CN109166677A - 煤矿用变频电缆生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了煤矿用变频电缆生产工艺，步骤一：确定电缆结构；步骤二：分别生产动力线芯、控制线芯和填充芯，然后成缆为缆芯；步骤三：在缆芯外挤包内护套；步骤四：在内护套制作屏蔽层；步骤五：在屏蔽层外挤包外护套。本发明的电缆结构设计合理，排列稳定，生产出的电缆具有优异的抗干扰特性、耐电压冲击特性、耐磨、抗撕裂及阻燃性能极好，并且电缆柔软易于弯曲，尤其适合在条件恶劣的煤矿巷道中使用。

Description

煤矿用变频电缆生产工艺
技术领域
本发明涉及一种电缆，尤其涉及一种煤矿用变频电缆生产工艺。
背景技术
煤矿用电缆作为电气装备用电线电缆的一大类产品，其对于产品的结构设计，材料的应用及阻燃性能的要求极高，该产品有效的解决了变频调速系统脉冲电压及电磁波的干扰，在井下变频系统的使用中是必不可少的。
目前还没有专用的煤矿采煤机变频装置用电缆，大多数煤矿采用的都是交联聚乙烯绝缘的变频电缆，其屏蔽采用铜带绕包，屏蔽效果不佳，且由于其导体结构较硬，不易弯曲，经常出现断芯的情况，严重影响井下作业的安全性及经济性。
发明内容
本发明的目的是主要针对现有煤矿井下采煤机变频装置及类似设备的电源连接电缆安全性能欠缺的技术问题，提供一种保证煤矿井下作业的安全性与可靠性的煤矿用变频电缆的生产工艺。
实现本发明目的的技术方案是煤矿用变频电缆生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：确定电缆结构：包括动力线芯、控制线芯、填充芯、内护套、屏蔽层和外护套；所述控制线芯由内至外依次为控制线芯导体、控制线芯绝缘层、控制线芯屏蔽层、第一半导电带绕包层和第一半导电料挤包层；所述控制线芯屏蔽层采用镀锡铜丝，并作为煤矿用变频电缆生产工艺地线芯；所述动力线芯为三根，控制线芯为三根；三根所述动力线芯和三根所述控制线芯间隔设置，且与相邻两根线芯均相切，在中部形成鞍形空间；所述填充芯为鞍形，设置于所述鞍形空间内；
步骤二：分别生产动力线芯、控制线芯和填充芯，然后成缆为缆芯；
步骤三：在缆芯外挤包内护套；
步骤四：在内护套制作屏蔽层；
步骤五：在屏蔽层外挤包外护套。
所述步骤四中，屏蔽层由金属编织屏蔽层和金属复合带绕包屏蔽层组成；金属编织屏蔽层采用镀锡铜丝加纤维丝混合编织，单向编织覆盖率不低于80％；金属复合带绕包屏蔽层为在金属编织屏蔽层外部绕包的一层0.1mm的铝塑复合带，绕包搭盖率不低于30％。
所述步骤二中，动力线芯由内至外依次为动力线芯导体、第二半导电带绕包层、动力线芯绝缘层和动力线芯绝缘屏蔽层；填充芯包括中心的加强芯和外部的第二半导电料挤包层。
所述动力线芯导体采用756根0.5mm的镀锡软圆铜线绞合而成，导体绞合外径为17.5mm；所述动力线芯绝缘层和动力线芯绝缘屏蔽层双层共挤；所述第二半导电带绕包层的绕包搭盖率不低于25％。
所述加强芯采用多根芳纶丝股线绞合。
所述步骤二中，所述控制线芯屏蔽层由6股绞线缠绕在控制线芯绝缘层外。
每股所述绞线由32根0.2mm的镀锡铜丝束绞，缠绕覆盖率不低于90％。
所述控制线芯导体由196根0.4mm的镀锡软圆铜线及14根0.4mm的镀锌钢丝共同绞合；所述控制线芯绝缘层采用硬乙丙橡皮挤包；所述第一半导电带绕包层的绕包搭盖率不低于30％；所述第一半导电料挤包层标称厚度为1.6mm，挤包后外径为15.8mm。
所述步骤二中，缆芯外径为62.4mm。
所述步骤三中，内护套采用氯丁橡皮挤包，标称厚度为2.8mm，挤包后外径为68.0mm。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的积极的效果：(1)本发明的电缆结构设计合理，排列稳定，生产出的电缆具有优异的抗干扰特性、耐电压冲击特性、耐磨、抗撕裂及阻燃性能极好，并且电缆柔软易于弯曲，尤其适合在条件恶劣的煤矿巷道中使用。
(2)本发明的控制线芯屏蔽层由镀锡铜丝构成，屏蔽层兼电缆的地线芯使用，性能好，结构巧妙。
