CN109920586A - 一种电缆绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆绝缘材料及其制备方法，属于电缆领域，一种电缆绝缘材料，包括由外至内依次设置的外护套、内护套和绕包层，绕包层的内部设有多个导体，且多个导体呈环形分布在绕包层内部，导体的外端包裹有绝缘层，多个绝缘层之间放置有填充条，填充条的间隙间均匀填充有遇水凝固的粉末，粉末可以为水硬性硫铝酸盐水泥，外护套上连接有多个均匀分布的外导热块，内护套上连接有多个与外导热块数量相同的内导热块，它通过在电缆内部填充遇水即凝固的粉末，当电缆被老鼠虫蚁等啃噬损坏进水时，粉末遇水凝固，既能有效阻止水的进一步进入，还能有效避免电缆受到老鼠虫蚁的再次破坏，进而使电缆的绝缘性能不易受到影响。

Description

一种电缆绝缘材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及电缆领域，更具体地说，涉及一种电缆绝缘材料及其制备方法。

背景技术

电线电缆用以传输电(磁)能，信息和实现电磁能转换的线材产品，广义的电线电缆亦简称为电缆，狭义的电缆是指绝缘电缆，它可定义为：由下列部分组成的集合体；一根或多根绝缘线芯，以及它们各自可能具有的包覆层，总保护层及外护层，电缆亦可有附加的没有绝缘的导体。不同于高架高压线路，电缆常铺设于电缆沟、隧道、管道或室内。进入现代社会后，由于城市用地紧张，交通压力大，市容建设等原因，大城市普遍采用地下电缆输电方式。相对于架空线，电缆具有占地小、输电可靠和抗干扰能力强等优点。

专利公开号为CN106024168B公开了一种名为一种高绝缘电阻的阻燃四芯电缆线及其制备方法的发明，包括电缆芯、绝缘层和护套，电缆芯的数量为四组，通过束绞方式绞合，四组电缆芯均由若干根导体线绞合而成的导体束和包覆于导体束外周的高绝缘电阻层组成，每组电缆芯上导体线的根数为18-20根，绝缘层包覆于四组电缆芯的外周，护套包覆于绝缘层的外层。

但是，电缆埋在地下容易遭受老鼠虫蚁等的啃噬，一旦电缆被啃噬损坏，其内部进水后，电缆的绝缘性能将会受到影响，且在电磁场的作用下电缆易会发生“水树老化”现象，电缆损坏只会是时间问题，最终会导致电缆击穿。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电缆绝缘材料及其制备方法，它可以实现通过在电缆内部填充遇水即凝固的粉末，当电缆被老鼠虫蚁等啃噬损坏进水时，粉末遇水凝固，既能有效阻止水的进一步进入，还能有效避免电缆受到老鼠虫蚁的再次破坏，进而使电缆的绝缘性能不易受到影响。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种电缆绝缘材料，包括由外至内依次设置的外护套、内护套和绕包层，所述绕包层的内部设有多个导体，且多个导体呈环形分布在绕包层内部，所述导体的外端包裹有绝缘层，多个所述绝缘层之间放置有填充条，所述填充条的间隙间均匀填充有遇水凝固的粉末，可以实现通过在电缆内部填充遇水即凝固的粉末，当电缆被老鼠虫蚁等啃噬损坏进水时，粉末遇水凝固，既能有效阻止水的进一步进入，还能有效避免电缆受到老鼠虫蚁的再次破坏，进而使电缆的绝缘性能不易受到影响。

进一步的，所述粉末可以为水硬性硫铝酸盐水泥，通过硫铝酸盐水泥遇水即凝固的特性，保护绝缘层使水不易进入影响绝缘层的绝缘性能，同时使导体不易被地下老鼠等啃噬损坏影响使用。

进一步的，所述绝缘层为XLPE一次成型自然交联绝缘层，提高耐温等级，较大的载流量，耐环境应力，抗蠕变。

进一步的，所述外护套上连接有多个均匀分布的外导热块，所述内护套上连接有多个与外导热块数量相同的内导热块，且外导热块和内导热块交错设置，所述内护套的外端均匀连接有与内导热块相对应的弹簧柱，所述外护套的内端开凿有与弹簧柱相匹配的弹簧柱槽，且弹簧柱远离内护套的一端连接在弹簧柱槽内，当绕包层内部热量过高时，热量通过内导热块导给弹簧柱，弹簧柱遇热自动伸长，使外护套与内护套之间有一定间隙，从内导热块导出的热量在间隙间流通，并从外导热块导出电缆，提高电缆的散热效果，有效防止绕包层内部温度过高，进而使绝缘层的绝缘性能不易受到高温的影响，内外导热块除有传热作用外，还能有效阻止老鼠虫蚁等的啃噬，再次加强对绝缘层和导体的保护。

