CN105869760A - 一种高压传输网用电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明属于线缆技术领域，尤其是涉及一种高压传输网用电缆，它包含有导体（1）、包覆在导体外的半导体内屏蔽层（2）、挤塑包覆在半导体内屏蔽层之外的绝缘层（3）、包覆在绝缘层之外的半导体外屏蔽层（4）、挤塑包覆在半导体外屏蔽层之外的护套层（5）；其特征在于所述半导体内屏蔽层是由金属导电层（21）、位于金属导电层之下的导电塑料层（22）构成的，导电塑料层与导体外表面相接触。本发明的电缆具有以下主要有益效果：机械、载流、屏蔽等性能更优良的；且电缆重量更轻、后期收缩更稳定，制造速度更快、成本更低。
Description
本申请是名称为：一种高压传输用电缆、申请日为：2014年07月09日、申请号为：201410323526.3的发明专利的分案申请。
技术领域
本发明属于线缆技术领域，尤其是涉及一种高压传输网用电缆。
背景技术
电线电缆作为国民经济中的基础行业，在国民经济中占据着越来越重要的地位，其占全国GDP总量的5‰左右，线缆产品主要起到传输能源、信息的作用，因此，历来有线缆行业是国民经济的“血管”和“神经”的说法。电线电缆由于技术含量并不是非常高、所需的资金投入不需要非常大，因此，发展非常迅速。
在高压传输领域，我国的技术比较先进，因此，我国的高压输变更技术日益成熟，其中传输用的高压电缆也越来越多，现有技术中，高压电缆一般具有导体、绝缘层、屏蔽层、护套等构成，一般采用金属材料如钢带、铝带、钢丝等来作为屏蔽层，这种屏蔽层虽然使电缆具有优良的屏蔽效果，但是，通常使得电缆的重量大大增加，电缆在敷设时由于自重过大，为了满足设计的弧垂要求，需要选择耐张力较高的夹具，以及在使用后，由于外界环境的影响及其自身的老化等各种因互，造成电缆的伸长量超过预期的增加，影响了使用。
另一方面，金属材料作为屏蔽层时，对于带类物质，如钢带或铝带，通常采用纵向包覆或螺旋包覆的方式进行，需要在搭接处进行焊接，这样才能达到优良的屏蔽效果；采用钢丝或类似金属丝进行屏蔽时，采用将多根金属丝螺旋包覆的方式进行。这两种方式都存在电缆制造速度慢、效率低的问题，因此，行业内急需可以替代的方式来制作屏蔽层。
半导体屏蔽材料，由于其可以采用挤塑的方式来实现，且屏蔽效果能达到设计的要求，因此，越来越受到行业的重视，虽然国内外对于半导体屏蔽材料进行了多种研究与探索，但是，申请人感觉现有的能用于线缆的半导体屏蔽材料并不十分理想，为此，申请人进行了改进。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是揭示一种高压传输网用电缆，它是采用以下技术方案来实现的。
本发明的第一实施实例中，一种高压传输网用电缆，它包含有导体1、挤塑包覆在导体之外的绝缘层3、包覆在绝缘层之外的半导体外屏蔽层4、挤塑包覆在半导体外屏蔽层之外的护套层5；其特征在于所述半导体外屏蔽层按重量份计包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯：40～60份；
导电碳纤维：25～35份；
氧化聚乙烯：20～30份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：1-2份；
氢氧化镁：3-5份；
钛白粉：3-5份；
碳黑：3-5份；
对苯二甲酸二辛酯：1-3份。
本发明的第二实施实例中，一种高压传输网用电缆，它包含有导体1、包覆在导体外的半导体内屏蔽层2、挤塑包覆在半导体内屏蔽层之外的绝缘层3、包覆在绝缘层之外的半导体外屏蔽层4、挤塑包覆在半导体外屏蔽层之外的护套层5；其特征在于所述半导体内屏蔽层及半导体外屏蔽层按重量份计都包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯：40～60份；
导电碳纤维：25～35份；
氧化聚乙烯：20～30份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：1-2份；
