CN107293368A - 电力电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电力电缆，包括有支撑芯、单芯体和绝缘层，所述支撑芯、单芯体位于绝缘层内，所述支撑芯位于绝缘层的中心位置，所述单芯体设有一个以上，所述单芯体呈周圆分层排布于支撑芯与绝缘层形成的环腔内，所述单芯体包括空心导电层、绝缘介质填充物和绝缘介质防护套，所述绝缘介质填充物设置于所述空心导电层内，所述绝缘介质防护套的周缘设有褶皱形的纹理，所述绝缘层外设有内护套，所述内护套外设有耐火层，所述耐火层外单股旋绞有钢丝铠装层，所述钢丝铠装层采用镀锌圆钢丝，所述钢丝铠装层外还设有外护套；该电力电缆可以有效地解决电缆的热缩问题，同时能够防止地下机械施工时的机械破坏和地下动物的破坏。

Description

电力电缆
技术领域
本发明具体涉及一种电力电缆。
背景技术
电线电缆是指用于电力、通信及相关传输用途的线材，是输送电能、传递信息和进行电磁转换以及制造各种电机、电器、仪表所不可缺少的基础器材。当前世界资源日益紧张，对电线所使用的材料也极为严格，对于用于引线框架、端子、接插件等的电子材料来说，作为制品的基本特性，要求高的强度和高的导电性或者导热性兼备。
中国经济持续快速的增长，为线缆产品提供了巨大的市场空间，中国市场强烈的诱惑力，使得世界都把目光聚焦于中国市场，在改革开放短短的几十年，中国线缆制造业所形成的庞大生产能力让世界刮目相看。随着中国电力工业、数据通信业、城市轨道交通业、汽车业以及造船等行业规模的不断扩大，对电线电缆的需求也将迅速增长，未来电线电缆业还有巨大的发展潜力。
目前的电缆护套主要由PVC材料制成，PVC材料护套在环境温度偏高时，会有比较大的收缩，电缆发热及环境的散热条件影响也会电缆护套产生热缩率，护套热缩越大，护套将越容易与缆芯脱离，从而对电缆的保护越差，且现有的电缆在道路整修或重新施工时极易遭受挖掘机等机械外力的破坏或老鼠等地下动物的破坏。
发明内容
为克服现有技术中的问题，本发明提供了一种可以有效地解决电缆的热缩问题，同时能够防止地下机械施工时的机械破坏和地下动物的破坏的电力电缆。
为了解决上述的问题本发明的采用的技术以及方法如下：
一种电力电缆，包括有支撑芯、单芯体和绝缘层，所述支撑芯、单芯体位于绝缘层内，所述支撑芯位于绝缘层的中心位置，所述单芯体设有一个以上，所述单芯体呈周圆分层排布于支撑芯与绝缘层形成的环腔内，所述单芯体包括空心导电层、绝缘介质填充物和绝缘介质防护套，所述绝缘介质填充物设置于所述空心导电层内，所述空心导电层套设于绝缘介质防护套内；所述绝缘介质防护套的周缘设有褶皱形的纹理，所述绝缘层外设有内护套，所述内护套外设有耐火层，所述耐火层外单股旋绞有钢丝铠装层，所述钢丝铠装层采用镀锌圆钢丝，所述钢丝铠装层外还设有外护套。
进一步的，所述外护套由以下重量份的原料制成：氯化聚乙烯50-60份，氯化石蜡40-50份，无机阻燃剂20-30份，硅酮母料4-8份，黑色母1-5份，稳定剂2-6份，防锈剂1-3份，防老剂1-3份、通用色素碳黑1-5份、氧化镁4-8份、硫酸钡6-12份、碳酸钙1-5份、增塑剂5-9份，无铅稳定剂6-10份，抗氧化剂12-15份，共混改进剂8-12份，玻璃纤维20-25份，聚醚醚酮15-25份；聚醚砜10-15份，碳纤维8-15份。
进一步的，所述内护套为氟料护套。
进一步的，所述共混改进剂是丁腈橡胶。
进一步的，所述纹理采用直条纹式缠绕于所述绝缘介质防护套的周缘。
进一步的，所述绝缘介质填充物和绝缘介质防护套均采用聚氟乙烯或阻燃橡胶制备。
