CN108091442A - 一种高圆整度交联线芯中压电力电缆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高圆整度交联线芯中压电力电缆及其制造方法，其特征在于芯部通过聚丙烯填充条包覆有三股导线体，并构成横截面为整圆结构外形；在聚丙烯填充条外部设有加厚型包带，包带外部设有内护套，内护套外部设有钢丝铠装，钢丝铠装的外部设有外护套。从电缆整个制造过程入手，在导体生产阶段控制导体圆整度，并通过调整交联聚乙烯绝缘层挤出过程中的材料、温度等工艺要求来提高电缆圆整度，设计长硫化管道加热形式、设置较大悬链线立角方式、改变分子链结构来控制滴流现象，通过导体预热等等手段对整个产品的高整圆度实现有力保证。在保证产品最基本使用要求下，提高电缆绝缘圆整度，从而提高电缆使用寿命。

Description

一种高圆整度交联线芯中压电力电缆及其制造方法
技术领域
本发明涉及电缆制造技术，尤其是一种高圆整度交联线芯中压电力电缆及其制造方法。
背景技术
公开技术中的钢丝铠装电缆根据工艺要求有多种结构形式，如专利公告号为CN206134323U，一种钢丝铠装高压电缆，包括缆芯，缆芯由内向外依次包覆有蚕丝编织层、尼龙丝层、绝缘层、橡胶收紧层和外护套层，缆芯包括两个导体以及填充缆芯空隙的缆芯填充，导体包覆有导体绝缘层，缆芯内还设置有至少一个直线钢丝绳。又如专利公开号为CN106782799A，设计的一种皱纹铜套皱纹钢套钢丝铠装海底电缆，包括从内至外依次设置的缆芯、填充层、半导电阻水带、高阻燃包带、铠装层和防水层，采用皱纹铜套代替传统的铅套，采用皱纹钢套加钢丝铠装结构代替传统的双层钢丝铠装结构，在不影响阻水性能和机械性能的同时，以进一步提高抗压性能和弯曲性能。再如专利专利公告号为CN206331833U提供的一种阻燃型钢丝铠装电力电缆，包括缆芯，缆芯由内向外依次包覆有屏蔽层、绝缘层和外护套层，绝缘层和外护套层之间还设置有粘接层，绝缘层与粘接层的接触面设置有若干均匀排列的凹槽，粘接层上设置有与凹槽相配合的凸起块，凸起块卡配在凹槽内，缆芯内设置有三个导体，导体包覆有导体绝缘层，缆芯内还设置有填充缆芯空隙的缆芯填充。等等。
电缆行业属于传统制造业，在其能满足基本使用要求的同时，更应以创新为驱动，输出精品制造，在性能、外观、结构上不断的优化。目前国内生产的常规厚绝缘型中压电力电缆在生产过程中经常会出现电缆圆整度较差，由于电缆线芯的圆整度较差，在连接器选型时会造成无对标产品；由于电缆圆整度较差，成品电缆会给客户带来施工困难，额外增加施工成本；外观评价一般，产品竞争力不足，甚至还会有产品不合格现象，圆整度较高的产品是大多数制造厂的质量追求目标。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种高圆整度交联线芯中压电力电缆及其制造方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种高圆整度交联线芯中压电力电缆，其特征在于芯部通过聚丙烯填充条包覆有三股导线体，并构成横截面为整圆结构外形；在聚丙烯填充条外部设有加厚型包带，包带外部设有内护套，内护套外部设有钢丝铠装，钢丝铠装的外部设有外护套。
前述的一种高圆整度交联线芯中压电力电缆中，作为优选，所述的导线体包括位于中心部位的导体线芯，导体线芯外部设有导体屏蔽层，导体屏蔽层外部设有交联聚乙烯绝缘层；所述交联聚乙烯绝缘层外部设有绝缘屏蔽层，绝缘屏蔽层外部是金属屏蔽层。
前述的一种高圆整度交联线芯中压电力电缆中，作为优选，所述三股导线体最外层的金属屏蔽层与加厚型包带内孔相切。
前述的一种高圆整度交联线芯中压电力电缆中，作为优选，所述三股导线体最外层的金属屏蔽层被聚丙烯填充条完全包裹。
前述的一种高圆整度交联线芯中压电力电缆中，作为优选，所述钢丝铠装层充有沥青。
一种高圆整度交联线芯中压电力电缆的制造方法，其特征在于包括以下内容：