氢氧化镁：3-5份；
钛白粉：3-5份；
碳黑：3-5份；
对苯二甲酸二辛酯：1-3份。
进一步地，上述所述的一种高压传输网用电缆，其特征在于所述半导体内屏蔽层还可以是由金属导电层21、位于金属导电层之下的导电塑料层22构成的，导电塑料层与导体外表面相接触，金属导电层的材料为铜或铝或钢，金属导电层的厚度为0.01mm～0.3mm，导电塑料层的厚度为0.05mm～0.2mm，所述导电塑料层按重量份计包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯：40～60份；
导电碳纤维：25～35份；
氧化聚乙烯：20～30份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：1-2份；
氢氧化镁：3-5份；
钛白粉：3-5份；
碳黑：3-5份；
对苯二甲酸二辛酯：1-3份。
当然，更进一步地，上述所述的一种高压传输网用电缆，其特征在于所述半导体外屏蔽层可以是与半导体内屏蔽层相同的材料，但金属导电层、导电塑料层中无论哪一层与绝缘层3的外表面相接触都没关系。
本发明的第三实施实例中，一种高压传输网用电缆，它包含有缆芯、包覆在缆芯之外的半导体外屏蔽层4、挤塑包覆在半导体外屏蔽层之外的护套层5，所述缆芯由三根绝缘线组成，缆芯的间隙中填充有绝缘物6，每根绝缘线包含有导体1、包覆在导体外的半导体内屏蔽层2、挤塑包覆在半导体内屏蔽层之外的绝缘层3；其特征在于所述半导体内屏蔽层及半导体外屏蔽层按重量份计都包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯：40～60份；
导电碳纤维：25～35份；
氧化聚乙烯：20～30份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：1-2份；
氢氧化镁：3-5份；
钛白粉：3-5份；
碳黑：3-5份；
对苯二甲酸二辛酯：1-3份。
本发明的第四实施实例中，一种高压传输网用电缆，它包含有缆芯、包覆在缆芯之外的半导体外屏蔽层4、挤塑包覆在半导体外屏蔽层之外的护套层5，所述缆芯由三根绝缘线及三根内部包含光导纤维7的松套管8组成，缆芯的间隙中填充有绝缘物6，每根绝缘线包含有导体1、包覆在导体外的半导体内屏蔽层2、挤塑包覆在半导体内屏蔽层之外的绝缘层3，松套管分布在相邻的绝缘线之间；其特征在于所述半导体内屏蔽层及半导体外屏蔽层按重量份计都包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯：40～60份；
导电碳纤维：25～35份；
氧化聚乙烯：20～30份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：1-2份；
氢氧化镁：3-5份；
钛白粉：3-5份；
碳黑：3-5份；
对苯二甲酸二辛酯：1-3份。
当然，本实施实例中所述的一种高压传输网用电缆，可以仅包含一根或两根松套管。
本发明中，所述的一种高压传输网用电缆，由于采用了半导电屏蔽材料，且半导电屏蔽材料为单层时，由于是塑料状态，因此，可以采用挤塑机进行挤制，这样生产速度大大加快，节省了工艺成本，缩短了交货周期；由于半导电屏蔽层具有优良的屏蔽作用，因此，可以有效地防止导体传输的信息及能源的对外辐射；同时也阻止了外部信息对内部导体的干涉。
本发明中的半导电屏蔽材料的屏蔽系数小于45dB,对于1G-10G的信号都达到了极好的屏蔽作用；而且采用该材料生产的电缆重量大大减轻，密度仅为1.2-1.4g/cm，经过3年的使用，同样300米跨距的高压电缆、安装弧垂为1%,采用本发明的电缆自然伸长后下垂量仅为5米，电缆的最大载流量仍然维持设计要求；而现有技术中的高压电缆，在同一地区使用的下垂量达到了6米，电缆的最大载流量仅为设计要求的85%；因此，本发明的电缆具有更优良的机械、载流、屏蔽等性能。
附图说明
图1为本发明实施实例1的横截面结构示意图。
图2为本发明实施实例2的横截面结构示意图。
