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Abstract

本发明涉及一种水冷电缆，由内置外，依次设置有內通水管、铜导体、高温绝缘带、橡胶复合套管、金属轧纹管外套；所述內通水管的内侧壁设置有若干个齿形柱；所述內通水管设置在铜导体的中心；所述铜导体由直径Φ0.50mm的漆包线多根绞合组成股线依次围绕內通水管由左向成缆，且成缆节距倍比小于或等于14。本发明同时涉及制备内通水管的材料和方法。本发明是一种耐高温和防腐蚀性好的水冷电缆。

Description

一种水冷电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种水冷电缆。
背景技术
众所周知，一般电缆、电线的绝缘材料都是有机高分子材料，在高温条件下极易老化，失去绝缘作用。而在化工、硅铁、钢铁及特钢企业的产品生产时，其工作状况处于高温、浓烟尘中，故在连接电极与导电电缆需要一种水冷大电流电缆。因而，该水冷电缆外套胶管极易在如此恶劣的环境中损坏。目前业内配套产品生产厂家设计生产的水冷电缆全部为胶管式。
在国内仍是引进国外的水冷电缆，由于结构设计和理论尺寸计算的缺陷与不足，多根裸铜母线在安装过程中产生很大的内应力，在水冷电缆弯曲和运动过程中，多根裸铜母线间互相挤压摩擦，造成电缆过早损坏。同时，裸铜母线间不绝缘，相互堆积，由于电流传输的集肤效应，降低了实际导电截面积，直接影响导电效率，造成电力资源的浪费。
所以，一旦电缆的外套管损坏，也将整个电缆报废更换掉，致使停产、更换，其维修成本和停产时间都较长，极大地影响了正常生产计划，也使生产成本居高不下；如何在高温条件下能发挥正常的输电功能是电缆企业目前的一个难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐高温和防腐蚀性好的水冷电缆。
本发明采用如下技术方案：
一种水冷电缆，由内置外，依次设置有內通水管、铜导体、高温绝缘带、橡胶复合套管、金属轧纹管外套；所述內通水管的内侧壁设置有若干个齿形柱；所述內通水管设置在铜导体的中心；所述铜导体由直径Φ0.50mm的漆包线多根绞合组成股线依次围绕內通水管由左向成缆，且成缆节距倍比小于或等于14。
进一步的，所述內通水管的内测壁上间隔72°设置有5个齿形柱，所述齿形柱的高度为內通水管的壁厚的1.5～2.0倍，所述內通水管的壁厚为1.5～3.0mm。
进一步的，所述高温绝缘带的标称厚度为0.4～2.0mm；所述高温绝缘带间隙绕包设置在铜导体外层，绕包间隙为15～100mm。
进一步的，所述橡胶复合套管设置在高温绝缘带的外层，其标称厚度为3.0～5.0mm；所述金属轧纹管外套设置在橡胶复合套管外层，所述金属轧纹管外套标称厚度为0.5～1.0mm。
进一步的，所述金属轧纹管外套采用氩弧纵缝焊接工艺设置在橡胶复合套管的外层。
进一步的，所述內通水管的材料采用如下重量份的原料密炼制备：
乙烯-辛烯共聚物POE 20~50份
乙丙橡胶 50~80份
氧化锌 5~13份
硬脂酸 0.5~1.3份
偶联剂A-172 1~2份
防老剂 3.5~4.5份
聚异丁烯 15~25份
炭黑 100~120份
滑石粉 25~50份
硫化剂 4.2~4.8份。
进一步的，所述防老剂包括1.5~2.5重量份的对二异丙苯基二苯胺和1.0~2.5重量份的2-巯基苯并咪唑。
进一步的，所述炭黑包括40~70重量份的N330炭黑和40~70重量份的N660炭黑。
进一步的，所述硫化剂包括0.7~0.8重量份的三烯丙基异三聚氰酸酯和3.5~4.0重量份的1,4—双叔丁基过氧化异丙基苯。
进一步的，所述密炼方法为：将乙烯-辛烯共聚物POE、乙丙橡胶、氧化锌、硬脂酸、偶联剂A-172、炭黑、防老剂和聚异丁烯，加入密炼机中密炼10~25分钟至120~135℃下料过滤后，放置常温，得到混合料；将所述混合料中加入硫化剂，在密炼混合6~15分钟至100~115℃即得。
