CN105719769B - 一种钪铝合金导体阻水中压电力电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钪铝合金导体阻水中压电力电缆，电缆的线芯由三根动力线芯组成；动力线芯由动力线芯导体外依次设置动力线芯导体屏蔽层、动力线芯绝缘层和动力线芯金属屏蔽层；三根动力线芯外依次设置阻水带绕包层、铝塑带纵包层、镀锌钢带铠装层和聚氯乙烯外护套；三根动力线芯与阻水带绕包层之间填充阻水填充条。本发明动力线芯导体采用钪铝合金导体，一方面解决了过去纯铝用作电线电缆导体存在很多不足，具有抗蠕变、高柔韧、强延展、低反弹、连接稳定、阻水性能好等优点，另一方面还降低了电缆的成本50%。

Description

一种钪铝合金导体阻水中压电力电缆
技术领域
本发明涉及一种钪铝合金导体阻水中压电力电缆，属于电线电缆领域。
背景技术
随着我国工业的不断发展，目前我国已全面进入电气化时代，电力电缆使用量也越来越大，制造电缆的导体主要成分是铜，占总用铜量的约70%。但我国铜资源非常短缺，随着中国铜矿资源的枯竭，中国铜矿80%需要进口，依赖性大。随着铜价的不断攀升，以铝代替铜是电线电缆发展的必然趋势。法国的电线电缆80%以上为铝导体，日本的铝导线也占50%以上。我国铝资源十分丰富，但应用量不到1%，主要还是因为铝导线制造技术的不成熟所致，因此获得技术上的突破是解决这一问题的关键。
过去铝导体电线电缆，由于铝的强度和延伸率等机械性能满足不了要求，同时又没有阻水作用。所以迄今为止还没有一种具有价格低廉性能优异的又有阻水性能的6-35kV电力电缆。
发明内容
为克服上述不足，本发明的目的在于提供一种钪铝合金导体阻水中压电力电缆，为额定电压6-35kV电力电缆；动力线芯导体采用钪铝合金导体，一方面解决了过去纯铝用作电线电缆导体存在很多不足，具有抗蠕变、高柔韧、强延展、低反弹、连接稳定、阻水性能好等优点，另一方面还降低了电缆的成本50%。
本发明的方案如下：一种钪铝合金导体阻水中压电力电缆，所述电缆的线芯由三根动力线芯组成；所述的动力线芯为动力线芯导体外依次设置动力线芯导体屏蔽层、动力线芯绝缘层和动力线芯金属屏蔽层；
所述的三根动力线芯外依次设置阻水带绕包层、铝塑带纵包层、镀锌钢带铠装层和聚氯乙烯外护套；
所述的三根动力线芯与阻水带绕包层之间填充阻水填充条；
所述的钪铝合金导体生产方法如下：
将铝锭加入竖炉中，在750-770℃熔化后流入保温炉，加入铁、富铈稀土和钪进行熔炼；
搅拌均匀后对熔体精炼、净化、除气、扒渣处理，将精炼后不低于750℃的合金熔体送入铝杆连铸连轧机组进行铸坯和轧制，其中铸坯温度为650℃，得到300℃、Φ10mm的髙钪含量铝合金杆；
将髙钪含量铝合金杆置于热处理炉内于280-290℃保温3-5小时以去应力，自然冷却；
随后在铝合金拉丝机上拉丝，控制润滑温度≤100℃，经过大拉和中拉，得到符合ASTM B 800-05（2011）的髙钪含量铝合金单线，再于320-340℃经6-8小时的时效处理自然冷却，经过绞合得到符合GB/T3956-2008标准的高强度高导电率的髙钪含量铝合金导体；
所述的钪铝合金导体组成按质量百分比构成为：钪0.4-0.8wt%，铁0.01-0.1wt%，富铈稀土0.01-0.1wt%，余量为铝。
进一步，所述的动力线芯绝缘层由以下重量份原料组成：
聚乙烯80-100份、聚丁烯10-15份、苯乙烯-丙烯腈共聚物10-15份、聚氯三氟乙烯-偏氟乙烯共聚物5-10份、三烯丙基异氰脲酸酯12-16份、亚乙基双硬脂酰胺2-7份、乙酰乙酸甲酯8-16份、三甲基戊二醇8-12份、三甲基羟戊醇异丁酸酯3-8份、氯化磷酰胆碱钙盐1-8份、二氧化锆 3-5份、八水氢氧化钡3-5份、炭黑2-8份、硬脂酸铁1-3份。
本发明有益效果：
1、本发明电缆，动力线芯导体采用髙钪含量铝合金导体，经测试其强度211MPa，导电率62.0%IACS，延伸率31.8%，屈服强度110MPa。一方面解决了过去纯铝用作电线电缆导体存在很多不足，具有抗蠕变、高柔韧、强延展、低反弹、连接稳定等优点，另一方面还降低了电缆的成本50%。
2、本发明采用阻水填充条填充和阻水带绕包以及纵包铝塑带电缆在遇水时阻水填充条和阻水带立即膨胀阻止电缆纵向进水，铝塑带阻止电缆径向进水。
3、本发明采用聚乙烯作为导体绝缘，聚氯乙烯为外保护的外护套层。采用本发明配方所制得的聚乙烯绝缘层阻燃防水效果好。
4、本发明主要应用于低压线路及类似设备的连接，电缆的成本降低了50%，电缆的导电性能和阻水性能有了很大的提高。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种钪铝合金导体阻水中压电力电缆，电缆的线芯由三根动力线芯组成；动力线芯由动力线芯导体1外依次设置动力线芯导体屏蔽层2、动力线芯绝缘层3和动力线芯金属屏蔽层4；三根动力线芯外依次设置阻水带绕包层6、铝塑带纵包层7、镀锌钢带铠装层8和聚氯乙烯外护套9；三根动力线芯与阻水带绕包层之间填充阻水填充条5。
