CN109830329B - 一种高强度高韧性复合电力扁电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度高韧性复合电力扁电缆，线芯包括有橡胶骨架，所述的橡胶骨架包括有两个圆端，在两个圆端之间连接有内凹弧形过渡段，在每个橡胶骨架的一个圆端内设有导体一，在导体一的外侧依次包覆有聚丙烯绝缘层和镀锡软铜丝加涤纶丝编织绝缘屏蔽层，在另一个圆端内设有导体二，在导体二的外侧包覆有交联乙烯四氟乙烯共聚物绝缘层，将两根导体二对绞后包覆有铝带联锁铠装层。本发明在缆芯外侧依次包覆有多层塑料薄膜绕包层、玻璃纤维带加陶瓷化硅橡胶带绕包层、碳素波纹管和外护套层，阻燃效果好，碳素波纹管具有重量轻、弯曲半径小、抗外压强度高、绝缘电阻小、耐腐蚀、不渗漏、防鼠咬、耐候性好、产率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种高强度高韧性复合电力扁电缆。
背景技术
电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线。电力电缆的稳定性和强度，影响着电力系统运行的稳定性，针对此，本发明提出一种高强度高韧性复合电力扁电缆，提高电缆的寿命和使用稳定性。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高强度高韧性复合电力扁电缆。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高强度高韧性复合电力扁电缆，包括有多个线芯，所述的线芯包括有橡胶骨架，所述的橡胶骨架包括有两个圆端，在两个圆端之间连接有内凹弧形过渡段，在每个橡胶骨架的一个圆端内设有导体一，在导体一的外侧依次包覆有聚丙烯绝缘层和镀锡软铜丝加涤纶丝编织绝缘屏蔽层，在另一个圆端内设有导体二，在导体二的外侧包覆有交联乙烯四氟乙烯共聚物绝缘层，将两根导体二对绞后包覆有铝带联锁铠装层，将多个线芯从左到右依次前后间隔并列放置，橡胶骨架的一个圆端与其相邻的两个橡胶骨架的内凹弧形过渡段接触，多个线芯并列放置后在外侧依次包覆有多层塑料薄膜绕包层、玻璃纤维带加陶瓷化硅橡胶带绕包层、碳素波纹管和外护套层。
所述的导体一和导体二均采用铜箔丝与铜丝胶合而成的复合导体。
在所述的塑料薄膜绕包层的内部还填充有阻水芳纶纱填充层。
所述的碳素波纹管，是经真空吸塑成型的具有波纹形闭合环状管壁结构的管道。
所述的碳素波纹管，其母料粒子包括以下重量份的各原料：
高密度聚乙烯140-170、氧化石墨烯10-16、碳粉10-15、甲基丙烯酸甲酯40-50、环氧丙醇5-8、甲醇钠0.01-0.02、二乙烯三胺1-2、硬脂酸钙2-4、聚丙烯酸钠5-7、环氧化甘油三酸酯3-4。
所述的碳素波纹管母料粒子的制备方法，包括以下步骤：
(1)取环氧化甘油三酸酯，加入到其重量17-20倍的甲苯中，搅拌均匀，得甲苯溶液；
(2)取碳粉、硬脂酸钙混合，在270-300℃下烧结1-2小时，冷却至常温，加入到上述甲苯溶液中，超声10-15分钟，得碳粉分散液；
(3)取甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇混合，加入到上述碳粉分散液中，搅拌均匀，送入到不锈钢反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度90-100℃，搅拌反应1-2小时，加入甲醇钠，调节反应釜温度为150-160℃，保温搅拌2-3小时，出料，旋蒸除去甲苯，得环氧改性碳粉；
(4)取聚丙烯酸钠，加入到其重量80-100倍的去离子水中，搅拌均匀，加入氧化石墨烯、环氧改性碳粉，升高温度为55-60℃，超声30-40分钟，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得改性复合填料；
(5)取二乙烯三胺，加入到其重量30-40倍的无水乙醇中，加入高密度聚乙烯，搅拌均匀，送入到反应釜中，升高温度为150-160℃，加入上述改性复合填料，保温搅拌1-2小时，出料冷却，送入到挤出机中，融入挤出，造粒，即得。
本发明的优点是：本发明使用了多个类似8字型的橡胶骨架构成线芯的骨架，将多个线芯并列前后设置，构成了扁电缆的缆芯，由于骨架的圆端与相邻的两个骨架的中间过渡段相配合，起到一种相互牵制的作用，使结构更加稳定紧凑，防止在使用过程中出现变形的问题，延长了使用寿命；在缆芯外侧依次包覆有多层塑料薄膜绕包层、玻璃纤维带加陶瓷化硅橡胶带绕包层、碳素波纹管和外护套层，阻燃效果好，碳素波纹管具有重量轻、弯曲半径小、抗外压强度高、绝缘电阻小、耐腐蚀、不渗漏、防鼠咬、耐候性好、产率高等优点；
