CN105448412B - 一种扁形组合拖链电缆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扁形组合拖链电缆及其制备方法，包括多根电线线芯，及至少一个嵌设在所述多根电线线芯之间的钢丝，所述电线线芯与所述钢丝外包覆有护套层；所述电线线芯由多根绝缘芯线及至少一根胶条绞合而成，所述绝缘芯线包括由多根导体纽绞形成的导体组，及包覆在所述导体组外的绝缘层，所述导体由多根铜丝束绞而成，所述铜丝的单丝直径小于0.2mm，所述多根铜丝的束绞绞合方向为左向。本发明的有益效果：本申请电缆具有极强的抗弯折能力，在经过超过数百万次往返弯折运动后不会断裂，进而确保电缆的物理和电气性能不受影响。

Description

一种扁形组合拖链电缆及其制备方法

技术领域

本发明涉及电力电缆技术领域，更具体地说，涉及一种扁形组合拖链电缆及其制备方法。

背景技术

随着电气自动化程度的提高，设备单元需要来回移动的场合也越来越多，为防止电缆纠缠、磨损、拉脱、折断，常把电缆放入电缆拖链中，对电缆形成保护。实际使用中，拖链系统电线电缆还常常随拖链进行往返弯折，这对拖链系统电线电缆的抗弯折和抗撕裂能力提出了很高要求。

但现有拖链系统电线电缆内部的芯线的导体部分使用粗铜丝绞合制成，使用寿命、抗弯折和抗撕裂能力都十分有限，容易断裂而影响电缆的物理和电气性能；且当现有拖链系统的要求不同时，比如当实际应用对其内部芯线数量要求变化时，现有的拖链系统电线电缆无法做适应性的调整，内部结构及生产都需要重新调整和设计，这极大的限制了现有拖链系统电线电缆的适应能力和适用范围。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种扁形组合拖链电缆及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种扁形组合拖链电缆，包括多根电线线芯，及至少一个嵌设在所述多根电线线芯之间的钢丝，所述电线线芯与所述钢丝外包覆有护套层；所述电线线芯由多根绝缘芯线及至少一根胶条绞合而成，所述绝缘芯线包括由多根导体扭绞形成的导体组，及包覆在所述导体组外的绝缘层，所述导体由多根铜丝束绞而成，所述铜丝的单丝直径小于0.2mm，所述多根铜丝的束绞绞合方向为左向。

在本发明所述的扁形组合拖链电缆中，所述铜丝的单丝直径小于0.18mm，所述铜丝的单丝伸长率大于20％。

在本发明所述的扁形组合拖链电缆中，所述多根铜丝的束绞绞合节距小于或等于所述多根铜丝的绞合外径的10倍。

在本发明所述的扁形组合拖链电缆中，所述电线线芯的绞合节距小于或等于所述电线线芯的绞合外径的16倍。

在本发明所述的扁形组合拖链电缆中，相邻两所述电线线芯的绞合方向相反。

在本发明所述的扁形组合拖链电缆中，所述胶条与所述绝缘芯线的数量和为七根，所述胶条的横截面直径与所述绝缘芯线的横截面直径相同。

在本发明所述的扁形组合拖链电缆中，所述绝缘层由丁腈聚氯乙烯复合材料或聚乙烯制成，所述护套层由丁腈聚氯乙烯复合材料制成；

所述丁腈聚氯乙烯复合材料按质量份数包括：丁腈橡胶15～35份、聚氯乙烯85～105份、氧化锌3～9份、防老剂RD1～2份、硬脂酸2～4份、陶土25～45份和邻苯二甲酸二辛脂10～40份。

