CN109545469A - 一种阻水电力电缆及其工艺制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阻水电力电缆及其工艺制造方法，解决现有的阻水型电缆阻水效果不理想的问题。本装置导体与导体屏蔽层之间绕包有阻水型绑扎带，所述阻水型绑扎带为半导电带，所述绑扎带采用重叠绕包方式，搭接率不少于50%，所述内护套层靠内壁的一侧均匀嵌设有铜丝形成铜丝屏蔽层，绝缘屏蔽层与铜丝屏蔽层之间设有第一缓冲阻水带，所述外护套层靠内壁的一侧均匀嵌设有铝合金丝形成铝合金铠装层，内护套层和铝合金铠装层之间设有第二缓冲阻水带。本发明通过多层的阻水缓冲设计，结构紧实无缝隙，提高阻水型电缆的使用寿命，金属屏蔽层和铠装层制造工艺可以克服金属材料高弹性跳线等缺点，提高产品合格率，有效增加产品阻水型能。

Description

一种阻水电力电缆及其工艺制造方法

技术领域

本发明属于电线电缆技术领域，涉及一种阻水电力电缆及其工艺制造方法。

背景技术

因电缆在施工安装和使用过程中，电缆接头位置容易因潮湿进水，而交联聚乙烯电缆尤其是中高压电缆其寿命往往由绝缘的老化程度决定，而绝缘老化程度又受到树枝放电决定，即水树和电树的影响，降低绝缘水分含量是提高交联聚乙烯绝缘电力电缆使用寿命的方法之一，所以阻水型电缆在越来越多的地区和领域应用起来，据研究统计电缆水树击穿是大多数电缆非外力击穿的主要原因，水树击穿是由于水分渗入交联聚乙烯绝缘，在电场作用下形成的树枝状物，树枝空隙含有水分，即使在较低的场强下也会造成绝缘介质损耗增加，同时降低绝缘电阻及绝缘击穿电压，加快绝缘老化速度。

水树的产生既有其内在原因也有其外在原因，内在原因是电缆绝缘本身的质量，即绝缘内部含有杂质、气泡、残留微水分，交联聚乙烯决绝缘材料发展至今几十年，已经在技术解决了杂质、水分残留等问题，而气泡问题往往是在电缆生产企业二次生产控制上没有完善的方案及解决方法造成的；外在原因是电场及电缆内部的潮气的渗入导致，可在生产制造过程中通过更改结构加以防止，特别是当电缆在运行过程中长期浸泡在水中或处于潮湿环境时，如果没有很好的阻水结构或措施，那么电缆极容易导致绝缘因水树而产生老化，从而造成绝缘性能下降，大大缩短电缆的使用寿命。

目前国内有阻水型电缆生产，结构多为阻水导体+绝缘+常规护层设计，生产的常规阻水电力电缆在生产过程中未考虑完全阻水设计，在层与层之间存在缝隙，并没有达到严格意义上的阻水型电缆要求，由于生产工艺较简单，阻水效果不是很理想。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的阻水型电缆阻水效果不理想的问题，提供一种阻水电力电缆及其工艺制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阻水电力电缆，其特征在于，从内到外依次包括导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、内护套层以及外护套层，所述导体与导体屏蔽层之间绕包有阻水型绑扎带，所述阻水型绑扎带为半导电带，所述绑扎带采用重叠绕包方式，搭接率不少于50%，所述内护套层靠内壁的一侧均匀嵌设有铜丝形成铜丝屏蔽层，绝缘屏蔽层与铜丝屏蔽层之间设有第一缓冲阻水带，第一缓冲阻水带绕包于绝缘屏蔽层外侧，所述外护套层靠内壁的一侧均匀嵌设有铝合金丝形成铝合金铠装层，内护套层和铝合金铠装层之间设有第二缓冲阻水带，第二缓冲阻水带绕包于内护套层的外侧。

作为优选，所述第一缓冲阻水带和第二缓冲阻水带厚度为0.8～1.2mm。

作为优选，所述铜丝屏蔽层完全嵌入内护套层中。

作为优选，所述铝合金铠装层完全嵌入外护套层中。

一种阻水电力电缆的工艺制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、导体制造：在导体最外层绕包一层阻水型绑扎带，生产工艺控制过程采用重叠绕包方式，搭接率至少50%以上；整个导体制造过程中，通过分层阻水填充，在通过高变形率的模具设计进行配比使用，使导体间隙之间达到理论最小，从导体缝隙上进行完全杜绝水分向内部渗漏，在导体最外层与导体屏蔽之间绕包一层阻水型绑扎带，此绑扎带在韧性和阻水型能方面优越，生产工艺控制过程采用重叠绕包方式，搭接率至少50%以上。

