CN109448892A - 一种中空电缆制造方法及电缆 - Google Patents
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Abstract
一种中空电缆制造方法,步骤包括:1)先制造导体用股线和铜箔导体;2)制造各个功能线缆;3)将制得的线缆以及循环冷却软管共同绞合成缆芯后,再绕包无纺布带;4)在无纺布带外挤包内护套料,冷却后,再依次包裹金属丝构成的网状结构以及隔离层,最后在隔离层外挤包外护套料构成外护套。一种上述方法制得的中空电缆,结构是缆芯外依次包裹绕包层和外护套;所述缆芯由循环冷却软管以及多根线缆绞合构成,各根线缆的间隙内的填充是聚丙烯填充绳;缆芯外绕包无纺布带构成无纺布层,无纺布层外还包裹内护套,内护套外包裹金属丝构成的网状结构,网状结构外包裹隔离层,隔离层外包裹外护套;各个功能线缆各有偶数根。本电缆重量,合格率高。
Description
技术领域
本技术方案属于电缆技术领域,具体是一种中空电缆制造方法及电缆。
背景技术
目前新能源汽车常用的锂离子动力蓄电池存在着比能量低,一次充电续驶里程短的问题。因此,在目前动力电池不能提供更多续驶里程的情况下,如果能实现电池的充电快速化,从另一个角度来解决电动汽车续驶里程短的致命弱点。充电快速化成为发展的需求。同时三元催化技术、石墨烯技术的逐步成熟,动力蓄电池的比能量在不断提升,这就要求未来实现快速充电的同时,满足电池的大功率充电,实现充电的大功率的传递。
不管是混合动力汽车、纯电动汽车还是燃料电池汽车,都离不开高压电气系统。纯电动汽车和插电式混合动力汽车采取超过300V的高电压和几百安培大电流。电压的提升会提高充电零部件的电性能要求,成本较高,未来的电压预计最高提升到1000V。电流的提升成为大功率充电的必选途径。目前的电流最大可达成250A,充电的电缆已采用95mm2的电缆,以保证实际使用的安全性。当电流继续增加到400A时,传统的充电电缆的导体截面需要达到185mm2或240mm2,电缆单重大、外径大、使用不便。如果电流再上升到500A时,充电电缆的导体截面、外径需继续增大,带来了电缆重、不易弯曲、采购成本高、操作不便、生产加工难控制等缺点。
大功率充电的电流较大(250A提升至400A及以上),为解决电缆的发热现象,线束的直径随之变粗(50mm以上),充电的操作性降低,方案的经济性降低。故此必须要设计新的方案来解决大电流的发热问题,以较小的电缆来传递较大的电流。
大功率充电技术包括冷却系统技术、冷却电缆技术和冷却接口技术、电缆温升测试技术等方面。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题,本技术方案提出一种中空电缆制造方法及电缆,具体为:
一种中空电缆,缆芯外依次包裹绕包层和外护套;所述缆芯由循环冷却软管以及多根线缆绞合构成,各根线缆的间隙内的填充是聚丙烯填充绳;缆芯外绕包无纺布带构成无纺布层,无纺布层外还包裹内护套,内护套外包裹金属丝构成的网状结构,网状结构外包裹隔离层,隔离层外包裹外护套;
所述缆芯的径向截面是圆形;按照线径大小,线径较大的功能线缆在内,线径较小的功能线缆在外,依次排列;线径最接近的两功能线缆的位置是沿穿过圆心的直线成轴对称;各根线缆分别为:
A、辅助电源线芯:由辅助电源线芯导体外包裹辅助电源线芯绝缘层构成;
B、信号芯组:由信号芯导体外包裹绝缘层构成信号线芯,多根信号线芯及填充绞合构成信号芯缆芯;
E、地线芯:由地线芯导体外包裹地线芯绝缘层构成;
