CN112993913B - 一种高性能仿扭曲mpp电力电缆保护管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高性能仿扭曲MPP电力电缆保护管及其制备方法，包括第一高分子聚合物护套管、第二高分子聚合物护套管、弹性伸缩护套管、连接弹簧、承载龙骨，第二高分子聚合物护套管包覆在第一高分子聚合物护套管外，并通过承载龙骨与第一高分子聚合物护套管外表面连接，相邻两个承载龙骨间通过2—6条连接弹簧连接，弹性伸缩护套管包覆在第二高分子聚合物护套管两端面外。其制备方法包括零部件预制及护套管组装两个步骤。本发明一方面环境适应能力、电力线缆适应能力强，可有效满足多种电力线缆特性及布设场地环境施工布线作业的需要；另一方面具有良好的抗冲击作用力、抗扭曲作用力、绝缘防护能力、阻燃能力及防潮防水浸能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种高性能仿扭曲MPP电力电缆保护管及其制备方法，属电力系统技术领域。
背景技术
目前在电力线缆布设作业时，往往需要在专用的电缆沟、地下管廊等系统中进行布设，为了提高对电力线缆布设时的防护能力，当前主要是通过将电力线缆穿入到护套管内后再进行布设安装，通过护套管达到对电力线缆进行防护作业，但在实际使用中发现，当前的护套管往往均为传统的PVC管材、橡胶管材等材质，虽然可以一定程度满足使用的需要，但一方面护套管的结构强度、使用灵活性相对较差，无法有效满足各类不同施工及使用环境下进行电缆布设和防护作业的需要；另一方面当前的护套管产品在实际使用中，其结构强度、韧性、密封性能、阻燃能力及绝缘性能均存在不同程度的欠缺，从而导致电力线缆在布设和运行中，极易因外力冲击、扭矩等因素而造成损害，严重影响了电力线缆运行的稳定性和安全性。
因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的电力电缆保护管及其制备方法，以满足实际使用的需要。
发明内容
为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种高性能仿扭曲MPP电力电缆保护管及其制备方法。
一种高性能仿扭曲MPP电力电缆保护管，包括第一高分子聚合物护套管、第二高分子聚合物护套管、弹性伸缩护套管、热缩管、连接弹簧、承载龙骨，其中第一高分子聚合物护套管为横断面呈圆形的空心管状结构，第二高分子聚合物护套管若干，包覆在第一高分子聚合物护套管外并沿第一高分子聚合物护套管轴线均匀分布，且第二高分子聚合物护套管内表面通过承载龙骨与第一高分子聚合物护套管外表面连接，承载龙骨与第二高分子聚合物护套管同轴分布，且相邻两个承载龙骨间通过2—6条连接弹簧连接，连接弹簧环绕第一高分子聚合物护套管轴线均布，且承载龙骨两侧表面所连接的连接弹簧间间隔分布，弹性伸缩护套管包覆在第二高分子聚合物护套管两端面外，并与第二高分子聚合物护套管同轴分布，且相邻两个第二高分子聚合物护套管间通过弹性伸缩护套管连接，热缩管包覆在弹性伸缩护套管外，并位于弹性伸缩护套管与第二高分子聚合物护套管连接接触面处及第一高分子聚合物护套管两端位置对应的弹性伸缩护套管端面位置。
进一步的，所述的第一高分子聚合物护套管、第二高分子聚合物护套管均由以下百分比组分构成：硅橡胶10%—15%、陶瓷纤维5%—11%、珍珠岩1.5%—2.8%、石英砂0—1.8%，余量为改性聚丙烯树脂。
进一步的，所述的承载龙骨包括承载杆、内层定位套、外层定位套、连接环、弹簧柱及定位挂扣，所述内层定位套、外层定位套均为与第一高分子聚合物护套管同轴分布的空心管状结构，其中所述内层定位套包覆在第一高分子聚合物护套管外，并与第一高分子聚合物护套管外表面连接，所述外层定位套包覆在内层定位套外，并通过至少三条承载杆与内层定位套连接，且所述承载杆环绕内层定位套轴线均布，其两端分别与内层定位套、外层定位套铰接，且承载杆轴线第一高分子聚合物护套管轴线相交并呈10°—90°夹角，所述连接环为与内层定位套同轴分布的闭合环状结构，与外层定位套两端端面连接并包覆在第一高分子聚合物护套管外，所述连接环后端面与外层定位套端面间若干环绕连接环轴线均布的弹簧柱连接，前端面通过弹簧柱与若干连接挂扣连接，所述连接挂扣环绕连接环轴线均布，且每条定位挂扣均与一条连接弹簧连接。
