CN111091933B

CN111091933B - 高强度抗拉软电缆的制造方法

Info

Publication number: CN111091933B
Application number: CN202010006107.2A
Authority: CN
Inventors: 胡寒立; 潘松杰
Original assignee: Zhejiang Chint Electric Cable Co ltd
Current assignee: Zhejiang Chint Electric Cable Co ltd
Priority date: 2020-01-03
Filing date: 2020-01-03
Publication date: 2021-03-30
Anticipated expiration: 2040-01-03
Also published as: CN111091933A

Abstract

本发明公开了一种高强度抗拉软电缆的制造方法，通过将化学方法和物理方法相结合以提高电缆缆芯的柔韧性和抗疲劳性，解决了现有电缆难以弯曲或弯曲时易发生断裂的问题。其技术方案要点包括以下生产及组装工序：首先对钢材进行预处理，制成用于制作铝绞线线芯的钢丝；然后制备铝锡合金的导线；将钢丝与尼龙丝相互缠绕制成线芯，再将导线围绕线芯绞制形成绞线；在制作好的绞线外侧浸涂热塑性树脂；然后绕包金属丝屏蔽层；然后再浸涂热塑性树脂；再绕包金属铠装；最后挤包外护套，制成成品电缆。本发明高强度抗拉软电缆的制造方法能够增强电缆的抗拉抗断性能、柔韧性和抗疲劳强度，有利于电缆的弯曲，可以多次进行较大幅度的弯曲而不发生断裂。

Description

高强度抗拉软电缆的制造方法

技术领域

本发明涉及电缆生产制造领域，具体为一种高强度抗拉软电缆的制造方法。

背景技术

电缆是由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线。电缆一般为高空架设或埋于地下，用于长距离的高压电力输送，通常每根电缆负责多股线路的电力传输，不仅传输效率高而且造价低、稳定性好。

电缆用于向各个地区的工厂、家庭输送电能，而由于电缆架设位置的原因，常常需对电缆进行弯曲和缠绕以延伸至各种不同位置，但是由于缆芯硬度较高、拉伸性能较弱，难以对电缆进行足够的弯曲，如果强行对电缆进行大幅度的弯曲和扭曲，则缆芯容易发生断裂，导致内部线路断开，导致电力系统的瘫痪，造成经济损失和安全问题。

目前常用的用铝绞线或铜绞线作为缆芯的电缆，由于铝和铜纸质较软，所以这种电缆具有一定的柔韧性，可以进行一定幅度的弯曲，但是仍然存在以下不足：

1. 铝绞线和铜绞线电缆难以进行幅度较大的弯曲和扭曲，且纯铜和纯铝的拉伸性能差，受到较大的纵向拉力时容易发生断裂。

2. 铜和铝的抗疲劳性能差，当电缆频繁扭曲摆动时，缆芯的弯曲处容易产生裂纹或突然断裂。

所以如何提高电缆的柔韧性、抗疲劳性，生产可以大幅度弯曲的软电缆是目前电缆制造领域亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种高强度抗拉软电缆的制造方法，通过将化学方法和物理方法相结合以提高电缆缆芯的柔韧性和抗疲劳性，解决了现有电缆难以弯曲或弯曲时易发生断裂的问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种高强度抗拉软电缆的制造方法，包括以下生产及组装工序：

1）预处理：

1.1）将钢材进行回火处理；

1.2）将回火处理后的钢材拉制成丝状，制备成具有韧性的钢丝，钢丝用以制作铝绞线的线芯。

2）铝导线的制备：

2.1）将铝材加热至660℃以上直至完全呈熔融状态；

2.2）向熔融状态的铝中加入少量锡粉；

2.3）使熔融状态铝锡混合物自然降温凝固，然后进行淬火处理，制成铝锡合金。

2.4）对淬火后的铝锡合金进行不完全退火处理，以细化晶粒、消除内应力并降低硬度。

2.5）最后将退火后的铝锡合金拉制成丝状。

3）制作线芯：准备若干尼龙丝，将多根钢丝与尼龙丝相互缠绕绞制形成线芯。

4）制作铝绞线：使工序3）中制成的线芯处于紧绷状态，将多根铝导线围绕线芯绞制形成铝绞线。

5）浸涂热塑性树脂层：将热塑性树脂加热至粘稠状并均匀涂附在铝绞线表面，使得树脂完全覆盖铝绞线，等待树脂自然冷却固化。

6）绕包金属丝网屏蔽层：待热塑性树脂层冷却至半固态时，将金属丝网围绕热塑性树脂层进行包覆，以屏蔽外界的电磁干扰。

7）二次浸涂热塑性树脂层：再将热塑性树脂加热至粘稠状并均匀涂附在金属丝网屏蔽层上，使得热塑性树脂完全覆盖金属丝网，等待热塑性树脂自然冷却固化。

8）绕包金属铠装，加电缆的机械强度，防止外力冲击挤压造成的电缆变形和断裂。

9）挤包外护套。保护电缆内部各组件不受外界的磨损、腐蚀、氧化以及其他破坏行为。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的高强度抗拉软电缆的制造方法，具有如下有益效果：