在本发明所述的扁形组合拖链电缆中，所述电线线芯与所述钢丝之间还嵌设有至少一个屏蔽线芯，所述屏蔽线芯包括至少两个绝缘芯线，及包覆在所述绝缘芯线外的屏蔽层。

在本发明所述的扁形组合拖链电缆中，所述屏蔽层包括由内而外依次包覆在所述绝缘芯线外的填充层和编织层，所述编织层由所述铜丝构成，所述填充层为铝箔。

本发明还提供一种扁形组合拖链电缆的制备方法，包括以下步骤：

S1、导体制备：将导体材料经拉丝、绞合后，得到导体；

S2、挤包绝缘层：采用挤压式模具在所述导体外包覆由丁腈聚氯乙烯复合材料或聚乙烯材料制得的绝缘层并得到绝缘芯线；

S3、电线线芯制备：将多根所述绝缘芯线及至少一根胶条绞合成电线线芯；

S4、挤包护套层：采用挤压的方式将由丁腈聚氯乙烯复合材料制得的护套层均匀包覆在多个所述电线线芯及钢丝外。

综上所述，实施本发明的扁形组合拖链电缆及其制备方法，具有以下有益效果：首先，绝缘芯线内的导体采用多根细软铜丝束绞制成，该铜丝具有较高的单丝伸长率和较小的直径，使得制成同样外径的导体所需的铜丝的数量远大于现有技术中所述使用的粗铜丝的数量，这样能有效均匀分散电缆所受的外力，使得本发明导体的导电性能强，无氢脆现象不容易断裂，具有极强的抗弯折能力，在经过超过数百万次往返弯折运动后不会断裂，进而确保电缆的物理和电气性能不受影响。第二，绝缘芯线由多根具有相同的外径、相同的绞合方向，及相同的绞合节距的导体扭绞制得，缩短了绞合节距，确保该绝缘芯线内的导体在拖链电缆的往返运动中能均匀受力，进一步增强电缆折弯的能力。第三，绝缘层和护套层使用改性聚氯乙烯制成，能延长拖链电缆的使用寿命。第四，为了满足实际应用的需要，引入胶条来替代部分绝缘芯线，以对拖链电缆进行适应性调整，从而维持其整体结构不变，这种适应性的调整简单易行且极大的增强了电缆的适应能力和适用范围。最后，相邻两绝缘芯线的绞合方向相反，以消除形变应力，降低扁形电缆形变造成的安装和运行问题，保证电缆的整体结构的稳定性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明较佳实施例之一提供的扁形组合拖链电缆的结构示意图；

图2是图1所示扁形组合拖链电缆的电线线芯的结构示意图；

图3是图2所示电线线芯的绝缘芯线的结构示意图；

图4是图3所示绝缘芯线的导体的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明较佳实施例之一提供的一种扁形组合拖链电缆，该电缆包括多根电线线芯2，及至少一个嵌设在多根电线线芯2之间的钢丝3，电线线芯2与钢丝3外包覆有护套层1。结合图2所示，电线线芯2由多根绝缘芯线22及至少一根胶条21绞合而成，结合图3所示，绝缘芯线22包括由多根导体23扭绞形成的导体组，及包覆在导体组外的绝缘层24，结合图4所示，导体23由多根铜丝231束绞而成，铜丝231的单丝直径小于0.2mm，多根铜丝231的束绞绞合方向为左向。

如图4所示，导体23由多根细软的铜丝231束绞而成，每一所述细软的铜丝231均为退火无氧铜丝，所述退火无氧铜丝为不含氧也不含任何脱氧剂残留物的纯铜，其电气机械性能极为优良，且所述无氧铜丝的231的单丝伸长率大于20％，单丝伸长率高说明铜丝软、延展性强，抗弯折能力强。

不同于现有技术中的粗铜丝，本发明所使用的铜丝231的单丝直径均小于0.2mm；优选地，铜丝231的单丝直径小于0.18mm；本实施例中，铜丝231的单丝直径为0.15mm。由于本发明中铜丝231的单丝直径小，使得制成同样外径的导体23所需的铜丝231的数量远大于现有技术中所述使用的粗铜丝的数量，这样能有效均匀分散电缆所受的外力，因此，本发明导体23的导电性能强，无氢脆现象不容易断裂，具有极强的抗弯折能力，在经过超过数百万次往返弯折运动后不会断裂，进而确保电缆的物理和电气性能不受影响。