图3为本发明实施实例2所使用的屏蔽层的一种横截面结构示意图。
图4为本发明实施实例3的横截面结构示意图。
图5为本发明实施实例4的横截面结构示意图。
具体实施方式
实施实例1
请见图1，一种高压传输网用电缆，它包含有导体1、挤塑包覆在导体之外的绝缘层3、包覆在绝缘层之外的半导体外屏蔽层4、挤塑包覆在半导体外屏蔽层之外的护套层5；其特征在于所述半导体外屏蔽层按重量份计包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯：40～60份；
导电碳纤维：25～35份；
氧化聚乙烯：20～30份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：1-2份；
氢氧化镁：3-5份；
钛白粉：3-5份；
碳黑：3-5份；
对苯二甲酸二辛酯：1-3份。
实施实例2
请见图2和图3，一种高压传输网用电缆，它包含有导体1、包覆在导体外的半导体内屏蔽层2、挤塑包覆在半导体内屏蔽层之外的绝缘层3、包覆在绝缘层之外的半导体外屏蔽层4、挤塑包覆在半导体外屏蔽层之外的护套层5；其特征在于所述半导体内屏蔽层及半导体外屏蔽层按重量份计都包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯：40～60份；
导电碳纤维：25～35份；
氧化聚乙烯：20～30份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：1-2份；
氢氧化镁：3-5份；
钛白粉：3-5份；
碳黑：3-5份；
对苯二甲酸二辛酯：1-3份。
进一步地，上述所述的一种高压传输网用电缆，其特征在于所述半导体内屏蔽层还可以是由金属导电层21、位于金属导电层之下的导电塑料层22构成的，导电塑料层与导体外表面相接触，金属导电层的材料为铜或铝或钢，金属导电层的厚度为0.01mm～0.3mm，导电塑料层的厚度为0.05mm～0.2mm，所述导电塑料层按重量份计包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯：40～60份；
导电碳纤维：25～35份；
氧化聚乙烯：20～30份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：1-2份；
氢氧化镁：3-5份；
钛白粉：3-5份；
碳黑：3-5份；
对苯二甲酸二辛酯：1-3份。
当然，更进一步地，上述所述的一种高压传输网用电缆，其特征在于所述半导体外屏蔽层可以是与半导体内屏蔽层相同的材料，但金属导电层、导电塑料层中无论哪一层与绝缘层3的外表面相接触都没关系。
实施实例3
请见图4，一种高压传输网用电缆，它包含有缆芯、包覆在缆芯之外的半导体外屏蔽层4、挤塑包覆在半导体外屏蔽层之外的护套层5，所述缆芯由三根绝缘线组成，缆芯的间隙中填充有绝缘物6，每根绝缘线包含有导体1、包覆在导体外的半导体内屏蔽层2、挤塑包覆在半导体内屏蔽层之外的绝缘层3；其特征在于所述半导体内屏蔽层及半导体外屏蔽层按重量份计都包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯：40～60份；
导电碳纤维：25～35份；
氧化聚乙烯：20～30份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：1-2份；
氢氧化镁：3-5份；
钛白粉：3-5份；
碳黑：3-5份；
对苯二甲酸二辛酯：1-3份。
实施实例4
请见图5，一种高压传输网用电缆，它包含有缆芯、包覆在缆芯之外的半导体外屏蔽层4、挤塑包覆在半导体外屏蔽层之外的护套层5，所述缆芯由三根绝缘线及三根内部包含光导纤维7的松套管8组成，缆芯的间隙中填充有绝缘物6，每根绝缘线包含有导体1、包覆在导体外的半导体内屏蔽层2、挤塑包覆在半导体内屏蔽层之外的绝缘层3，松套管分布在相邻的绝缘线之间；其特征在于所述半导体内屏蔽层及半导体外屏蔽层按重量份计都包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯：40～60份；