一、采用本发明的高强度抗拉软电缆的制造方法，将经过回火处理后的钢丝与尼龙丝相互缠绕绞制形成线芯，不仅具有较强的抗拉抗断性能，还具有较好的柔韧性，有利于电缆的弯曲。

二、采用本发明的高强度抗拉软电缆的制造方法，相对于传统的铝导线，铝锡合金导线的强度和硬度更低，但具有更好的韧性和抗疲劳强度，可以多次进行较大幅度的弯曲而不发生断裂。

三、采用本发明的高强度抗拉软电缆的制造方法，采用热塑性树脂制作绝缘层，制作方法简单，且树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，可以起到防断的作用。

四、采用本发明的高强度抗拉软电缆的制造方法，将用于屏蔽电磁干扰的金属丝网完全包裹于树脂层中，可以避免屏蔽层因电缆的扭曲而破坏。

作为本方案的进一步优选方案，在工序2）的步骤2.3）中，加入锡粉的质量与所处理的铝材的质量之比为1:20；

在工序2）的步骤2.3）中，使熔融状态的铝锡混合物降温至480-520℃，然后再进行淬火处理；

在工序2）的步骤2.4）中，对铝锡合金进行不完全退火处理时，将铝锡合金温度加热至330-350℃，然后待其自然冷却。

锡、铝含量为1:20的铝锡合金可以保证自身具有足够的强度和抗拉能力的同时具有较好的柔韧性；对熔融状态的铝锡混合物降温后再进行淬火，可以避免温度较高时进行淬火导致的脆性过高。

优选的，在工序5）中，所述热塑性树脂为丙烯酸树脂。丙烯酸树脂具有较好的热塑性和绝缘性，而且冷却凝固后的丙烯酸树脂质地较软，具有一定的弹性，可以提高电缆的柔韧度。

优选的，在工序6）中，所述金属丝网为铜丝网，铜丝网具有较好的屏蔽效果。

优选的，在工序9）中，所述外护套的材质为TPU材料（热塑性聚氨酯弹性体）。TPU材料具有高张力、高拉力、高韧性和耐老化的特性，使得电缆可以进行较大幅度的弯折和扭曲，且电缆外保护套经过多次弯折、扭曲后仍然保持完好，从而保证内部各部件不受损坏。

优选的，在工序6）中，金属丝网屏蔽层包括经丝和纬丝，所述经丝沿着电缆延伸方向排列，所述纬丝围绕电缆树脂层螺旋设置，其中每两根相邻的经丝之间再穿入一根金属丝，该金属丝在经过的每根纬丝上缠绕一周，以增强金属丝屏蔽层的纵向抗拉能力。

附图说明

图1为本发明高强度抗拉软电缆的制造方法实施例的工艺流程图。

图2为本实施例中线芯的结构示意图。

图3为本发明高强度抗拉软电缆实施例的层剖示意图。

图4为本实施例中铜丝网屏蔽层的结构示意图。

图5为本实施例中铜丝网屏蔽层的局部放大示意图。

附图标记：1、线芯；10、钢丝；11、尼龙丝；2、铝绞线；3、丙烯酸树脂层；4、铜丝网屏蔽层；40、经丝；41、纬丝；5、铠装；6、外护套。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1所示的高强度抗拉软电缆的制造方法，包括以下生产及组装工序：

1）钢材预处理：

1.3）将准备好的钢材进行回火处理；

1.4）将回火处理后的钢材拉制成丝状，制备成钢丝10，钢丝10用以制作铝绞线2的线芯1。

2）铝导线的制备：

2.1）称取一定质量的纯铝，将纯铝加热至660℃以上直至完全呈熔融状态；

2.2）向熔融状态的铝中加入锡粉，加入锡粉的质量与所称取的铝材的质量之比为1:20；

2.3）对熔融状态的铝、锡混合物进行翻滚搅拌，然后使熔融状态铝锡混合物自然冷却至500℃，此时铝、锡混合物呈凝固态，然后进行淬火处理，制成铝锡合金，铝锡合金强度和硬度较低，但具有较好的韧性和抗疲劳强度。

2.4）对淬火后的铝锡合金再进行不完全退火处理：将铝锡合金温度加热至340℃，然后待其自然冷却，不完全退火可以细化晶粒、消除内应力并降低硬度。

2.5）最后将不完全退火处理后的铝锡合金拉制成丝状。

3）制作线芯1：如图2所示，准备三根粗细与钢丝10大致相同的尼龙丝11，将四根钢丝10与三根尼龙丝11相互缠绕绞制形成线芯1，尼龙丝11不经抗拉而且具有高柔韧性，因此这种采用尼龙丝11和钢丝10混合的线芯1不仅具有较强的抗拉抗断性能，还具有高柔韧性，有利于电缆的弯曲。

