CN105185445A - 一种耐低温抗扭转多芯风能控制电缆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐低温抗扭转多芯风能控制电缆及其制造方法，包含导体、绝缘层、填充、内护层、编织层和外护层，绝缘层设置在导体外侧表面上，若干导体和填充以一根填充为中心绞合在填充上，所述内护层、编织层和外护层均套设在导体和填充外侧并且内护层、编织层和外护层由内向外依次设置。本发明能够承受高、低温频繁变化，海水盐雾的长期侵蚀，具有优异的耐移动疲劳性，保证电缆使用寿命。

Description

一种耐低温抗扭转多芯风能控制电缆及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种电缆及其制造方法，特别是一种耐低温抗扭转多芯风能控制电缆及其制造方法。
背景技术
现阶段对于清洁能源的需求越来越迫切，而我国目前风力发电机主要设备、技术依赖国外进口，配件也是需要国外提供配套服务，相关的技术处于垄断状况，给我国风力发电规模的扩大、后期的维护保养带来很大的技术及经济压力。目前控制电缆绝大部分为固定安装在室内控制柜内，使用环境稳定基本不受外界环境变化的约束，绝缘、护套材料最为常用的聚氯乙烯（PVC）。该材料耐室外气候性能差、长期移动耐疲劳性能低，而风力发电机需要安装在全国不同地域如：海上、高原、戈壁等不同气候条件中且这些地域气候变化频繁、激烈；风力发电最主要的一个特点就是风头叶片需要根据风向不断旋转垂直对风来保证对风力的最大利用率和风机设施的安全性。常规控制电缆如果长期使用在这种环境下极易出现催化变硬最后断裂的现象给风机这种安装条件复杂、维护困难的设备工程带来不可估量的后果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种耐低温抗扭转多芯风能控制电缆及其制造方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种耐低温抗扭转多芯风能控制电缆，其特征在于：包含导体、绝缘层、填充、内护层、编织层和外护层，绝缘层设置在导体外侧表面上，若干导体和填充以一根填充为中心绞合在填充上，所述内护层、编织层和外护层均套设在导体和填充外侧并且内护层、编织层和外护层由内向外依次设置。
进一步地，所述导体采用镀锡铜导线。
进一步地，所述绝缘层采用TPE热塑性弹性体材料。
进一步地，所述填充采用表皮包裹弹性材料的聚酯纤维。
进一步地，所述内护层和外护层采用聚氨酯弹性材料。
进一步地，所述编织层的编织密度不小于85%。
进一步地，所述导体和填充分为3层，最内层一根填充，中间6根导体，外层9根导体和3根填充混合。
进一步地，所述导体的绝缘层外侧和填充外侧均涂覆有纳米级润滑粉剂或绝缘润滑油。
一种耐低温抗扭转多芯风能控制电缆的制造方法，其特征在于：将铜杆拉丝热处理后进行热镀锡，退火后进行绞合制成需要的导体，采用挤压式挤包方式将TPE弹性体材料粘结在导体外表面，将导体和填充以一根填充为中心绞合成缆并包裹上聚酯带，采用挤压式挤出方式将内护套粘结在成缆表面，在内护套外侧套上编织层，最后用挤压式挤出方式将外护套粘结在编织层外表面上。
进一步地，所述导体和填充绞合的节径比为10~12倍。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、能够承受高、低温频繁变化，海水盐雾的长期侵蚀，具有优异的耐移动疲劳性，保证了电缆使用寿命；
2、采用合理的结构设计，纳米润滑剂、润滑油使用于多芯导体之间来保证相互移动低摩擦损耗，导体和填充合理布局共同绞合保证电缆具有常温、低温抗扭转特性；
3、导体及非磁性金属屏蔽材料的编织层采用抗腐蚀镀层处理提高电缆整体的抗使用环境性能及电缆的抗老化使用寿命，电缆使用寿命达20年。
附图说明
图1是本发明的一种耐低温抗扭转多芯风能控制电缆的截面图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
一种耐低温抗扭转多芯风能控制电缆，包含导体1、绝缘层2、填充3、内护层4、编织层5和外护层6，绝缘层2设置在导体1外侧表面上，若干导体1和填充3以一根填充3为中心绞合在填充3上，内护层4、编织层5和外护层6均套设在导体1和填充3外侧并且内护层4、编织层5和外护层6由内向外依次设置。导体采用镀锡铜导线。绝缘层采用TPE热塑性弹性体材料，TPE具有良好的电气绝缘性能，较PVC材料提高3倍以上，常规额定电压300/500V的控制电缆电压试验等级为2000V/5min，而本发明绝缘线芯之间电压试验等级为4000V/5min，材料优异的机械物理性能具有良好的弹性和韧性提高移动性能。TPE耐温等级一般耐低温在-40℃～90℃之间、耐严寒型在-55℃～90℃之间，这样能承受高原区域昼夜温差的变化跨度大、极南方酷热的夏天和极北地区严寒的冬天等全国各种地域复杂的不同环境使用。
