CN106653210B - 一种电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电缆，其铝合金导体组成成分为(wt％)：碳纳米管1.1％～8.3％，锰0.15％～0.43％，硅0.14％～0.33％，铁0.16％～0.23％，镓0.08％～0.18％，混合稀土元素0.02％～0.05％，锡0.02％～0.04％，镁0.02％～0.035％，锗0.02％～0.16％，钛0.01％～0.13％，铬0.01％～0.11％，镍0.01％～0.08％，铜0.01％～0.06％，其余为铝和不可避免的杂质，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧22～31，镱18～23，钷11～26，铽9～17，钕7～13，铕5～10，钪3～6；其绝缘层组成成分为(重量份)：TPU135～178，SEBS67～103，聚丙烯19～45，增容剂SEBS‑g‑MAH17～32，导热硅胶7～16，石墨3～8，钕0.62～0.85，紫外线吸收剂1.5～3.6，橡胶级硬脂酸1.8～4.1，二氧化钛12～23，钛酸正丁酯0.8～1.1，二碱式亚磷酸铅1.3～3.4，氢氧化铝8.7～16.5，氧化镁36～57，纳米氧化锌3.2～5.4，硅橡胶级沉淀二氧化硅18～34，独居石28～43，以及不可避免的杂质。本发明的电缆，通过对铝合金和绝缘层的改进，降低了电力输送过程中的能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种电缆，尤其是一种能够降低导电消耗的节能电缆。
背景技术
在电力输送过程中，损耗是不可避免的，每年因输送导致的损耗数量是巨大的。其中，据国家能源局发布的全国跨区跨省输电线路损耗情况通报记载，2013年全国跨区输电总计送端电量2907.2亿千瓦时，受端电量2006.2亿千瓦时，损失电量91亿千瓦时，平均输电损耗率4.34％。如何减少传输中的能耗是人们一直致力于解决的技术问题，而随着节能减排和环保意识的加强，这一问题更加为人们所关注。
电力输送中对损耗的主要影响因素是电缆的电阻大小，而电缆电阻的大小主要取决于导体本身的电阻，同时还受其他多个因素的影响。
目前电力输送中的常用导电材料主要为铝或铜，而在以铝为导电材料时，为了获得更佳的综合性能，通常采用铝合金材料。通常认为，合金中的铝含量越高，其电导率也就越好。
而为了使得铝合金材料具有更佳的电导率，人们研究开发了多种铝合金材料，但是，其仍有可提高的空间。
另外，导体的温升会导致温度附加电阻，因此，对于具有包裹层的电缆而言，其对导体温升的影响是需要考虑的重要因素。
以空气中敷设的交流电缆为例，其载流量可按下式计算：
式中：I为导体中流过的电流(A)，△θ为高于环境温度的导体温升(K)，Wd为导体绝缘单位长度的介质损耗(W/m)，R为最高工作温度下导体单位长度的交流电阻(Ω/m)，T1为一根导体和金属护套之间单位长度的热阻(K·m/W)，T2为金属套与铠装之间衬垫层单位长度的热阻(K·m/W)，T3为电缆外护层单位长度的热阻(K·m/W)，T4为电缆表面与周围媒质之间单位长度的热阻(K·m/W)，n为电缆中载有负荷的导体数(导体截面相同、负荷相同)，λ1为电缆金属套损耗相对于该电缆所有导体总损耗的比率，λ2为电缆铠装损耗相对于该电缆所有导体总损耗的比率。
由此可知，电能传输中的能量损耗不仅与其导体电阻有关，还与包覆层的性能例如热阻等有关联。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种电缆，其导体具有更高的电导率，包覆层具有改进的热阻性能，可以降低电缆在输送电力过程中的能量损耗。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种电缆，其包括：
导电芯体和其外部的包裹层，其导电芯体由铝合金材料制成，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管1.1％～8.3％，锰0.15％～0.43％，硅0.14％～0.33％，铁0.16％～0.23％，镓0.08％～0.18％，混合稀土元素0.02％～0.05％，锡0.02％～0.04％，镁0.02％～0.035％，锗0.02％～0.16％，钛0.01％～0.13％，铬0.01％～0.11％，镍0.01％～0.08％，铜0.01％～0.06％，其余为铝和不可避免的杂质，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧22～31，镱18～23，钷11～26，铽9～17，钕7～13，铕5～10，钪3～6；
其外部的包裹层包括绝缘层，绝缘层由如下重量份的成分组成：