进一步的，所述内护套的外端连接有与外导热块相对应的凸块，所述外导热块的厚度小于外护套的厚度，且外护套与外导热块的厚度差等于凸块的厚度，当弹簧柱处于自然状态下时，即绕包层内部温度正常时，使绕包层内部热量不易通过内导热块从外导热块导出，有效防止绕包层内部热量散失。

进一步的，所述弹簧柱槽的深度等于或大于弹簧柱未伸长前的初始长度，将弹簧柱隐藏进弹簧柱槽内部，进而使外护套与内护套贴合更紧密。

进一步的，所述弹簧柱由形状记忆合金制成，使弹簧柱具有“记忆”功能，可在一定高温条件下恢复原状。

进一步的，所述外导热块和内导热块分别对应混包入外护套内或内护套内，且外导热块和内导热块交错设置，所述外导热块和内导热块采用导热耐腐蚀材料制成，可以是高导热铜合金，通过外导热块和内导热块相互配合传热，将热量导出电缆外部。

进一步的，所述弹簧柱通过胶合机均匀粘接在内护套的外端，使弹簧柱与内护套粘接更牢固。

一种电缆绝缘材料，其制备方法为：包括以下步骤：

一、制备导体：

将铜单丝或铝单丝通过拉丝机拉制，然后预加热至250度，再加热至退火温度500-550度，接着通过退火机退火，获得导体；

二、制备五组电缆芯：

采用热固性并具有高绝缘电阻的自然交联聚乙烯绝缘料与五种不同颜色的母料，分别通过高速混合器混合后，再通过挤出机挤出，在自然条件下在导体的外周进行交联，得到五种不同颜色的自然交联绝缘层，形成五组电缆芯。

三、内部填充：

在五组电缆芯之间填充填充条，并将五组电缆芯以及填充条通过束绞方式绞合为圆形，在绞合后的五组电缆芯外周包覆遇水凝固的粉末，并利用无纺布进行绕包，形成绕包层；

四、内包覆：

将低烟无卤阻燃聚烯烃复合物弹性体均匀的挤包在绕包层外周，形成内护套；

五、外包覆：

将经内护套包覆完成后的五组电缆芯传入外护套内，外护套可以采用PE材料制作，并通过抽气机对外护套与内护套之间的间隙进行抽气，使外护套紧密贴附在内护套外表面，完成成品的制作。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现通过在电缆内部填充遇水即凝固的粉末，当电缆被老鼠虫蚁等啃噬损坏进水时，粉末遇水凝固，既能有效阻止水的进一步进入，还能有效避免电缆受到老鼠虫蚁的再次破坏，进而使电缆的绝缘性能不易受到影响。

(2)粉末可以为水硬性硫铝酸盐水泥，通过硫铝酸盐水泥遇水即凝固的特性，保护绝缘层使水不易进入影响绝缘层的绝缘性能，同时使导体不易被地下老鼠等啃噬损坏影响使用，绝缘层为XLPE一次成型自然交联绝缘层，提高耐温等级，较大的载流量，耐环境应力，抗蠕变。

(3)外护套上连接有多个均匀分布的外导热块，内护套上连接有多个与外导热块数量相同的内导热块，且外导热块和内导热块交错设置，内护套的外端均匀连接有与内导热块相对应的弹簧柱，外护套的内端开凿有与弹簧柱相匹配的弹簧柱槽，且弹簧柱远离内护套的一端连接在弹簧柱槽内，当绕包层内部热量过高时，热量通过内导热块导给弹簧柱，弹簧柱遇热自动伸长，使外护套与内护套之间有一定间隙，从内导热块导出的热量在间隙间流通，并从外导热块导出电缆，提高电缆的散热效果，有效防止绕包层内部温度过高，进而使绝缘层的绝缘性能不易受到高温的影响，内外导热块除有传热作用外，还能有效阻止老鼠虫蚁等的啃噬，再次加强对绝缘层和导体的保护。

(4)内护套的外端连接有与外导热块相对应的凸块，外导热块的厚度小于外护套的厚度，且外护套与外导热块的厚度差等于凸块的厚度，当弹簧柱处于自然状态下时，即绕包层内部温度正常时，使绕包层内部热量不易通过内导热块从外导热块导出，有效防止绕包层内部热量散失。