进一步的，所述的固化剂为改性脂肪胺或改性脂环胺，所述的粘接剂为环氧树脂系胶结剂，所述的增韧剂为玻璃纤维。
进一步的，所述外护套由以下重量份的原料制成：氯化聚乙烯50份，氯化石蜡40份，无机阻燃剂20份，硅酮母料4份，黑色母1-5份，稳定剂2份，防锈剂1份，防老剂1份、通用色素碳黑1份、氧化镁4份、硫酸钡6份、碳酸钙1份、增塑剂5份，无铅稳定剂6份，抗氧化剂12份，共混改进剂8份，玻璃纤维20份，聚醚醚酮15份；聚醚砜10份，碳纤维8份。
进一步的，所述外护套由以下重量份的原料制成：氯化聚乙烯60份，氯化石蜡50份，无机阻燃剂30份，硅酮母料8份，黑色母5份，稳定剂6份，防锈剂3份，防老剂3份、通用色素碳黑5份、氧化镁8份、硫酸钡12份、碳酸钙5份、增塑剂9份，无铅稳定剂10份，抗氧化剂15份，共混改进剂12份，玻璃纤维25份，聚醚醚酮25份；聚醚砜15份，碳纤维15份。
进一步的，所述外护套由以下重量份的原料制成：氯化聚乙烯55份，氯化石蜡45份，无机阻燃剂25份，硅酮母料6份，黑色母3份，稳定剂4份，防锈剂2份，防老剂2份、通用色素碳黑3份、氧化镁6份、硫酸钡9份、碳酸钙3份、增塑剂7份，无铅稳定剂8份，抗氧化剂13份，共混改进剂10份，玻璃纤维22份，聚醚醚酮20份；聚醚砜12份，碳纤维12份。
本发明的有益效果为：在原材料中加入玻璃纤维、聚醚醚酮、聚醚砜和碳纤维可以增强护套的耐热性能、降低护套的热缩率和提高护套性能稳定性；其多根单芯体呈周圆分层排布于支撑芯与防护套形成的环腔内，此结构简单，成本低廉，重量较轻，适用范围广；铠装的设置能够耐腐蚀、强度高、防变形、使用寿命长，特别是能够防止地下机械施工时的机械破坏和地下动物的破坏。
附图说明
图1为本发明的一种电力电缆的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例与附图对本发明做进一步的详细说明，但它们并不是对本发明技术方案的限定，基于本发明教导所做出的任何变换，均落在本发明的保护范围。
实施例1
参阅1所示，一种电力电缆，包括有支撑芯1、单芯体2和绝缘层3，所述支撑芯1、单芯体2位于绝缘层3内，所述支撑芯1位于绝缘层3的中心位置，所述单芯体2设有一个以上，所述单芯体2呈周圆分层排布于支撑芯1与绝缘层3形成的环腔内，所述单芯体2包括空心导电层4、绝缘介质填充物5和绝缘介质防护套6，所述绝缘介质填充物5设置于所述空心导电层4内，所述空心导电层4套设于绝缘介质防护套6内；所述绝缘介质防护套6的周缘设有褶皱形的纹理，所述绝缘层3外设有内护套7，所述内护套9外设有耐火层8，所述耐火层8外单股旋绞有钢丝铠装层9，所述钢丝铠装层9采用镀锌圆钢丝，所述钢丝铠装层9外还设有外护套10。
所述外护套10由以下重量份的原料制成：氯化聚乙烯50份，氯化石蜡40份，无机阻燃剂20份，硅酮母料4份，黑色母1-5份，稳定剂2份，防锈剂1份，防老剂1份、通用色素碳黑1份、氧化镁4份、硫酸钡6份、碳酸钙1份、增塑剂5份，无铅稳定剂6份，抗氧化剂12份，共混改进剂8份，玻璃纤维20份，聚醚醚酮15份；聚醚砜10份，碳纤维8份。
所述内护套9为氟料护套。
所述共混改进剂是丁腈橡胶。
所述纹理采用直条纹式缠绕于所述绝缘介质防护套6的周缘。
所述绝缘介质填充物5和绝缘介质防护套6均采用聚氟乙烯或阻燃橡胶制备。
所述的固化剂为改性脂肪胺或改性脂环胺，所述的粘接剂为环氧树脂系胶结剂，所述的增韧剂为玻璃纤维。
实施例2