TPU(Thermoplastic polyurethanes，热塑性聚氨酯弹性体橡胶)135～178，SEBS(氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物)67～103，聚丙烯19～45，增容剂SEBS-g-MAH17～32，导热硅胶7～16，石墨3～8，钕0.62～0.85，紫外线吸收剂1.5～3.6，橡胶级硬脂酸1.8～4.1，二氧化钛12～23，钛酸正丁酯0.8～1.1，二碱式亚磷酸铅1.3～3.4，氢氧化铝8.7～16.5，氧化镁36～57，纳米氧化锌3.2～5.4，硅橡胶级沉淀二氧化硅18～34，独居石28～43，以及不可避免的杂质。
本发明一个较佳实施例的电缆，其铝合金材料中下列各成分的重量百分比含量为：碳纳米管4.1％～8.2％，锰0.25％～0.37％，硅0.19％～0.31％，铁0.17％～0.19％，镓0.13％～0.17％，混合稀土元素0.03％～0.045％，锡0.02％～0.03％，镁0.021％～0.029％，锗0.05％～0.11％，钛0.02％～0.07％，铬0.02％～0.06％，镍0.03％～0.07％，铜0.02％～0.05％，借以获得更佳的电导率。
其中，为了获得更佳的电导率，更进一步的，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧25～28，镱19～21，钷12～16，铽11～13，钕8～12，铕6～8，钪4～5。
本发明一个较佳实施例的电缆，其铝合金材料包含如下重量百分比的成分：碳纳米管6.2％，锰0.33％，硅0.29％，铁0.18％，镓0.16％，混合稀土元素0.04％，锡0.028％，镁0.025％，锗0.08％，钛0.03％，铬0.04％，镍0.05％，铜0.036％，借以获得更佳的电导率。
其中，为了获得更佳的电导率，更进一步的，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧26.1，镱20.3，钷14.6，铽12.7，钕10.3，铕7.1，钪4.6。
本发明一个较佳实施例的电缆，其绝缘层中下列各成分的重量份为：TPU142～165，SEBS76.7～92.3，聚丙烯21.9～34.5，增容剂SEBS-g-MAH21.7～23.2，导热硅胶9.7～13.6，石墨4.3～6.8，钕0.68～0.79，紫外线吸收剂1.85～2.46，橡胶级硬脂酸2.18～3.41，二氧化钛15.2～21.3，钛酸正丁酯0.87～1.01，二碱式亚磷酸铅1.83～2.67，氢氧化铝10.7～13.6，氧化镁39.6～53.7，纳米氧化锌3.82～4.95，硅橡胶级沉淀二氧化硅21.8～29.7，独居石32.8～41.3，借以获得更佳的热阻性能。
本发明一个较佳实施例的电缆，其绝缘层包含如下重量份的成分：TPU157，SEBS83.4，聚丙烯30.1，增容剂SEBS-g-MAH22.3，导热硅胶11.7，石墨5.82，钕0.78，紫外线吸收剂2.31，橡胶级硬脂酸2.93，二氧化钛17.34，钛酸正丁酯0.98，二碱式亚磷酸铅2.34，氢氧化铝12.75，氧化镁46.57，纳米氧化锌4.34，硅橡胶级沉淀二氧化硅25.7，独居石36.5，借以获得更佳的热阻性能。
本发明一个较佳实施例的电缆，其导电芯体包括中心导体和外层导体，以及设于二者之间的绝缘夹层，外层导体由若干扇环构成，绝缘夹层由上述任一种绝缘层的材质制成。
其中，中心导体由多个扇形股块绞合而成，相邻扇形股块之间设置有第二绝缘夹层，外层导体的相邻扇环之间设置有第三绝缘夹层，第二绝缘夹层由上述任一种绝缘层的材质制成，第三绝缘夹层由上述任一种绝缘层的材质制成。
进一步的，其包裹层还包括：半导电层、半导电屏蔽层、缓冲层、金属护套和外被层，其中，半导电层、绝缘层、半导电屏蔽层、缓冲层、金属护套和外被层由内至外依次设置。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：本发明的电缆，通过对其中的导电材料的改进，降低了电阻率，获得了更佳的电导率，降低了电力输送过程中的能耗，且具有更佳的抗拉强度；通过对其中的绝缘层的改进，在保证良好绝缘性能和优良机械性能的同时，获得了更佳的热阻性能，降低了电力输送过程中的能耗，且具有更佳的耐候性、耐磨性能、耐老化性能和耐火阻燃性能，尤其是耐氧化性能，另外，其屏蔽性能也有一定的改良。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面通过具体实施例，对本发明作详细描述。
实施例1
本发明第一实施例的电缆，其包括：
导电芯体和其外部的包裹层(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例11-20中的任一种，也可以是现有的包裹层)，其导电芯体由铝合金材料制成，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管1.1％，锰0.15％，硅0.14％，铁0.16％，镓0.08％，混合稀土元素0.02％，锡0.02％，镁0.02％，锗0.02％，钛0.01％，铬0.01％，镍0.01％，铜0.01％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例2