进一步的，所述的内层定位套、外层定位套与第一高分子聚合物护套管、第二高分子聚合物护套管接触面均布若干轴向截面呈等腰三角形的定位锥，所述定位锥环绕内层定位套、外层定位套轴线均布，其轴线与内层定位套、外层定位套轴线垂直并相交，且所述定位锥高度为第一高分子聚合物护套管、第二高分子聚合物护套管管壁后的1/10—1/3，相邻两个定位锥间间距为其所在内层定位套、外层定位套周长的1/10—1/4。
进一步的，所述的连接弹簧与第一高分子聚合物护套管轴线呈0°—60°夹角，且位于承载龙骨两侧的连接弹簧与第一高分子聚合物护套管轴线夹角大于0°时，承载龙骨两侧连接弹簧的分布方向相反。
进一步的，所述的热缩管中，位于第一高分子聚合物护套管两端位置的热缩管两端超出第一高分子聚合物护套管两端至少5厘米。
一种高性能仿扭曲MPP电力电缆保护管的制备方法，包括如下步骤：
S1，零部件预制，首先利用挤出机，分别制备第一高分子聚合物护套管、第二高分子聚合物护套管，并根据制备的第一高分子聚合物护套管、第二高分子聚合物护套管的管径通过机加工设备制备承载龙骨，然后根据第一高分子聚合物护套管、第二高分子聚合物护套管及制备的承载龙骨的结构选择配套的弹性伸缩护套管、热缩管、连接弹簧，最后根据待布设电力线缆的线径、绝缘等级，从S1步骤制备的各零部件选择满足使用需要的第一高分子聚合物护套管、第二高分子聚合物护套管、弹性伸缩护套管、热缩管、承载龙骨，同时根据电力线缆布设时地质结构、工作环境及布线线路设计的弯曲半径，根据电力线缆承受的外力选择相应弹性形变能力的连接弹簧，完成组件选择后，首先对第一高分子聚合物护套管进行裁切，使裁切后的若干第一高分子聚合物护套管满足线缆布设作业长度的需要，然后一方面根据裁切的各第一高分子聚合物护套管长度分别为各第一高分子聚合物护套管匹配包覆在第一高分子聚合物护套管外侧的第二高分子聚合物护套管的数量及长度，另一方面对弹性伸缩护套管、热缩管和连接弹簧进行裁切，即可完成零部件预制；
S2，护套管组装，完成S1步骤后， 首先对裁切后的各第一高分子聚合物护套管依次匀速加热至70℃—110℃，在保温状态下在沿各第一高分子聚合物护套管轴向方向安装承载龙骨，然后对完成承载龙骨安装的第一高分子聚合物护套管自然冷却至常温，然后通过连接弹簧对相邻两承载龙骨进行连接，并在完成连接弹簧安装后对各第二高分子聚合物护套管与承载龙骨间进行安装连接，最后通过弹性伸缩护套管对相邻两个第二高分子聚合物护套管进行包覆连接，并将热缩管包覆在第二高分子聚合物护套管外并进行机械固定，即可获得成品电力电缆保护管产品。
本发明一方面电力线缆环境适应能力强，可有效满足多种电力线缆特性及布设场地环境施工布线作业的需要；另一方面具有良好的抗冲击作用力、抗扭曲作用力、绝缘防护能力、阻燃能力及防潮防水浸能力，从而极大的提高了电力线缆布设、使用及维护作业的便捷性和灵活性，同时可提高对电力线缆的综合防护能力，有效提高电力线缆运行的安全性和可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明方法流程示意图。
