CN110085353A - 用于井下移动变压器的组合式软电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于井下移动变压器的组合式软电缆，包括缆芯、绝缘层、钢丝铠装层、铜管及护套层，缆芯由动力线芯、监视线芯、地线芯及抗拉绳组成，动力线芯由电力传输导体、电力传输绝缘、电力传输屏蔽及电力传输橡皮套组成，监视线芯由信号传输导体、信号传输绝缘、对绞绕包带、信号传输屏蔽及传输橡皮套组成，钢丝铠装层由夹层硅橡胶套和钢丝组成，铜管外壁设螺旋形防滑槽；本发明还提供了导电布的生产工艺，将导电布作为电力传输屏蔽和信号传输屏蔽。本发明将不动力线芯、监视线芯及地线芯组合到缆芯中，节省铺设成本、避免电缆缠绕；采用钢丝铠装层和铜管作为电缆的铠装结构、抗拉结构及屏蔽结构，保证井下电缆的使用年限。
Description
技术领域
本发明涉及矿用电缆技术领域，尤其涉及用于井下移动变压器的组合式软电缆。
背景技术
煤矿井下移动变压器及类似设备的额定电压一般为3.6/6kV，其电缆也需要与此电压对应的电力电缆，同时还需要数据信号传输的计算机电缆或通讯电缆，虽然采用颜色区分，但在井下使用时由于光线较差常常识别不清楚，造成接头错误等安全问题。
另外，井下作业时，电缆需要经常移动，若使用独立分开的电力电缆、通讯电缆，拖曳时，各个缆线容易缠绕，扭矩过大容易造成电缆接头或是电缆终端头接触不良，从而造成隐患。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的用于井下移动变压器的组合式软电缆。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
用于井下移动变压器的组合式软电缆，包括缆芯、包裹在缆芯外的绝缘层、包裹在绝缘层外的钢丝铠装层、设置在钢丝铠装层外的铜管及包裹在铜管外的护套层，缆芯由三组动力线芯、三组监视线芯、一个地线芯及多个抗拉绳组成，地线芯具体是单芯铜导体外包橡胶皮而成，地线芯位于缆芯的中心位置，动力线芯及监视线芯交替分布在地线芯外，抗拉绳分布在各线芯之间的空隙中；
动力线芯由电力传输导体、电力传输绝缘、电力传输屏蔽及电力传输橡皮套组成，电力传输导体由多股镀锡铜线绞合而成，电力传输屏蔽位于电力传输绝缘与电力传输橡皮套之间；
监视线芯由信号传输导体、信号传输绝缘、对绞绕包带、信号传输屏蔽及传输橡皮套组成，信号传输导体具体为包有信号传输绝缘皮的单芯铜导体，对绞绕包带包接在两根信号传输导体外，信号传输屏蔽位于信号传输绝缘与信号传输橡皮套之间。
优选地，绝缘层具体是氟塑料、硅橡胶或交联聚乙烯。
优选地，钢丝铠装层由夹层硅橡胶套及设置在夹层硅橡胶套内的一圈钢丝组成。
优选地，铜管的内管壁为光滑面，铜管的外管壁设有螺旋形防滑槽。
优选地，护套层具体是聚氯乙烯橡胶、丁腈橡胶或硅橡胶。
本发明中，电力传输屏蔽和信号传输屏蔽均为导电布材质，导电布具体是浸渍有纳米导电液的纤维布，并提出了导电布的生产工艺，包括以下步骤：
1）ATO纳米颗粒的制备：摩尔百分比为85-95%的SnCl4·5H2O，投入到含5-15%（浓度比）乙酰丙酮的乙醇中，加入摩尔百分比为5-15%的SbCl3，搅拌得澄清溶液，缓慢滴加纯水，80℃搅拌回流3h得到溶胶，陈化24-48h，800-1200℃煅烧，得到ATO纳米颗粒粉体；
2）纳米导电液的制备：将ATO纳米颗粒粉体研磨溶解到纯水中，高速搅拌，添加摩尔比100:10的氧化石墨烯：硫酸的水溶液，加入与ATO纳米颗粒粉体等重量的十八烷基硫酸钠，12000r/min高速搅拌30min，即得纳米导电液；
3）导电布的制备：将纤维布烘干后，在纳米导电液中浸渍1min，加水冲洗纤维布的表面后，再烘干，重复以上操作2-4次，即得成品的导电布。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1. 抗干扰能力对于井下电缆尤为重要，井下的信号稳定与否往往关系到井下工人的人身安全，故而本发明提供了钢丝铠装层和铜管，将二者同时作为电缆的铠装结构、抗拉结构及屏蔽结构，具有较大的实际应用价值。