填充采用表皮包裹弹性材料的聚酯纤维，提高电缆的整体强度和耐候性。内护层和外护层采用聚氨酯弹性材料，常规控制电缆一般采用无内护套结构基本只能固定敷设，如果长时间移动会出现编织层磨破或扎坏绝缘层而发生故障，本发明采用和外护材料一致的弹性体材料作为内护层有效的保护绝缘线芯在长期移动扭转过程不会被电缆内部部件的伤害，同时聚氨酯弹性材料的内护层和外护层耐温等级一般耐低温在-40℃～90℃之间、耐严寒型在-55℃～90℃之间。这样能承受高原区域昼夜温差的变化跨度大、极南方酷热的夏天和极北地区严寒的冬天等全国各种地域复杂的不同环境使用；同时聚氨酯弹性材料的内护层和外护层具有耐户外气候变化：紫外照射、风吹雨淋、海水盐雾、设备用润滑油等特性；并具有一定的阻燃性能能通过单根垂直燃烧试验。
编织采用表面镀抗腐蚀锡的非磁性金属丝，编织密度不小于85%。常规控制电缆编织密度为80%，适当的增加编织密度能有效提高电缆整体的抗电磁干扰能力。导体和填充分为3层，最内层一根填充，中间6根导体，外层9根导体和3根填充混合。常规15芯采用4+11结构，常规结构4+11不是正规绞合结构、相对稳定性欠佳，1+6结构虽然是正规绞合，但1芯绝缘线放在中间弯曲性能欠佳，本发明所采用的成缆结构有效的提高电缆的稳定性和弯曲性能，且中心的填充和3根外侧的填充不单单是物理结构上的支撑，更是中心采用高强度的聚酯类纤维作为加强部件，表皮使用和电缆同等耐温等级的弹性材料包裹来提高电缆的整体强度和耐候性。导体的绝缘层外侧和填充外侧均涂覆有纳米级润滑粉剂或绝缘润滑油，有效的减小多芯线各绝缘线芯之间的摩擦阻力，确保电缆在长期的扭转过程中有效的线芯相对移动和极大减小磨损来极大提高电缆使用安全和寿命。
一种耐低温抗扭转多芯风能控制电缆的制造方法，选用符合GB/T3953-2009规定的2.6mm外径优质铜杆作为原材料，通过大拉、中拉、小拉后成为外径0.25mm的裸铜单丝，单丝经过一定的速度通过特定温度区域进行退火热处理来改变分子排列使铜单丝具有优越的导电性的同时具有柔韧性，将热处理后的单丝进行表面净化处理后进行表面热镀耐腐蚀的金属锡。最后将退火镀锡铜单丝按照一定的根数、节距进行绞合达到符合GB/T3956-2008规定的5类镀锡铜导体1.5mm2合格电阻的要求。
采用挤压式挤包方式将TPE弹性体材料粘结在导体外表面，这样绝缘层和导线粘结在一起的同时又可剥离，同时保证绝缘线芯的牢固性和安装方便、可行性。将6根导体以一根填充为中心绞合，然后将9根导体和3根填充绞合继续绞合在6根导体外侧成缆，常规控制电缆成缆节径比为20倍左右，本发明成缆节径比为10～12倍加上绝缘材料为柔韧弹性体材料极大的提高了弯曲扭转性能。然后包裹上聚酯包带从而成缆，常规控制电缆一般采用CPP带，本发明采用绕包聚酯带，不论是在耐温低级和表面光洁度能减少摩擦上都有很大提高。
采用挤压式挤出方式将内护套粘结在成缆表面，在内护套外侧套上编织层，最后用挤压式挤出方式将外护套粘结在编织层外表面上。内、外护套均采用挤压式挤出方式，特别内护套才用挤压式加工方式后能有效约束绝缘线芯滑动的固定轨迹防止在滑动过程中出现错位或淤留长度等给电缆造成致命问题。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐低温抗扭转多芯风能控制电缆，其特征在于：包含导体、绝缘层、填充、内护层、编织层和外护层，绝缘层设置在导体外侧表面上，若干导体和填充以一根填充为中心绞合在填充上，所述内护层、编织层和外护层均套设在导体和填充外侧并且内护层、编织层和外护层由内向外依次设置。
2.按照权利要求1所述的耐低温抗扭转多芯风能控制电缆，其特征在于：所述导体采用镀锡铜导线。
3.按照权利要求1所述的耐低温抗扭转多芯风能控制电缆，其特征在于：所述绝缘层采用TPE热塑性弹性体材料。
4.按照权利要求1所述的耐低温抗扭转多芯风能控制电缆，其特征在于：所述填充采用表皮包裹弹性材料的聚酯纤维。
5.按照权利要求1所述的耐低温抗扭转多芯风能控制电缆，其特征在于：所述内护层和外护层采用聚氨酯弹性材料。
6.按照权利要求1所述的耐低温抗扭转多芯风能控制电缆，其特征在于：所述编织层的编织密度不小于85%。
7.按照权利要求1所述的耐低温抗扭转多芯风能控制电缆，其特征在于：所述导体和填充分为3层，最内层一根填充，中间6根导体，外层9根导体和3根填充混合。
8.按照权利要求1所述的耐低温抗扭转多芯风能控制电缆，其特征在于：所述导体的绝缘层外侧和填充外侧均涂覆有纳米级润滑粉剂或绝缘润滑油。
9.一种按照权利要求1所述的耐低温抗扭转多芯风能控制电缆的制造方法，其特征在于：将铜杆拉丝热处理后进行热镀锡，退火后进行绞合制成需要的导体，采用挤压式挤包方式将TPE弹性体材料粘结在导体外表面，将导体和填充以一根填充为中心绞合成缆并包裹上聚酯带，采用挤压式挤出方式将内护套粘结在成缆表面，在内护套外侧套上编织层，最后用挤压式挤出方式将外护套粘结在编织层外表面上。
10.按照权利要求9所述的制造方法，其特征在于：所述导体和填充绞合的节径比为10~12倍。
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