤橡塑化温度：55℃，其中加料段温度为55℃，塑化段温度为75℃左右，蒸汽管段的压力控制在0.9MPa之间，线速度控制在7min/m之间；
2）通过绕包的方式将阻水带均匀的绕包在绝缘线芯上；
3）将聚烯烃材料通过挤塑的生产工艺均匀的挤包在阻水带外，形成隔火层；该工艺控制参数如下：挤塑螺杆采用等距不等深的低压缩比螺杆，压缩比控制测1.2；挤塑配模采用挤管式，拉伸比控制在2.0，拉伸比不能过大，防止挤塑过程出现熔体破裂；挤塑机物料塑化温度控制在95℃之间，其中加料段温度为95℃，塑化段温度为145℃之间，挤塑温度要根据实际情况进行调节，既要防止温度过高造成无机阻燃剂分解出现气孔，又要防止温度过低造成挤出材料挤出困难；生产线速度控制在7min/m之间；
4）通过纵包机将铜带纵向包覆在隔火层表面，然后通过氩弧焊对纵包接缝进行焊接，再通过压纹机对铜带进行压纹处理，形成铠装屏蔽层；
5）最后再通过挤橡机将混炼胶均匀包覆在缆芯最外层，然后经密闭的高压蒸汽管道加热连续硫化，再经密闭的高压冷却水管道，对形成的电缆进行冷却固定成形即可；生产过程中工艺参数为：挤橡塑化温度：60℃，其中加料段温度为60℃，塑化段温度为80℃左右，蒸汽管段的压力控制在0.9MPa之间，线速度控制在7min/m之间。
步骤1）中所述的导体通过采用束绞方式将铜单线形成股线，然后将股线经过复绞方式形成；
步骤5）中所述的混炼胶是由乙丙橡胶、硫化剂、补强剂、防老剂进行混合，通过密炼机和开炼机进行混炼而成。
实施例2
如图1所示，本发明所述的一种新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆，包括设置在电缆中心的导体1以及依次挤包在导体1外的绝缘层2、阻水层3、隔火层4、铠装屏蔽层5；电缆最外层挤包外护套6；所述的绝缘层2采用由乙丙橡胶混合物弹性体材料构成；所述的阻水层3采用遇水膨胀的双面阻水带结构；所述的隔火层4采用具有高阻燃氧指数的聚烯烃材料；所述的铠装层屏蔽层5采用铜带纵包轧纹氩弧焊焊接而成；所述的外护套6由无卤低烟抗紫外线热固性弹性体材料构成。
一种新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆的生产方法，包括以下步骤：
1）在导体外通过挤橡连续硫化将乙丙橡皮绝缘均匀的挤包在导体外，然后经密闭的高压蒸汽管道加热连续硫化，再经密闭的高压冷却水管道，对形成的绝缘线芯进行冷却固定成形；该生产过程中的工艺参数为，挤橡塑化温度：70℃，其中加料段温度为55℃，塑化段温度为80℃左右，蒸汽管段的压力控制在1.0MPa之间，线速度控制在9min/m之间；
2）通过绕包的方式将阻水带均匀的绕包在绝缘线芯上；
3）将聚烯烃材料通过挤塑的生产工艺均匀的挤包在阻水带外，形成隔火层；该工艺控制参数如下：挤塑螺杆采用等距不等深的低压缩比螺杆，压缩比控制测1.35；挤塑配模采用挤管式，拉伸比控制在3.0，拉伸比不能过大，防止挤塑过程出现熔体破裂；挤塑机物料塑化温度控制在120℃之间，其中加料段温度为105℃，塑化段温度为150℃之间，挤塑温度要根据实际情况进行调节，既要防止温度过高造成无机阻燃剂分解出现气孔，又要防止温度过低造成挤出材料挤出困难；生产线速度控制在14min/m之间；
4）通过纵包机将铜带纵向包覆在隔火层表面，然后通过氩弧焊对纵包接缝进行焊接，再通过压纹机对铜带进行压纹处理，形成铠装屏蔽层；
5）最后再通过挤橡机将混炼胶均匀包覆在缆芯最外层，然后经密闭的高压蒸汽管道加热连续硫化，再经密闭的高压冷却水管道，对形成的电缆进行冷却固定成形即可；生产过程中工艺参数为：挤橡塑化温度：75℃，其中加料段温度为60℃，塑化段温度为88℃左右，蒸汽管段的压力控制在1.0MPa之间，线速度控制在10min/m之间。
步骤1）中所述的导体通过采用束绞方式将铜单线形成股线，然后将股线经过复绞方式形成；
步骤5）中所述的混炼胶是由乙丙橡胶、硫化剂、补强剂、防老剂进行混合，通过密炼机和开炼机进行混炼而成。
实施例3
如图1所示，本发明所述的一种新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆，包括设置在电缆中心的导体1以及依次挤包在导体1外的绝缘层2、阻水层3、隔火层4、铠装屏蔽层5；电缆最外层挤包外护套6；所述的绝缘层2采用由乙丙橡胶混合物弹性体材料构成；所述的阻水层3采用遇水膨胀的双面阻水带结构；所述的隔火层4采用具有高阻燃氧指数的聚烯烃材料；所述的铠装层屏蔽层5采用铜带纵包轧纹氩弧焊焊接而成；所述的外护套6由无卤低烟抗紫外线热固性弹性体材料构成。
一种新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆的生产方法，包括以下步骤：
1）在导体外通过挤橡连续硫化将乙丙橡皮绝缘均匀的挤包在导体外，然后经密闭的高压蒸汽管道加热连续硫化，再经密闭的高压冷却水管道，对形成的绝缘线芯进行冷却固定成形；该生产过程中的工艺参数为，挤橡塑化温度：85℃，其中加料段温度为55℃，塑化段温度为85℃左右，蒸汽管段的压力控制在1.1MPa之间，线速度控制在11min/m之间；
2）通过绕包的方式将阻水带均匀的绕包在绝缘线芯上；