本发明第二实施例的电缆，其包括：
导电芯体和其外部的包裹层(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例11-20中的任一种，也可以是现有的包裹层)，其导电芯体由铝合金材料制成，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管8.3％，锰0.43％，硅0.33％，铁0.23％，镓0.18％，混合稀土元素0.05％，锡0.04％，镁0.035％，锗0.16％，钛0.13％，铬0.11％，镍0.08％，铜0.06％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例3
本发明第三实施例的电缆，其包括：
导电芯体和其外部的包裹层(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例11-20中的任一种，也可以是现有的包裹层)，其导电芯体由铝合金材料制成，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管4.1％，锰0.25％，硅0.19％，铁0.17％，镓0.13％，混合稀土元素0.03％，锡0.02％，镁0.021％，锗0.05％，钛0.02％，铬0.02％，镍0.03％，铜0.02％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例4
本发明第四实施例的电缆，其包括：
导电芯体和其外部的包裹层(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例11-20中的任一种，也可以是现有的包裹层)，其导电芯体由铝合金材料制成，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管8.2％，锰0.37％，硅0.31％，铁0.19％，镓0.17％，混合稀土元素0.045％，锡0.03％，镁0.029％，锗0.11％，钛0.07％，铬0.06％，镍0.07％，铜0.05％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例5
本发明第五实施例的电缆，其包括：
导电芯体和其外部的包裹层(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例11-20中的任一种，也可以是现有的包裹层)，其导电芯体由铝合金材料制成，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管6.2％，锰0.33％，硅0.29％，铁0.18％，镓0.16％，混合稀土元素0.04％，锡0.028％，镁0.025％，锗0.08％，钛0.03％，铬0.04％，镍0.05％，铜0.036％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例6
本发明第六实施例的电缆，其包括：
导电芯体和其外部的包裹层(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例11-20中的任一种，也可以是现有的包裹层)，其导电芯体由铝合金材料制成，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管1.1％，锰0.25％，硅0.29％，铁0.17％，镓0.18％，混合稀土元素0.02％，锡0.02％，镁0.035％，锗0.11％，钛0.03％，铬0.02％，镍0.01％，铜0.06％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例7
本发明第七实施例的电缆，其包括：
导电芯体和其外部的包裹层(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例11-20中的任一种，也可以是现有的包裹层)，其导电芯体由铝合金材料制成，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管4.1％，锰0.37％，硅0.19％，铁0.18％，镓0.08％，混合稀土元素0.045％，锡0.02％，镁0.02％，锗0.16％，钛0.07％，铬0.04％，镍0.03％，铜0.01％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例8
本发明第八实施例的电缆，其包括：
