CN106448798A - 一种抗拉电缆导体和抗拉电缆 - Google Patents

一种抗拉电缆导体和抗拉电缆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种抗拉电缆导体和抗拉电缆，抗拉电缆导体包括纤芯，纤芯由铝合金和石墨烯制成，石墨烯占纤芯的重量比为1.5‑2.5%，铝合金由以下重量比的组分构成：Ti0.05‑0.25%、Si、Cu、Ce0.005‑0.01%、Pr0.008‑0.015%、Hf0.04‑0.06%、Sc、Fe、Cr、B、Mg、Mn，余量为铝和不可避免杂质。本发明的抗拉电缆导体，首先，能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续性能稳定；其次，铝Pr、Hf、Sc形成三维网络结构，进一步增强了纤芯的抗拉强度，从而增强了电缆导体的抗拉强度。

Description

一种抗拉电缆导体和抗拉电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种抗拉电缆导体和抗拉电缆。
背景技术
申请号为200720108676.8的中国实用新型专利《一种海底交联电力电缆》公开了一种电缆结构，该结构包括由内到外设置的纤芯、铠装内衬层、铠装层和铠装外护层，特点是铠装层由多根均匀环绕排列的非磁性金属丝组成，非磁性金属丝外设置有塑料防腐层；优点是用非磁性金属丝铠装结构替代镀锌钢丝铠装结构既免除了采取镀锌钢丝铠装结构而产生的严重涡流、磁滞损耗，使其允许载流量比镀锌钢丝铠装电缆的允许载流量高出近30％，又保证了海底交联电力电缆的抗拉强度；在非磁性金属丝外设置有塑料防腐层，使非磁性金属丝铠装电缆能长期置于海水中而不会被腐蚀。但其缺点是其只对铠装层作了改进，而没有对导体的抗拉强度作改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种抗拉电缆导体和抗拉电缆。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种抗拉电缆导体，包括纤芯，所述纤芯由铝合金和石墨烯制成，所述石墨烯占纤芯的重量比为1.5-2.5%，所述铝合金由以下重量比的组分构成：Ti：0.05-0.25%、Si：0.5-0.8%、Cu：0.03-0.05%、Ce：0.005-0.01%、Pr：0.008-0.015%、Hf：0.04-0.06%、Sc：0.01-0.03%、Fe：0.002-0.008%、Cr：0.008-0.01%、B：0.05-0.1%、Mg：0.03-0.06%、Mn：0.035-0.055%，余量为铝和不可避免杂质。
其中，所述纤芯由铝合金和石墨烯制成，所述石墨烯占纤芯的重量比为1.8-2.0%。
其中，所述铝合金由以下重量比的组分构成：
Ti：0.10-0.15%、Si：0.5-0.8%、Cu：0.03-0.05%、Ce：0.005-0.01%、Pr：0.008-0.015%、Hf：0.04-0.06%、Sc：0.01-0.03%、Fe：0.002-0.008%、Cr：0.008-0.01%、B：0.05-0.1%、Mg：0.03-0.06%、Mn：0.035-0.055%，余量为铝和不可避免杂质。
其中，所述铝合金由以下重量比的组分构成：
Ti：0.11-0.13%、Si：0.5-0.8%、Cu：0.03-0.05%、Ce：0.005-0.01%、Pr：0.008-0.015%、Hf：0.04-0.06%、Sc：0.01-0.03%、Fe：0.002-0.008%、Cr：0.008-0.01%、B：0.05-0.1%、Mg：0.03-0.06%、Mn：0.035-0.055%，余量为铝和不可避免杂质。
其中，所述铝合金由以下重量比的组分构成：
Ti：0.12%、Si：0.6%、Cu：0.04%、Ce：0.008%、Pr：0.012%、Hf：0.05%、Sc：0.02%、Fe：0.006%、Cr：0.009%、B：0.08%、Mg：0.05%、Mn：0.045%，余量为铝和不可避免杂质。
本发明还提供一种抗拉电缆，包括屏蔽层和如上所述的抗拉电缆导体，所述屏蔽层的组分采用如上所述纤芯的组分。
本发明的有益效果：
本发明的一种抗拉电缆导体，其纤芯采用铝合金和石墨烯制成，且石墨烯占纤芯的重量比为1.5-2.5%，铝合金由以下重量比的组分构成：Ti：0.05-0.25%、Si：0.5-0.8%、Cu：0.03-0.05%、Ce：0.005-0.01%、Pr：0.008-0.015%、Hf：0.04-0.06%、Sc：0.01-0.03%、Fe：0.002-0.008%、Cr：0.008-0.01%、B：0.05-0.1%、Mg：0.03-0.06%、Mn：0.035-0.055%，余量为铝和不可避免杂质。本发明的抗拉电缆导体，首先，相比于现有技术中的纯铝电缆导体，采用铝合金作为纤芯组分之一，使得本发明电缆导体的抗拉伸性能优于纯铝导体，能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续性能稳定；其次，铝合金中加入0.05-0.25%的Ti、0.005-0.01%的Ce、0.008-0.015%的Pr、0.04-0.06%的Hf、0.01-0.03%的Sc，各元素协同增效，使得铝合金具有较强的抗拉强度；最后，在纤芯中加入1.5-2.5%的石墨烯，使得石墨烯与0.05-0.25%的Ti、0.005-0.01%的Ce、0.008-0.015%的Pr、0.04-0.06%的Hf、0.01-0.03%的Sc形成三维网络结构，进一步增强了纤芯的抗拉强度，从而增强了电缆导体的抗拉强度。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例的一种抗拉电缆导体，包括纤芯，所述纤芯由铝合金和石墨烯制成，所述石墨烯占纤芯的重量比为1.5%，所述铝合金由以下重量比的组分构成：