本发明的波纹管，采用碳素粒子共同改性高密度聚乙烯，有效的提高了成品的力学强度，本发明以甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇共混处理纳米碳粉，以聚丙烯酸钠对石墨烯进行插层改性，预先将纳米碳粉与石墨烯形成有效的共混，然后通过二乙烯三胺处理聚合物粒子，并促进环氧交联，从而实现了碳素粒子在聚合物粒子间的分散相容性，提高了成品粒子的强度和韧性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为线芯的结构图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种高强度高韧性复合电力扁电缆，包括有多个线芯，所述的线芯包括有橡胶骨架1，所述的橡胶骨架1包括有两个圆端，在两个圆端之间连接有内凹弧形过渡段2，在每个橡胶骨架1的一个圆端内设有导体一3，在导体一3的外侧依次包覆有聚丙烯绝缘层4和镀锡软铜丝加涤纶丝编织绝缘屏蔽层5，在另一个圆端内设有导体二6，在导体二6的外侧包覆有交联乙烯四氟乙烯共聚物绝缘层7，将两根导体二6对绞后包覆有铝带联锁铠装层8，将多个线芯从左到右依次前后间隔并列放置，橡胶骨架1的一个圆端与其相邻的两个橡胶骨架的内凹弧形过渡段接触，多个线芯并列放置后在外侧依次包覆有多层塑料薄膜绕包层9、玻璃纤维带加陶瓷化硅橡胶带绕包层10、碳素波纹管11和外护套层12。
所述的导体一3和导体二6均采用铜箔丝与铜丝胶合而成的复合导体。
在所述的塑料薄膜绕包层9的内部还填充有阻水芳纶纱填充层13。
所述的碳素波纹管11，是经真空吸塑成型的具有波纹形闭合环状管壁结构的管道。
所述的碳素波纹管，其母料粒子包括以下重量份的各原料：
高密度聚乙烯140、氧化石墨烯10、碳粉10、甲基丙烯酸甲酯40、环氧丙醇5、甲醇钠0.01、二乙烯三胺1、硬脂酸钙2、聚丙烯酸钠5-7、环氧化甘油三酸酯3。
所述的碳素波纹管母料粒子的制备方法，包括以下步骤：
(1)取环氧化甘油三酸酯，加入到其重量17倍的甲苯中，搅拌均匀，得甲苯溶液；
(2)取碳粉、硬脂酸钙混合，在270℃下烧结1小时，冷却至常温，加入到上述甲苯溶液中，超声10分钟，得碳粉分散液；
(3)取甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇混合，加入到上述碳粉分散液中，搅拌均匀，送入到不锈钢反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度90℃，搅拌反应1小时，加入甲醇钠，调节反应釜温度为150℃，保温搅拌2小时，出料，旋蒸除去甲苯，得环氧改性碳粉；
(4)取聚丙烯酸钠，加入到其重量80倍的去离子水中，搅拌均匀，加入氧化石墨烯、环氧改性碳粉，升高温度为55℃，超声30分钟，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得改性复合填料；
(5)取二乙烯三胺，加入到其重量30倍的无水乙醇中，加入高密度聚乙烯，搅拌均匀，送入到反应釜中，升高温度为150℃，加入上述改性复合填料，保温搅拌1-2小时，出料冷却，送入到挤出机中，融入挤出，造粒，即得。
实施例2
所述的碳素波纹管，其母料粒子包括以下重量份的各原料：
高密度聚乙烯170、氧化石墨烯16、碳粉15、甲基丙烯酸甲酯50、环氧丙醇8、甲醇钠0.02、二乙烯三胺2、硬脂酸钙4、聚丙烯酸钠7、环氧化甘油三酸酯4。
所述的碳素波纹管母料粒子的制备方法，包括以下步骤：
(1)取环氧化甘油三酸酯，加入到其重量20倍的甲苯中，搅拌均匀，得甲苯溶液；
(2)取碳粉、硬脂酸钙混合，在300℃下烧结2小时，冷却至常温，加入到上述甲苯溶液中，超声15分钟，得碳粉分散液；
(3)取甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇混合，加入到上述碳粉分散液中，搅拌均匀，送入到不锈钢反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度100℃，搅拌反应2小时，加入甲醇钠，调节反应釜温度为160℃，保温搅拌3小时，出料，旋蒸除去甲苯，得环氧改性碳粉；