导电芯体和其外部的包裹层(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例11-20中的任一种，也可以是现有的包裹层)，其导电芯体由铝合金材料制成，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管6.2％，锰0.15％，硅0.31％，铁0.23％，镓0.13％，混合稀土元素0.03％，锡0.028％，镁0.021％，锗0.02％，钛0.13％，铬0.06％，镍0.05％，铜0.02％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例9
本发明第九实施例的电缆，其包括：
导电芯体和其外部的包裹层(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例11-20中的任一种，也可以是现有的包裹层)，其导电芯体由铝合金材料制成，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管8.2％，锰0.33％，硅0.14％，铁0.19％，镓0.17％，混合稀土元素0.05％，锡0.03％，镁0.028％，锗0.05％，钛0.01％，铬0.11％，镍0.07％，铜0.036％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例10
本发明第十实施例的电缆，其包括：
导电芯体和其外部的包裹层(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例11-20中的任一种，也可以是现有的包裹层)，其导电芯体由铝合金材料制成，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管8.3％，锰0.43％，硅0.33％，铁0.16％，镓0.16％，混合稀土元素0.04％，锡0.04％，镁0.029％，锗0.08％，钛0.02％，铬0.01％，镍0.08％，铜0.05％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方A)：镧22，镱18，钷11，铽9，钕7，铕5，钪3。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方B)：镧31，镱23，钷26，铽17，钕13，铕10，钪6。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方C)：镧25，镱19，钷12，铽11，钕8，铕6，钪4。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方D)：镧28，镱21，钷16，铽13，钕12，铕8，钪5。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方E)：镧26.1，镱20.3，钷14.6，铽12.7，钕10.3，铕7.1，钪4.6。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方F)：镧22，镱20.3，钷16，铽17，钕12，铕8，钪6。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方G)：镧26.1，镱23，钷11，铽11，钕13，铕6，钪4.6。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方H)：镧25，镱21，钷12，铽12.7，钕7，铕7.1，钪5。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方I)：镧31，镱18，钷14.6，铽13，钕8，铕5，钪4。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方J)：镧28，镱19，钷26，铽9，钕10.3，铕10，钪3。
前述实施例中的合金材料可以按如下方法制得：
S1、按预定比例准备上述各组分原料；
S2、将步骤S1中的铝原料的30wt％以及其他各组分混合置于球磨机中，按照每克混合料添加0.45ml石蜡的比例进行球磨，球料质量比16:1，大小球质量比1:5，转速750r/min，球磨时间18h；
S3、将步骤S2得到的粉末在595℃、11T压力下真空热压14h，制得坯料；
S4、将步骤S1中的铝原料的另外70wt％放入850℃的熔化炉中熔化为铝液，在780℃时将步骤S3中的坯料加入；
S5、精炼之后，制得二次坯料；
S6、将二次坯料在565℃，14T压力下热挤压，得到直径5.5mm的管材；
S7、将管材轧制12道次，得到直径3mm的线材。
前述实施例中的合金材料的性能测试如下：
实施例11
本发明第十一实施例的电缆，其包括：