Ti：0.05%、Si：0.5%、Cu：0.03%、Ce：0.005%、Pr：0.008%、Hf：0.04%、Sc：0.01%、Fe：0.002%、Cr：0.008%、B：0.05%、Mg：0.03%、Mn：0.035%，余量为铝和不可避免杂质。
本实施例的一种抗拉电缆导体的纤芯的制备方法为：
(1)将上述铝合金雾化粉体和添加量为占纤芯1.5wt.%的石墨烯在转速20r/min的混粉机中混合48h，再放入转速200r/min的VC高效混合机中混合30min，得混合粉体；
(2)将步骤（1）所制得的混合粉体、磨球和硬脂酸置于搅拌式球磨机中，充入液氮，待液氮浸没全部磨球时开始球磨，球料比为30∶1，低温球磨4小时；
(3)将步骤(2)中球磨后的粉末取出并置于惰性气体保护箱中，待其温度恢复至室温后装入铝复合材料包套内；
(4)于300℃和2.0×10-3Pa真空度下，对包套真空除气2h，除气结束后将包套砸瘪，焊合密封；
(5)于400℃和100MPa压力下，对密封的所述包套保压时间2h进行热等静压，然后进行热挤压，得所述纤芯。
本实施例的抗拉电缆，包括本实施例的抗拉电缆导体和设在该抗拉电缆导体外围的屏蔽层，屏蔽层的组分采用如上所述纤芯的组分。
实施例2
本实施例的一种抗拉电缆导体，包括纤芯，所述纤芯由铝合金和石墨烯制成，所述石墨烯占纤芯的重量比为2.5%，所述铝合金由以下重量比的组分构成：
Ti：0.25%、Si：0.8%、Cu：0.05%、Ce：0.01%、Pr：0.015%、Hf：0.06%、Sc：0.03%、Fe：0.008%、Cr：0.01%、B：0.1%、Mg：0.06%、Mn：0.055%，余量为铝和不可避免杂质。
本实施例一种抗拉电缆导体的纤芯的制备方法与实施例1相同。
本实施例的抗拉电缆，包括本实施例的抗拉电缆导体和设在该抗拉电缆导体外围的屏蔽层，屏蔽层的组分采用如上所述纤芯的组分。
实施例3
本实施例的一种抗拉电缆导体，包括纤芯，所述纤芯由铝合金和石墨烯制成，所述石墨烯占纤芯的重量比为1.9%，所述铝合金由以下重量比的组分构成：
Ti：0.13%、Si：0.65%、Cu：0.04%、Ce：0.008%、Pr：0.01%、Hf：0.05%、Sc：0.02%、Fe：0.006%、Cr：0.009%、B：0.08%、Mg：0.04%、Mn：0.045%，余量为铝和不可避免杂质。
本实施例一种抗拉电缆导体的纤芯的制备方法与实施例1相同。
本实施例的抗拉电缆，包括本实施例的抗拉电缆导体和设在该抗拉电缆导体外围的屏蔽层，屏蔽层的组分采用如上所述纤芯的组分。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种抗拉电缆导体，包括纤芯，其特征在于，所述纤芯由铝合金和石墨烯制成，所述石墨烯占纤芯的重量比为1.5-2.5%，所述铝合金由以下重量比的组分构成：
Ti：0.05-0.25%、Si：0.5-0.8%、Cu：0.03-0.05%、Ce：0.005-0.01%、Pr：0.008-0.015%、Hf：0.04-0.06%、Sc：0.01-0.03%、Fe：0.002-0.008%、Cr：0.008-0.01%、B：0.05-0.1%、Mg：0.03-0.06%、Mn：0.035-0.055%，余量为铝和不可避免杂质。
2.如权利要求1所述的抗拉电缆导体，其特征在于，所述石墨烯占纤芯的重量比为1.8-2.0%。
3.如权利要求1或2所述的抗拉电缆导体，其特征在于，所述铝合金由以下重量比的组分构成：
Ti：0.10-0.15%、Si：0.5-0.8%、Cu：0.03-0.05%、Ce：0.005-0.01%、Pr：0.008-0.015%、Hf：0.04-0.06%、Sc：0.01-0.03%、Fe：0.002-0.008%、Cr：0.008-0.01%、B：0.05-0.1%、Mg：0.03-0.06%、Mn：0.035-0.055%，余量为铝和不可避免杂质。
4.如权利要求1或2所述的抗拉电缆导体，其特征在于，所述铝合金由以下重量比的组分构成：
Ti：0.11-0.13%、Si：0.5-0.8%、Cu：0.03-0.05%、Ce：0.005-0.01%、Pr：0.008-0.015%、Hf：0.04-0.06%、Sc：0.01-0.03%、Fe：0.002-0.008%、Cr：0.008-0.01%、B：0.05-0.1%、Mg：0.03-0.06%、Mn：0.035-0.055%，余量为铝和不可避免杂质。
5.如权利要求1或2所述的抗拉电缆导体，其特征在于，所述铝合金由以下重量比的组分构成：
Ti：0.12%、Si：0.6%、Cu：0.04%、Ce：0.008%、Pr：0.012%、Hf：0.05%、Sc：0.02%、Fe：0.006%、Cr：0.009%、B：0.08%、Mg：0.05%、Mn：0.045%，余量为铝和不可避免杂质。
6.一种抗拉电缆，其特征在于，包括屏蔽层和如权利要求1-5任一项所述的抗拉电缆导体，所述屏蔽层的组分采用如权利要求1-5任一项所述纤芯的组分。
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