2.本发明的缆芯由三组动力线芯、三组监视线芯、一个地线芯及多个抗拉绳组成，抗拉绳提供足够的内部抗拉性能，动力线芯、监视线芯及地线芯均设有屏蔽层，从而将不同额定电压的线芯组合到一个缆芯中，节省井下电缆的铺设成本，避免电缆拖曳时的缠绕。
3.电力传输屏蔽和信号传输屏蔽均为导电布材质，导电布具体是浸渍有纳米导电液的纤维布，其表面及内部均导电，避免现有技术的镀膜导电布磨损后丧失导电屏蔽性的缺陷，具有巨大的实用价值和推广价值。
附图说明
图1为本发明提出的用于井下移动变压器的组合式软电缆的结构示意图；
图2为本发明提出的用于井下移动变压器的组合式软电缆的动力线芯的内部结构示意图；
图3为本发明提出的用于井下移动变压器的组合式软电缆的监视线芯的内部结构示意图；
图4为本发明提出的用于井下移动变压器的组合式软电缆的铜管的立体结构图。
图中：绝缘层1、钢丝铠装层2、夹层硅橡胶套201、钢丝202、铜管3、螺旋形防滑槽301、护套层4、动力线芯5、电力传输导体501、电力传输绝缘502、电力传输屏蔽503、电力传输橡皮套504、监视线芯6、信号传输导体601、信号传输绝缘602、对绞绕包带603、信号传输屏蔽604、传输橡皮套605、地线芯7、抗拉绳8。
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。
参照图1-4，用于井下移动变压器的组合式软电缆，包括缆芯、包裹在缆芯外的绝缘层1、包裹在绝缘层1外的钢丝铠装层2、设置在钢丝铠装层2外的铜管3及包裹在铜管3外的护套层4，缆芯由三组动力线芯5、三组监视线芯6、一个地线芯7及多个抗拉绳8组成，地线芯7具体是单芯铜导体外包橡胶皮而成，地线芯7位于缆芯的中心位置，动力线芯5及监视线芯6交替分布在地线芯7外，抗拉绳8分布在各线芯之间的空隙中；动力线芯5由电力传输导体501、电力传输绝缘502、电力传输屏蔽503及电力传输橡皮套504组成，电力传输导体501由多股镀锡铜线绞合而成，电力传输屏蔽503位于电力传输绝缘502与电力传输橡皮套504之间；监视线芯6由信号传输导体601、信号传输绝缘602、对绞绕包带603、信号传输屏蔽604及传输橡皮套605组成，信号传输导体601具体为包有信号传输绝缘皮602的单芯铜导体，对绞绕包带603包接在两根信号传输导体601外，信号传输屏蔽604位于信号传输绝缘602与信号传输橡皮套605之间。
参照图1，绝缘层1具体是氟塑料、硅橡胶或交联聚乙烯，耐热性较佳，缆芯温度升高绝缘层1不会开裂，避免漏电，适合井下电缆的缆芯绝缘层。
参照图1，钢丝铠装层2由夹层硅橡胶套201及设置在夹层硅橡胶套201内的一圈钢丝202组成，采用夹层硅橡胶套201套一圈钢丝202，大大增加了电缆的抗拉性能及抗冲压性能，尤其适用于井下电缆的支撑结构。
参照图1，铜管3的内管壁为光滑面，铜管3的外管壁设有螺旋形防滑槽301，铜管3包在夹层硅橡胶套201外，作为电缆的铠装结构，同时钢丝202和铜管3均可接地，又可作为屏蔽结构，提高缆芯的抗干扰能力；抗干扰能力对于井下电缆尤为重要，井下的信号稳定与否往往关系到井下工人的人身安全，故而本发明提供了钢丝铠装层2和铜管3，将二者同时作为电缆的铠装结构、抗拉结构及屏蔽结构，具有较大的实际应用价值。
参照图1，护套层4具体是聚氯乙烯橡胶、丁腈橡胶或硅橡胶，成本较低，柔软性较好，便于井下电缆的拖曳。
本发明中，电力传输屏蔽503和信号传输屏蔽604均为导电布材质，导电布具体是浸渍有纳米导电液的纤维布，并提出了导电布的生产工艺，包括以下步骤：
1）ATO纳米颗粒的制备：摩尔百分比为85-95%的SnCl4•5H2O，投入到含5-15%浓度比乙酰丙酮的乙醇中，加入摩尔百分比为5-15%的SbCl3，搅拌得澄清溶液，缓慢滴加纯水，80℃搅拌回流3h得到溶胶，陈化24-48h，800-1200℃煅烧，得到ATO纳米颗粒粉体；
2）纳米导电液的制备：将ATO纳米颗粒粉体研磨溶解到纯水中，高速搅拌，添加摩尔比100:10的氧化石墨烯：硫酸的水溶液，加入与ATO纳米颗粒粉体等重量的十八烷基硫酸钠，12000r/min高速搅拌30min，即得纳米导电液；