3）将聚烯烃材料通过挤塑的生产工艺均匀的挤包在阻水带外，形成隔火层；该工艺控制参数如下：挤塑螺杆采用等距不等深的低压缩比螺杆，压缩比控制测1.5；挤塑配模采用挤管式，拉伸比控制在3.5，拉伸比不能过大，防止挤塑过程出现熔体破裂；挤塑机物料塑化温度控制在155℃之间，其中加料段温度为110℃，塑化段温度为155℃之间，挤塑温度要根据实际情况进行调节，既要防止温度过高造成无机阻燃剂分解出现气孔，又要防止温度过低造成挤出材料挤出困难；生产线速度控制在20min/m之间；
4）通过纵包机将铜带纵向包覆在隔火层表面，然后通过氩弧焊对纵包接缝进行焊接，再通过压纹机对铜带进行压纹处理，形成铠装屏蔽层；
5）最后再通过挤橡机将混炼胶均匀包覆在缆芯最外层，然后经密闭的高压蒸汽管道加热连续硫化，再经密闭的高压冷却水管道，对形成的电缆进行冷却固定成形即可；生产过程中工艺参数为：挤橡塑化温度：95℃，其中加料段温度为60℃，塑化段温度为95℃左右，蒸汽管段的压力控制在1.1MPa之间，线速度控制在13min/m之间。
步骤1）中所述的导体通过采用束绞方式将铜单线形成股线，然后将股线经过复绞方式形成；
步骤5）中所述的混炼胶是由乙丙橡胶、硫化剂、补强剂、防老剂进行混合，通过密炼机和开炼机进行混炼而成。
本发明提供了一种新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆及其生产方法，以上所述仅是本发明的优选实施方法，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1. 一种新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆，其特征在于：包括设置在电缆中心的导体（1）以及依次挤包在导体（1）外的绝缘层（2）、阻水层（3）、隔火层（4）、铠装屏蔽层（5）；电缆最外层挤包外护套（6）。
2.根据权利要求1所述的新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆，其特征在于，所述的绝缘层（2）采用由乙丙橡胶混合物弹性体材料构成。
3.根据权利要求1所述的新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆，其特征在于，所述的阻水层（3）采用遇水膨胀的双面阻水带结构。
4.根据权利要求1所述的新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆，其特征在于，所述的隔火层（4）采用具有高阻燃氧指数的聚烯烃材料。
5.根据权利要求1所述的新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆，其特征在于，所述的铠装层屏蔽层（5）采用铜带纵包轧纹氩弧焊焊接而成。
6.根据权利要求1所述的新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆，其特征在于，所述的外护套（6）由无卤低烟抗紫外线热固性弹性体材料构成。
7.一种如权利要求1-7任一项所述的新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）在导体外通过挤橡连续硫化将乙丙橡皮绝缘均匀的挤包在导体外，然后经密闭的高压蒸汽管道加热连续硫化，再经密闭的高压冷却水管道，对形成的绝缘线芯进行冷却固定成形；该生产过程中的工艺参数为，挤橡塑化温度：55~85℃，其中加料段温度为55℃，塑化段温度为75~85℃左右，蒸汽管段的压力控制在0.9~1.1MPa之间，线速度控制在7~11min/m之间；
2）通过绕包的方式将阻水带均匀的绕包在绝缘线芯上；
3）将聚烯烃材料通过挤塑的生产工艺均匀的挤包在阻水带外，形成隔火层；该工艺控制参数如下：挤塑螺杆采用等距不等深的低压缩比螺杆，压缩比控制测1.2~1.5之间；挤塑配模采用挤管式，拉伸比控制在2.0~3.5之间；挤塑机物料塑化温度控制在95~155℃之间，其中加料段温度为95~110℃，塑化段温度为145~155℃之间，生产线速度控制在7~20min/m之间；
4）通过纵包机将铜带纵向包覆在隔火层表面，然后通过氩弧焊对纵包接缝进行焊接，再通过压纹机对铜带进行压纹处理，形成铠装屏蔽层；
5）最后再通过挤橡机将混炼胶均匀包覆在缆芯最外层，然后经密闭的高压蒸汽管道加热连续硫化，再经密闭的高压冷却水管道，对形成的电缆进行冷却固定成形即可；生产过程中工艺参数为：挤橡塑化温度：60~95℃，其中加料段温度为60℃，塑化段温度为80~95℃左右，蒸汽管段的压力控制在0.9~1.1MPa之间，线速度控制在7~13min/m之间。
8.根据权利要求7所述的新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆的生产方法，其特征在于：步骤1）中所述的导体通过采用束绞方式将铜单线形成股线，然后将股线经过复绞方式形成。
9.根据权利要求7所述的新型柔软抗弯曲轨道交通直流牵引电缆的生产方法，其特征在于：步骤5）中所述的混炼胶是由乙丙橡胶、硫化剂、补强剂、防老剂进行混合，通过密炼机和开炼机进行混炼而成。
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