所述电缆的制备方法为，1）将铜导体由直径Φ0.50mm的漆包线多根绞合组成股线依次围绕內通水管由左向成缆，成缆节距倍比小于或等于14。2）高温绝缘带间隙绕包设置在铜导体外层，绕包间隙为15～100mm。3）橡胶复合套管挤包在高温绝缘带的外层；4）金属轧纹管外套采用氩弧纵缝焊接工艺设置在橡胶复合套管的外层。
进一步的，上述步骤4）具体工艺方法为：将清洁干净的金属带精确切边后，通过模具纵包成型，在惰性气体保护下进行连续对接纵缝焊接，其中，氩气的流量应控制在6-15Mpa之间；焊接电流控制在40-160A之间；冷却润滑、经拉伸定径、渦流探伤和轧纹而成产品。
生产设备流程如下所述：缆芯线放线→缆芯线张力控制→金属带主动放带装置→金属带张力控制→进带定位→金属带精切装置→金属带精切废边收卷装置→精密轮式纵包成型→氩弧纵缝焊接→渦流探伤→冷却润滑→拉伸定径→轧纹→清洗吹干→计米→电缆激光喷码装置。
本发明的有益效果在于：
本发明的电缆工艺简单、具有载流量大、柔性好、安全、环保、高性能的水冷电缆。是目前国内国际上最先进的防爆和防腐蚀性的“柔性水冷电缆”。本发明适应电缆长期环境工作温度350℃要求，能够满足较大的过载能力、耐腐蚀和其他气体、高温的环境下使用；其金属外护套的熔点近千度，因此本发明的电缆可以在350℃情况下继续保持供电。
本发明的电缆为高科技、高附加值的产品，其电气性能和安全性能都极为优越。在满足产品生产工艺的前提下，降低短网系统阻抗，提高电能利用率，减少贵重金属材料用量与冶金设备故障停车率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的水冷电缆的横截面结构示意图；
其中，1內通水管、2铜导体、3高温绝缘带、4橡胶复合套管、5金属轧纹管外套、6齿形柱。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。
实施例1~4
一种水冷电缆，实施例1~4的结构如图1和图2所示，由内置外，依次设置有內通水管1、铜导体2、高温绝缘带3、橡胶复合套管4、金属轧纹管外套5；所述內通水管1的内侧壁设置有若干个齿形柱6；所述內通水管1设置在铜导体2的中心；所述铜导体2由直径Φ0.50mm的漆包线多根绞合组成股线依次围绕內通水管1由左向成缆，且成缆节距倍比小于或等于14。
所述內通水管1的内测壁上间隔72°设置有5个齿形柱6，所述齿形柱6的高度为內通水管1的壁厚的1.5～2.0倍，所述內通水管1的壁厚为1.5～3.0mm。
所述高温绝缘带3的标称厚度为0.4～2.0mm；所述高温绝缘带3间隙绕包设置在铜导体2外层，绕包间隙为15～100mm。
所述橡胶复合套管4设置在高温绝缘带3的外层，其标称厚度为3.0～5.0mm；所述金属轧纹管外套5设置在橡胶复合套管4外层，所述金属轧纹管外套5标称厚度为0.5～1.0mm。
所述金属轧纹管外套5采用氩弧纵缝焊接工艺设置在橡胶复合套管4的外层。
所述电缆的制备方法为，1）将铜导体由直径Φ0.50mm的漆包线多根绞合组成股线依次围绕內通水管由左向成缆，成缆节距倍比小于或等于14；2）高温绝缘带间隙绕包设置在铜导体外层，绕包间隙为15～100mm；3）橡胶复合套管挤包在高温绝缘带的外层；4）金属轧纹管外套采用氩弧纵缝焊接工艺设置在橡胶复合套管的外层。
上述步骤4）具体工艺方法为：将清洁干净的金属带精确切边后，通过模具纵包成型，在惰性气体保护下进行连续对接纵缝焊接，其中，氩气的流量应控制在6-15Mpa之间；焊接电流控制在40-160A之间，优选85A；冷却润滑、经拉伸定径、渦流探伤和轧纹而成产品。
生产设备流程如下所述：缆芯线放线→缆芯线张力控制→金属带主动放带装置→金属带张力控制→进带定位→金属带精切装置→金属带精切废边收卷装置→精密轮式纵包成型→氩弧纵缝焊接→渦流探伤→冷却润滑→拉伸定径→轧纹→清洗吹干→计米→电缆激光喷码装置。
实施例1~4的区别在于，內通水管1的材料不同，具体配方如表1所示。
