CN112489873A - 一种异形导体聚丙烯绝缘电力电缆及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种异形导体聚丙烯绝缘电力电缆及其加工方法，所述加工方法包括以下步骤：将铜导体(1)绞合紧压成型；采用环保型聚丙烯绝缘材料以挤包的方式制成聚丙烯绝缘层(2)；对缆芯进行填充成缆以及采用包带进行绕包；采用聚丙烯包带对电缆进行绕包扎紧，制得电缆的内衬层(5)；采用双层镀锌钢带对电缆进行螺旋间隙铠装；采用低烟无卤聚烯烃材料在电缆上挤出外护套层(7)。本发明的有益效果：环保型聚丙烯绝缘电力电缆具有耐温等级高（105‑110℃），载流量大；电气和机械性能优良，不需要交联，节约能耗；生产过程中不会产生对环境有影响的有害气体，生产速度更快，效率更高，适合大长度生产；聚丙烯材料为热塑性材料，可二次回收利用，符合国家循环利用的节能环保要求；是电缆行业未来应用的发展方向。
Description
技术领域
本发明涉及电力电缆加工技术领域，更具体地说是一种异形导体聚丙烯绝缘电力电缆及其加工方法。
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。在电力线路中，电缆所占比重正逐渐增加。电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，包括1-500KV以及以上各种电压等级，各种绝缘的电力电缆。
传统的绝缘材料由最早的绝缘纸多层缠绕包裹后，经过电缆绝缘油浸泡后在采用压铅机采用金属铠装套的方式防止电缆进水，之后才在金属套的外层挤包PVC材料的护套，这样就构建了最初期的电缆，但是现有的绝缘电缆在实际使用时存在着材料构成不合理，导致电缆本身的绝缘性能并不理想的缺点；电缆中的部分结构的加工工艺设计不够完善，合格率较低，建设成本过高。传统的电缆导体采用圆形单丝绞合导体，其存在填充系数小，相同截面积导体外径偏大，导体表面不光滑，紧压成型后导体电阻率变大，消耗较多的铜资源等缺点。
目前，在国家标准GB/T 12706-2020规定的通用电缆绝缘层中，聚乙烯或乙丙橡胶(EPR)共聚物，或乙烯-丙烯-二烯改性(EPDM)橡胶共聚物被交联并使用，以在90至110℃的高温(该温度为高压电缆的工作温度) 下保持机械性能、电学性能。这类交联聚合物(诸如交联聚乙烯(XLPE))绝缘为热固性材料，加工成为电缆产品后不可回收，除了焚烧之外别无选择，这不符合国家要求的节能环保要求。更重要的是这类产品有一个非常致命的缺陷，就是在交联加工过程中会产生有毒物质，这种缺陷不论是在生产环节还是后期的回收环节，都造成了一定的麻烦和困扰，而且敷设在地下的电缆还很有可能造成当地的地下水污染，给人们的健康造成隐患。
发明内容
本发明的目的在于克服现有产品缺点，提供一种节能环保的异形导体聚丙烯绝缘电力电缆及其加工方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：根据本发明的一个方面，提供了一种异形导体聚丙烯绝缘电力电缆，包括若干铜导体， 所述铜导体上包覆聚丙烯绝缘层，所述铜导体上包覆聚丙烯绝缘层并形成缆芯，所述若干缆芯外围包覆有包带层，且通过对缆芯周围空间进行填充使得包带层内部空间保持圆整并形成填充层，所述包带层上包覆有内衬层，所述内衬层上包覆有用于保护电缆结构完整和电气性能的铠装层，所述内衬层用于防止内部结构被铠装层损伤，所述铠装层上包覆有用于防止铠装层受到侵蚀的外护套层。
根据本发明的另一方面，提供了一种异形导体聚丙烯绝缘电力电缆的加工方法，包括以下步骤：将铜导体绞合紧压成型：铜杆通过拉丝设备拉制成符合工艺要求的异形单丝，需调整退火系数、拉丝张力控制单丝截面面积和硬度处于预设范围内，异形单丝通过绞线设备绞制并通过紧压模具成型，绞线带头时，对每一根单丝进行预扭，保持模具与模套口平行，进行绞合；采用环保型聚丙烯绝缘材料，使用半挤压模具，在挤塑机中对成型铜导体进行挤包，制成聚丙烯绝缘层；对制有绝缘层的铜导体缆芯进行填充成缆以及采用包带进行绕包：采用高阻燃线性填充绳进行填充，填充填满缆芯之间的空隙，采用成缆设备进行成缆绞合，通过控制节距以保证电缆的圆整，并用包带绕包扎紧，使得电缆密实；采用聚丙烯包带对电缆进行绕包扎紧，制得电缆的内衬层；采用双层镀锌钢带对电缆进行螺旋间隙铠装；采用低烟无卤聚烯烃材料，使用挤塑设备以及专用螺杆在电缆上挤出外护套层。
作为本发明的一种优选，所述包带为非吸湿性包带。
作为本发明的一种改进，所述铜导体可绞合紧压为圆形，且数量为多个。
本发明具有以下优点：
1.环保型异形导体聚丙烯绝缘电力电缆具有良好的电气性能、机械性能等，几乎不吸水，故绝缘性能不会受到湿度的影响，具有较高的介电系数，不需要交联，故可以降低硫化管加热产生的高能耗；
2.异形导体填充系数高，相同截面积导体外径偏小，导体表面光滑，故抗电压和耐电弧性能优良，紧压成型后导体电阻率变化小，可节约铜资源以及减少绝缘、填充、铠装钢带、护套等材料的消耗。