此外，将上述多根铜丝231采用甲胄绞合方式束绞制成导体23，并采用柔性高档涤棉纤维丝(图上未标号)填充绞合缝隙。其中，为了确保制得的导体23具有较强的强度和折弯能力，绞合时铜丝231的束绞绞合节距小于或等于铜丝231的绞合外径10倍，且铜丝231的束绞绞合方向为左向。

如图3所示，多根导体23扭绞形成导体组(图上未标号)，并在该导体组外包覆绝缘层24得到绝缘芯线22。本实施例中，采用挤压式模具在导体组外包覆一绝缘层24，从而得到组成拖链电缆的绝缘芯线22，该绝缘层24由改性聚氯乙烯或聚乙烯制成。

优选地，绝缘芯线22由多根具有相同的外径、相同的绞合方向，及相同的绞合节距的导体23扭绞制得，可以缩短了绞合节距，确保该绝缘芯线22内的导体23在拖链电缆的往返运动中能均匀受力，进一步增强电缆折弯的能力。

本实施例中，绝缘层24为改性聚氯乙烯为丁腈聚氯乙烯复合材料，以满足电缆的强耐压和强耐磨性能。其中，丁腈聚氯乙烯复合材料由以下重量份数的原料制成：丁腈橡胶15～35份、聚氯乙烯85～105份、氧化锌3～9份、防老剂RD1～2份、硬脂酸2～4份、陶土25～45份和邻苯二甲酸二辛脂10～40份，其中防老剂RD为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体或2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物，陶土为紫砂。

不同于传统电缆的聚氯乙烯绝缘层，这种改性聚氯乙烯极大提高了电缆的抗老化性，且改善了拉伸强度，增强了电缆的整体柔韧性，使得绝缘层24能够更好的保护铜丝231，避免因绝缘层24磨损而破坏电缆的绝缘性，造成安全隐患。

优选地，本申请绝缘层24的厚度为0.3mm～0.8mm，由于改性聚氯乙烯或聚乙烯材料制成的绝缘层24具有较强的柔韧性和耐磨性，使得传统的聚氯乙烯绝缘层的厚度需达到本申请所述绝缘层24厚度的一倍以上，才能具有与本申请绝缘层24相同的保护效果。本实施例中，绝缘层24的厚度为0.5mm。

如图2所示，在导体组外包覆绝缘层24得到了绝缘芯线22，再将多根绝缘芯线22和至少一根胶条21采用甲胄式的扭绞方式进行绞合得到电线线芯2。其中，绞合的方向由外层向内依次为“S”-“Z”-“S”等向，电线线芯2的绞合节距小于或等于电线线芯2的绞合外径的16倍。

优选地，可以在多根绝缘芯线22及绝缘芯线22与胶条21之间的绞合空隙中添加柔性高档涤棉纤维绳或柔性加强筋。该柔性加强筋为导电性能低的金属材料或非金属材料制成，通过在绞合空隙中添加柔性加强筋不仅能对绝缘芯线22起到保护作用，避免绝缘芯线22破损而破坏电缆的绝缘性，而且能增强整个电缆的延展性和抗弯折能力。

在实际应用中，如果绝缘芯线22的数量不能构成圆整结构排列，那么现有的电线电缆的结构和生产都需要重新调整和设计。本实施例的拖链电缆通过引入胶条21来替代绝缘芯线22来解决这一问题。该胶条21的横截面直径与绝缘芯线22的横截面直径相同，实际使用中可以通过增加或减少胶条21的数量，以保证将拖链电缆内绝缘芯线22与胶条21的总数量维持在七根，这样就能根据拖链系统不同的要求进行适应性调整，从而维持拖链电缆的整体结构不变，这种适应性的调整简单易行且极大的增强了拖链电缆的适应能力和适用范围。

