CN111540538A - 一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆及其制备工艺，其中制备工艺包括：S1：绞合导体；S2：绞合缆芯：围绕中心冷却管排布所述导体制成第一导体层；在所述第一导体层外间隔排布所述导体和冷却管制成冷却层。本发明的电缆冷却管与导体的接触面积大，冷却效率高，玄武岩绕包层、玄武岩编织层和玄武岩护套三层玄武岩材料，既保证了电缆的耐高温性能，也降低了电缆线径，依靠导体和玄武岩绕包层之间的低摩擦和电缆的低线径来保证电缆弯曲时可以相对滑动，敷设后可以移动和弯曲，电缆内无橡胶等易燃材质，无需烧结即能够在600℃环境下工作，使用时不产生污染，机械性能下降少，高温下的使用寿命长。

Description

一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆及其制备工艺
技术领域
本发明涉及电缆，尤其涉及一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆及其制备工艺。
背景技术
电缆的工作环境十分多变，在现场实际工作中经常遇到布置在高温，例如环境温度达250℃以上高温区域内的电缆。在这种高温的工作环境下，普通的电缆由于无法承受工作温度而受损或者性能下降，导致信号或者电力传输故障，引起主体设备的故障跳闸、停运、甚至损坏，对于主体设备的安全使用存在极大隐患。而正常运行中该高温区域内无法进入，给检修维护工作带来了极大难度。上述情况对电力设备的安全、经济均带来极大危害。
目前国内耐高温电缆主要为氟塑料，或者聚四氟乙烯或者与其他的复合材料。氟塑料绝缘耐温等级低，最高允许长期工作温度为200℃左右。聚四氟乙烯及复合材料主要采用绕包后烧结工艺，该烧结工艺存在污染大、不环保的缺点，会释放出有毒有害的气体，对员工健康不利。
另一种耐高温电缆采用金属护套，电缆固定设置，不可弯曲，使用十分不方便。
因此需开发一种长期允许工作温度600℃、无污染、环保型的高温设备用大截面耐高温移动软电缆及其制备工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种长期允许工作温度600℃、无污染、环保型的高温设备用大截面耐高温移动软电缆及其制备工艺。
实现本发明目的的第一个技术方案是：
一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆的制备工艺，包括以下步骤：
S1：绞合导体；
S2：绞合缆芯：围绕中心冷却管排布所述导体制成第一导体层；在所述第一导体层外间隔排布所述导体和冷却管制成冷却层；在所述冷却层外排布所述导体制成第二导体层；将所述中心冷却管、所述第一导体层、所述冷却层和所述第二导体层正规绞合制成所述缆芯。
S3：在所述缆芯外绕包玄武岩绕包层；
S4：在所述玄武岩绕包层外绕包内云母带绝缘层；
S5：在所述内云母带绝缘层外编织玄武岩编织层；
S6：在所述玄武岩编织层外绕包外云母带绝缘层；
S7：在所述外云母带绝缘层外编织玄武岩护套。
所述步骤S1中，采用1560根丝径为0.39mm的镀镍铜丝束绞成30股导体，每股52根，束绞节距77～90mm。
所述步骤S2中，围绕所述中心冷却管排布六股导体制成所述第一导体层；在所述第一导体层外间隔排布六股导体和六根冷却管制成所述冷却层，绞合节距为155～194mm；在所述冷却层外排布十八股导体制成所述第二导体层，绞合节距为226～291mm；将所述中心冷却管、所述第一导体层、所述冷却层和所述第二导体层正规绞合制成所述缆芯，最外层绞合节距为272～317mm。
所述步骤S3中，采用宽度为25mm的玄武岩纤维防火布绕包所述玄武岩绕包层；所述玄武岩绕包层厚度为0.2mm，搭盖率为15％～25％，绕包1层，所述玄武岩绕包层厚度为0.6mm。
所述步骤S4中，所述内云母带绝缘层设有绕包有四层，先左向绕包两层，后右向绕包两层。
所述步骤S5中，所述玄武岩编织层采用耐高温玄武岩纤维编织而成，采用32锭编织机，每锭12束耐高温玄武岩纤维，编织角度35°～45°，编织密度≥85％；所述玄武岩编织层满足常温下纤维拉伸强度≥2600MPa，热处理后纱线拉伸断裂强度≥0.20N/tex，强度保留率≥50％，所述玄武岩编织层厚度为0.2mm。
所述步骤S6中，所述外云母带绝缘层设有四层，先左向绕包两层，后右向绕包两层。