参阅1所示，一种电力电缆，包括有支撑芯1、单芯体2和绝缘层3，所述支撑芯1、单芯体2位于绝缘层3内，所述支撑芯1位于绝缘层3的中心位置，所述单芯体2设有一个以上，所述单芯体2呈周圆分层排布于支撑芯1与绝缘层3形成的环腔内，所述单芯体2包括空心导电层4、绝缘介质填充物5和绝缘介质防护套6，所述绝缘介质填充物5设置于所述空心导电层4内，所述空心导电层4套设于绝缘介质防护套6内；所述绝缘介质防护套6的周缘设有褶皱形的纹理，所述绝缘层3外设有内护套7，所述内护套9外设有耐火层8，所述耐火层8外单股旋绞有钢丝铠装层9，所述钢丝铠装层9采用镀锌圆钢丝，所述钢丝铠装层9外还设有外护套10。
所述外护套10由以下重量份的原料制成：氯化聚乙烯60份，氯化石蜡50份，无机阻燃剂30份，硅酮母料8份，黑色母5份，稳定剂6份，防锈剂3份，防老剂3份、通用色素碳黑5份、氧化镁8份、硫酸钡12份、碳酸钙5份、增塑剂9份，无铅稳定剂10份，抗氧化剂15份，共混改进剂12份，玻璃纤维25份，聚醚醚酮25份；聚醚砜15份，碳纤维15份。
所述内护套9为氟料护套。
所述共混改进剂是丁腈橡胶。
所述纹理采用直条纹式缠绕于所述绝缘介质防护套6的周缘。
所述绝缘介质填充物5和绝缘介质防护套6均采用聚氟乙烯或阻燃橡胶制备。
所述的固化剂为改性脂肪胺或改性脂环胺，所述的粘接剂为环氧树脂系胶结剂，所述的增韧剂为玻璃纤维。
实施例3
参阅1所示，一种电力电缆，包括有支撑芯1、单芯体2和绝缘层3，所述支撑芯1、单芯体2位于绝缘层3内，所述支撑芯1位于绝缘层3的中心位置，所述单芯体2设有一个以上，所述单芯体2呈周圆分层排布于支撑芯1与绝缘层3形成的环腔内，所述单芯体2包括空心导电层4、绝缘介质填充物5和绝缘介质防护套6，所述绝缘介质填充物5设置于所述空心导电层4内，所述空心导电层4套设于绝缘介质防护套6内；所述绝缘介质防护套6的周缘设有褶皱形的纹理，所述绝缘层3外设有内护套7，所述内护套9外设有耐火层8，所述耐火层8外单股旋绞有钢丝铠装层9，所述钢丝铠装层9采用镀锌圆钢丝，所述钢丝铠装层9外还设有外护套10。
所述外护套10由以下重量份的原料制成：氯化聚乙烯55份，氯化石蜡45份，无机阻燃剂25份，硅酮母料6份，黑色母3份，稳定剂4份，防锈剂2份，防老剂2份、通用色素碳黑3份、氧化镁6份、硫酸钡9份、碳酸钙3份、增塑剂7份，无铅稳定剂8份，抗氧化剂13份，共混改进剂10份，玻璃纤维22份，聚醚醚酮20份；聚醚砜12份，碳纤维12份。
所述内护套9为氟料护套。
所述共混改进剂是丁腈橡胶。
所述纹理采用直条纹式缠绕于所述绝缘介质防护套6的周缘。
所述绝缘介质填充物5和绝缘介质防护套6均采用聚氟乙烯或阻燃橡胶制备。
所述的固化剂为改性脂肪胺或改性脂环胺，所述的粘接剂为环氧树脂系胶结剂，所述的增韧剂为玻璃纤维。
其中，电力电缆的制备方法如下：
(1)将纯度在99％以上的铜在1200-1600℃高温下进行熔炼，待原料熔化为熔融状态，搅拌24-35分钟，随后加入精炼剂进行精炼，搅拌完全融化均匀后，进行压铸、冷却成型，得到长度3m、Φ26mm的铜，备用；
(2)将步骤1)所得铜放入挤压机内挤压成Φ18mm棒材，挤压速度为5.2-5.8m/min，获得铜棒材，用拉丝机继续进行拉拔减径，在拉丝机上用16m/min的速度、16-20％的减径率拉拔铜线坯，直到直径为0.6-1.2mm，得到铜线材，然后将铜线材进行时效处理，时效温度520℃，时效时间18h，获得铜芯，备用；
(3)将铜芯置于拉丝机上进行拉丝，控制拉丝机的上下塔轮直径比为1∶1.5，拉丝模具的拉伸率为18％，行线速度为1600米/分钟；制作成铜导线，备用；