(5)弹簧柱槽的深度等于或大于弹簧柱未伸长前的初始长度，将弹簧柱隐藏进弹簧柱槽内部，进而使外护套与内护套贴合更紧密。

(6)弹簧柱由形状记忆合金制成，使弹簧柱具有“记忆”功能，可在一定高温条件下恢复原状。

(7)外导热块和内导热块分别对应混包入外护套内或内护套内，且外导热块和内导热块交错设置，外导热块和内导热块采用导热耐腐蚀材料制成，可以是高导热铜合金，通过外导热块和内导热块相互配合传热，将热量导出电缆外部，弹簧柱通过胶合机均匀粘接在内护套的外端，使弹簧柱与内护套粘接更牢固。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的弹簧柱伸长后的结构示意图。

图中标号说明：

1外护套、2内护套、21凸块、31外导热块、32内导热块、4绕包层、5绝缘层、6导体、7填充条、8弹簧柱、81弹簧柱槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-2，一种电缆绝缘材料，包括由外至内依次设置的外护套1、内护套2和绕包层4，绕包层4的内部设有多个导体6，且多个导体6呈环形分布在绕包层4内部，导体6的外端包裹有绝缘层5，多个绝缘层5之间放置有填充条7，填充条7的间隙间均匀填充有遇水凝固的粉末，粉末可以为水硬性硫铝酸盐水泥，通过硫铝酸盐水泥遇水即凝固的特性，保护绝缘层5使水不易进入影响绝缘层5的绝缘性能，同时使导体6不易被地下老鼠等啃噬损坏影响使用，绝缘层5为XLPE一次成型自然交联绝缘层5，提高耐温等级，较大的载流量，耐环境应力，抗蠕变。

外护套1上连接有多个均匀分布的外导热块31，内护套2上连接有多个与外导热块31数量相同的内导热块32，且外导热块31和内导热块32交错设置，内护套2的外端均匀连接有与内导热块32相对应的弹簧柱8，外护套1的内端开凿有与弹簧柱8相匹配的弹簧柱槽81，且弹簧柱8远离内护套2的一端连接在弹簧柱槽81内，当绕包层4内部热量过高时，热量通过内导热块32导给弹簧柱8，弹簧柱8遇热自动伸长，使外护套1与内护套2之间有一定间隙，从内导热块32导出的热量在间隙间流通，并从外导热块31导出电缆，提高电缆的散热效果，有效防止绕包层4内部温度过高，进而使绝缘层5的绝缘性能不易受到高温的影响，内外导热块除有传热作用外，还能有效阻止老鼠虫蚁等的啃噬，再次加强对绝缘层5和导体6的保护。

内护套2的外端连接有与外导热块31相对应的凸块21，外导热块31的厚度小于外护套1的厚度，且外护套1与外导热块31的厚度差等于凸块21的厚度，当弹簧柱8处于自然状态下时，即绕包层4内部温度正常时，使绕包层4内部热量不易通过内导热块32从外导热块31导出，有效防止绕包层4内部热量散失。

弹簧柱槽81的深度等于或大于弹簧柱8未伸长前的初始长度，将弹簧柱8隐藏进弹簧柱槽81内部，进而使外护套1与内护套2贴合更紧密，弹簧柱8由形状记忆合金制成，使弹簧柱8具有“记忆”功能，可在一定高温条件下恢复原状。

外导热块31和内导热块32分别对应混包入外护套1内或内护套2内，且外导热块31和内导热块32交错设置，外导热块31和内导热块32采用导热耐腐蚀材料制成，可以是高导热铜合金，通过外导热块31和内导热块32相互配合传热，将热量导出电缆外部，弹簧柱8通过胶合机均匀粘接在内护套2的外端，使弹簧柱8与内护套2粘接更牢固。

其制备方法为：包括以下步骤：

一、制备导体6：

将铜单丝或铝单丝通过拉丝机拉制，然后预加热至250度，再加热至退火温度500-550度，接着通过退火机退火，获得导体6；

二、制备五组电缆芯：

采用热固性并具有高绝缘电阻的自然交联聚乙烯绝缘料与五种不同颜色的母料，分别通过高速混合器混合后，再通过挤出机挤出，在自然条件下在导体6的外周进行交联，得到五种不同颜色的自然交联绝缘层5，形成五组电缆芯。