可以理解的是，在其它实施例中，绝缘芯线22与胶条21的总数量还可以为其它数值，并不限于七根，该总数量可以根据需要进行调整，只要绝缘芯线22与胶条21的数量能够构成圆整结构排列即可。

如图1所示，多根电线线芯2间还嵌设有至少一根钢丝3，以增强拖链电缆的强度。本实施例中，电线线芯2与钢丝3外还包覆有护套层1，护套层1是拖链电缆最重要的组成部分，其主要用于保护内部的电线线芯2不被损坏。在设备单元来回移动的过程中，护套层1与外界直接接触并发生摩擦。因此，护套层1的延展性和抗撕裂性直接影响了整个增强拖链电缆的耐磨性能和柔韧性。本发明中，护套层1通过挤压的方式均匀包覆在屏蔽层41外，其采用改性聚氯乙烯材料制成，由于改进聚氯乙烯材料的原料组成与绝缘层24相同，其原料组成部分不再赘述。

采用这种改性聚氯乙烯极大提高了电缆的抗老化性，且改善了拉伸强度，增强了电缆的整体柔韧性，使得护套层1能够更好的保护电线线芯2，避免因护套层1磨损而破坏拖链电缆的绝缘性，造成安全隐患。

因此，采用改性聚氯乙烯材料制成的护套层1，可以使拖链电缆的机械性能、耐磨性能和柔韧性能等达到最佳状态，更加适用于环境恶劣的场所。此外，采用该护套层1，拖链电缆在发生摩擦或力学冲击后能够有效保护内部的导体23不受损坏，从而延长拖链电缆的使用寿命、并保证设备单元正常的输电。优选地，本实施例中，护套层1的厚度为0.6mm～1mm。

本实施例中，拖链电缆为扁平状，电线线芯2包括六根，钢丝3包括两根，六根电线线芯2呈“一”字形排列，两根钢丝3嵌设在所述六根电线线芯2的中间，使得电线线芯2和钢丝3均对称分布在拖链电缆的两端，有效避免拖链电缆因两端应力分布不均，而对该拖链电缆造成损坏的缺陷。

优选地，为了提高拖链电缆的信号线屏蔽效果，可以在拖链电缆中设置屏蔽线芯4。具体的，如图1所示，屏蔽线芯4包括由内而外依次包覆在绝缘芯线22外的填充层42和编织层43，该填充层42为铝箔，编织层43由铜丝构成。本实施例中，屏蔽线芯4包括两根，两根屏蔽线芯4嵌设在两根钢丝3之间。

优选地，本实施例中，相邻两绝缘芯线22的绞合方向相反，以消除形变应力，降低扁形电缆形变造成的安装和运行问题，保证电缆的整体结构的稳定性。

本申请还提供一种拖链电缆的制备方法，由于拖链电缆制备过程中的工艺控制条件为现有技术，在此不再赘述。其中，所述制备方法包括以下步骤：

S1、导体制备：将导体材料经拉丝、绞合后，得到导体23。

具体的，导体制备包括三个子步骤：选料、拉丝和绞合。选料：根据制备不同电缆的要求选择使用的导体材料，如选用电工圆铜杆作为导体材料；拉丝：将导体材料进行拉丝、退火处理得到退火无氧铜丝，该退火无氧铜丝的直径为0.15mm；绞合：将拉丝得到的退火无氧铜丝采用甲胄绞合方式束绞制成导体23，并采用柔性高档涤棉纤维丝填充绞合缝隙。

S2、挤包绝缘层：采用挤压式模具在导体23外包覆由改性聚氯乙烯或聚乙烯材料制得的绝缘层24并得到绝缘芯线22。具体的，该改性聚氯乙烯为丁腈聚氯乙烯，配置包含有丁腈聚氯乙烯复合材料的原料。

