CN112863759B - 一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆及制备方法，包括由内至外依次设置的总成缆缆芯、半导电绕包层、内护层、内涂覆层、屏蔽加强层、外涂覆层和外护层，总成缆缆芯由若干光纤单元、主线芯缆芯、若干地线芯和若干辅助线芯绞合成缆，主线芯缆芯由若干个主线芯与至少一个光纤单元绞合而成，主线芯缆芯外部包覆稳定层，稳定层与半导电绕包层之间设地线芯、辅助线芯和至少一个光纤单元。本发明通过光纤单元监控主线芯温度及放电情况，通过稳定层减少主线芯在卷绕、拖拽过程中的滑动，屏蔽加强层内外涂覆高分子量高柔性环氧树脂，使内护层、屏蔽加强层及外护层紧密粘接，解决无卤低烟橡皮材料强度低的问题，满足无卤低烟环保要求。

Description

一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆及制备方法

技术领域

本发明属于电线电缆技术领域，具体涉及一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆及制备方法。

背景技术

卷筒卷盘电缆应用于港口起重、运输、机械、矿山及应急供电车等行业各种移动场合动力装置电源连接，特殊的使用工况要求卷筒卷盘电缆具有优异的耐卷绕和抗拉性能。目前市场上卷盘卷筒电缆的护套材料多为氯丁橡胶或者氯化聚乙烯橡皮，具有高抗拉和高抗撕性能，但由于材料中含卤，很难达到无卤低烟环保要求，因此，开发一种无卤低烟环保型卷筒卷盘电缆具有重要的现实意义。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆及制备方法。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆，包括由内至外依次设置的总成缆缆芯、半导电绕包层、内护层、内涂覆层、屏蔽加强层、外涂覆层和外护层，所述总成缆缆芯由若干个光纤单元、主线芯缆芯、若干个地线芯和若干个辅助线芯绞合成缆，主线芯缆芯由若干个主线芯与至少一个光纤单元绞合而成，主线芯缆芯外部包覆有稳定层，稳定层与半导电绕包层之间的间隙内设置地线芯、辅助线芯和至少一个光纤单元。

进一步的，所述主线芯缆芯由至少一个光纤单元及若干个分布于光纤单元外部的主线芯绞合而成，每个主线芯均包括主线芯导体、绕包于主线芯导体外部的导体包带和挤包于导体包带外部的主线芯绝缘，所述主线芯绝缘的厚度为2.5～3.4mm。

进一步的，所述主线芯缆芯由一个光纤单元及三个均布在光纤单元外部并与光纤单元相切的主线芯绞合而成。

进一步的，所述光纤单元、地线芯和辅助线芯分别设有两个，其中一个光纤单元位于主线芯缆芯内部中央位置且与主线芯相切，余下一个光纤单元位于稳定层与半导电绕包层之间的间隙内且与两个相邻设置的辅助线芯两两相切，两个地线芯间隔设置。

进一步的，所述地线芯包括地线芯导体、包覆于地线芯导体外部的包带和挤包于包带外部的地线芯半导电屏蔽层，所述地线芯半导电屏蔽层的厚度为2.0～2.8mm。

进一步的，所述稳定层的厚度为0.5～1.0mm。

进一步的，所述内护层的厚度为1.8～2.0mm。

进一步的，所述内涂覆层的厚度为0.2～0.5mm。

进一步的，所述外涂覆层的厚度为0.5～1.0mm。

进一步的，所述外护层的厚度为2.5～3.5mm。

本发明公开了一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)、确定无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆的电缆结构；

步骤2)、制作主线芯导体、地线芯导体和辅助线芯；

步骤3)、在主线芯导体外绕包导体包带，在导体包带外部挤出主线芯绝缘，得到主线芯，挤出方式采用挤压式；在地线芯导体外绕包包带，在包带外部挤包地线芯半导电屏蔽层，挤出方式采用挤压式，得到地线芯；