导电碳纤维：25～35份；
氧化聚乙烯：20～30份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：1-2份；
氢氧化镁：3-5份；
钛白粉：3-5份；
碳黑：3-5份；
对苯二甲酸二辛酯：1-3份。
申请人对于上述半导体内屏蔽层及半导体外屏蔽层的材料进行了试制，发现以下配方比较典型。
配方1：半导体内屏蔽层及半导体外屏蔽层按重量份计都包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯：40份；
导电碳纤维：25份；
氧化聚乙烯：20份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：1份；
氢氧化镁：3份；
钛白粉：3份；
碳黑：3份；
对苯二甲酸二辛酯：1份。
配方2：半导体内屏蔽层及半导体外屏蔽层按重量份计都包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯：60份；
导电碳纤维：35份；
氧化聚乙烯：30份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：2份；
氢氧化镁：5份；
钛白粉：5份；
碳黑：5份；
对苯二甲酸二辛酯：3份。
配方3：半导体内屏蔽层及半导体外屏蔽层按重量份计都包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯：50份；
导电碳纤维：30份；
氧化聚乙烯：25份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：1.5份；
氢氧化镁：4份；
钛白粉：4份；
碳黑：4份；
对苯二甲酸二辛酯2份。
配方4：半导体内屏蔽层及半导体外屏蔽层按重量份计都包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯：55份；
导电碳纤维：32份；
氧化聚乙烯：28份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：2份；
氢氧化镁：5份；
钛白粉：5份；
碳黑：4份；
对苯二甲酸二辛酯：2份。
本发明中，上述配方的半导体内屏蔽层及半导体外屏蔽层是通过以下方法制得的：先按重量份称原料；再将碳黑及导电碳纤维以外的原料在70-80℃、PH值为7-9的条件下进行搅拌30分钟左右，得到混合的熔体，再放入碳黑及导电碳纤维，搅拌5-10分钟；通过造粒机挤出并分切、冷却、真空包装即得成品。
当然，本实施实例中所述的一种高压传输网用电缆，可以仅包含一根或两根松套管。
当然，上述实施实例3及4中的半导体内屏蔽层及半导体外屏蔽层显然也可以采用实施实例2中的导体内屏蔽层的材料。
上述任一实施实例中所述的一种高压传输网用电缆，其特征是所述护套层的材料为聚乙烯或聚氯乙烯或低烟无卤聚乙烯。
上述实施实例4中所述的一种高压传输网用电缆，其特征是所述松套管的材料为聚对苯二甲酸丁二酸酯或聚丙烯。
上述实施实例4中所述的一种高压传输网用电缆，其特征是所述光导纤维为G.652型或G.655型或G.656型或G.657型或多模型。
上述任一实施例中所述的高压传输用电缆，其特征在于所述绝缘层的材料为低密度聚乙烯或中密度聚乙烯或高密度聚乙烯或低烟无卤聚乙烯或聚氯乙烯。
上述实施实例3及4中所述的一种高压传输网用电缆，其特征是所述填充物是二氧化硅或或它合适的绝缘材料或塑料。
本发明中，所述的一种高压传输网用电缆，由于采用了半导电屏蔽材料，且半导电屏蔽材料为单层时，由于是塑料状态，因此，可以采用挤塑机进行挤制，这样生产速度大大加快，节省了工艺成本，缩短了交货周期；由于半导电屏蔽层具有优良的屏蔽作用，因此，可以有效地防止导体传输的信息及能源的对外辐射；同时也阻止了外部信息对内部导体的干涉。