(4)取聚丙烯酸钠，加入到其重量100倍的去离子水中，搅拌均匀，加入氧化石墨烯、环氧改性碳粉，升高温度为60℃，超声40分钟，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得改性复合填料；
(5)取二乙烯三胺，加入到其重量40倍的无水乙醇中，加入高密度聚乙烯，搅拌均匀，送入到反应釜中，升高温度为160℃，加入上述改性复合填料，保温搅拌2小时，出料冷却，送入到挤出机中，融入挤出，造粒，即得。
Claims (3)
1.一种高强度高韧性复合电力扁电缆，其特征在于：包括有多个线芯，所述的线芯包括有橡胶骨架，所述的橡胶骨架包括有两个圆端，在两个圆端之间连接有内凹弧形过渡段，在每个橡胶骨架的一个圆端内设有导体一，在导体一的外侧依次包覆有聚丙烯绝缘层和镀锡软铜丝加涤纶丝编织绝缘屏蔽层，在另一个圆端内设有导体二，在导体二的外侧包覆有交联乙烯四氟乙烯共聚物绝缘层，将两根导体二对绞后包覆有铝带联锁铠装层，将多个线芯从左到右依次前后间隔并列放置，橡胶骨架的一个圆端与其相邻的两个橡胶骨架的内凹弧形过渡段接触，多个线芯并列放置后在外侧依次包覆有多层塑料薄膜绕包层、玻璃纤维带加陶瓷化硅橡胶带绕包层、碳素波纹管和外护套层；
所述的碳素波纹管，是经真空吸塑成型的具有波纹形闭合环状管壁结构的管道；
所述的碳素波纹管，其母料粒子包括以下重量份的各原料：
高密度聚乙烯140-170、氧化石墨烯10-16、碳粉10-15、甲基丙烯酸甲酯40-50、环氧丙醇5-8、甲醇钠0.01-0.02、二乙烯三胺1-2、硬脂酸钙2-4、聚丙烯酸钠5-7、环氧化甘油三酸酯3-4；
所述的碳素波纹管母料粒子的制备方法，包括以下步骤：
(1)取环氧化甘油三酸酯，加入到其重量17-20倍的甲苯中，搅拌均匀，得甲苯溶液；
(2)取碳粉、硬脂酸钙混合，在270-300℃下烧结1-2小时，冷却至常温，加入到上述甲苯溶液中，超声10-15分钟，得碳粉分散液；
(3)取甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇混合，加入到上述碳粉分散液中，搅拌均匀，送入到不锈钢反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度90-100℃，搅拌反应1-2小时，加入甲醇钠，调节反应釜温度为150-160℃，保温搅拌2-3小时，出料，旋蒸除去甲苯，得环氧改性碳粉；
(4)取聚丙烯酸钠，加入到其重量80-100倍的去离子水中，搅拌均匀，加入氧化石墨烯、环氧改性碳粉，升高温度为55-60℃，超声30-40分钟，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得改性复合填料；
(5)取二乙烯三胺，加入到其重量30-40倍的无水乙醇中，加入高密度聚乙烯，搅拌均匀，送入到反应釜中，升高温度为150-160℃，加入上述改性复合填料，保温搅拌1-2小时，出料冷却，送入到挤出机中，融入挤出，造粒，即得。
2.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性复合电力扁电缆，其特征在于：所述的导体一和导体二均采用铜箔丝与铜丝胶合而成的复合导体。
3.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性复合电力扁电缆，其特征在于：在所述的塑料薄膜绕包层的内部还填充有阻水芳纶纱填充层。
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Denomination of invention: A high strength and high toughness composite power flat cable Effective date of registration: 20211009 Granted publication date: 20200714 Pledgee: Tianchang vibration financing Company limited by guarantee Pledgor: ANHUI HUI NING ELECTRICAL INSTRUMENT GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2021980010434 |