步骤4)、制作光纤单元；

步骤5)、将若干个主线芯与至少一个光纤单元绞合成缆，得到主线芯缆芯，随后再在主线芯缆芯外部挤出稳定层，挤出方式采用挤压式；

步骤6)、以主线芯缆芯为中心，将主线芯缆芯与地线芯、余下的光纤单元和辅助线芯绞合成缆，成缆后外层绕包半导电尼龙带，形成半导电绕包层；

步骤7)、半导电绕包层外挤出低烟无卤橡皮制成的内护层；

步骤8)、在内护层外涂覆高分子量柔性环氧树脂制成的内涂覆层，涂覆厚度0.2～0.5mm，通过加热管道形成半固化状态，加热管道温度80～100℃；

步骤9)、在内涂覆层外采用32锭编织机编织屏蔽加强层，屏蔽加强层采用镀锡铜丝和丙纶丝混编结构，一半锭子用于编织镀锡铜丝，一半锭子用于编织丙纶丝，编织密度≥80％，其中镀锡铜丝编织截面积≥10mm²，丙纶丝采用1500D加捻丙纶丝，镀锡铜丝丝径0.295～0.395mm，编织角45～55°；

步骤10)、在屏蔽加强层外涂覆一层高分子量柔性环氧树脂制成的外涂覆层，涂覆厚度0.5～1.0mm，通过加热管道形成半固化状态，加热管道温度80～100℃；

步骤11)、在外涂覆层外部挤包无卤低烟的外护层，最终得到所需产品。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明将单模光纤或者多模光纤等形成的光纤单元置于主线芯缆芯内部中心，并与主线芯缆芯的主线芯相切设置，确保光纤单元可以准确地监控主线芯温度及放电情况，可实现电缆在使用过程中的实时在线监测；

(2)本发明的电缆将三个主线芯与光纤单元成缆后挤包稳定层，采用挤压式生产，增加主线芯和光纤单元结构的稳定性，减少主线芯在卷绕、拖拽过程中的相对滑动，提升电缆耐卷绕、耐拖拽性能；

(3)本发明的总成缆缆芯的稳定层外部设置有光纤单元，可实时监测主线芯绝缘外侧温度及绝缘放电情况，辅助线芯与光纤单元相切设置，可有效的保护光纤单元不受外部应力挤压，确保光纤单元完整性和检测稳定性；

(4)本发明屏蔽加强层采用镀锡铜丝和丙纶丝混编结构，镀锡铜丝丝径0.295～0.395mm，具有很好的柔软性，镀锡铜丝编织截面积≥10mm2，增加电缆抗电磁干扰性能，丙纶丝具有强度高、弹性模量大和抗拉性能好等特点，提升了电缆的抗拉、耐扭转性能；

(5)本发明在屏蔽加强层内、外分别涂覆高分子量高柔性环氧树脂，使内护层、屏蔽加强层及外护层紧密粘接，有效解决了无卤低烟橡皮材料强度低的问题，提升电缆整体抗拉、抗拖拽性能，增加了卷筒卷盘用电缆使用寿命；

(6)本发明的内护层和外护层均采用无卤低烟橡皮材料，使电缆具有无卤低烟环保性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

如图1所示，一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆，包括由内至外依次设置的总成缆缆芯、半导电绕包层6、内护层7、内涂覆层8、屏蔽加强层9、外涂覆层10和外护层11，总成缆缆芯由若干个光纤单元1、主线芯缆芯、若干个地线芯2和若干个辅助线芯3绞合成缆，主线芯缆芯由至少一个光纤单元1及若干个分布于光纤单元1外部的主线芯4绞合而成，主线芯缆芯外部包覆有稳定层5，稳定层5与半导电绕包层6之间的间隙内设置地线芯2、辅助线芯3和至少有一个光纤单元1。

作为具体的一种实施方式，光纤单元1、地线芯2和辅助线芯3可根据实际需求分别设计成两个，其中一个光纤单元1位于主线芯缆芯内部中央位置，余下一个光纤单元1位于稳定层5与半导电绕包层6之间的间隙内且与两个相邻设置的辅助线芯3两两相切，两个地线芯2间隔设置，主线芯缆芯由三个主线芯4和置于三个主线芯4中心空隙的一个光纤单元1绞合而成，该光纤单元1与均布在其外部的三个主线芯4相切。