图中各标号：第一高分子聚合物护套管1、第二高分子聚合物护套管2、弹性伸缩护套管3、热缩管4、连接弹簧5、承载龙骨6、承载杆61、内层定位套62、外层定位套63、连接环64、弹簧柱65、定位挂扣66、定位锥67。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种高性能仿扭曲MPP电力电缆保护管，包括第一高分子聚合物护套管1、第二高分子聚合物护套管2、弹性伸缩护套管3、热缩管4、连接弹簧5、承载龙骨6，其中第一高分子聚合物护套管1为横断面呈圆形的空心管状结构，第二高分子聚合物护套管2若干，包覆在第一高分子聚合物护套管1外并沿第一高分子聚合物护套管1轴线均匀分布，且第二高分子聚合物护套管2内表面通过承载龙骨6与第一高分子聚合物护套管1外表面连接，承载龙骨6与第二高分子聚合物护套管2同轴分布，且相邻两个承载龙骨6间通过2—6条连接弹簧5连接，连接弹簧5环绕第一高分子聚合物护套管1轴线均布，且承载龙骨6两侧表面所连接的连接弹簧5间间隔分布，弹性伸缩护套管3包覆在第二高分子聚合物护套管2两端面外，并与第二高分子聚合物护套管2同轴分布，且相邻两个第二高分子聚合物护套管2间通过弹性伸缩护套管3连接，热缩管4包覆在弹性伸缩护套管3外，并位于弹性伸缩护套管3与第二高分子聚合物护套管2连接接触面处及第一高分子聚合物护套管1两端位置对应的弹性伸缩护套管3端面位置。
本实施例中，所述的第一高分子聚合物护套管1、第二高分子聚合物护套管2均由以下百分比组分构成：硅橡胶10%—15%、陶瓷纤维5%—11%、珍珠岩1.5%—2.8%、石英砂0—1.8%，余量为改性聚丙烯树脂。
重点说明的，所述的承载龙骨6包括承载杆61、内层定位套62、外层定位套63、连接环64、弹簧柱65及定位挂扣66，所述内层定位套62、外层定位套63均为与第一高分子聚合物护套管1同轴分布的空心管状结构，其中所述内层定位套62包覆在第一高分子聚合物护套管1外，并与第一高分子聚合物护套管1外表面连接，所述外层定位套63包覆在内层定位套62外，并通过至少三条承载杆61与内层定位套62连接，且所述承载杆61环绕内层定位套62轴线均布，其两端分别与内层定位套62、外层定位套63铰接，且承载杆61的轴线与第一高分子聚合物护套管1的轴线相交并呈10°—90°夹角，所述连接环64为与内层定位套62同轴分布的闭合环状结构，与外层定位套63两端端面连接并包覆在第一高分子聚合物护套管1外，所述连接环64后端面与外层定位套63端面间均布若干环绕连接环64轴线的弹簧柱65连接，前端面通过弹簧柱65与若干连接挂扣66连接，所述连接挂扣66环绕连接环64轴线均布，且每条定位挂扣66均与一条连接弹簧5连接。
其中，所述的内层定位套62、外层定位套63与第一高分子聚合物护套管1、第二高分子聚合物护套管2接触面均布若干轴向截面呈等腰三角形的定位锥67，所述定位锥67环绕内层定位套62、外层定位套63轴线均布，其轴线与内层定位套62、外层定位套63轴线垂直并相交，且所述定位锥67高度为第一高分子聚合物护套管1、第二高分子聚合物护套管2管壁厚的1/10—1/3，相邻两个定位锥67间间距为其所在内层定位套62、外层定位套63周长的1/10—1/4。
本实施例中，所述的连接弹簧5与第一高分子聚合物护套管1轴线呈0°—60°夹角，且位于承载龙骨6两侧的连接弹簧5与第一高分子聚合物护套管1轴线夹角大于0°时，承载龙骨6两侧连接弹簧5的分布方向相反。
同时，所述的热缩管4中，位于第一高分子聚合物护套管1两端位置的热缩管4两端超出第一高分子聚合物护套管1两端至少5厘米。
如图2所示，一种高性能仿扭曲MPP电力电缆保护管的制备方法，包括如下步骤：
S1，零部件预制，首先利用挤出机，分别制备第一高分子聚合物护套管1、第二高分子聚合物护套管2，并根据制备的第一高分子聚合物护套管1、第二高分子聚合物护套管2的管径通过机加工设备制备承载龙骨6，然后根据第一高分子聚合物护套管1、第二高分子聚合物护套管2及制备的承载龙骨6的结构选择配套的弹性伸缩护套管3、热缩管4、连接弹簧5，最后根据待布设电力线缆的线径、绝缘等级，从S1步骤制备的各零部件选择满足使用需要的第一高分子聚合物护套管1、第二高分子聚合物护套管2、弹性伸缩护套管3、热缩管4、承载龙骨6，同时根据电力线缆布设时地质结构、工作环境及布线线路设计的弯曲半径，根据电力线缆承受的外力选择相应弹性形变能力的连接弹簧5，完成组件选择后，首先对第一高分子聚合物护套管1进行裁切，使裁切后的若干第一高分子聚合物护套管1满足线缆布设作业长度的需要，然后一方面根据裁切的各第一高分子聚合物护套管1长度分别为各第一高分子聚合物护套管1匹配包覆在第一高分子聚合物护套管1外侧的第二高分子聚合物护套管2的数量及长度，另一方面对弹性伸缩护套管3、热缩管4和连接弹簧5进行裁切，即可完成零部件预制；