导电芯体(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例1-10中的任一种，也可以是现有的导电芯体)和其外部的包裹层，其外部的包裹层包括绝缘层，绝缘层由如下重量份的成分组成：
TPU135，SEBS67，聚丙烯19，增容剂SEBS-g-MAH17，导热硅胶7，石墨3，钕0.62，紫外线吸收剂1.5，橡胶级硬脂酸1.8，二氧化钛12，钛酸正丁酯0.8，二碱式亚磷酸铅1.3，氢氧化铝8.7，氧化镁36，纳米氧化锌3.2，硅橡胶级沉淀二氧化硅18，独居石28，以及不可避免的杂质。
实施例12
本发明第十二实施例的电缆，其包括：
导电芯体(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例1-10中的任一种，也可以是现有的导电芯体)和其外部的包裹层，其外部的包裹层包括绝缘层，绝缘层由如下重量份的成分组成：
TPU178，SEBS103，聚丙烯45，增容剂SEBS-g-MAH32，导热硅胶16，石墨8，钕0.85，紫外线吸收剂3.6，橡胶级硬脂酸4.1，二氧化钛23，钛酸正丁酯1.1，二碱式亚磷酸铅3.4，氢氧化铝16.5，氧化镁57，纳米氧化锌5.4，硅橡胶级沉淀二氧化硅34，独居石43，以及不可避免的杂质。
实施例13
本发明第十三实施例的电缆，其包括：
导电芯体(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例1-10中的任一种，也可以是现有的导电芯体)和其外部的包裹层，其外部的包裹层包括绝缘层，绝缘层由如下重量份的成分组成：
TPU142，SEBS76.7，聚丙烯21.9，增容剂SEBS-g-MAH21.7，导热硅胶9.7，石墨4.3，钕0.68，紫外线吸收剂1.85，橡胶级硬脂酸2.18，二氧化钛15.2，钛酸正丁酯0.87，二碱式亚磷酸铅1.83，氢氧化铝10.7，氧化镁39.6，纳米氧化锌3.82。
实施例14
本发明第十四实施例的电缆，其包括：
导电芯体(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例1-10中的任一种，也可以是现有的导电芯体)和其外部的包裹层，其外部的包裹层包括绝缘层，绝缘层由如下重量份的成分组成：
TPU165，SEBS92.3，聚丙烯34.5，增容剂SEBS-g-MAH23.2，导热硅胶13.6，石墨6.8，钕0.79，紫外线吸收剂2.46，橡胶级硬脂酸3.41，二氧化钛21.3，钛酸正丁酯1.01，二碱式亚磷酸铅2.67，氢氧化铝13.6，氧化镁53.7，纳米氧化锌4.95。
实施例15
本发明第十五实施例的电缆，其包括：
导电芯体(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例1-10中的任一种，也可以是现有的导电芯体)和其外部的包裹层，其外部的包裹层包括绝缘层，绝缘层由如下重量份的成分组成：
TPU157，SEBS83.4，聚丙烯30.1，增容剂SEBS-g-MAH22.3，导热硅胶11.7，石墨5.82，钕0.78，紫外线吸收剂2.31，橡胶级硬脂酸2.93，二氧化钛17.34，钛酸正丁酯0.98，二碱式亚磷酸铅2.34，氢氧化铝12.75，氧化镁46.57，纳米氧化锌4.34，硅橡胶级沉淀二氧化硅25.7，独居石36.5。
实施例16
本发明第十六实施例的电缆，其包括：
导电芯体(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例1-10中的任一种，也可以是现有的导电芯体)和其外部的包裹层，其外部的包裹层包括绝缘层，绝缘层由如下重量份的成分组成：
TPU135，SEBS103，聚丙烯34.5，增容剂SEBS-g-MAH22.3，导热硅胶9.7，石墨3，钕0.85，紫外线吸收剂1.5，橡胶级硬脂酸2.18，二氧化钛17.34，钛酸正丁酯1.01，二碱式亚磷酸铅1.83，氢氧化铝10.7，氧化镁57，纳米氧化锌3.82，硅橡胶级沉淀二氧化硅18，独居石36.5。
实施例17
本发明第十七实施例的电缆，其包括：
导电芯体(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例1-10中的任一种，也可以是现有的导电芯体)和其外部的包裹层，其外部的包裹层包括绝缘层，绝缘层由如下重量份的成分组成：
TPU142，SEBS67，聚丙烯45，增容剂SEBS-g-MAH23.2，导热硅胶11.7，石墨5.82，钕0.79，紫外线吸收剂3.6，橡胶级硬脂酸1.8，二氧化钛15.2，钛酸正丁酯0.98，二碱式亚磷酸铅2.67，氢氧化铝8.7，氧化镁46.57，纳米氧化锌5.4，硅橡胶级沉淀二氧化硅25.7，独居石41.3。
实施例18
本发明第十八实施例的电缆，其包括：