F、主动力线芯:由软管外依次包裹的主线芯导体和主线芯绝缘层构成;
G、循环冷却软管:由热塑性弹性体材料挤出构成的空心管道;
所述辅助电源线芯、信号芯组、主动力线芯、地线芯和循环冷却软管各有偶数根。
缆芯外的无纺布带的绕包搭盖率不小于5mm,无纺布带的厚度为0.1mm。
主线芯导体包括多根股线,各根股线是由金属单丝绞合构成;各根股线延软管的轴线方向绞制在软管外,绞线最外层节距不大于150mm。
所述主动力线芯导体和地线芯导体线芯铜导体的要求相同,它们都是由多股铜单丝构成;铜单丝的直径范围为0.1mm~0.2mm;铜单丝绞合的绞距不大于绞合后导体外径的18倍,每股铜单丝的绞距不大于绞合后股线外径的35倍;铜单丝是退火裸铜单丝,铜单丝中铜的氧含量不大于0.001%,20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m;
所述辅助电源线芯导体、信号芯导体的要求相同,它们都是铜箔导体,铜箔导体是铜箔对接疏绕在纤维表面后,再与铜单丝绞合构成;铜单丝是退火裸铜单丝,铜单丝中铜的氧含量不大于0.001%,20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m。
主动力线芯导体外还包裹有绕包层,绕包层外包裹主线芯绝缘层,主线芯绝缘层外包裹由金属丝编织层、金属带或纤维编织层构成的加强/防爆层。
信号芯组中,信号芯缆芯外重叠绕包金属带构成金属绕包层,金属绕包层外包裹铜丝编织层构成金属屏蔽层,铜丝是镀锡铜丝,铜丝编织层表面还包裹护套层;
金属绕包带的绕包为重叠绕包,重叠率不小于25%;
金属屏蔽层的铜丝直径不大于0.15mm,编织密度80%~90%。
所述缆芯外的网状结构的要求为:网孔密度不小于80%,金属丝是镀锡铜丝或裸铜丝,其中,镀锡铜丝20℃电阻率≤0.01780Ω·mm2/m,裸铜丝20℃电阻率≤0.017241Ω·mm2/m;网状结构的伸长率不低于15%;
隔离层为环保非吸湿性材料构成,隔离层厚度不大于0.1mm。
循环冷却软管的标称壁厚最小为0.7mm;外护套标称厚度不低于1.7mm。
上述电缆在实际生产中遇到了问题:由于采用新的结构,采用传统生产工艺,或者是按照经验等在传统生产工艺上进行修正都无法生产出达到理论性能的电缆,甚至无法生产符合常规要求的电缆。为此,本发明创造提出一种新的制造方法,专用于该电缆,具体如下:
一种上述电缆的制造方法,步骤包括:
1)先制造导体用股线和铜箔导体:
A、导体用股线:是由铜单丝绞合构成;铜单丝的直径范围为0.1mm~0.2mm;铜单丝绞合的绞距不大于绞合后导体外径的18倍;铜单丝是退火裸铜单丝,铜单丝中铜的氧含量不大于0.001%,20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m;
B、铜箔导体:由铜箔疏绕纤维后再与铜单丝绞合构成;铜单丝是退火裸铜单丝,铜单丝中铜的氧含量不大于0.001%,20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m;
铜箔导体依据其线径大小不同,分别作辅助电源线芯导体和信号芯导体,备用;
2)各个功能线缆的制造:
2.1)制造主动力线芯:取导体用股线,采用绞笼机在软管外表面绞制多股股线,多股股线延软管轴芯方向分布;绞制时,牵引速度为9.717±2m/min,牵引转速为10~15级;绞线最外层节距不大于150mm;再在其外挤包热固性绝缘料,备用;
2.2)制造辅助电源线芯:取辅助电源线芯导体,并在其外挤包热固性绝缘料;备用;