S2，护套管组装，完成S1步骤后， 首先对裁切后的各第一高分子聚合物护套管1依次匀速加热至70℃—110℃，在保温状态下在沿各第一高分子聚合物护套管1轴向方向安装承载龙骨6，然后对完成承载龙骨6安装的第一高分子聚合物护套管1自然冷却至常温，然后通过连接弹簧5对相邻两承载龙骨6进行连接，并在完成连接弹簧5安装后对各第二高分子聚合物护套管2与承载龙骨6间进行安装连接，最后通过弹性伸缩护套管3对相邻两个第二高分子聚合物护套管2进行包覆连接，并将热缩管4包覆在第二高分子聚合物护套管2外并进行机械固定，即可获得成品电力电缆保护管产品。
本发明在具体实施中，在S2步骤中进行第一高分子聚合物护套管1与承载龙骨6连接时，在第一高分子聚合物护套管1因高温因素结构强度减弱后，将承载龙骨6内表面的定位锥67插入到第一高分子聚合物护套管1外表面内，并在第一高分子聚合物护套管1冷却凝固后，实现第一高分子聚合物护套管1与承载龙骨6间粘接定位，并通过定位锥67增加定位作业的稳定；同时将承载龙骨6与第二高分子聚合物护套管2连接时，可采用承载龙骨6与第一高分子聚合物护套管1连接方式进行连接，也可通过定位螺栓实现第二高分子聚合物护套管2与承载龙骨6间连接定位，从而提高承载龙骨6、第一高分子聚合物护套管1、第二高分子聚合物护套管2间连接稳定性。
本发明在实际运行中，当受到冲击损害时，一方面通过第一高分子聚合物护套管、第二高分子聚合物护套管、弹性伸缩护套管、热缩管、连接弹簧、承载龙骨的结构强度共同实现对外力冲击进行机械抵御，另一方面通过连接弹簧、承载龙骨的弹簧柱及承载杆、内层定位套、外层定位套间的弹性铰链铰接结构，以及第二高分子聚合物护套管之间的间隙和弹性伸缩护套管的弹性形变能力，达到对冲击力通过弹性形变能力进行吸收，从而达到对外力冲击进行有效抵御的目的。
同时当受到扭曲作用力时，通过连接弹簧、承载龙骨的弹簧柱及承载杆、内层定位套、外层定位套间的弹性铰链铰接结构，以及第二高分子聚合物护套管之间的间隙和弹性伸缩护套管的弹性形变能力在实现有限度弹性扭曲形变的同时，有效的降低扭曲作用力对电力线缆造成的损伤。
此外，本发明在实际使用中，一方面通过第一高分子聚合物护套管、第二高分子聚合物护套管的高分子组分实现提高绝缘性能的同时，另通过陶瓷纤维、珍珠岩、石英砂实现阻燃的目的；同时通过热缩管有效的实现对过第一高分子聚合物护套管、第二高分子聚合物护套管、弹性伸缩护套管进行密封防护，从而达到防潮和防水浸的目的。
本发明一方面线缆环境适应能力强，可有效满足多种电力线缆特性及布设场地环境施工布线作业的需要；另一方面具有良好的抗冲击作用力、抗扭曲作用力、绝缘防护能力、阻燃能力及防潮防水浸能力，从而极大的提高了电力线缆布设、使用及维护作业的便捷性和灵活性，同时可提高对电力线缆的综合防护能力，有效提高电力线缆运行的安全性和可靠性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种高性能仿扭曲MPP电力电缆保护管，其特征在于：包括第一高分子聚合物护套管（1）、第二高分子聚合物护套管（2）、弹性伸缩护套管（3）、热缩管（4）、连接弹簧（5）、承载龙骨（6），其中所述第一高分子聚合物护套管（1）为横断面呈圆形的空心管状结构，所述第二高分子聚合物护套管（2）若干，包覆在第一高分子聚合物护套管（1）外并沿第一高分子聚合物护套管（1