本发明的实施实例2中的半导体内屏蔽层，除了导电塑料层22外，还有一层金属导电层21，金属导电层的材料为铜或铝或钢，这种情况下，是将导电塑料层覆合在金属导电层上的，由于其比较柔软，因此，不论是螺旋包覆还是纵向包覆，都可以达到极快的速度，而且金属导电层可以有效地屏蔽1G以下的信号，由于金属导电层很薄，故其也能达到使电缆重量更轻的目的。
本发明中的半导电屏蔽材料的屏蔽系数小于45dB,对于1G-10G的信号都达到了极好的屏蔽作用；而且采用该材料生产的电缆重量大大减轻，密度仅为1.2-1.4g/cm，经过3年的使用，同样300米跨距的高压电缆、安装弧垂为1%,采用本发明的电缆自然伸长后下垂量仅为5米，电缆的最大载流量仍然维持设计要求；而现有技术中的高压电缆，在同一地区使用的下垂量达到了6米，电缆的最大载流量仅为设计要求的85%；因此，本发明的电缆具有更优良的机械、载流、屏蔽等性能。
本发明中，对上述配方1-4进行测试，试验结果如下。
经过试验，本发明中的其它配方，只要屏蔽层的厚度超过1mm，屏蔽系数就不小于45dB，能达到屏蔽的要求。
本发明不局限于上述最佳实施方式，应当理解，本发明的构思可以按其他种种形式实施运用，它们同样落在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种高压传输网用电缆，它包含有导体（1）、包覆在导体外的半导体内屏蔽层（2）、挤塑包覆在半导体内屏蔽层之外的绝缘层（3）、包覆在绝缘层之外的半导体外屏蔽层（4）、挤塑包覆在半导体外屏蔽层之外的护套层（5）；其特征在于所述半导体内屏蔽层是由金属导电层（21）、位于金属导电层之下的导电塑料层（22）构成的，导电塑料层与导体外表面相接触，金属导电层的材料为铜或铝或钢，金属导电层的厚度为0.01mm～0.3mm，导电塑料层的厚度为0.05mm～0.2mm，所述导电塑料层按重量份计包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯：40～60份；
导电碳纤维：25～35份；
氧化聚乙烯：20～30份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：1-2份；
氢氧化镁：3-5份；
钛白粉：3-5份；
碳黑：3-5份；
对苯二甲酸二辛酯：1-3份；
所述半导体内屏蔽层及半导体外屏蔽层按重量份计都包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯：40～60份；
导电碳纤维：25～35份；
氧化聚乙烯：20～30份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：1-2份；
氢氧化镁：3-5份；
钛白粉：3-5份；
碳黑：3-5份；
对苯二甲酸二辛酯：1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种高压传输网用电缆，其特征在于所述半导体外屏蔽层是与半导体内屏蔽层相同的材料。
3.一种高压传输网用电缆，它包含有缆芯、包覆在缆芯之外的半导体外屏蔽层（4）、挤塑包覆在半导体外屏蔽层之外的护套层（5），所述缆芯由三根绝缘线组成，缆芯的间隙中填充有绝缘物（6），每根绝缘线包含有导体（1）、包覆在导体外的半导体内屏蔽层（2）、挤塑包覆在半导体内屏蔽层之外的绝缘层（3）；其特征在于所述半导体内屏蔽层及半导体外屏蔽层按重量份计都包含有以下原材料：
聚乙烯或聚丙烯：40～60份；
导电碳纤维：25～35份；
氧化聚乙烯：20～30份；
型号为1010的市售线缆材料用抗氧剂：1-2份；
氢氧化镁：3-5份；
钛白粉：3-5份；
碳黑：3-5份；
对苯二甲酸二辛酯：1-3份。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种高压传输网用电缆，其特征在于所述绝缘层的材料为低密度聚乙烯或中密度聚乙烯或高密度聚乙烯或低烟无卤聚乙烯或聚氯乙烯。
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