每个地线芯2均包括地线芯导体21、包覆于地线芯导体21外部的包带22和挤包于包带22外部的地线芯半导电屏蔽层23，地线芯半导电屏蔽层23的厚度为2.0～2.8mm。

辅助线芯3可保护光纤单元1不受外力损伤，可用作地线芯2。每个辅助线芯3均包括导体及在导体外采用挤压式挤出的半导电橡皮层。

每个主线芯4均包括主线芯导体41、绕包于主线芯导体41外部的导体包带42和挤包于导体包带42外部的主线芯绝缘43，主线芯绝缘43采用无卤低烟橡皮材料，主线芯绝缘43的厚度为2.5～3.4mm。

稳定层5为橡皮半导电材料，挤包在主线芯缆芯外，厚度0.5～1.0mm，用于增加主线芯4的稳定性。

半导电绕包层6采用厚度为0.12mm、宽度为40mm的半导电尼龙带，半导电尼龙带的搭盖率为15％～20％。

内护层7采用无卤低烟橡皮，采用挤压方式挤出，挤出厚度1.8～2.0mm。

屏蔽加强层9采用镀锡铜丝和丙纶丝混编结构，编织密度≥80％，丙纶丝采用1500D加捻丙纶丝，镀锡铜丝丝径0.295～0.395mm，比常规采用的钢丝的柔软度高，编织角45°～55°。

内涂覆层8和外涂覆层10分别采用高分子量柔性环氧树脂，高分子量柔性环氧树脂是由聚丁二烯橡胶接枝双酚A环氧树脂形成的高纯度柔性环氧树脂，对金属和非金属材料具有良好的粘接力；内涂覆层8的厚度0.2～0.5mm，外涂覆层10的厚度0.5～1.0mm。

外护层11采用无卤低烟橡皮护套材料，采用挤压方式挤出，挤出厚度2.5～3.5mm。

一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)、确定如图1所示的电缆结构；

步骤2)、制作主线芯导体41、地线芯导体21和辅助线芯3；

步骤3)、在主线芯导体41外绕包导体包带42，在导体包带42外部挤出主线芯绝缘43，得到主线芯4，挤出方式采用挤压式；

在地线芯导体21外绕包包带22，在包带22外部挤包地线芯半导电屏蔽层23，挤出方式采用挤压式，得到地线芯2；

步骤4)、制作光纤单元1；

步骤5)、将若干个主线芯4与至少一个光纤单元1绞合成缆，得到主线芯缆芯，随后再在主线芯缆芯外部挤出稳定层5，挤出方式采用挤压式；

步骤6)、以主线芯缆芯为中心，将主线芯缆芯与若干地线芯2、余下的光纤单元1和辅助线芯3绞合成缆，成缆后外层绕包半导电尼龙带，形成半导电绕包层6；

步骤7)、半导电绕包层6外挤出低烟无卤橡皮制成的内护层7；

步骤8)、在内护层7外涂覆高分子量柔性环氧树脂制成的内涂覆层8，涂覆厚度0.2～0.5mm，通过加热管道形成半固化状态，加热管道温度80～100℃；

步骤9)、在内涂覆层8外编织屏蔽加强层9，屏蔽加强层9采用镀锡铜丝和丙纶丝混编结构，编织密度≥80％，其中镀锡铜丝编织截面积≥10mm²，丙纶丝采用1500D加捻丙纶丝，镀锡铜丝丝径0.295～0.395mm，编织角45～55°，采用32锭编织机，一半锭子用于编织镀锡铜丝，一半锭子用于编织丙纶丝；