所述步骤S7中，所述玄武岩护套采用耐高温编织玄武岩纤维编织而成，采用32锭编织机，每锭15束耐高温玄武岩纤维，编织角度35°～45°，编织密度≥85％；所述玄武岩编织层满足常温下纤维拉伸强度≥2600MPa，热处理后纱线拉伸断裂强度≥0.20N/tex，强度保留率≥50％，所述玄武岩护套厚度为0.2mm。
本发明还提供一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆，由上述的制备工艺制备，包括缆芯和内至外依次包裹在所述缆芯外的玄武岩绕包层、内云母带绝缘层、玄武岩编织层、外云母带绝缘层和玄武岩护套；所述缆芯包括中心冷却管，以及由内至外依次缠绕在所述中心冷却管外的第一导体层、冷却层和第二导体层；所述第一导体层和第二导体层均由导体构成；所述冷却层由间隔排列的导体和冷却管构成。
所述第一导体层外径9.0mm，所述冷却层外径15.0mm，所述第二导体层外径21.0mm。导体截面大，输电流量大，冷却管管径大，能够通过更多冷却介质，冷却效果好。
所述第一导体层、所述第二导体层和所述冷却层中的导体采用52根镀镍铜丝绞合而成，镀镍铜丝丝径为0.390mm。
所述中心冷却管和冷却管为通有冷却介质的中空紫铜管；所述中心冷却管和冷却管内径为2.0mm，管壁厚度为0.5mm。
所述内云母带绝缘层和所述外云母带绝缘层均绕包有多层，每绕包两层更换绕包方向。
优选地，所述内云母带绝缘层和所述外云母带绝缘层均设有四层，先左向绕包两层，后右向绕包两层。
所述玄武岩绕包层采用宽度为25mm的玄武岩纤维防火布，所述玄武岩绕包层厚度为0.2mm，搭盖率为15％～25％，绕包1层，所述玄武岩绕包层厚度为0.6mm。
所述玄武岩编织层采用32锭耐高温玄武岩纤维编织，每锭12束耐高温玄武岩纤维，编织密度≥95％；所述玄武岩编织层满足常温下纤维拉伸强度≥2600MPa，热处理后纱线拉伸断裂强度≥0.20N/tex，强度保留率≥50％，编织厚度为0.2mm。
所述玄武岩护套采用32锭耐高温玄武岩纤维编织，每锭15束耐高温玄武岩纤维，编织密度≥95％；所述玄武岩护套满足常温下纤维拉伸强度≥2600MPa，热处理后纱线拉伸断裂强度≥0.20N/tex，强度保留率≥50％，编织厚度为0.2mm。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
(1)本发明的电缆在缆芯内设置有中心冷却管和冷却管，且冷却管与导体间隔排列并缠绕在第一导体层和第二导体层之间，冷却管与导体的接触面积大，冷却效率高，玄武岩绕包层、玄武岩编织层和玄武岩护套三层玄武岩材料，既保证了电缆的耐高温性能，也降低了电缆线径，依靠导体和玄武岩绕包层之间的低摩擦和电缆的低线径来保证电缆弯曲时可以相对滑动，敷设后可以移动和弯曲，电缆内无橡胶等易燃材质，无需烧结即能够在600℃环境下工作，使用时不产生污染，机械性能下降少，高温下的使用寿命长，截面大输送效率高。
(2)本发明的导体采用镀镍铜丝绞合而成，镀镍铜丝耐热性能好，高温下仍能保持良好的导电和拉伸性能，同时绞合后使导体的扭转，弯曲和拉伸性能得到了提高，增加了电缆在高温环境下的弯曲性能。
(3)本发明的缆芯内由内至外依次为1根、6根、12根和18根，排布合理，中心冷却管和冷却管与导体的接触面积大，冷却效果好，使电缆能够在高温下正常工作更长时间，同时更耐高温。
(4)本发明的中心冷却管和冷却管为通有冷却介质的中空紫铜管，紫铜材质导热效率高，散热快，通有冷却介质后能够将电缆内部高温快速导出，增加了电缆在高温环境下的散热性能，保证了电缆高温下的使用寿命。
(5)本发明的内云母带绝缘层和外云母带绝缘层均多层绕包，每绕包两层更换绕包方向，增加了绝缘性能和电缆的紧密性，同时不易松脱，进一步增强了电缆的弯曲性能。
(6)本发明的玄武岩绕包层采用玄武岩纤维防火布，摩擦力低，保证电缆弯曲时可以相对滑动，敷设后可以移动和弯曲，玄武岩纤维防火布的耐热性能优异，增加了缆芯的紧密性，加强了电缆的弯曲性能。
(7)本发明的玄武岩编织层采用32锭耐高温玄武岩纤维编织，每锭12束耐高温玄武岩纤维，进一步加强了电缆的紧密性和耐热性能。
(8)本发明的玄武岩护套采用32锭耐高温玄武岩纤维编织，每锭15束耐高温玄武岩纤维，耐高温性能好，耐摩擦性能更佳，进一步增强了电缆在高温性能下的使用寿命。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的的高温设备用大截面耐高温移动软电缆的结构示意图。