2.3)制造地线芯:取导体用股线进行绞合,再在其外挤包热固性绝缘料;备用;
2.4)制造信号芯组:取信号芯导体,并在其外挤包热固性绝缘料,构成信号线芯;多根线芯绞合构成信号芯缆芯,间隙采用非吸湿性耐高温、加捻型填充绳;信号芯缆芯外重叠绕包铝箔带,绕包搭盖率不小于25%;再在铝箔带外包裹镀锡铜丝编织层,镀锡铜丝直径不大于0.15mm,编织密度80%~90%;
各个信号芯组的绞合节距不相同,以避免信号芯组干扰;
3)将上述步骤制得的线缆以及循环冷却软管共同绞合成缆芯后,再绕包无纺布带,这里成缆绞合节距范围是12~14倍线芯绞合后外径;
4)在无纺布带外挤包内护套料,冷却后,再依次包裹金属丝构成的网状结构以及隔离层,最后在隔离层外挤包外护套料构成外护套。
步骤3)中,缆芯的绞合设备是退扭式成缆机,成缆机的绞笼转速85~90r/min(优选87r/min),牵引速度4~5m/min(优选4m/min),绕包头转速10~20r/min;成缆机的成缆并线模采用钨钢模,内孔径等于线芯绞合外径,成缆方向为右向;
无纺布带重叠绕包的搭盖率不小于25%;绕包时,牵引速度为4~5m/min,绕包节距为40±5mm,无纺布带上的张力为40~45N(优选40N);绕包方向为右向,绕包带厚度为0.1mm。
所述步骤2)中,热固性绝缘料是热固性弹性体绝缘料,根据各个绝缘层结构,采用相应的模具,挤包绝缘料,并冷却;在挤塑机并在机头上配模芯、模套,模芯孔径=导体直径+0.2mm;
热固性绝缘料的挤包要求为:
自进料到出料方向,挤塑机机身温区分别为:一区145±5℃、二区150±5℃、三区160±5℃、四区170±5℃、五区180±5℃;机头和机颈的各个温区的温度都是185±5℃;
其中:一区为入料段,二区、三区为塑化段,四区、五区为均化段;
绝缘料挤出后通过电子加速完成辐照,辐照能量1.2~2.1MEV,束流20mA~26mA,能量比1.2~2.0,生产线速度30~120m/min;
所述步骤4)中,采用挤塑机挤包外护套料;
自进料到出料方向,出料方向,机身温区为:一区145±5℃、二区155±5℃、三区165±5℃、四区175±5℃、五区185±5℃;
机头、机颈的各个温区的温度都是195±5℃。
其中:一区为入料段,二区、三区为塑化段,四区、五区为均化段。
本电缆通过材料、结构等的特定设计,充电时间15min内充满,续航400km,电缆重量、外径降低,充电发热温升小于15℃,该技术的应用,可低成本的解决我国新能源汽车充电时间长的瓶颈问题,有利于新能源汽车的推广使用。采用本方法制得的电缆,能满足设计要求,同时,合格率达到98%以上。
本电缆的主动力绝缘线芯导体下降30%,充电时间15min内充满,电缆重量、外径降低。该技术的应用,可低成本的解决我国新能源汽车充电时间长的瓶颈问题,有利于新能源汽车的推广使用。
附图说明
图1是本实施例电缆的径向截面示意图,
图中:软管1、主线芯导体2、主线芯绝缘层3、辅助电源线芯导体4、辅助电源线芯绝缘层5、地线芯导体6、地线芯绝缘层7、信号芯导体8、信号芯导体外的绝缘层9、信号芯的填充10、金属绕包带11、金属丝编织层12、循环冷却软管13、缆芯的填充14、无纺布层15、外护套16。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本技术方案进一步说明如下:
如图1、一种中空电缆,结构是缆芯外依次包裹绕包层和外护套;所述缆芯由循环冷却软管以及多根线缆绞合构成,各根线缆的间隙内的填充是聚丙烯填充绳;缆芯外绕包无纺布带构成无纺布层,无纺布层外还包裹内护套,内护套外包裹金属丝构成的网状结构,网状结构外包裹隔离层,隔离层外包裹外护套;