步骤10)、在屏蔽加强层9外涂覆一层高分子量柔性环氧树脂制成的外涂覆层10，涂覆厚度0.5～1.0mm，通过加热管道形成半固化状态，加热管道温度80～100℃；

步骤11)、在外涂覆层10外部挤包无卤低烟的外护层11，使用连硫机生产，硫化管道温度≥200℃，最终得到所需产品。

实施例1

如图1所示，一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆，包括由内至外依次设置的总成缆缆芯、半导电绕包层6、内护层7、内涂覆层8、屏蔽加强层9、外涂覆层10和外护层11，总成缆缆芯由光纤单元1、主线芯缆芯、地线芯2和辅助线芯3绞合成缆，主线芯缆芯由三个主线芯4和置于三个主线芯4中心空隙的一个光纤单元1绞合而成，该光纤单元1与均布在其外部的三个主线芯4相切，主线芯缆芯外部包覆有稳定层5，稳定层5与半导电绕包层6之间的间隙内设置地线芯2、辅助线芯3和至少有一个光纤单元1。

本实施例1中，光纤单元1、地线芯2和辅助线芯3分别设有两个，其中一个光纤单元1位于主线芯缆芯内部中央位置，余下一个光纤单元1位于稳定层5与半导电绕包层6之间的间隙内且与两个相邻设置的辅助线芯3两两相切，两个地线芯2间隔设置。

每个地线芯2均包括地线芯导体21、包覆于地线芯导体21外部的包带22和挤包于包带22外部的地线芯半导电屏蔽层23，地线芯半导电屏蔽层23的厚度为2.0～2.8mm。

辅助线芯3可保护光纤单元1不受外力损伤，可用作地线芯2。每个辅助线芯3均包括导体及在导体外采用挤压式挤出的半导电橡皮层。

每个主线芯4均包括主线芯导体41、绕包于主线芯导体41外部的导体包带42和挤包于导体包带42外部的主线芯绝缘43，主线芯绝缘43采用无卤低烟橡皮材料，主线芯绝缘43的厚度为3.4mm。

稳定层5为橡皮半导电材料，挤包在主线芯缆芯外，厚度0.5mm，用于增加主线芯4的稳定性。

半导电绕包层6采用厚度为0.12mm、宽度为40mm的半导电尼龙带，半导电尼龙带的搭盖率为15％。

内护层7采用无卤低烟橡皮，采用挤压方式挤出，挤出厚度2.0mm。

屏蔽加强层9采用镀锡铜丝和丙纶丝混编结构。

内涂覆层8和外涂覆层10分别采用高分子量柔性环氧树脂，高分子量柔性环氧树脂是由聚丁二烯橡胶接枝双酚A环氧树脂形成的高纯度柔性环氧树脂，对金属和非金属材料具有良好的粘接力；内涂覆层8的厚度0.3mm，外涂覆层10的厚度0.5mm。

外护层11采用无卤低烟橡皮护套材料，采用挤压方式挤出，挤出厚度2.5mm。

一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)、确定如图1所示的电缆结构；

步骤2)、制作主线芯导体41、地线芯导体21和辅助线芯3；

步骤3)、在主线芯导体41外绕包导体包带42，在导体包带42外部挤出主线芯绝缘43，得到主线芯4，挤出方式采用挤压式；

在地线芯导体21外绕包包带22，在包带22外部挤包地线芯半导电屏蔽层23，挤出方式采用挤压式，得到地线芯2；

步骤4)、制作光纤单元1；

步骤5)、将三个主线芯4绕一个光纤单元1绞合成缆，得到主线芯缆芯，随后再在主线芯缆芯外部挤出稳定层5，挤出方式采用挤压式；

步骤6)、以主线芯缆芯为中心，将主线芯缆芯与两个地线芯2、一个光纤单元1和两个相邻的辅助线芯3绞合成缆，成缆后外层绕包半导电尼龙带，形成半导电绕包层6；

步骤7)、半导电绕包层6外挤出低烟无卤橡皮制成的内护层7；

步骤8)、在内护层7外涂覆高分子量柔性环氧树脂制成的内涂覆层8，通过加热管道形成半固化状态，加热管道温度80～100℃；

步骤9)、在内涂覆层8外采用32锭编织机编织屏蔽加强层9，屏蔽加强层9采用镀锡铜丝和丙纶丝混编结构，32锭编织机的一半锭子用于编织镀锡铜丝，一半锭子用于编织丙纶丝，编织密度≥80％，其中，丙纶丝采用1500D加捻丙纶丝，镀锡铜丝编织截面积≥10mm²，镀锡铜丝丝径0.295～0.395mm，比常规采用的钢丝的柔软度高，编织角45～55°；