(3)本发明的动力线芯导体及控制线芯导体选用导电性能好且不易腐蚀的镀锡软圆铜线，采用多根绞合的方法进行加工，不但柔软、结构圆整、稳定、并且保证供电及传输质量；由于控制线芯相对截面积较小，在其导体中加入镀锌钢丝，增加其抗拉强度，能防止控制线芯断芯的发生。
(4)本发明的动力线芯绝缘及控制线芯绝缘选用硬乙丙橡皮，电性能好、介电强度高、优异耐化学稳定性、抗氧化、加工性好、尤其是抗张强度高。
(5)本发明的内外护套均采用氯丁橡皮，抗张强度高、机械性能稳定、耐老化、耐油、耐磨、抗撕裂、阻燃性能极好且柔软。
(6)本发明的屏蔽层采用双层结构，镀锡铜丝加纤维丝混合编织，编织后，绕包一层铝塑金属复合带，增强其屏蔽效果，保证电缆不受外部电磁波的干扰。
(7)本发明的填充层形成鞍型支架，中心采用多根绞合的芳纶丝股线，由于芳纶丝强度极高，所以即作为牵引又起到加强的作用。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
(实施例1)
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
见图1，煤矿用变频电缆包括动力线芯1、控制线芯2、填充芯3、内护套4、屏蔽层5和外护套6。动力线芯1为三根，控制线芯2为三根；三根动力线芯1和三根控制线芯2间隔设置，且与相邻两根线芯均相切，在中部形成鞍形空间；填充芯3为鞍形，设置于鞍形空间内。鞍型的填充芯3使电缆结构稳定，三大三小六根线芯在不断弯曲、移动的过程中，保持相对的位置，不易变形。
动力线芯1由内至外依次为动力线芯导体11、第二半导电带绕包层12、动力线芯绝缘层13和动力线芯绝缘屏蔽层14。动力线芯导体11采用756根0.5mm的镀锡软圆铜线绞合而成，构成标称截面积是150mm2的导体，符合我国国家标准中5类导体的结构，5类导体主要优点为结构柔软，导体绞合外径为17.5mm。动力线芯绝缘层13采用硬乙丙橡皮挤包；动力线芯绝缘屏蔽层14采用半导电料挤包。动力线芯绝缘层13和动力线芯绝缘屏蔽层14双层共挤，动力线芯绝缘层13标称厚度为3.2mm，此绝缘厚度根据电缆的电压等级及导体标称截面积进行优化设计，能保证其耐压特性，动力线芯绝缘屏蔽层14计算厚度为0.8mm，此厚度的设计可以满足绝缘屏蔽层起到均化电场、防止局部放电的发生的效果，动力线芯1外径为26.0mm。第二半导电带绕包层12的绕包搭盖率不低于25％，此搭盖率的设计为了保证导体不漏包，使绝缘在挤包时不与导体粘连。
控制线芯2由内至外依次为控制线芯导体21、控制线芯绝缘层22、控制线芯屏蔽层23、第一半导电带绕包层24和第一半导电料挤包层25；控制线芯屏蔽层23采用镀锡铜丝，并作为煤矿采煤机变频装置用橡套软电缆的地线芯。具体而言，控制线芯屏蔽层23由6股绞线缠绕在控制线芯绝缘层22外，每股绞线由32根0.2mm的镀锡铜丝束绞，缠绕覆盖率不低于90％，此覆盖率一方面能保证屏蔽效果，另一方面达到地线芯截面积的要求，起到安全接地保护作用。控制线芯导体21由196根0.4mm的镀锡软圆铜线及14根0.4mm的镀锌钢丝共同绞合，构成标称截面积是25mm2的导体，符合我国国家标准中5类导体的结构，5类导体主要优点为结构柔软，加入的14根0.4mm的镀锌钢丝主要是起到抗拉的作用，使控制线芯不易断芯，绞合外径为7.0mm；控制线芯绝缘层22采用硬乙丙橡皮挤包，标称厚度为1.0mm，此绝缘厚度根据线芯的实际使用情况设计，能保证其电性能，挤包绝缘层后外径为9.0mm。第一半导电带绕包层24的绕包搭盖率不低于30％，由于控制线芯的屏蔽层为缠绕结构，容易松散，故将包带的搭盖率由常规的25％增加到30％，防止松散。第一半导电料挤包层25标称厚度为1.6mm此绝缘厚度根据线芯的实际使用情况设计，保证其电性能，挤包后外径为15.8mm。
填充芯3包括中心的加强芯31和外部的第二半导电料挤包层32。加强芯为多根绞合的芳纶丝股线。
动力线芯、控制线芯和填充芯构成缆芯，外径为62.4mm。
内护套4采用氯丁橡皮挤包，标称厚度为2.8mm，挤包后外径为68.0mm，此护套厚度根据电缆的电压等级及导体标称截面积设计，使缆芯紧密的组合在一起。