所述缆芯的径向截面是圆形;按照线径大小,线径较大的功能线缆在内,线径较小的功能线缆在外,依次排列;线径最接近的两功能线缆的位置是沿穿过圆心的直线成轴对称;各根线缆分别为:
A、辅助电源线芯:由辅助电源线芯导体外包裹辅助电源线芯绝缘层构成;
B、信号芯组:由信号芯导体外包裹绝缘层构成信号线芯,多根信号线芯及填充绞合构成信号芯缆芯;
E、地线芯:由地线芯导体外包裹地线芯绝缘层构成;
F、主动力线芯:由软管外依次包裹的主线芯导体和主线芯绝缘层构成;
G、循环冷却软管:由热塑性弹性体材料挤出构成的空心管道;
所述辅助电源线芯、信号芯组、主动力线芯、地线芯和循环冷却软管各有偶数根。
缆芯外的无纺布带的绕包搭盖率不小于5mm,无纺布带的厚度为0.1mm。
主线芯导体包括多根股线,各根股线是由金属单丝绞合构成;各根股线延软管的轴线方向绞制在软管外,绞线最外层节距不大于150mm。
所述主动力线芯导体和地线芯导体线芯铜导体的要求相同,它们都是由多股铜单丝构成;铜单丝的直径范围为0.1mm~0.2mm;铜单丝绞合的绞距不大于绞合后导体外径的18倍,每股铜单丝的绞距不大于绞合后股线外径的35倍;铜单丝是退火裸铜单丝,铜单丝中铜的氧含量不大于0.001%,20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m;
所述辅助电源线芯导体、信号芯导体的要求相同,它们都是铜箔导体,铜箔导体是铜箔对接疏绕在纤维表面后,再与铜单丝绞合构成;铜单丝是退火裸铜单丝,铜单丝中铜的氧含量不大于0.001%,20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m。
主动力线芯导体外还包裹有绕包层,绕包层外包裹主线芯绝缘层,主线芯绝缘层外包裹由金属丝编织层、金属带或纤维编织层构成的加强/防爆层。
信号芯组中,信号芯缆芯外重叠绕包金属带构成金属绕包层,金属绕包层外包裹铜丝编织层构成金属屏蔽层,铜丝是镀锡铜丝,铜丝编织层表面还包裹护套层;
金属绕包带的绕包为重叠绕包,重叠率不小于25%;
金属屏蔽层的铜丝直径不大于0.15mm,编织密度80%~90%。
所述缆芯外的网状结构的要求为:网孔密度不小于80%,金属丝是镀锡铜丝或裸铜丝,其中,镀锡铜丝20℃电阻率≤0.01780Ω·mm2/m,裸铜丝20℃电阻率≤0.017241Ω·mm2/m;网状结构的伸长率不低于15%;
隔离层为环保非吸湿性材料构成,隔离层厚度不大于0.1mm。
循环冷却软管的标称壁厚最小为0.7mm;外护套标称厚度不低于1.7mm。
一种上述电缆的制造方法,步骤包括:
1)先制造导体用股线和铜箔导体:
A、导体用股线:是由铜单丝绞合构成;铜单丝的直径范围为0.1mm~0.2mm;铜单丝绞合的绞距不大于绞合后导体外径的18倍;铜单丝是退火裸铜单丝,铜单丝中铜的氧含量不大于0.001%,20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m;
B、铜箔导体:由铜箔疏绕纤维后再与铜单丝绞合构成;铜单丝是退火裸铜单丝,铜单丝中铜的氧含量不大于0.001%,20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m;
铜箔导体依据其线径大小不同,分别作辅助电源线芯导体和信号芯导体,备用;
2)各个功能线缆的制造:
2.1)制造主动力线芯:取导体用股线,采用绞笼机在软管外表面绞制多股股线,多股股线延软管轴芯方向分布;绞制时,牵引速度为9.717±2m/min,牵引转速为10~15级;绞线最外层节距不大于150mm;再在其外挤包热固性绝缘料,备用;
2.2)制造辅助电源线芯:取辅助电源线芯导体,并在其外挤包热固性绝缘料;备用;
2.3)制造地线芯:取导体用股线进行绞合,再在其外挤包热固性绝缘料;备用;
2.4)制造信号芯组:取信号芯导体,并在其外挤包热固性绝缘料,构成信号线芯;多根线芯绞合构成信号芯缆芯,间隙采用非吸湿性耐高温、加捻型填充绳;信号芯缆芯外重叠绕包铝箔带,绕包搭盖率不小于25%;再在铝箔带外包裹镀锡铜丝编织层,镀锡铜丝直径不大于0.15mm,编织密度80%~90%;
各个信号芯组的绞合节距不相同,以避免信号芯组干扰;
3)将上述步骤制得的线缆以及循环冷却软管共同绞合成缆芯后,再绕包无纺布带,这里成缆绞合节距范围是12~14倍线芯绞合后外径;
4)在无纺布带外挤包内护套料,冷却后,再依次包裹金属丝构成的网状结构以及隔离层,最后在隔离层外挤包外护套料构成外护套。
步骤3)中,缆芯的绞合设备是退扭式成缆机,成缆机的绞笼转速85~90r/min(优选87r/min),牵引速度4~5m/min(优选4m/min),绕包头转速10~20r/min;成缆机的成缆并线模采用钨钢模,内孔径等于线芯绞合外径,成缆方向为右向;
无纺布带重叠绕包的搭盖率不小于25%;绕包时,牵引速度为4~5m/min,绕包节距为40±5mm,无纺布带上的张力为40~45N(优选40N);绕包方向为右向,绕包带厚度为0.1mm。
本例中,所述退扭式成缆机是3+6成缆机,成缆机的线设备共9个放线盘和2个后放线架轮式放线框;放线盘分别设为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8和A9;A1放置一信号芯组,A2放置PE地线芯1,A3放置辅助线芯1,A4放置辅助线芯2,A5放置PE地线芯2,A6放置信号芯组2,A7放置主线芯1,A8放置一根循环冷却软管2,A9放置主线芯2,两个后放线架轮式放线框放置一根循环冷却软管
所述步骤2)中,热固性绝缘料是热固性弹性体绝缘料,根据各个绝缘层结构,采用相应的模具,挤包绝缘料,并冷却;在挤塑机并在机头上配模芯、模套,模芯孔径=导体直径+0.2mm;
热固性绝缘料的挤包要求为:
自进料到出料方向,挤塑机机身温区分别为:一区145±5℃、二区150±5℃、三区160±5℃、四区170±5℃、五区180±5℃;机头和机颈的各个温区的温度都是185±5℃;
其中:一区为入料段,二区、三区为塑化段,四区、五区为均化段;
绝缘料挤出后通过电子加速完成辐照,辐照能量1.2~2.1MEV,束流20mA~26mA,能量比1.2~2.0,生产线速度30~120m/min;
所述步骤4)中,采用挤塑机挤包外护套料;
自进料到出料方向,出料方向,机身温区为:一区145±5℃、二区155±5℃、三区165±5℃、四区175±5℃、五区185±5℃;
机头、机颈的各个温区的温度都是195±5℃。
其中:一区为入料段,二区、三区为塑化段,四区、五区为均化段。
热固性弹性体材料为EVA基材,配合配合增韧体系、阻燃体系、防老体系以及润滑体系经物理及化学改性而成,抗撕裂性能不小于15N/mm,耐水性通过80℃×168试验要求,绝缘硬度不小于90邵氏A,绝缘电阻常数20℃时不小于3670MΩ·km,绝缘抗张强度不小于10MPa、断裂伸长率不小于300%,158℃、168h后条件,抗张强度变化率不大于±30%,断裂伸长率变化率不大于±30%,-40℃条件下,断裂伸长率不小于30%,90℃时不小于3.67,90℃条件下高温压力压痕不大于50%;130℃条件下收缩不大于4%,不析出、无卤素、无红磷,符合环保及REACH要求。