步骤10)、在屏蔽加强层9外涂覆一层高分子量柔性环氧树脂制成的外涂覆层10，通过加热管道形成半固化状态，加热管道温度80～100℃；

步骤11)、在外涂覆层10外部挤包无卤低烟的外护层11，使用连硫机生产，硫化管道温度≥200℃，最终得到所需产品。

本发明未具体描述的部分采用现有技术即可，在此不做赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆的制备方法，其特征在于，所述电缆包括由内至外依次设置的总成缆缆芯、半导电绕包层、内护层、内涂覆层、屏蔽加强层、外涂覆层和外护层，所述总成缆缆芯由若干个光纤单元、主线芯缆芯、若干个地线芯和若干个辅助线芯绞合成缆，主线芯缆芯由若干个主线芯与至少一个光纤单元绞合而成，主线芯缆芯外部包覆有稳定层，稳定层与半导电绕包层之间的间隙内设置地线芯、辅助线芯和至少一个光纤单元；

所述制备方法包括以下步骤：

步骤1）、确定所述电缆的结构；

步骤2）、制作主线芯导体、地线芯导体和辅助线芯；

步骤3）、在主线芯导体外绕包导体包带，在导体包带外部挤出主线芯绝缘，得到主线芯，挤出方式采用挤压式；在地线芯导体外绕包包带，在包带外部挤包地线芯半导电屏蔽层，挤出方式采用挤压式，得到地线芯；

步骤4）、制作光纤单元；

步骤5）、将若干个主线芯与至少一个光纤单元绞合成缆，得到主线芯缆芯，随后再在主线芯缆芯外部挤出稳定层，挤出方式采用挤压式；

步骤6）、以主线芯缆芯为中心，将主线芯缆芯与地线芯、余下的光纤单元和辅助线芯绞合成缆，成缆后外层绕包半导电尼龙带，形成半导电绕包层；

步骤7）、半导电绕包层外挤出内护层；

步骤8）、在内护层外涂覆内涂覆层；

步骤9）、在内涂覆层外编织屏蔽加强层；

步骤10）、在屏蔽加强层外涂覆外涂覆层；

步骤11）、在外涂覆层外部挤包外护层，最终得到所需产品。

2.根据权利要求1所述的一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆的制备方法，其特征在于，所述主线芯缆芯由至少一个光纤单元及若干个分布于光纤单元外部的主线芯绞合而成，每个主线芯均包括主线芯导体、绕包于主线芯导体外部的导体包带和挤包于导体包带外部的主线芯绝缘，所述主线芯绝缘的厚度为2.5~3.4mm。

3.根据权利要求2所述的一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆的制备方法，其特征在于，所述主线芯缆芯由一个光纤单元及三个均布在光纤单元外部并与光纤单元相切的主线芯绞合而成。

4.根据权利要求1所述的一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆的制备方法，其特征在于，所述光纤单元、地线芯和辅助线芯分别设有两个，其中一个光纤单元位于主线芯缆芯内部中央位置且与主线芯相切，余下一个光纤单元位于稳定层与半导电绕包层之间的间隙内且与两个相邻设置的辅助线芯两两相切，两个地线芯间隔设置。

5.根据权利要求1或4所述的一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆的制备方法，其特征在于，所述地线芯包括地线芯导体、包覆于地线芯导体外部的包带和挤包于包带外部的地线芯半导电屏蔽层，所述地线芯半导电屏蔽层的厚度为2.0~2.8mm。

6.根据权利要求1所述的一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆的制备方法，其特征在于，所述稳定层的厚度为0.5~1.0mm。

7.根据权利要求1所述的一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆的制备方法，其特征在于，所述内护层的厚度为1.8~2.0mm。

8.根据权利要求1所述的一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆的制备方法，其特征在于，所述内涂覆层的厚度为0.2~0.5mm，所述外涂覆层的厚度为0.5~1.0mm。

9.根据权利要求1所述的一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆的制备方法，其特征在于，所述外护层的厚度为2.5~3.5mm。