表1制备內通水管配方（重量份）
其中，该乙丙橡胶中的乙烯含量为60wt%；防老剂445为：对二异丙苯基二苯胺；防老剂MB为：2-巯基苯并咪唑；硫化剂BIBP为：1,4—双（叔丁基过氧化异丙基）苯；硫化剂TAIC为三烯丙基异三聚氰酸酯；聚异丁烯的分子量（Mn）1300，粘度cst（100℃时），650±50。
內通水管的制备方法为：依照表1中的重量份，将乙烯-辛烯共聚物、乙丙橡胶、氧化锌、硬脂酸、偶联剂A-172、炭黑、防老剂、和聚异丁烯，加入密炼机中密炼10-25分钟至120-135℃下料过滤后，放置常温待用，得到混合料；将上述混合料中加入硫化剂，再密炼混合6-15分钟至100-115℃，得到內通水管。
表2实施例1~4生产中得到內通水管成品的性能表
根据上述的实施例对本发明作了详细描述。需说明的是，以上的实施例仅为了举例说明发明而已。在不偏离本发明的精神和实质的前提下，本领域技术人员可以设计出本发明的多种替换方案和改进方案，其均应被理解为在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水冷电缆，其特征在于，由内置外，依次设置有內通水管（1）、铜导体（2）、高温绝缘带（3）、橡胶复合套管（4）、金属轧纹管外套（5）；所述內通水管（1）的内侧壁设置有若干个齿形柱（6）；所述內通水管（1）设置在铜导体（2）的中心；所述铜导体（2）由直径Φ0.50mm的漆包线多根绞合组成股线依次围绕內通水管（1）由左向成缆，且成缆节距倍比小于或等于14。
2.根据权利要求1所述的一种水冷电缆，其特征在于，所述內通水管（1）的内测壁上间隔72°设置有5个齿形柱（6），所述齿形柱（6）的高度为內通水管（1）的壁厚的1.5～2.0倍，所述內通水管（1）的壁厚为1.5～3.0mm。
3.根据权利要求1所述的一种水冷电缆，其特征在于，所述高温绝缘带（3）的标称厚度为0.4～2.0mm；所述高温绝缘带（3）间隙绕包设置在铜导体（2）外层，绕包间隙为15～100mm。
4.根据权利要求1所述的一种水冷电缆，其特征在于，所述橡胶复合套管（4）设置在高温绝缘带（3）的外层，其标称厚度为3.0～5.0mm；所述金属轧纹管外套（5）设置在橡胶复合套管（4）外层，所述金属轧纹管外套（5）标称厚度为0.5～1.0mm。
5.根据权利要求1所述的一种水冷电缆，其特征在于，所述金属轧纹管外套（5）采用氩弧纵缝焊接工艺设置在橡胶复合套管（4）的外层。
6.根据权利要求1-5任一项所述的水冷电缆，其特征在于，所述內通水管（1）的材料采用如下重量份的原料通过密炼制备：
乙烯-辛烯共聚物POE 20~50份
乙丙橡胶 50~80份
氧化锌 5~13份
硬脂酸 0.5~1.3份
偶联剂A-172 1~2份
防老剂 3.5~4.5份
聚异丁烯 15~25份
炭黑 100~120份
滑石粉 25~50份
硫化剂 4.2~4.8份。
7.根据权利要求6所述的一种水冷电缆，其特征在于，所述防老剂包括1.5~2.5重量份的对二异丙苯基二苯胺和1.0~2.5重量份的2-巯基苯并咪唑。
8.根据权利要求6所述的一种水冷电缆，其特征在于，所述炭黑包括40~70重量份的N330炭黑和40~70重量份的N660炭黑。
9.根据权利要求6所述的一种水冷电缆，其特征在于，所述硫化剂包括0.7~0.8重量份的三烯丙基异三聚氰酸酯和3.5~4.0重量份的1,4—双叔丁基过氧化异丙基苯。
10.根据权利要求6所述的一种水冷电缆，其特征在于，所述密炼方法为：将乙烯-辛烯共聚物POE、乙丙橡胶、氧化锌、硬脂酸、偶联剂A-172、炭黑、防老剂和聚异丁烯，加入密炼机中密炼10~25分钟至120~135℃下料过滤后，放置常温，得到混合料；将所述混合料中加入硫化剂，在密炼混合6~15分钟至100~115℃即得。
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