S3、电线线芯制备：将多根绝缘芯线22及至少一根胶条21采用绞合成电线线芯2。

具体的，多根绝缘芯线22之间采用甲胄绞合方式进行绞合，电线线芯2的绞合节距为电线线芯2的绞合外径的12倍，且绝缘芯线22与胶条21的总数量为七根。

S4、挤包护套层：采用挤压的方式将由改性聚氯乙烯材料制得的护套层1均匀包覆在多个电线线芯2及钢丝3外。

实施例1

S1、导体制备：将导体材料经拉丝、绞合后，得到导体23；

S2、挤包绝缘层：采用挤压式模具在导体23外包覆由丁腈聚氯乙烯复合材料制得的绝缘层24得到绝缘芯线22；

其中，丁腈聚氯乙烯复合材料按质量份数包括：丁腈橡胶15份、聚氯乙烯105份、氧化锌3份、防老剂RD1份、硬脂酸3份、陶土30份和邻苯二甲酸二辛脂20份；

S3、电线线芯制备：将多根绝缘芯线22及至少一根胶条21采用绞合成电线线芯2，绝缘芯线22的数量为六根，胶条21的数量为一根；

S4、挤包护套层：采用挤压的方式将由丁腈聚氯乙烯复合材料制得的护套层1均匀包覆在多个电线线芯2及钢丝3外；

其中，丁腈聚氯乙烯复合材料中各配方的质量份数与步骤S2相同。

实施例2

S1、导体制备：将导体材料经拉丝、绞合后，得到导体23；

S2、挤包绝缘层：采用挤压式模具在导体23外包覆由丁腈聚氯乙烯复合材料制得的绝缘层24得到绝缘芯线22；

其中，丁腈聚氯乙烯复合材料按质量份数包括：丁腈橡胶35份、聚氯乙烯85份、氧化锌5份、防老剂RD1份、硬脂酸3份、陶土45份和邻苯二甲酸二辛脂30份；

S3、电线线芯制备：将多根绝缘芯线22及至少一根胶条21采用绞合成电线线芯2，绝缘芯线22的数量为六根，胶条21的数量为一根；

S4、挤包护套层：采用挤压的方式将由丁腈聚氯乙烯复合材料制得的护套层1均匀包覆在多个电线线芯2及钢丝3外；

其中，丁腈聚氯乙烯复合材料中各配方的质量份数与步骤S2相同。

实施例3

S1、导体制备：将导体材料经拉丝、绞合后，得到导体23；

S2、挤包绝缘层：采用挤压式模具在导体23外包覆由丁腈聚氯乙烯复合材料制得的绝缘层24得到绝缘芯线22；

其中，丁腈聚氯乙烯复合材料按质量份数包括：丁腈橡胶25份、聚氯乙烯90份、氧化锌3份、防老剂RD2份、硬脂酸3份、陶土45份和邻苯二甲酸二辛脂20份；

S3、电线线芯制备：将多根绝缘芯线22及至少一根胶条21采用绞合成电线线芯2，绝缘芯线22的数量为六根，胶条21的数量为一根；

S4、挤包护套层：采用挤压的方式将由丁腈聚氯乙烯复合材料制得的护套层1均匀包覆在多个电线线芯2及钢丝3外；

其中，丁腈聚氯乙烯复合材料中各配方的质量份数与步骤S2相同。

综上所述，实施本发明的扁形组合拖链电缆及其制备方法，具有以下有益效果：

(1)绝缘芯线内的导体采用多根细软铜丝束绞制成，该铜丝具有较高的单丝伸长率和较小的直径，使得制成同样外径的导体所需的铜丝的数量远大于现有技术中所述使用的粗铜丝的数量，这样能有效均匀分散电缆所受的外力，使得本发明导体的导电性能强，无氢脆现象不容易断裂，具有极强的抗弯折能力，在经过超过数百万次往返弯折运动后不会断裂，进而确保电缆的物理和电气性能不受影响。

(2)绝缘芯线由多根具有相同的外径、相同的绞合方向，及相同的绞合节距的导体扭绞制得，缩短了绞合节距，确保该绝缘芯线内的导体在拖链电缆的往返运动中能均匀受力，进一步增强电缆折弯的能力。