步骤二、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层采用交联三层共挤，挤出速度上理论在绝缘屏蔽不被灼伤情况下越慢越好 ，挤出工艺温度采用低温挤出工艺 ，挤出机内温度控制在90~93℃，挤出速率不超过2m/s，保证挤出机头的挤出温度为99~101℃；交联三层共挤多采用抗水树型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，聚乙烯本身具有阻水效果好等性能，抗水树型交联聚乙烯材料在绝缘水分控制上能到达更高水平，从原材料上进行最高等级的阻水控制，来提高电缆使用寿命，从生产工艺上需对生产速度和生产工艺温度进行制定，在生产速度上理论在绝缘屏蔽不被灼伤情况下越慢越好，这样对绝缘层内部的气体残留和控制会有较大提高，工艺温度采用低温挤出工艺，来有效抗滴流和减少气体产生。

步骤三、对绝缘层内部气体的脱气工序，在烘房内静置，温度控制区间在60~65℃之间，脱气时间控制在72-192h；对绝缘层内部气体的驱除，通过绝缘线芯脱气理论数据总结和分析，气体在合适的温度下脱气速度和脱气程度达到最高，温度过低和过高都不利于对绝缘内部气体的控制，另外在大截面电缆脱气时高温设定可能会对绝缘造成压伤和变形，这个合适的温度控区间在60~65℃之间，这里一般规格我们脱气时间控制在72-192h内，这种条件下生产交联线芯在整根电缆中不会存在气隙，脱气完成后才可流到下一工序生产。

步骤四、铜丝屏蔽层、内护套层、铝合金铠装层、外护套层制造，在绝缘屏蔽层和铜丝屏蔽层之间采用一层厚度为1.0mm厚的第一缓冲阻水带绕包，使绝缘屏蔽层和铜丝屏蔽层之间无间隙，绝缘屏蔽层表面压痕浅，对绝缘层无损伤；铜丝屏蔽层绕扎时采用预扭加小节距生产，即铜丝挤出前进是螺旋前进，控制铜丝在进料时按照螺旋前进角度反向扭转相同的角度，并控制预扭节距与生产节距一致性，生产出铜丝屏蔽层可不用扎带完全裸铜丝整根上盘收线不松散，内护套采用高密度聚乙烯全挤压方式生产，铜丝完全嵌入到聚乙烯护层中，配合第一缓冲阻水带，保证内护套层与绝缘屏蔽层之间无缝隙；同样生产方法，在内护套层外绕包第二缓冲阻水带，采用铝合金丝制作铝合金铠装层，由于阻水电缆通常在潮湿恶劣的环境使用，铝合金丝具备的高导电能力必要时可以输送短路电流，铝合金丝采用预扭方式来消除内应力，生产的铝合金铠装层可不扎包带裸丝直接上盘不松散，外护套层采用高阻水性能的高密度聚乙烯挤出生产，达到铝合金丝完全嵌入到外护套层中无缝隙，做到整根电缆紧实无缝，完全阻水。铝合金铠装层在本方案中采用铝合金丝而非铝合金带，原因在于金属带在绕包后再挤出，会留有缝隙。

本发明通过多层的阻水缓冲设计，结构紧实无缝隙，提高阻水型电缆的使用寿命，金属屏蔽层和铠装层制造工艺可以克服金属材料高弹性跳线等缺点，提高产品合格率，有效增加产品阻水型能。

附图说明

图1是本发明的一种常规截面示意图。

图中：1、导体，2、导体屏蔽层，3、绝缘层，4、绝缘屏蔽层，5、铜丝屏蔽层，6、内护套层，7、铝合金铠装层，8、外护套层，9、阻水型绑扎带，10、第一缓冲阻水带，11、第二缓冲阻水带。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明。

实施例：一种阻水电力电缆，如图1所示。本装置从内到外依次包括导体1、导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4、内护套层6以及外护套层8，所述导体与导体屏蔽层之间绕包有阻水型绑扎带9，所述阻水型绑扎带为半导电带，所述绑扎带采用重叠绕包方式，搭接率不少于50%，所述内护套层6靠内壁的一侧均匀嵌设有铜丝形成铜丝屏蔽层5，铜丝屏蔽层完全嵌入内护套层中。绝缘屏蔽层与铜丝屏蔽层之间设有第一缓冲阻水带10，第一缓冲阻水带10绕包于绝缘屏蔽层4外侧，所述外护套层8靠内壁的一侧均匀嵌设有铝合金丝形成铝合金铠装层7，铝合金铠装层完全嵌入外护套层中。内护套层6和铝合金铠装层7之间设有第二缓冲阻水带11，第二缓冲阻水带绕包于内护套层的外侧。第一缓冲阻水带和第二缓冲阻水带厚度为1mm。

一种阻水电力电缆的工艺制造方法，包括以下步骤：

步骤一、导体制造：在导体最外层绕包一层阻水型绑扎带，生产工艺控制过程采用重叠绕包方式，搭接率至少50%以上；

步骤二、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层采用交联三层共挤，挤出速度上理论在绝缘屏蔽不被灼伤情况下越慢越好 ，挤出工艺温度采用低温挤出工艺 ，挤出机内温度控制在90~93℃，挤出速率不超过2m/s，保证挤出机头的挤出温度为99~101℃；来有效抗滴流和减少气体产生；