导体表面绝缘层挤出后通过电子加速完成辐照,辐照能量1.2~2.1MEV,束流20mA~26mA,能量比1.2~2.0,生产线速度30~120m/min。其辐照后取绝缘层制样后,在250℃条件下、15min,断裂伸长率不大于100%,永久变形率不大于±25%
步骤3)中,缆芯的填充绳材料为耐高温、加捻型填充绳,该填充绳主要的基材为聚丙烯材料;针对缆芯中不同的间隙放置不同尺寸的填充绳;另外,该填充材料绝缘在125℃条件下、240h,材料可不发生变形、老化、分解、碎裂等现象,仍保持原有的良好形态。
步骤4)中,外护套料是以弹性体为基材,配合增韧体系、阻燃体系、防老体系以及润滑体系经物理及化学改成,具有良好的柔顺性,耐油,耐磨、抗UV、耐水解、耐酸碱,阻燃优越、不析出、无卤素、无红磷,耐720h气候,通过单根垂直燃烧试验,抗撕裂强度不小于20N/mm。在105℃条件下、4h,电缆的滑脱力仍保持500N以上。
外护套的护套料要求为:高抗撕、高耐磨、耐水、耐候、耐-40℃低温、阻燃、环保、耐化学液体、防紫外线。
所述地线芯绝缘层、辅助线芯、信号线芯绝缘层材料为:高硬度、高电性、耐-40℃低温、耐老化、阻燃和热固性。
本电缆选择铜作为导体材质;把多根退火的金属单丝绞合构成导体,金属单丝的电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m:所述金属单丝多根绞合成一束,多束金属丝自内而外分为多层;每层金属单丝中的相邻两股金属单丝相互紧密贴合;相邻两层金属单丝中,内、外层金属单丝紧密贴合;最外层金属单丝的绞合方向为左向,相邻两层金属单丝的绞合方向相反;最外层金属单丝的绞合节距不大于绞合后外径的16倍。采用挤包方式把绝缘层包裹在导体外,在EVA基料中增加阻燃剂、抗氧润滑剂、色粉等溶融塑化、切粒。采用挤塑机并在机头上配模芯、模套。地线芯、信号线芯、内护套材料挤出后通过电子加速完成辐照。铝箔材料绕包搭盖率不小于20%。绕包无漏包、无起皱。金属编织屏蔽密度88%~90%。选择的循环冷却软管,材料耐化学液体、柔软易弯曲、耐车辆碾压、耐老化、耐-40℃低温和热固性。缆芯绕包带为无纺布,绕包搭盖率不小于20%。在弹性体基料中增加填料、色母、塑化剂、软化油、SEBS、相溶剂、隔离剂等溶融塑化,切粒至护套料;采用挤压式生产方式把护套料紧密包裹在缆芯外,形成护套层,并冷却,构成电缆。
上述电缆的制造方法说明如下:
其中,其中,上述工艺参数的选取中,当选择中间值以及优选值时候,产品的一次优秀率达到99.4%,而放宽在范围值内时候,虽然可以得到符合质量要求产品,但一次优秀率多在98~99%之间。
结果检测,本电缆的特点包括:
1)充电时间缩短
直流充电缩短至15min,实现电动汽车续航400公里,电缆充电时间缩短90%。
2)电缆采购成本降低:电缆采购降本15%~20%。
3)电缆重量减轻、外径小
电缆外径控制在40mm以下,相比较400A直流充电电缆成品电缆重量下降25%。
4)温升小
15min内充满,实现电动汽车续航400公里,温升不超过35℃。
5)高电性
送检的产品经第三方型式检测,实测绝缘、护套的体积电阻率实测1015Ω.mm,填补ISO国际、GB国家新能源汽车硅橡胶车内高压109Ω.mm。
6)耐高低温性能
主动力电源满足125℃工况使用。满足-40℃低温冲击、-40℃低温卷绕、-40℃低温拉伸试验要求。