三、内部填充：

在五组电缆芯之间填充填充条7，并将五组电缆芯以及填充条7通过束绞方式绞合为圆形，在绞合后的五组电缆芯外周包覆遇水凝固的粉末，并利用无纺布进行绕包，形成绕包层4；

四、内包覆：

将低烟无卤阻燃聚烯烃复合物弹性体均匀的挤包在绕包层4外周，形成内护套2；

五、外包覆：

将经内护套2包覆完成后的五组电缆芯传入外护套1内，外护套1可以采用PE材料制作，并通过抽气机对外护套1与内护套2之间的间隙进行抽气，使外护套1紧密贴附在内护套2外表面，完成成品的制作。

本方案通过在电缆内部填充遇水即凝固的粉末，当电缆被老鼠虫蚁等啃噬损坏进水时，粉末遇水凝固，既能有效阻止水的进一步进入，还能有效避免电缆受到老鼠虫蚁的再次破坏，进而使电缆的绝缘性能不易受到影响。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电缆绝缘材料，其特征在于：包括由外至内依次设置的外护套(1)、内护套(2)和绕包层(4)，所述绕包层(4)的内部设有多个导体(6)，且多个导体(6)呈环形分布在绕包层(4)内部，所述导体(6)的外端包裹有绝缘层(5)，多个所述绝缘层(5)之间放置有填充条(7)，所述填充条(7)的间隙间均匀填充有遇水凝固的粉末。

2.根据权利要求1所述的一种电缆绝缘材料，其特征在于：所述粉末可以为水硬性硫铝酸盐水泥。

3.根据权利要求1所述的一种电缆绝缘材料，其特征在于：所述绝缘层(5)为XLPE一次成型自然交联绝缘层。

4.根据权利要求1所述的一种电缆绝缘材料，其特征在于：所述外护套(1)上连接有多个均匀分布的外导热块(31)，所述内护套(2)上连接有多个与外导热块(31)数量相同的内导热块(32)，且外导热块(31)和内导热块(32)交错设置，所述内护套(2)的外端均匀连接有与内导热块(32)相对应的弹簧柱(8)，所述外护套(1)的内端开凿有与弹簧柱(8)相匹配的弹簧柱槽(81)，且弹簧柱(8)远离内护套(2)的一端连接在弹簧柱槽(81)内。

5.根据权利要求3所述的一种电缆绝缘材料，其特征在于：所述内护套(2)的外端连接有与外导热块(31)相对应的凸块(21)，所述外导热块(31)的厚度小于外护套(1)的厚度，且外护套(1)与外导热块(31)的厚度差等于凸块(21)的厚度。

6.根据权利要求3所述的一种电缆绝缘材料，其特征在于：所述弹簧柱槽(81)的深度等于或大于弹簧柱(8)未伸长前的初始长度。

7.根据权利要求3所述的一种电缆绝缘材料，其特征在于：所述弹簧柱(8)由形状记忆合金制成。

8.根据权利要求3所述的一种电缆绝缘材料及其制备方法，其特征在于：多个所述外导热块(31)和内导热块(32)分别对应混包入外护套(1)内和内护套(2)内，且外导热块(31)和内导热块(32)交错设置，所述外导热块(31)和内导热块(32)采用导热耐腐蚀材料制成，可以是高导热铜合金。

9.根据权利要求3所述的一种电缆绝缘材料及其制备方法，其特征在于：所述弹簧柱(8)通过胶合机均匀粘接在内护套(2)的外端。

10.根据权利要求1所述的一种电缆绝缘材料，其特征在于：其制备方法为：包括以下步骤：

一、制备导体(6)：

将铜单丝或铝单丝通过拉丝机拉制，然后预加热至250度，再加热至退火温度500-550度，接着通过退火机退火，获得导体(6)；

二、制备五组电缆芯：

采用热固性并具有高绝缘电阻的自然交联聚乙烯绝缘料与五种不同颜色的母料，分别通过高速混合器混合后，再通过挤出机挤出，在自然条件下在导体(6)的外周进行交联，得到五种不同颜色的自然交联绝缘层5，形成五组电缆芯。

三、内部填充：

在五组电缆芯之间填充填充条(7)，并将五组电缆芯以及填充条(7)通过束绞方式绞合为圆形，在绞合后的五组电缆芯外周包覆遇水凝固的粉末，并利用无纺布进行绕包，形成绕包层(4)；

四、内包覆：

将低烟无卤阻燃聚烯烃复合物弹性体均匀的挤包在绕包层(4)外周，形成内护套(2)；

五、外包覆：

将经内护套(2)包覆完成后的五组电缆芯传入外护套(1)内，外护套(1)可以采用PBT材料制作，并通过抽气机对外护套(1)与内护套(2)之间的间隙进行抽气，使外护套(1)紧密贴附在内护套(2)外表面，完成成品的制作。