步骤三、对绝缘层内部气体的脱气工序，在烘房内静置，温度控制区间在60~65℃之间，脱气时间控制在192h；

步骤四、铜丝屏蔽层、内护套层、铝合金铠装层、外护套层制造，在绝缘屏蔽层和铜丝屏蔽层之间采用一层厚度为1.0mm厚的第一缓冲阻水带绕包，使绝缘屏蔽层和铜丝屏蔽层之间无间隙，绝缘屏蔽层表面压痕浅，对绝缘层无损伤；铜丝屏蔽层绕扎时采用预扭加小节距生产，即铜丝挤出前进是螺旋前进，控制铜丝在进料时按照螺旋前进角度反向扭转相同的角度，并控制预扭节距与生产节距一致性，生产出铜丝屏蔽层可不用扎带完全裸铜丝整根上盘收线不松散，内护套采用高密度聚乙烯全挤压方式生产，铜丝完全嵌入到聚乙烯护层中，配合第一缓冲阻水带，保证内护套层与绝缘屏蔽层之间无缝隙；同样生产方法，在内护套层外绕包第二缓冲阻水带，采用铝合金丝制作铝合金铠装层，由于阻水电缆通常在潮湿恶劣的环境使用，铝合金丝具备的高导电能力必要时可以输送短路电流，铝合金丝采用预扭方式来消除内应力，生产的铝合金铠装层可不扎包带裸丝直接上盘不松散，外护套层采用高阻水性能的高密度聚乙烯挤出生产，达到铝合金丝完全嵌入到外护套层中无缝隙，做到整根电缆紧实无缝，完全阻水。

Claims (5)

1.一种阻水电力电缆，其特征在于，从内到外依次包括导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、内护套层以及外护套层，所述导体与导体屏蔽层之间绕包有阻水型绑扎带，所述阻水型绑扎带为半导电带，所述绑扎带采用重叠绕包方式，搭接率不少于50%，所述内护套层靠内壁的一侧均匀嵌设有铜丝形成铜丝屏蔽层，绝缘屏蔽层与铜丝屏蔽层之间设有第一缓冲阻水带，第一缓冲阻水带绕包于绝缘屏蔽层外侧，所述外护套层靠内壁的一侧均匀嵌设有铝合金丝形成铝合金铠装层，内护套层和铝合金铠装层之间设有第二缓冲阻水带，第二缓冲阻水带绕包于内护套层的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种阻水电力电缆，其特征在于，所述第一缓冲阻水带和第二缓冲阻水带厚度为0.8～1.2mm。

3.根据权利要求1所述的一种阻水电力电缆，其特征在于，所述铜丝屏蔽层完全嵌入内护套层中。

4.根据权利要求1所述的一种阻水电力电缆，其特征在于，所述铝合金铠装层完全嵌入外护套层中。

5.一种阻水电力电缆的工艺制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、导体制造：在导体最外层绕包一层阻水型绑扎带，生产工艺控制过程采用重叠绕包方式，搭接率至少50%以上；

步骤二、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层采用交联三层共挤，挤出速度上理论在绝缘屏蔽不被灼伤情况下越慢越好，挤出工艺温度采用低温挤出工艺，挤出机内温度控制在90~93℃，挤出速率不超过2m/s，保证挤出机头的挤出温度为99~101℃；

步骤三、对绝缘层内部气体的脱气工序，在烘房内静置，温度控制区间在60~65℃之间，脱气时间控制在72-192h；

步骤四、铜丝屏蔽层、内护套层、铝合金铠装层、外护套层制造，在绝缘屏蔽层和铜丝屏蔽层之间采用一层厚度为1.0mm厚的第一缓冲阻水带绕包，使绝缘屏蔽层和铜丝屏蔽层之间无间隙，绝缘屏蔽层表面压痕浅，对绝缘层无损伤；铜丝屏蔽层绕扎时采用预扭加小节距生产，即铜丝挤出前进是螺旋前进，控制铜丝在进料时按照螺旋前进角度反向扭转相同的角度，并控制预扭节距与生产节距一致性，生产出铜丝屏蔽层可不用扎带完全裸铜丝整根上盘收线不松散，内护套采用高密度聚乙烯全挤压方式生产，铜丝完全嵌入到聚乙烯护层中，配合第一缓冲阻水带，保证内护套层与绝缘屏蔽层之间无缝隙；同样生产方法，在内护套层外绕包第二缓冲阻水带，采用铝合金丝制作铝合金铠装层，由于阻水电缆通常在潮湿恶劣的环境使用，铝合金丝具备的高导电能力必要时可以输送短路电流，铝合金丝采用预扭方式来消除内应力，生产的铝合金铠装层可不扎包带裸丝直接上盘不松散，外护套层采用高阻水性能的高密度聚乙烯挤出生产，达到铝合金丝完全嵌入到外护套层中无缝隙，做到整根电缆紧实无缝，完全阻水。