3.绝缘和导体接触更加紧密，有效避免空气间隙等缺陷的产生，并给电缆带来更高的耐温等级（105-110℃），载流量大，经测算，采用环保型聚丙烯绝缘A类阻燃材料的电缆载流量可进一步提升6.93%；
4.生产过程中环保型聚丙烯绝缘电力电缆不会产生对环境有影响的有害气体，生产速度更快，效率更高，适合大长度生产；
5.聚丙烯材料为热塑性材料，毒性低可二次回收利用，符合国家循环利用的节能环保要求；是电缆行业未来应用的发展方向。
附图说明
图1 为本发明的加工方法流程图；
图2 为本发明的电缆结构示意图；
图中：1-铜导体，2-聚丙烯绝缘层，3-填充层，4-包带层，5-内衬层，6-铠装层，7-外护套层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一个实施例，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作出创造性劳动的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。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例一：
如图1所示，一种异形导体聚丙烯绝缘电力电缆，包括若干铜导体1，所述铜导体1上包覆聚丙烯绝缘层2并形成缆芯，所述若干缆芯外围包覆有包带层4，且通过对缆芯周围空间进行填充使得包带层4内部空间保持圆整并形成填充层3，包带层4上包覆有内衬层5，内衬层5上包覆有用于保护电缆结构完整和电气性能的铠装层6，内衬层5用于防止内部结构被铠装层6损伤，铠装层6上包覆有用于防止铠装层6受到侵蚀的外护套层7。
如图2所示，一种聚丙烯绝缘电力电缆的加工方法，包括以下步骤：
将铜导体绞合紧压成型：铜杆通过拉丝设备拉制成符合工艺要求的异形单丝，需调整退火系数、拉丝张力控制单丝截面面积和硬度处于预设范围内，异形单丝通过绞线设备绞制并通过紧压模具成型，绞线带头时，对每一根单丝进行预扭，保持模具与模套口平行，进行绞合，铜导体1可绞合紧压为圆形，且数量为多个；
采用环保型聚丙烯绝缘材料，使用半挤压模具，在挤塑机中对成型铜导体1进行挤包，制成聚丙烯绝缘层2，这种种材料不仅安全，毒性低可回收，而且使绝缘和导体接触更加紧密，有效避免空气间隙等缺陷的产生，并给电缆带来更高的耐温等级；
对制有绝缘层的铜导体1缆芯进行填充成缆以及采用非吸湿性包带进行绕包：采用高阻燃线性填充绳进行填充，填充填满缆芯之间的空隙，采用成缆设备进行成缆绞合，通过控制节距以保证电缆的圆整，并用包带绕包扎紧，使得电缆密实；
采用聚丙烯包带对电缆进行绕包扎紧，制得电缆的内衬层5，内衬层5用于防止内部结构被铠装层6损伤；
采用双层镀锌钢带对电缆进行螺旋间隙铠装；
采用低烟无卤聚烯烃材料，使用挤塑设备以及专用螺杆在电缆上挤出外护套层7，外护套层7用于防止铠装层6受到侵蚀。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种聚丙烯绝缘电力电缆，其特征在于：包括若干铜导体(1)，所述若干铜导体(1)上均包覆聚丙烯绝缘层(2)并形成缆芯，所述缆芯外围包覆有包带层(4)，且通过对缆芯周围空间进行填充使得包带层(4)内部空间保持圆整并形成填充层（3），所述包带层(4)上包覆有内衬层(5)，所述内衬层(5)上包覆有用于保护电缆结构完整和电气性能的铠装层(6)，所述内衬层(5)用于防止内部结构被铠装层(6)损伤，所述铠装层(6)上包覆有用于防止铠装层(6)受到侵蚀的外护套层(7)。
2.一种聚丙烯绝缘电力电缆的加工方法，用于加工根据权利要求1所述的一种聚丙烯绝缘电力电缆，其特征在于，包括以下步骤：
将铜导体(1)绞合紧压成型：铜杆通过拉丝设备拉制成符合工艺要求的异形单丝，需调整退火系数、拉丝张力控制单丝截面面积和硬度处于预设范围内，异形单丝通过绞线设备绞制并通过紧压模具成型，绞线带头时，对每一根单丝进行预扭，保持模具与模套口平行，进行绞合；
采用环保型聚丙烯绝缘材料，使用半挤压模具，在挤塑机中对成型铜导体(1)进行挤包，制成聚丙烯绝缘层(2)；
对制有绝缘层的铜导体(1)缆芯进行填充成缆以及采用包带进行绕包：采用高阻燃线性填充绳进行填充，填充填满缆芯之间的空隙，采用成缆设备进行成缆绞合，通过控制节距以保证电缆的圆整，并用包带绕包扎紧，使得电缆密实；
采用聚丙烯包带对电缆进行绕包扎紧，制得电缆的内衬层(5)；
采用双层镀锌钢带对电缆进行螺旋间隙铠装；
采用低烟无卤聚烯烃材料，使用挤塑设备以及专用螺杆在电缆上挤出外护套层(7)。
3.根据权利要求2所述的一种聚丙烯绝缘电力电缆的加工方法，其特征在于：所述铜导体(1)可绞合紧压为圆形，且数量为多个。
4.根据权利要求2所述的一种聚丙烯绝缘电力电缆的加工方法，其特征在于：所述包带为非吸湿性包带。
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