(4)将氯化聚乙烯50-60份，氯化石蜡40-50份，无机阻燃剂20-30份，硅酮母料4-8份，黑色母1-5份，稳定剂2-6份，防锈剂1-3份，防老剂1-3份、通用色素碳黑1-5份、氧化镁4-8份、硫酸钡6-12份、碳酸钙1-5份、增塑剂5-9份，无铅稳定剂6-10份，抗氧化剂12-15份，共混改进剂8-12份，玻璃纤维20-25份，聚醚醚酮15-25份；聚醚砜10-15份，碳纤维8-15份依次加入高速混合机中，混合8-10分钟后，加入温度为160-190℃的塑料挤出造粒机中进行造粒，得到防护套颗粒料，备用；
(5)将步骤3)得到的铜导线置于螺杆挤出机中，将步骤4)得到的防护套颗粒料置于螺杆挤出机中，在铜包铝导线表面进行挤包，使得在镍包铜导线的表面形成防护套；其中，控制挤出机的机筒温区的温度为180℃、机头温区的温度为200℃；将螺杆加长55cm，即可。
实验例：
实验对象：实验组选用20米本发明的一种电力电缆40根，对照组选用20米市面上常用的电缆40根；
实验时间：实验时间为2个小时；
实验方法：分别进行同等程度的高温加热，以及机械破坏；
判断标准：
完全损坏：出现断路、开路、电线损坏等无法通电的情况；
部分损坏：出现外皮剥落、接触不良等情况；
未损坏：可照常使用
实验对象 完全损坏数量 部分损坏数量 未损坏数量
实验组 8 15 27
对照组 22 25 3
实验对象：实验组选用20米本发明的一种电力电缆，对照组选用20米市面上常用的电缆；
实验时间：实验时间为20分钟，每5分钟记录一次
实验方法：将实验组跟对照组的电缆分别采用同样的手法进行折弯，拉伸等一系列参数测试。
实验对象 抗拉强度 屈服强度 导电率
实验组 34kg/mm2 25kg/mm2 90％IACS
对照组 28kg/mm2 24kg/mm2 80％IACS
经测试采用该方法制作的电力电缆的抗拉强度为34kg/mm2；屈服强度25kg/mm2；伸长率为15％；导电率90％IACS。
本发明的有益效果为：在原材料中加入玻璃纤维、聚醚醚酮、聚醚砜和碳纤维可以增强护套的耐热性能、降低护套的热缩率和提高护套性能稳定性；其多根单芯体呈周圆分层排布于支撑芯与防护套形成的环腔内，此结构简单，成本低廉，重量较轻，适用范围广；铠装的设置能够耐腐蚀、强度高、防变形、使用寿命长，特别是能够防止地下机械施工时的机械破坏和地下动物的破坏。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种电力电缆，其特征在于：包括有支撑芯、单芯体和绝缘层，所述支撑芯、单芯体位于绝缘层内，所述支撑芯位于绝缘层的中心位置，所述单芯体设有一个以上，所述单芯体呈周圆分层排布于支撑芯与绝缘层形成的环腔内，所述单芯体包括空心导电层、绝缘介质填充物和绝缘介质防护套，所述绝缘介质填充物设置于所述空心导电层内，所述空心导电层套设于绝缘介质防护套内；所述绝缘介质防护套的周缘设有褶皱形的纹理，所述绝缘层外设有内护套，所述内护套外设有耐火层，所述耐火层外单股旋绞有钢丝铠装层，所述钢丝铠装层采用镀锌圆钢丝，所述钢丝铠装层外还设有外护套，所述外护套由以下重量份的原料制成：氯化聚乙烯50-60份，氯化石蜡40-50份，无机阻燃剂20-30份，硅酮母料4-8份，黑色母1-5份，稳定剂2-6份，防锈剂1-3份，防老剂1-3份、通用色素碳黑1-5份、氧化镁4-8份、硫酸钡6-12份、碳酸钙1-5份、增塑剂5-9份，无铅稳定剂6-10份，抗氧化剂12-15份，共混改进剂8-12份，玻璃纤维20-25份，聚醚醚酮15-25份；聚醚砜10-15份，碳纤维8-15份；电力电缆的制备方法如下：