(3)绝缘层和护套层使用改性聚氯乙烯制成，能延长拖链电缆的使用寿命。

(4)为了满足实际应用的需要，引入胶条来替代部分绝缘芯线，以对拖链电缆进行适应性调整，从而维持其整体结构不变，这种适应性的调整简单易行且极大的增强了电缆的适应能力和适用范围。

(5)相邻两绝缘芯线的绞合方向相反，以消除形变应力，降低扁形电缆形变造成的安装和运行问题，保证电缆的整体结构的稳定性。

虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (5)

1.一种扁形组合拖链电缆，其特征在于，包括多根电线线芯(2)，及至少一个嵌设在所述多根电线线芯(2)之间的钢丝(3)，所述电线线芯(2)与所述钢丝(3)外包覆有护套层(1)；所述电线线芯(2)由多根绝缘芯线(22)及至少一根胶条(21)绞合而成，其绞合的方向由外层向内依次为“S”-“Z”-“S”等向，且在多根绝缘芯线(22)及绝缘芯线(22)与胶条(21)之间的绞合空隙中添加柔性高档涤棉纤维绳或柔性加强筋；所述绝缘芯线(22)包括由多根导体(23)扭绞形成的导体组，及包覆在所述导体组外的绝缘层(24)，所述导体(23)由多根铜丝(231)束绞而成，每一所述铜丝(231)均为退火无氧铜丝；所述铜丝(231)的单丝直径为0.15mm，所述铜丝(231)的单丝伸长率大于20％；所述多根铜丝(231)的束绞绞合方向为左向；所述绝缘层(24)由丁腈聚氯乙烯复合材料或聚乙烯制成，其厚度为0.5mm；所述护套层(1)由丁腈聚氯乙烯复合材料制成，其厚度为0.6mm～1mm；

所述丁腈聚氯乙烯复合材料按质量份数包括：丁腈橡胶15～25份、聚氯乙烯85～105份、氧化锌5～9份、防老剂RD1～2份、硬脂酸2～4份、陶土45份和邻苯二甲酸二辛脂20～30份；

所述电线线芯(2)与所述钢丝(3)之间还嵌设有至少一个屏蔽线芯(4)，所述屏蔽线芯(4)包括至少两个绝缘芯线(22)，及包覆在所述绝缘芯线(22)外的屏蔽层(41)；

所述屏蔽层(41)包括由内而外依次包覆在所述绝缘芯线(22)外的填充层(42)和编织层(43)，所述编织层(43)由所述铜丝(231)构成，所述填充层(42)为铝箔；

所述扁形组合拖链电缆的制备方法包括以下步骤：

S1、导体制备：将导体材料经拉丝、绞合后，得到导体(23)；

S2、挤包绝缘层：采用挤压式模具在所述导体(23)外包覆由丁腈聚氯乙烯复合材料或聚乙烯材料制得的绝缘层(24)并得到绝缘芯线(22)；

S3、电线线芯制备：将多根所述绝缘芯线(22)及至少一根胶条(21)绞合成电线线芯(2)；

S4、挤包护套层：采用挤压的方式将由丁腈聚氯乙烯复合材料制得的护套层(1)均匀包覆在多个所述电线线芯(2)及钢丝(3)外。

2.根据权利要求1所述的扁形组合拖链电缆，其特征在于，所述多根铜丝(231)的束绞绞合节距小于或等于所述多根铜丝(231)的绞合外径的10倍。

3.根据权利要求1所述的扁形组合拖链电缆，其特征在于，所述电线线芯(2)的绞合节距小于或等于所述电线线芯(2)的绞合外径的16倍。

4.根据权利要求1所述的扁形组合拖链电缆，其特征在于，相邻两所述电线线芯(2)的绞合方向相反。

5.根据权利要求1所述的扁形组合拖链电缆，其特征在于，所述胶条(21)与所述绝缘芯线(22)的数量和为七根，所述胶条(21)的横截面直径与所述绝缘芯线(22)的横截面直径相同。