7)阻燃试验:
满足GB/T18380.12单根燃烧。
8)耐化学试剂
同时满足ISO6722-1标准中的方法一、方法二、电池酸试验要求,满足工况要求。
9)耐车辆碾压
本电缆,经车辆往复3次碾压,施加电压测试、冷却循环测试,满足重复使用。
Claims (10)
1.一种中空电缆制造方法,其特征是步骤包括:
1)先制造导体用股线和铜箔导体:
A、导体用股线:是由铜单丝绞合构成;铜单丝的直径范围为0.1mm~0.2mm;铜单丝绞合的绞距不大于绞合后导体外径的18倍;铜单丝是退火裸铜单丝,铜单丝中铜的氧含量不大于0.001%,20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m;
B、铜箔导体:由铜箔疏绕纤维后再与铜单丝绞合构成;铜单丝是退火裸铜单丝,铜单丝中铜的氧含量不大于0.001%,20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m;
铜箔导体依据其线径大小不同,分别作辅助电源线芯导体和信号芯导体,备用;
2)各个功能线缆的制造:
2.1)制造主动力线芯:取导体用股线,采用绞笼机在软管外表面绞制多股股线,多股股线延软管轴芯方向分布;绞制时,牵引速度为9.717±2m/min,牵引转速为10~15级;绞线最外层节距不大于150mm;再在其外挤包热固性绝缘料,备用;
2.2)制造辅助电源线芯:取辅助电源线芯导体,并在其外挤包热固性绝缘料;备用;
2.3)制造地线芯:取导体用股线进行绞合,再在其外挤包热固性绝缘料;备用;
2.4)制造信号芯组:取信号芯导体,并在其外挤包热固性绝缘料,构成信号线芯;多根线芯绞合构成信号芯缆芯,间隙采用非吸湿性耐高温、加捻型填充绳;信号芯缆芯外重叠绕包铝箔带,绕包搭盖率不小于25%;再在铝箔带外包裹镀锡铜丝编织层,镀锡铜丝直径不大于0.15mm,编织密度80%~90%;
各个信号芯组的绞合节距不相同,以避免信号芯组干扰;
3)将上述步骤制得的线缆以及循环冷却软管共同绞合成缆芯后,再绕包无纺布带,这里成缆绞合节距范围是12~14倍线芯绞合后外径;
4)在无纺布带外挤包内护套料,冷却后,再依次包裹金属丝构成的网状结构以及隔离层,最后在隔离层外挤包外护套料构成外护套。
2.根据权利要求1所述的电缆制造方法,其特征是步骤3)中,缆芯的绞合设备是退扭式成缆机,成缆机的绞笼转速85~90r/min,牵引速度4~5m/min,绕包头转速10~20r/min;成缆机的成缆并线模采用钨钢模,内孔径等于线芯绞合外径,成缆方向为右向;
无纺布带重叠绕包的搭盖率不小于25%;绕包时,牵引速度为4~5m/min,绕包节距为40±5mm,无纺布带上的张力为40~45N;绕包方向为右向,绕包带厚度为0.1mm。
3.根据权利要求1所述的电缆制造方法,其特征是所述步骤2)中,热固性绝缘料是热固性弹性体绝缘料,根据各个绝缘层结构,采用相应的模具,挤包绝缘料,并冷却;在挤塑机并在机头上配模芯、模套,模芯孔径=导体直径+0.2mm;
热固性绝缘料的挤包要求为:
自进料到出料方向,挤塑机机身温区分别为:一区145±5℃、二区150±5℃、三区160±5℃、四区170±5℃、五区180±5℃;机头和机颈的各个温区的温度都是185±5℃;
其中:一区为入料段,二区、三区为塑化段,四区、五区为均化段;
绝缘料挤出后通过电子加速完成辐照,辐照能量1.2~2.1MEV,束流20mA~26mA,能量比1.2~2.0,生产线速度30~120m/min;