导电芯体(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例1-10中的任一种，也可以是现有的导电芯体)和其外部的包裹层，其外部的包裹层包括绝缘层，绝缘层由如下重量份的成分组成：
TPU157，SEBS76.7，聚丙烯19，增容剂SEBS-g-MAH32，导热硅胶13.6，石墨8，钕0.78，紫外线吸收剂2.46，橡胶级硬脂酸4.1，二氧化钛12，钛酸正丁酯0.87，二碱式亚磷酸铅1.3，氢氧化铝13.6，氧化镁36，纳米氧化锌3.2，硅橡胶级沉淀二氧化硅29.4，独居石43。
实施例19
本发明第十九实施例的电缆，其包括：
导电芯体(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例1-10中的任一种，也可以是现有的导电芯体)和其外部的包裹层，其外部的包裹层包括绝缘层，绝缘层由如下重量份的成分组成：
TPU165，SEBS83.4，聚丙烯21.9，增容剂SEBS-g-MAH17，导热硅胶16，石墨4.3，钕0.68，紫外线吸收剂2.31，橡胶级硬脂酸3.41，二氧化钛23，钛酸正丁酯0.8，二碱式亚磷酸铅2.34，氢氧化铝16.5，氧化镁53.7，纳米氧化锌4.95，硅橡胶级沉淀二氧化硅21.8，独居石28。
实施例20
本发明第二十实施例的电缆，其包括：
导电芯体(可以是本发明保护范围中的任一种，例如实施例1-10中的任一种，也可以是现有的导电芯体)和其外部的包裹层，其外部的包裹层包括绝缘层，绝缘层由如下重量份的成分组成：
TPU178，SEBS92.3，聚丙烯30.1，增容剂SEBS-g-MAH21.7，导热硅胶7，石墨6.8，钕0.62，紫外线吸收剂1.85，橡胶级硬脂酸2.31，二氧化钛21.3，钛酸正丁酯1.1，二碱式亚磷酸铅3.4，氢氧化铝12.75，氧化镁39.6，纳米氧化锌4.34，硅橡胶级沉淀二氧化硅34，独居石32.8。
前述实施例中的绝缘层可以按如下方法制得：
S1、按预定比例准备上述各组分原料；
S2、将步骤S1中的聚丙烯和46％的SEBS加入混合机中，在176℃～264℃下以850rpm～980rpm的速度搅拌13～25min，然后在128～157℃下将钕和硅橡胶分别加入，以420～570rpm的转速继续搅拌11～15分钟；
S3、将步骤S1中的TPU和余量的SEBS混合，在208～至235℃下加入步骤S1中38％的钛酸正丁酯，并以800～1000rpm的转速搅拌20～30min；
S4、将步骤S2中的混合物料与步骤S3中的混合物料，以及橡胶级硬脂酸、纳米氧化锌、余量钛酸正丁酯和步骤S1中19％的独居石，投入密炼机中，在108～116℃、转速250～350的条件下，混炼3.5～5min后加入硅橡胶级沉淀二氧化硅、氢氧化铝、氧化镁、石墨和余量独居石，继续混炼2～3.5分钟，加入紫外线吸收剂、二氧化钛和二碱式亚磷酸铅，继续混炼7～12min；
S5、以步骤S4密炼后的混合物料为原料，硫化后制得绝缘层。
前述实施例中的绝缘层的性能测试如下：
| 序号 | 性能指标 | 单位 | 参数数值 |
| 1 | 体积电阻率 | Ω.cm | 1017～1019 |
| 2 | 表面电阻 | Ω | 1015～1017 |
| 3 | 抗张强度 | N/mm2 | 18～25 |
| 4 | 断裂伸长率 | ％ | 230～380 |
| 5 | 135℃×168h老化后抗张强度最大变化率 | ％ | ±8 |
| 6 | 135℃×168h老化后断裂伸长率最大变化率 | ％ | ±12 |
| 7 | 长期使用温度 | ℃ | -60～135 |
| 8 | 导热系数 | K·m/W | 3.6～5.2 |
上述任一实施例中的电缆，其可以采用如下结构：
其导电芯体包括中心导体和外层导体，以及设于二者之间的绝缘夹层，外层导体由若干扇环构成，绝缘夹层由本发明保护范围中的任一种绝缘层的材质制成(如实施例11至20中的任一种)。
较佳的，其中心导体由多个扇形股块绞合而成，相邻扇形股块之间设置有第二绝缘夹层，外层导体的相邻扇环之间设置有第三绝缘夹层，第二绝缘夹层由本发明保护范围中的任一种绝缘层的材质制成(如实施例11至20中的任一种)，第三绝缘夹层由本发明保护范围中的任一种绝缘层的材质制成(如实施例11至20中的任一种)。
第二绝缘夹层和第三绝缘夹层的材质优选为与绝缘夹层相同。
进一步的，其包裹层还包括：半导电层、半导电屏蔽层、缓冲层、金属护套和外被层，其中，半导电层、绝缘层、半导电屏蔽层、缓冲层、金属护套和外被层由内至外依次设置。
综上所述，本发明的电缆，通过对导电芯体的铝合金配方的改进，降低了其电阻，提高了电导率，降低了输电时的能耗，同时，由于其抗拉强度亦有所提高，提高了其工业实用性；通过对其包裹层中的绝缘层的改进，在保证良好绝缘性能和优良机械性能的同时，获得了更佳的热阻性能，降低了电力输送过程中的能耗，且具有更佳的耐候性、耐磨性能、耐老化性能和耐火阻燃性能，尤其是耐氧化性能，另外，其屏蔽性能也有一定的改良。
Claims (10)
1.一种电缆，其特征在于，其包括：