3）导电布的制备：将纤维布烘干后，在纳米导电液中浸渍1min，加水冲洗纤维布的表面后，再烘干，重复以上操作2-4次，即得成品的导电布。
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发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.用于井下移动变压器的组合式软电缆，包括缆芯、包裹在缆芯外的绝缘层（1）、包裹在绝缘层（1）外的钢丝铠装层（2）、设置在钢丝铠装层（2）外的铜管（3）及包裹在铜管（3）外的护套层（4），其特征在于，所述缆芯由三组动力线芯（5）、三组监视线芯（6）、一个地线芯（7）及多个抗拉绳（8）组成，所述地线芯（7）具体是单芯铜导体外包橡胶皮而成，所述地线芯（7）位于缆芯的中心位置，所述动力线芯（5）及监视线芯（6）交替分布在地线芯（7）外，所述抗拉绳（8）分布在各线芯之间的空隙中；
所述动力线芯（5）由电力传输导体（501）、电力传输绝缘（502）、电力传输屏蔽（503）及电力传输橡皮套（504）组成，所述电力传输导体（501）由多股镀锡铜线绞合而成，所述电力传输屏蔽（503）位于电力传输绝缘（502）与电力传输橡皮套（504）之间；
所述监视线芯（6）由信号传输导体（601）、信号传输绝缘（602）、对绞绕包带（603）、信号传输屏蔽（604）及传输橡皮套（605）组成，所述信号传输导体（601）具体为包有信号传输绝缘皮（602）的单芯铜导体，所述对绞绕包带（603）包接在两根所述信号传输导体（601）外，所述信号传输屏蔽（604）位于信号传输绝缘（602）与信号传输橡皮套（605）之间。
2.根据权利要求1所述的用于井下移动变压器的组合式软电缆，其特征在于，所述绝缘层（1）具体是氟塑料、硅橡胶或交联聚乙烯。
3.根据权利要求2所述的用于井下移动变压器的组合式软电缆，其特征在于，所述钢丝铠装层（2）由夹层硅橡胶套（201）及设置在夹层硅橡胶套（201）内的一圈钢丝（202）组成。
4.根据权利要求3所述的用于井下移动变压器的组合式软电缆，其特征在于，所述铜管（3）的内管壁为光滑面，所述铜管（3）的外管壁设有螺旋形防滑槽（301）。
5.根据权利要求4所述的用于井下移动变压器的组合式软电缆，其特征在于，所述护套层（4）具体是聚氯乙烯橡胶、丁腈橡胶或硅橡胶。
6.根据权利要求1-5任一所述的用于井下移动变压器的组合式软电缆，其特征在于，所述电力传输屏蔽（503）和信号传输屏蔽（604）均为导电布材质，所述导电布具体是浸渍有纳米导电液的纤维布。
7.根据权利要求6所述的用于井下移动变压器的组合式软电缆，其特征在于，所述导电布的生产工艺包括以下步骤：
1）ATO纳米颗粒的制备：摩尔百分比为85-95%的SnCl4·5H2O，投入到含5-15%（浓度比）乙酰丙酮的乙醇中，加入摩尔百分比为5-15%的SbCl3，搅拌得澄清溶液，缓慢滴加纯水，80℃搅拌回流3h得到溶胶，陈化24-48h，800-1200℃煅烧，得到ATO纳米颗粒粉体；
2）纳米导电液的制备：将ATO纳米颗粒粉体研磨溶解到纯水中，高速搅拌，添加摩尔比100:10的氧化石墨烯：硫酸的水溶液，加入与ATO纳米颗粒粉体等重量的十八烷基硫酸钠，12000r/min高速搅拌30min，即得纳米导电液；
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114334244A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-12 | 安徽电缆股份有限公司 | 一种石油平台用耐泥浆电缆 |
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-
2019
- 2019-06-01 CN CN201910473589.XA patent/CN110085353B/zh active Active
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