附图中标号为：
缆芯1，中心冷却管1-1，导体1-2，冷却管1-3，玄武岩绕包层2，内云母带绝缘层3，玄武岩编织层4，外云母带绝缘层5，玄武岩护套6。
具体实施方式
(实施例1)
见图1，本实施例的高温设备用大截面耐高温移动软电缆，包括缆芯1和内至外依次包裹在缆芯1外的玄武岩绕包层2、内云母带绝缘层3、玄武岩编织层4、外云母带绝缘层5和玄武岩护套6。缆芯1包括中心冷却管1-1，以及由内至外依次缠绕在中心冷却管1-1外的第一导体层、冷却层和第二导体层。第一导体层和第二导体层均由导体1-2构成。冷却层由间隔排列的导体1-2和冷却管1-3构成。
第一导体层外径9.0mm，冷却层外径15.0mm，第二导体层外径21.0mm。导体1-2截面大，输电流量大，冷却管1-3管径大，能够通过更多冷却介质，冷却效果好
第一导体层、第二导体层和冷却层中的导体1-2共30股，采用1560根镀镍铜丝束绞而成，每股52根，丝径为0.390mm，束绞节距77～90mm，其中第一导体层和冷却层中均为6股，第二导体层为18股。股线线径合适，使导体1-2能够与冷却管1-3充分接触，增加冷却效果。
为了增加冷却效率，中心冷却管1-1和冷却管1-3为通有冷却介质的中空紫铜管。中心冷却管1-1和冷却管1-3内径为2.0mm，管壁厚度为0.5mm，紫铜管的导热效率高，通入的冷却介质包括液氮和空气，大大增强了电缆的散热速率，增加了电缆的耐高温性能和载流量，减少了电缆的使用截面。
为了增加电缆的紧密性，内云母带绝缘层3设有四层，先左向绕包两层，后右向绕包两层，逆向绕包，不易松脱，既增强了绝缘性能，也使电缆更加紧密，弯曲时也不容易松散。
为了增强电缆的耐热性能，玄武岩绕包层2采用宽度为25mm的玄武岩纤维防火布，玄武岩绕包层2厚度为0.2mm，搭盖率为15％～25％，绕包1层。
玄武岩编织层4采用32锭耐高温玄武岩纤维编织，每锭12束耐高温玄武岩纤维，编织密度≥95％。玄武岩编织层4满足常温下纤维拉伸强度≥2600MPa，热处理后纱线拉伸断裂强度≥0.20N/tex，强度保留率≥50％，玄武岩编织层4厚度为0.2mm。
为了进一步增强电缆的耐热性能，玄武岩护套6采用32锭耐高温玄武岩纤维编织，每锭15束耐高温玄武岩纤维，编织密度≥95％。玄武岩护套6满足常温下纤维拉伸强度≥2600MPa，热处理后纱线拉伸断裂强度≥0.20N/tex，强度保留率≥50％，玄武岩护套6厚度为0.2mm。
本实施例的高温设备用大截面耐高温移动软电缆采取了大截面导体和薄护套，保证了耐热性能和弯曲性能的同时，进一步增加了电缆的输电性能，减小了外径，方便铺设。
本实施例的高温设备用大截面耐高温移动软电缆的制备工艺，包括以下步骤：
S1：绞合导体1-2。采用1560根丝径为0.39mm的镀镍铜丝束绞成30股导体1-2，每股52根，束绞节距77～90mm。
S2：绞合缆芯1：围绕中心冷却管1-1排布导体1-2制成第一导体层。在第一导体层外间隔排布导体1-2和冷却管1-3制成冷却层。在冷却层外排布导体1-2制成第二导体层。将中心冷却管1-1、第一导体层、冷却层和第二导体层正规绞合制成缆芯1。
具体为：围绕中心冷却管1-1排布六股导体1-2制成第一导体层。在第一导体层外间隔排布六股导体1-2和六根冷却管1-3制成冷却层。在冷却层外排布十八股导体1-2制成第二导体层。将中心冷却管1-1、第一导体层、冷却层和第二导体层正规绞合制成缆芯1。
S3：在缆芯1外绕包玄武岩绕包层2。采用宽度为25mm的玄武岩纤维防火布绕包玄武岩绕包层2。玄武岩绕包层2厚度为0.2mm，搭盖率为15％～25％，绕包1层。
S4：在玄武岩绕包层2外绕包内云母带绝缘层3。内云母带绝缘层3设有绕包有四层，先左向绕包两层，后右向绕包两层。
S5：在内云母带绝缘层3外编织玄武岩编织层4。玄武岩编织层4厚度为0.2mm。玄武岩编织层4采用耐高温编织玄武岩纤维编织而成，采用32锭编织机，每锭12束耐高温玄武岩纤维，编织角度35°～45°，编织密度≥85％。玄武岩编织层4满足常温下纤维拉伸强度≥2600MPa，热处理后纱线拉伸断裂强度≥0.20N/tex，强度保留率≥50％。
S6：在玄武岩编织层4外绕包外云母带绝缘层5。外云母带绝缘层5设有四层，先左向绕包两层，后右向绕包两层。
S7：在外云母带绝缘层5外编织玄武岩护套6。玄武岩护套6厚度为0.2mm。玄武岩护套6采用耐高温编织玄武岩纤维编织而成，采用32锭编织机，每锭15束耐高温玄武岩纤维，编织角度35°～45°，编织密度≥85％。玄武岩编织层4满足常温下纤维拉伸强度≥2600MPa，热处理后纱线拉伸断裂强度≥0.20N/tex，强度保留率≥50％。