实施例2
钪铝合金导体生产方法如下：
将铝锭加入竖炉中，在750-770℃熔化后流入保温炉，加入铁、富铈稀土和钪进行熔炼；搅拌均匀后对熔体精炼、净化、除气、扒渣处理，将精炼后不低于750℃的合金熔体送入铝杆连铸连轧机组进行铸坯和轧制，其中铸坯温度为650℃，得到300℃、Φ10mm的髙钪含量铝合金杆；将髙钪含量铝合金杆置于热处理炉内于280-290℃保温3-5小时以去应力，自然冷却；随后在铝合金拉丝机上拉丝，控制润滑温度≤100℃，经过大拉和中拉，得到符合ASTM B 800-05（2011）电气用退火及中温回火8000系列铝合金导线标准髙钪含量铝合金单线，再于320-340℃经6-8小时的时效处理自然冷却，经过绞合得到符合GB/T3956-2008标准的高强度高导电率的髙钪含量铝合金导体；上述钪铝合金导体组成按质量百分比构成为：钪0.6wt%，铁0.07wt%，富铈稀土0.04wt%，余量为铝。
实施例3
动力线芯绝缘层由以下重量份原料组成：
聚乙烯90份、聚丁烯12份、苯乙烯-丙烯腈共聚物14份、聚氯三氟乙烯-偏氟乙烯共聚物8份、三烯丙基异氰脲酸酯15份、亚乙基双硬脂酰胺5份、乙酰乙酸甲酯10份、三甲基戊二醇9份、三甲基羟戊醇异丁酸酯4份、氯化磷酰胆碱钙盐7份、二氧化锆4份、八水氢氧化钡4份、炭黑5份、硬脂酸铁2份
将各原料混匀，加入双螺杆挤出机混炼、造粒，控制温度150℃，得到成品。
实施例4
动力线芯绝缘层由以下重量份原料组成：
聚乙烯92份、聚丁烯12、苯乙烯-丙烯腈共聚物14、聚氯三氟乙烯-偏氟乙烯共聚物6、三烯丙基异氰脲酸酯15亚乙基双硬脂酰胺22、乙酰乙酸甲酯9、三甲基戊二醇10三甲基羟戊醇异丁酸酯4、氯化磷酰胆碱钙盐7、二氧化锆 4、八水氢氧化钡5、炭黑4、硬脂酸铁2份。
将各原料混匀，加入双螺杆挤出机混炼、造粒，控制温度160℃，得到成品。
实施例5
动力线芯绝缘层由以下重量份原料组成：
聚乙烯85份、聚丁烯15份、苯乙烯-丙烯腈共聚物11份、聚氯三氟乙烯-偏氟乙烯共聚物9份、三烯丙基异氰脲酸酯14份、亚乙基双硬脂酰胺7份、乙酰乙酸甲酯9份、三甲基戊二醇10份、三甲基羟戊醇异丁酸酯4份、氯化磷酰胆碱钙盐2份、二氧化锆 5份、八水氢氧化钡35份、炭黑7份、硬脂酸铁3份
将各原料混匀，加入双螺杆挤出机混炼、造粒，控制温度170℃，得到成品。
对实施例1分别实施上述实施例3-5的动力线芯绝缘层，结果燃烧测试结果均符合GB/T12666.1-2008。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种钪铝合金导体阻水中压电力电缆，其特征在于，所述电缆的线芯由三根动力线芯组成；所述的动力线芯为动力线芯导体外依次设置动力线芯导体屏蔽层、动力线芯绝缘层和动力线芯金属屏蔽层；
所述的三根动力线芯外依次设置阻水带绕包层、铝塑带纵包层、镀锌钢带铠装层和聚氯乙烯外护套；
所述的三根动力线芯与阻水带绕包层之间填充阻水填充条；
所述的钪铝合金导体生产方法如下：
将铝锭加入竖炉中，在750-770℃熔化后流入保温炉，加入铁、富铈稀土和钪进行熔炼；
搅拌均匀后对熔体精炼、净化、除气、扒渣处理，将精炼后不低于750℃的合金熔体送入铝杆连铸连轧机组进行铸坯和轧制，其中铸坯温度为650℃，得到300℃、Φ10mm的髙钪含量铝合金杆；
将髙钪含量铝合金杆置于热处理炉内于280-290℃保温3-5小时以去应力，自然冷却；
随后在铝合金拉丝机上拉丝，控制润滑温度≤100℃，经过大拉和中拉，得到符合ASTMB 800-05（2011）的髙钪含量铝合金单线，再于320-340℃经6-8小时的时效处理自然冷却，经过绞合得到符合GB/T3956-2008标准的高强度高导电率的髙钪含量铝合金导体；
所述的钪铝合金导体组成按质量百分比构成为：钪0.4-0.8wt%，铁0.01-0.1wt%，富铈稀土0.01-0.1wt%，余量为铝；
所述的动力线芯绝缘层由以下重量份原料组成：
聚乙烯80-100份、聚丁烯10-15份、苯乙烯-丙烯腈共聚物10-15份、聚氯三氟乙烯-偏氟乙烯共聚物5-10份、三烯丙基异氰脲酸酯12-16份、亚乙基双硬脂酰胺2-7份、乙酰乙酸甲酯8-16份、三甲基戊二醇8-12份、三甲基羟戊醇异丁酸酯3-8份、氯化磷酰胆碱钙盐1-8份、二氧化锆 3-5份、八水氢氧化钡3-5份、炭黑2-8份、硬脂酸铁1-3份。
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