导电芯体和其外部的包裹层，其导电芯体由铝合金材料制成，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管1.1％～8.3％，锰0.15％～0.43％，硅0.14％～0.33％，铁0.16％～0.23％，镓0.08％～0.18％，混合稀土元素0.02％～0.05％，锡0.02％～0.04％，镁0.02％～0.035％，锗0.02％～0.16％，钛0.01％～0.13％，铬0.01％～0.11％，镍0.01％～0.08％，铜0.01％～0.06％，其余为铝和不可避免的杂质，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧22～31，镱18～23，钷11～26，铽9～17，钕7～13，铕5～10，钪3～6；
其外部的包裹层包括绝缘层，绝缘层由如下重量份的成分组成：
TPU135～178，SEBS67～103，聚丙烯19～45，增容剂SEBS-g-MAH17～32，导热硅胶7～16，石墨3～8，钕0.62～0.85，紫外线吸收剂1.5～3.6，橡胶级硬脂酸1.8～4.1，二氧化钛12～23，钛酸正丁酯0.8～1.1，二碱式亚磷酸铅1.3～3.4，氢氧化铝8.7～16.5，氧化镁36～57，纳米氧化锌3.2～5.4，硅橡胶级沉淀二氧化硅18～34，独居石28～43，以及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的电缆，其特征在于，其铝合金材料中下列各成分的重量百分比含量为：碳纳米管4.1％～8.2％，锰0.25％～0.37％，硅0.19％～0.31％，铁0.17％～0.19％，镓0.13％～0.17％，混合稀土元素0.03％～0.045％，锡0.02％～0.03％，镁0.021％～0.029％，锗0.05％～0.11％，钛0.02％～0.07％，铬0.02％～0.06％，镍0.03％～0.07％，铜0.02％～0.05％。
3.如权利要求2所述的电缆，其特征在于，其铝合金材料包含如下重量百分比的成分：碳纳米管6.2％，锰0.33％，硅0.29％，铁0.18％，镓0.16％，混合稀土元素0.04％，锡0.028％，镁0.025％，锗0.08％，钛0.03％，铬0.04％，镍0.05％，铜0.036％。
4.如权利要求1所述的电缆，其特征在于，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧25～28，镱19～21，钷12～16，铽11～13，钕8～12，铕6～8，钪4～5。
5.如权利要求4所述的电缆，其特征在于，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧26.1，镱20.3，钷14.6，铽12.7，钕10.3，铕7.1，钪4.6。
6.如权利要求1所述的电缆，其特征在于，其绝缘层中下列各成分的重量份为：TPU142～165，SEBS76.7～92.3，聚丙烯21.9～34.5，增容剂SEBS-g-MAH21.7～23.2，导热硅胶9.7～13.6，石墨4.3～6.8，钕0.68～0.79，紫外线吸收剂1.85～2.46，橡胶级硬脂酸2.18～3.41，二氧化钛15.2～21.3，钛酸正丁酯0.87～1.01，二碱式亚磷酸铅1.83～2.67，氢氧化铝10.7～13.6，氧化镁39.6～53.7，纳米氧化锌3.82～4.95，硅橡胶级沉淀二氧化硅21.8～29.7，独居石32.8～41.3。
7.如权利要求6所述的电缆，其特征在于，其绝缘层包含如下重量份的成分：TPU157，SEBS83.4，聚丙烯30.1，增容剂SEBS-g-MAH22.3，导热硅胶11.7，石墨5.82，钕0.78，紫外线吸收剂2.31，橡胶级硬脂酸2.93，二氧化钛17.34，钛酸正丁酯0.98，二碱式亚磷酸铅2.34，氢氧化铝12.75，氧化镁46.57，纳米氧化锌4.34，硅橡胶级沉淀二氧化硅25.7，独居石36.5。
8.如权利要求1至7中任一项所述的电缆，其特征在于：导电芯体包括中心导体和外层导体，以及设于二者之间的绝缘夹层，外层导体由若干扇环构成，绝缘夹层由权利要求1至7中任一项中所述的绝缘层的材质制成。
9.如权利要求8所述的电缆，其特征在于：中心导体由多个扇形股块绞合而成，相邻扇形股块之间设置有第二绝缘夹层，外层导体的相邻扇环之间设置有第三绝缘夹层，第二绝缘夹层由权利要求1至7中任一项中所述的绝缘层的材质制成，第三绝缘夹层由权利要求1至7中任一项中所述的绝缘层的材质制成。
10.如权利要求9所述的电缆，其特征在于：其包裹层还包括：半导电层、半导电屏蔽层、缓冲层、金属护套和外被层，其中，半导电层、绝缘层、半导电屏蔽层、缓冲层、金属护套和外被层由内至外依次设置。
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