屏蔽层5由金属编织屏蔽层51和金属复合带绕包屏蔽层52组成；金属编织屏蔽层51采用镀锡铜丝加纤维丝混合编织，单向编织覆盖率不低于80％，能够保证屏蔽效果，防止外部电磁波的干扰。金属复合带绕包屏蔽层52为在金属编织屏蔽层51外部绕包的一层0.1mm的铝塑复合带，绕包搭盖率不低于30％，能增加屏蔽效果。
外护套6采用氯丁橡皮挤包，标称厚度为6.0mm，此护套厚度根据电缆的电压等级及导体标称截面积设计，使电缆不受外界环境的破环，保证电缆的耐油、耐磨、抗撕裂及阻燃等性能，挤包后外径为82.5mm。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.煤矿用变频电缆生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：确定电缆结构：包括动力线芯(1)、控制线芯(2)、填充芯(3)、内护套(4)、屏蔽层(5)和外护套(6)；所述控制线芯(2)由内至外依次为控制线芯导体(21)、控制线芯绝缘层(22)、控制线芯屏蔽层(23)、第一半导电带绕包层(24)和第一半导电料挤包层(25)；所述控制线芯屏蔽层(23)采用镀锡铜丝，并作为煤矿用变频电缆生产工艺地线芯；所述动力线芯(1)为三根，控制线芯(2)为三根；三根所述动力线芯(1)和三根所述控制线芯(2)间隔设置，且与相邻两根线芯均相切，在中部形成鞍形空间；所述填充芯(3)为鞍形，设置于所述鞍形空间内；
步骤二：分别生产动力线芯(1)、控制线芯(2)和填充芯(3)，然后成缆为缆芯；
步骤三：在缆芯外挤包内护套(4)；
步骤四：在内护套(4)制作屏蔽层(5)；
步骤五：在屏蔽层(5)外挤包外护套(6)。
2.根据权利要求1所述的煤矿用变频电缆生产工艺，其特征在于：所述步骤四中，屏蔽层(5)由金属编织屏蔽层(51)和金属复合带绕包屏蔽层(52)组成；金属编织屏蔽层(51)采用镀锡铜丝加纤维丝混合编织，单向编织覆盖率不低于80％；金属复合带绕包屏蔽层(52)为在金属编织屏蔽层(51)外部绕包的一层0.1mm的铝塑复合带，绕包搭盖率不低于30％。
3.根据权利要求1所述的煤矿用变频电缆生产工艺，其特征在于：所述步骤二中，动力线芯(1)由内至外依次为动力线芯导体(11)、第二半导电带绕包层(12)、动力线芯绝缘层(13)和动力线芯绝缘屏蔽层(14)；填充芯(3)包括中心的加强芯(31)和外部的第二半导电料挤包层(32)。
4.根据权利要求3所述的煤矿用变频电缆生产工艺，其特征在于：所述动力线芯导体(11)采用756根0.5mm的镀锡软圆铜线绞合而成，导体绞合外径为17.5mm；所述动力线芯绝缘层(13)和动力线芯绝缘屏蔽层(14)双层共挤；所述第二半导电带绕包层(12)的绕包搭盖率不低于25％。
5.根据权利要求3所述的煤矿用变频电缆生产工艺，其特征在于：所述加强芯采用多根芳纶丝股线绞合。
6.根据权利要求1所述的煤矿用变频电缆生产工艺，其特征在于：所述步骤二中，所述控制线芯屏蔽层(23)由6股绞线缠绕在控制线芯绝缘层(22)外。
7.根据权利要求6所述的煤矿用变频电缆生产工艺，其特征在于：所述步骤二中，每股所述绞线由32根0.2mm的镀锡铜丝束绞，缠绕覆盖率不低于90％。
8.根据权利要求6所述的煤矿用变频电缆生产工艺，其特征在于：所述控制线芯导体(21)由196根0.4mm的镀锡软圆铜线及14根0.4mm的镀锌钢丝共同绞合；所述控制线芯绝缘层(22)采用硬乙丙橡皮挤包；所述第一半导电带绕包层(24)的绕包搭盖率不低于30％；所述第一半导电料挤包层(25)标称厚度为1.6mm，挤包后外径为15.8mm。
9.根据权利要求1所述的煤矿用变频电缆生产工艺，其特征在于：所述步骤二中，缆芯外径为62.4mm。
10.根据权利要求1所述的煤矿用变频电缆生产工艺，其特征在于：所述步骤三中，内护套(4)采用氯丁橡皮挤包，标称厚度为2.8mm，挤包后外径为68.0mm。
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