(一)包覆在导线体外部的导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层、绝缘屏蔽层以及金属屏蔽层每层紧压均选用纳米涂层模具。
(二)作为主绝缘材料的交联聚乙烯绝缘层采用熔融指数低的绝缘材料，同时在螺杆挤出时将螺杆挤出温度设置为该材料的临界挤出温度下限。
(三)调整机头各层模具正切角，增加绝缘物料在过模时对导体线芯的正压力，从而增大附着力。
(四)采用长硫化管道加热形式进行生产，同时设置较大悬链线立角，并在长硫化管道设低温缓慢交联方式，获得慢速加温、缓慢交联过程，以减轻电缆因表面温度升温过早、过高；且逐步交联的绝缘材料由线性分子链变成体型网分子结构，使分子间内部应力形成牵扯力。
(五)增加导体预热，同时降低硫化管道温度。
(六)增加履带搓转，调整搓转角度，使绝缘在短时间内即可旋转一个周期，使绝缘材料重力在轴向分布均匀。
(七)成缆时将聚丙烯填充条进行预压，使其成为分割导体股块型的实芯填充条，根据不同模具形状获得所需要的几何形状；并可预留其它套管预埋空间，在成缆环节将所有导线体及预设套管一并成缆。
(八)利用聚丙烯材料的散热性，减少成缆节距，获得三芯电缆超高圆整度成品，然后通过扎带捆紧使成缆紧实。
(九)钢丝铠装中的钢丝先通过沥青预涂覆处理，对钢丝涂沥青进行360度无死角粉刷。
(十)生产钢丝装铠时用一层或多层镀锌防腐钢带进行扎紧。
(十一)在生产外护套时进行沥青喷涂工序，对钢丝装铠的钢丝缝隙进行低温状态下的沥青涂覆。
前述的一种高圆整度交联线芯中压电力电缆中的制造方法，作为优选，各内外护层挤出模具均设置无需调偏的销键固定式模具，以保证电缆各层护套薄厚一致性。
本技术方案从整个电缆制造过程入手设计，在导体生产阶段就开始控制导体圆整度，并通过调整交联聚乙烯绝缘层挤出过程中的材料、温度等工艺要求来提高电缆圆整度，进一步设计长硫化管道加热形式、设置较大悬链线立角方式、改变分子链结构来控制滴流现象，还有通过导体预热等等手段对整个产品的高整圆度进行有力保障。
本发明的有益效果是：从工艺手段到产品结构都容易实现，在保证电缆最基本使用要求前提下，提高电缆绝缘圆整度使主绝缘层薄弱点界限模糊，从而更易于提高电缆使用寿命；填充材料的单独设计制备相对传统聚丙烯粗细不均填充绳来说，能更好控制填充条尺寸，更能提升电缆圆整度和外观质量；护层制造工艺完全克服了传统挤管及挤压调偏型模具的缺点，大大提高了物料使用率，提升产品质量。
附图说明
图1是本发明的一种产品结构示意图。
图中：1.导体线芯，2.导体屏蔽层，3.交联聚乙烯绝缘层，4.绝缘屏蔽层，5.金属屏蔽层，6.聚丙烯填充条，7.包带，8.内护套，9.钢丝铠装，10.外护套。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
如图1所示，本实施例一种高圆整度交联线芯中压电力电缆，其芯部通过聚丙烯填充条6包覆有三股导线体，并构成横截面为整圆结构外形；导线体包括位于中心部位的导体线芯1，导体线芯1外部设有导体屏蔽层2，导体屏蔽层2外部设有交联聚乙烯绝缘层3，交联聚乙烯绝缘层3外部是绝缘屏蔽层4，绝缘屏蔽层4外部是金属屏蔽层5。在聚丙烯填充条6外部设有加厚型包带7，包带7外部设置内护套8，内护套8外部设有钢丝铠装9，钢丝铠装9的外部设有外护套10。
三股导线体最外层的金属屏蔽层5与加厚型包带7内孔相切，也可以被聚丙烯填充条6完全包裹。钢丝铠装9层制作时充有沥青。
本实施例一种高圆整度交联线芯中压电力电缆的制造方法，包括以下内容：
(一)包覆在导线体外部的导体屏蔽层2、交联聚乙烯绝缘层3、绝缘屏蔽层4以及金属屏蔽层5每层紧压均选用纳米涂层模具。
(二)作为主绝缘材料的交联聚乙烯绝缘层3采用熔融指数低的绝缘材料，同时在螺杆挤出时将螺杆挤出温度设置为该材料的临界挤出温度下限。
(三)调整机头各层模具正切角，增加绝缘物料在过模时对导体线芯的正压力，从而增大附着力。