以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆的制备工艺，其特征在于制备工艺包括以下步骤：
S1：绞合导体(1-2)；
S2：绞合缆芯(1)：围绕中心冷却管(1-1)排布所述导体(1-2)制成第一导体层；在所述第一导体层外间隔排布所述导体(1-2)和冷却管(1-3)制成冷却层；在所述冷却层外排布所述导体(1-2)制成第二导体层；将所述中心冷却管(1-1)、所述第一导体层、所述冷却层和所述第二导体层正规绞合制成所述缆芯(1)。
S3：在所述缆芯(1)外绕包玄武岩绕包层(2)；
S4：在所述玄武岩绕包层(2)外绕包内云母带绝缘层(3)；
S5：在所述内云母带绝缘层(3)外编织玄武岩编织层(4)；
S6：在所述玄武岩编织层(4)外绕包外云母带绝缘层(5)；
S7：在所述外云母带绝缘层(5)外编织玄武岩护套(6)。
2.根据权利要求1所述的一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆的制备工艺，其特征在于：所述S1中，所述导体(1-2)由52根丝径为0.390mm的镀镍铜丝束绞而成。
3.根据权利要求1所述的一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆的制备工艺，其特征在于：所述步骤S2中，围绕中心冷却管(1-1)排布六股导体(1-2)制成第一导体层；在第一导体层外间隔排布六股导体(1-2)和六根冷却管(1-3)制成冷却层；在冷却层外排布十八股导体(1-2)制成第二导体层；将中心冷却管(1-1)、第一导体层、冷却层和第二导体层正规绞合制成所述缆芯(1)。
4.根据权利要求1所述的一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆的制备工艺，其特征在于：所述步骤S2中，所述中心冷却管(1-1)和冷却管(1-3)为通有冷却介质的中空紫铜管，所述冷却介质包括液氮和空气；所述中心冷却管(1-1)和冷却管(1-3)内径为2.0mm，管壁厚度为0.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆的制备工艺，其特征在于：所述内云母带绝缘层(3)和所述外云母带绝缘层(5)均绕包有多层，每绕包两层更换绕包方向。
6.根据权利要求1所述的一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆的制备工艺，其特征在于：所述玄武岩绕包层(2)采用宽度为25mm的玄武岩纤维防火布；所述玄武岩绕包层(2)厚度为0.2mm，搭盖率为15％～25％，绕包1层。
7.根据权利要求1所述的一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆的制备工艺，其特征在于：所述步骤S5中，所述玄武岩编织层(4)采用32锭耐高温玄武岩纤维编织，每锭12束耐高温玄武岩纤维，编织密度≥95％；所述玄武岩编织层(4)满足常温下纤维拉伸强度≥2600MPa，热处理后纱线拉伸断裂强度≥0.20N/tex，强度保留率≥50％；所述玄武岩编织层(4)厚度为0.2mm。
8.根据权利要求1所述的一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆的制备工艺，其特征在于：所述步骤S7中，采用耐热型玄武岩纤维编织玄武岩护套(6)，采用32锭编织机编织，每锭15束耐高温玄武岩纤维，编织密度≥95％；所述玄武岩护套(6)满足常温下纤维拉伸强度≥2600MPa，热处理后纱线拉伸断裂强度≥0.20N/tex，强度保留率≥50％；所述玄武岩护套(6)厚度为0.2mm。
9.一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆，其特征在于：采用权利要求1～8其中之一所述的一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆的制备工艺制备而成的一种高温设备用大截面耐高温移动软电缆。
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