所述步骤4)中,采用挤塑机挤包外护套料;
自进料到出料方向,出料方向,机身温区为:一区145±5℃、二区155±5℃、三区165±5℃、四区175±5℃、五区185±5℃;
机头、机颈的各个温区的温度都是195±5℃。
其中:一区为入料段,二区、三区为塑化段,四区、五区为均化段。
4.一种权利要求1所述方法制得的中空电缆,其特征是缆芯外依次包裹绕包层和外护套;所述缆芯由循环冷却软管以及多根线缆绞合构成,各根线缆的间隙内的填充是聚丙烯填充绳;缆芯外绕包无纺布带构成无纺布层,无纺布层外还包裹内护套,内护套外包裹金属丝构成的网状结构,网状结构外包裹隔离层,隔离层外包裹外护套;
所述缆芯的径向截面是圆形;按照线径大小,线径较大的功能线缆在内,线径较小的功能线缆在外,依次排列;线径最接近的两功能线缆的位置是沿穿过圆心的直线成轴对称;各根线缆分别为:
A、辅助电源线芯:由辅助电源线芯导体外包裹辅助电源线芯绝缘层构成;
B、信号芯组:由信号芯导体外包裹绝缘层构成信号线芯,多根信号线芯及填充绞合构成信号芯缆芯;
E、地线芯:由地线芯导体外包裹地线芯绝缘层构成;
F、主动力线芯:由软管外依次包裹的主线芯导体和主线芯绝缘层构成;
G、循环冷却软管:由热塑性弹性体材料挤出构成的空心管道;
所述辅助电源线芯、信号芯组、主动力线芯、地线芯和循环冷却软管各有偶数根。
5.根据权利要求4所述的电缆,其特征是缆芯外的无纺布带的绕包搭盖率不小于5mm,无纺布带的厚度为0.1mm。
6.根据权利要求4所述的电缆,其特征是主线芯导体包括多根股线,各根股线是由金属单丝绞合构成;各根股线延软管的轴线方向绞制在软管外,绞线最外层节距不大于150mm。
7.根据权利要求4所述的电缆,其特征是所述主动力线芯导体和地线芯导体线芯铜导体的要求相同,它们都是由多股铜单丝构成;铜单丝的直径范围为0.1mm~0.2mm;铜单丝绞合的绞距不大于绞合后导体外径的18倍,每股铜单丝的绞距不大于绞合后股线外径的35倍;铜单丝是退火裸铜单丝,铜单丝中铜的氧含量不大于0.001%,20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m;
所述辅助电源线芯导体、信号芯导体的要求相同,它们都是铜箔导体,铜箔导体是铜箔对接疏绕在纤维表面后,再与铜单丝绞合构成;铜单丝是退火裸铜单丝,铜单丝中铜的氧含量不大于0.001%,20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m。
8.根据权利要求4所述的电缆,其特征是主动力线芯导体外还包裹有绕包层,绕包层外包裹主线芯绝缘层,主线芯绝缘层外包裹由金属丝编织层、金属带或纤维编织层构成的加强/防爆层。
9.根据权利要求4所述的电缆,其特征是信号芯组中,信号芯缆芯外重叠绕包金属带构成金属绕包层,金属绕包层外包裹铜丝编织层构成金属屏蔽层,铜丝是镀锡铜丝,铜丝编织层表面还包裹护套层;
金属绕包带的绕包为重叠绕包,重叠率不小于25%;
金属屏蔽层的铜丝直径不大于0.15mm,编织密度80%~90%。
10.根据权利要求4所述的电缆,其特征是所述缆芯外的网状结构的要求为:网孔密度不小于80%,金属丝是镀锡铜丝或裸铜丝,其中,镀锡铜丝20℃电阻率≤0.01780Ω·mm2/m,裸铜丝20℃电阻率≤0.017241Ω·mm2/m;网状结构的伸长率不低于15%;
隔离层为环保非吸湿性材料构成,隔离层厚度不大于0.1mm。
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