(四)采用长硫化管道加热形式进行生产，同时设置较大悬链线立角，并在长硫化管道设低温缓慢交联方式，获得慢速加温、缓慢交联过程，以减轻电缆因表面温度升温过早、过高；且逐步交联的绝缘材料由线性分子链变成体型网分子结构，使分子间内部应力形成牵扯力。
(五)增加导体预热，同时降低硫化管道温度。
(六)增加履带搓转，调整搓转角度，使绝缘在短时间内即可旋转一个周期，使绝缘材料重力在轴向分布均匀。
(七)成缆时将聚丙烯填充条6进行预压，使其成为分割导体股块型的实芯填充条，根据不同模具形状获得所需要的几何形状；并可预留其它套管预埋空间，在成缆环节将所有导线体及预设套管一并成缆。
(八)利用聚丙烯材料的散热性，减少成缆节距，获得三芯电缆超高圆整度成品，然后通过扎带捆紧使成缆紧实。
(九)钢丝铠装9中的钢丝先通过沥青预涂覆处理，对钢丝涂沥青进行360度无死角粉刷。
(十)生产钢丝装铠9时用一层或多层镀锌防腐钢带进行扎紧。
(十一)在生产外护套10时进行沥青喷涂工序，对钢丝装铠的钢丝缝隙进行低温状态下的沥青涂覆。
(十二)各内外护层挤出模具均设置无需调偏的销键固定式模具，以保证电缆各层护套薄厚一致性。
下面进一步进行陈述。
本实施例从整个电缆制造过程入手设计，在导体生产阶段就要控制导体圆整度，如果电缆导体变型则必然直接导致电缆圆整度差，生产不出高圆整度交联线芯，所以，本方案采用导体的每层紧压都使用纳米涂层模具，以保证导体在制造过程中每层圆整度的均匀一致性。
交联聚乙烯绝缘层挤出过程是提高电缆圆整度的关键。交联三层共挤多采用交联聚乙烯材料作为主绝缘材料，交联聚乙烯绝缘料基料为聚乙烯类混合料，不同的绝缘材料配方在经过螺杆熔融后通过固定流道挤出，其所产生流速会大不相同，而更利于生产高圆整度交联线芯的绝缘料恰恰是那种流速较慢，熔融指数低的材料，因线性分子在拉伸的作用下更容易沿流线方向取向，所以纯线性分子更容易造成“梨滴”现象，造成电缆圆整度差、甚至会成椭圆，本方案设计的主绝缘材料为熔融指数低的绝缘材料，同时在螺杆挤出时将螺杆挤出温度设置成该材料的临界挤出温度下限。
交联挤出机机头内部按技术要求进行调整，一般生产线机头设计时多采用易于挤出式的挤压机头，这种机头的特点是易于挤出，在挤出过程中绝缘层相对于导体线芯的正压力较低，这会造成绝缘层在出模后压力瞬间释放情况下更容易滴流。为克服这种正压力使其偏小，本技术方案将机头四层模具正切角较大，从而增加绝缘物料在过模时对导体线芯的正压力，从而增大附着力，减少绝缘滴流现象。
本实施例采用长硫化管道加热形式进行生产，长硫化管道的架设需要厂房高度较高，同时悬链线立角较大，立角较大本身就利于绝缘偏心及圆整度的控制，另外采用长硫化管道设低温缓慢交联这种交联方式，主要是为了通过慢速加温、缓慢交联，可以明显减轻电缆因表面温度升温过早，过高造成滴流，同时逐步交联的绝缘由线性分子链变成体型网分子结构后，分子间内部应力就会形成牵扯力抗滴流。
进一步，增加必要的导体预热，同时降低硫化管道温度。如通过MAILLEFER生产线自带NCC系统模拟运算，相同规格在相同的硫化温度下，通过加入导体预热后，电缆绝缘层交联起始时间会提前，生产线速度会增加。经试验，从上面模拟运算结果来看，相同温度情况下导体预热的介入会使交联时间更短，交联度指标更好。所以在保持原有生产速度的同时，加入导体预热，再降低管道温度，就更容易通过低温缓慢交联来控制绝缘滴流现象。
在有条件的情况下，增加履带搓转，现有技术中大多数生产线都自带缓慢旋转功能，但旋转周期固定，不能做到使用于所有规格，有的生产线会单独配备履带搓转，在生产不同规格的同时可以调整不同的搓转角度。厚绝缘型小规格电缆需增大搓转角度，这样可以使绝缘材料在短时间内即可旋转一个周期，使材料重力在轴向上均匀分摊。
成缆阶段是提高三芯电缆圆整度的关键，通过分割导体技术采用聚丙烯填充条6为填充材料，这种填充条在设计时就可以根据不同规格提前做出适应不同规格大小填充体的形状，聚丙烯本身散热较好，在密实接触时也可很好地散热，并通过减少成缆节距，使三芯电缆做成超高圆整度，再通过扎带捆紧使成缆紧实不易松散。