(1)将纯度在99％以上的铜在1200-1600℃高温下进行熔炼，待原料熔化为熔融状态，搅拌24-35分钟，随后加入精炼剂进行精炼，搅拌完全融化均匀后，进行压铸、冷却成型，得到长度3m、Φ26mm的铜，备用；
(2)将步骤1)所得铜放入挤压机内挤压成Φ18mm棒材，挤压速度为5.2-5.8m/min，获得铜棒材，用拉丝机继续进行拉拔减径，在拉丝机上用16m/min的速度、16-20％的减径率拉拔铜线坯，直到直径为0.6-1.2mm，得到铜线材，然后将铜线材进行时效处理，时效温度520℃，时效时间18h，获得铜芯，备用；
(3)将铜芯置于拉丝机上进行拉丝，控制拉丝机的上下塔轮直径比为1:1.5，拉丝模具的拉伸率为18％，行线速度为1600米/分钟；制作成铜导线，备用；
(4)将氯化聚乙烯50-60份，氯化石蜡40-50份，无机阻燃剂20-30份，硅酮母料4-8份，黑色母1-5份，稳定剂2-6份，防锈剂1-3份，防老剂1-3份、通用色素碳黑1-5份、氧化镁4-8份、硫酸钡6-12份、碳酸钙1-5份、增塑剂5-9份，无铅稳定剂6-10份，抗氧化剂12-15份，共混改进剂8-12份，玻璃纤维20-25份，聚醚醚酮15-25份；聚醚砜10-15份，碳纤维8-15份依次加入高速混合机中，混合8-10分钟后，加入温度为160-190℃的塑料挤出造粒机中进行造粒，得到防护套颗粒料，备用；
(5)将步骤3)得到的铜导线置于螺杆挤出机中，将步骤4)得到的防护套颗粒料置于螺杆挤出机中，在铜包铝导线表面进行挤包，使得在镍包铜导线的表面形成防护套；其中，控制挤出机的机筒温区的温度为180℃、机头温区的温度为200℃；将螺杆加长55cm，即可。
2.根据权利要求1所述的电力电缆，其特征在于：所述内护套为氟料护套。
3.根据权利要求1所述的电力电缆，其特征在于：所述共混改进剂是丁腈橡胶。
4.根据权利要求1所述的电力电缆，其特征在于：所述纹理采用直条纹式缠绕于所述绝缘介质防护套的周缘。
5.根据权利要求1所述的电力电缆，其特征在于：所述绝缘介质填充物和绝缘介质防护套均采用聚氟乙烯或阻燃橡胶制备。
6.根据权利要求1所述的电力电缆，其特征在于：所述外护套由以下重量份的原料制成：氯化聚乙烯50份，氯化石蜡40份，无机阻燃剂20份，硅酮母料4份，黑色母1-5份，稳定剂2份，防锈剂1份，防老剂1份、通用色素碳黑1份、氧化镁4份、硫酸钡6份、碳酸钙1份、增塑剂5份，无铅稳定剂6份，抗氧化剂12份，共混改进剂8份，玻璃纤维20份，聚醚醚酮15份；聚醚砜10份，碳纤维8份。
7.根据权利要求1所述的电力电缆，其特征在于：所述外护套由以下重量份的原料制成：氯化聚乙烯60份，氯化石蜡50份，无机阻燃剂30份，硅酮母料8份，黑色母5份，稳定剂6份，防锈剂3份，防老剂3份、通用色素碳黑5份、氧化镁8份、硫酸钡12份、碳酸钙5份、增塑剂9份，无铅稳定剂10份，抗氧化剂15份，共混改进剂12份，玻璃纤维25份，聚醚醚酮25份；聚醚砜15份，碳纤维15份。
8.根据权利要求1所述的电力电缆，其特征在于：所述外护套由以下重量份的原料制成：氯化聚乙烯55份，氯化石蜡45份，无机阻燃剂25份，硅酮母料6份，黑色母3份，稳定剂4份，防锈剂2份，防老剂2份、通用色素碳黑3份、氧化镁6份、硫酸钡9份、碳酸钙3份、增塑剂7份，无铅稳定剂8份，抗氧化剂13份，共混改进剂10份，玻璃纤维22份，聚醚醚酮20份；聚醚砜12份，碳纤维12份。
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