4）制作铝绞线2：如图3所示，使工序3）中制成的线芯1处于紧绷状态，使用绞线机将多根铝导线围绕线芯1绞制形成具有尼龙钢丝混合线芯1的铝绞线2。

5）浸涂丙烯酸树脂层3：如图3所示，将丙烯酸树脂加热至粘稠状并均匀涂附在铝绞线2表面，使得树脂完全覆盖铝绞线2，等待树脂自然冷却固化。树脂可以起到绝缘的作用，且树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，可以起到防断的作用。

6）绕包铜丝网屏蔽层4：如图4和图5所示，待工序5）中丙烯酸树脂层3冷却至半固态时，将屏蔽电磁干扰的铜丝网围绕丙烯酸树脂层3进行包覆，铜丝网屏蔽层4包括经丝40和纬丝41，经丝40沿着电缆延伸方向排列，纬丝41围绕电缆丙烯酸树脂层3螺旋设置，其中每两根相邻的经丝40之间再穿入一根铜丝，该铜丝在经过的每根纬丝41上都缠绕一周，以增强金属丝屏蔽层的纵向抗拉能力。

7）二次浸涂丙烯酸树脂层3：如图3所示，铜丝网屏蔽层4绕包完成后，再将丙烯酸树脂加热至粘稠状并均匀涂附在铜丝网屏蔽层4上，使得丙烯酸树脂完全覆盖铜丝网，等待丙烯酸树脂自然冷却固化。两层树脂层将铜丝网完全包裹，可以保护屏蔽层，避免屏蔽层因电缆的扭曲而破坏。

8）绕包热镀锌钢丝铠装5：如图3所示，采用DK400-2型电缆铠装机将热镀锌钢丝绕包在冷却凝固后的丙烯酸树脂层3上，以加强电缆的机械强度，防止外力冲击挤压造成的电缆变形和断裂。

9）挤包外护套6：如图3所示，采用电缆护套挤包设备在铠装外侧挤包外护套，该外护套6采用TPU材料（热塑性聚氨酯弹性体），具有高张力、高拉力、高韧性和耐老化的特性，使得电缆可以进行较大幅度的弯折和扭曲，且电缆外保护套经过多次弯折、扭曲后仍然保持完好，从而保证内部各部件不受损坏。

以上所述是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种高强度抗拉软电缆的制造方法，其特征在于，包括以下生产及组装工序：

1）预处理：

1.1）将钢材进行回火处理；

1.2）将回火处理后的钢材拉制成丝状，制备若干根钢丝（10）；

2）铝导线的制备：

2.1）将铝材加热至660℃以上直至完全呈熔融状态；

2.2）向熔融状态的铝中加入少量锡粉；

2.3）使熔融状态铝锡混合物自然降温凝固，然后进行淬火处理，制成铝锡合金；

2.4）对淬火后的铝锡合金进行不完全退火处理；

2.5）最后将退火后的铝锡合金拉制成丝状；

3）制作线芯（1）：准备若干尼龙丝（11），将多根钢丝（10）与尼龙丝（11）相互缠绕绞制形成线芯（1）；

4）制作铝绞线（2）：使工序3）中制成的线芯（1）处于紧绷状态，将多根铝导线围绕线芯（1）绞制形成铝绞线（2）；

5）浸涂热塑性树脂层：将热塑性树脂加热至粘稠状并均匀涂附在铝绞线（2）表面，使得树脂完全覆盖铝绞线（2），等待树脂自然冷却固化；

6）绕包金属丝网屏蔽层：待热塑性树脂层冷却至半固态时，将金属丝网围绕热塑性树脂层进行包覆；

7）二次浸涂热塑性树脂层：再将热塑性树脂加热至粘稠状并均匀涂附在金属丝网屏蔽层上，使得热塑性树脂完全覆盖金属丝网，等待热塑性树脂自然冷却固化；

8）绕包金属铠装（5）；

9）挤包外护套（6）。

2.根据权利要求1所述的高强度抗拉软电缆的制造方法，其特征在于：

在工序2）的步骤2.2）中，加入锡粉的质量为所处理的铝材的质量的5%；

3.根据权利要求1所述的高强度抗拉软电缆的制造方法，其特征在于：

在工序5）中，所述热塑性树脂为丙烯酸树脂。

4.根据权利要求1所述的高强度抗拉软电缆的制造方法，其特征在于：

在工序6）中，所述金属丝网为铜丝网。

5.根据权利要求1所述的高强度抗拉软电缆的制造方法，其特征在于：

在工序9）中，所述外护套的材质为热塑性聚氨酯弹性体材料。

6.根据权利要求1所述的高强度抗拉软电缆的制造方法，其特征在于：

在工序6）中，金属丝网屏蔽层包括经丝（40）和纬丝（41），所述经丝（40）沿着电缆延伸方向排列，所述纬丝（41）围绕电缆树脂层螺旋设置，其中每两根相邻的经丝（40）之间再穿入一根金属丝，该金属丝在经过的每根纬丝（41）上缠绕一周。