钢丝铠装9中的钢丝先通过沥青预涂覆处理，此工段所用的沥青涂覆设备可将常规使用的沥青缸进行改造，将其沥青喷头改造成耐高温毛刷表面涂覆形式，对钢丝进行沥青涂覆保证360度无死角粉刷，保证钢丝的防腐蚀能力，在生产钢丝装铠9时用一层或多层镀锌防腐钢带进行扎紧。在生产外护套10时再增加沥青喷涂工序，对电缆钢丝缝隙进行低温状态下涂沥青，防止沥青滴流、渗漏，外护套10同样采用防盐雾耐腐蚀型聚乙烯材质护套料进行紧配模挤出。
在所有的内外护层工序中，均采用无需调偏的销键固定式模具，这样可以保证电缆护套薄厚的一致性，更易于电缆绕盘整齐，保障施工方便。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的结构、方法、工艺等均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高圆整度交联线芯中压电力电缆，其特征在于芯部通过聚丙烯填充条(6)包覆有三股导线体，并构成横截面为整圆结构外形；在聚丙烯填充条外部设有加厚型包带(7)，包带外部设有内护套(8)，内护套外部设有钢丝铠装(9)，钢丝铠装的外部设有外护套(10)。
2.根据权利要求1所述的一种高圆整度交联线芯中压电力电缆，其特征在于，所述的导线体包括位于中心部位的导体线芯(1)，导体线芯外部设有导体屏蔽层(2)，导体屏蔽层外部设有交联聚乙烯绝缘层(3)；所述交联聚乙烯绝缘层(3)外部设有绝缘屏蔽层(4)，绝缘屏蔽层外部是金属屏蔽层(5)。
3.根据权利要求1或2所述的一种高圆整度交联线芯中压电力电缆，其特征在于，所述三股导线体最外层的金属屏蔽层(5)与加厚型包带(7)内孔相切。
4.根据权利要求1或2所述的一种高圆整度交联线芯中压电力电缆，其特征在于，所述三股导线体最外层的金属屏蔽层(5)被聚丙烯填充条(6)完全包裹。
5.根据权利要求1或2所述的一种高圆整度交联线芯中压电力电缆，其特征在于，所述钢丝铠装(9)层充有沥青。
6.一种如权利要求1至5任意一项所述的高圆整度交联线芯中压电力电缆的制造方法，其特征在于包括以下内容：
(一)包覆在导线体外部的导体屏蔽层(2)、交联聚乙烯绝缘层(3)、绝缘屏蔽层(4)以及金属屏蔽层(5)每层紧压均选用纳米涂层模具；
(二)作为主绝缘材料的交联聚乙烯绝缘层(3)采用熔融指数低的绝缘材料，同时在螺杆挤出时将螺杆挤出温度设置为该材料的临界挤出温度下限；
(三)调整机头各层模具正切角，增加绝缘物料在过模时对导体线芯的正压力，从而增大附着力；
(四)采用长硫化管道加热形式进行生产，同时设置较大悬链线立角，并在长硫化管道设低温缓慢交联方式，获得慢速加温、缓慢交联过程，以减轻电缆因表面温度升温过早、过高；且逐步交联的绝缘材料由线性分子链变成体型网分子结构，使分子间内部应力形成牵扯力；
(五)增加导体预热，同时降低硫化管道温度；
(六)增加履带搓转，调整搓转角度，使绝缘在短时间内即可旋转一个周期，使绝缘材料重力在轴向分布均匀；
(七)成缆时将聚丙烯填充条(6)进行预压，使其成为分割导体股块型的实芯填充条，根据不同模具形状获得所需要的几何形状；并可预留其它套管预埋空间，在成缆环节将所有导线体及预设套管一并成缆；
(八)利用聚丙烯材料的散热性，减少成缆节距，获得三芯电缆超高圆整度成品，然后通过扎带捆紧使成缆紧实；
(九)钢丝铠装(9)中的钢丝先通过沥青预涂覆处理，对钢丝涂沥青进行360度无死角粉刷；
(十)生产钢丝装铠(9)时用一层或多层镀锌防腐钢带进行扎紧；
(十一)在生产外护套(10)时进行沥青喷涂工序，对钢丝装铠的钢丝缝隙进行低温状态下的沥青涂覆。
7.根据权利要求6所述的一种高圆整度交联线芯中压电力电缆的制造方法，其特征在于，各内外护层挤出模具均设置无需调偏的销键固定式模具，以保证电缆各层护套薄厚一致性。
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