）轴线均匀分布，且所述第二高分子聚合物护套管（2）内表面通过承载龙骨（6）与第一高分子聚合物护套管（1）外表面连接，所述承载龙骨（6）与第二高分子聚合物护套管（2）同轴分布，且相邻两个承载龙骨（6）间通过2—6条连接弹簧（5）连接，所述连接弹簧（5）环绕第一高分子聚合物护套管（1）轴线均布，且承载龙骨（6）两侧表面所连接的连接弹簧（5）间隔分布，所述弹性伸缩护套管（3）包覆在第二高分子聚合物护套管（2）两端面外，并与第二高分子聚合物护套管（2）同轴分布，且相邻两个第二高分子聚合物护套管（2）间通过弹性伸缩护套管（3）连接，所述热缩管（4）包覆在弹性伸缩护套管（3）外，并位于弹性伸缩护套管（3）与第二高分子聚合物护套管（2）连接接触面处及第一高分子聚合物护套管（1）两端位置对应的弹性伸缩护套管（3）端面位置；所述的承载龙骨（6）包括承载杆（61）、内层定位套（62）、外层定位套（63）、连接环（64）、弹簧柱（65）及定位挂扣（66），所述内层定位套（62）、外层定位套（63）均为与第一高分子聚合物护套管（1）同轴分布的空心管状结构，其中所述内层定位套（62）包覆在第一高分子聚合物护套管（1）外，并与第一高分子聚合物护套管（1）外表面连接，所述外层定位套（63）包覆在内层定位套（62）外，并通过至少三条承载杆（61）与内层定位套（62）连接，且所述承载杆（61）环绕内层定位套（62）轴线均布，其两端分别与内层定位套（62）、外层定位套（63）铰接，且承载杆（61）轴线第一高分子聚合物护套管（1）轴线相交并呈10°—90°夹角，所述连接环（64）为与内层定位套（62）同轴分布的闭合环状结构，与外层定位套（63）两端端面连接并包覆在第一高分子聚合物护套管（1）外，所述连接环（64）后端面与外层定位套（63）端面间若干环绕连接环（64）轴线均布的弹簧柱（65）连接，前端面通过弹簧柱（65）与若干连接挂扣连接，所述连接挂扣环绕连接环（64）轴线均布，且每条定位挂扣（66）均与一条连接弹簧（5）连接。
2.根据权利要求1所述的一种高性能仿扭曲MPP电力电缆保护管，其特征在于：所述的第一高分子聚合物护套管（1）、第二高分子聚合物护套管（2）均由以下百分比组分构成：硅橡胶10%—15%、陶瓷纤维5%—11%、珍珠岩1.5%—2.8%、石英砂0—1.8%，余量为改性聚丙烯树脂。
3.根据权利要求1所述的一种高性能仿扭曲MPP电力电缆保护管，其特征在于：所述的内层定位套（62）、外层定位套（63）与第一高分子聚合物护套管（1）、第二高分子聚合物护套管（2）接触面均布若干轴向截面呈等腰三角形的定位锥（67），所述定位锥（67）环绕内层定位套（62）、外层定位套（63）轴线均布，其轴线与内层定位套（62）、外层定位套（63）轴线垂直并相交，且所述定位锥（67）高度为第一高分子聚合物护套管（1）、第二高分子聚合物护套管（2）管壁后的1/10—1/3，相邻两个定位锥（67）间间距为其所在内层定位套（62）、外层定位套（63）周长的1/10—1/4。
4.根据权利要求1所述的一种高性能仿扭曲MPP电力电缆保护管，其特征在于：所述的连接弹簧（5）与第一高分子聚合物护套管（1）轴线呈0°—60°夹角，且位于承载龙骨（6）两侧的连接弹簧与第一高分子聚合物护套管（1）轴线夹角大于0°时，承载龙骨（6）两侧连接弹簧（5）的分布方向相反。
5.根据权利要求1所述的一种高性能仿扭曲MPP电力电缆保护管，其特征在于：所述的热缩管（4）中，位于第一高分子聚合物护套管（1）两端位置的热缩管（4）两端超出第一高分子聚合物护套管（1）两端至少5厘米。
6.根据权利要求1所述的一种高性能仿扭曲MPP电力电缆保护管的制备方法，其特征在于，所述的高性能仿扭曲MPP电力电缆保护管的制备方法包括如下步骤：
S1，零部件预制，首先利用挤出机，分别制备第一高分子聚合物护套管（1）、第二高分子聚合物护套管（2），并根据制备的第一高分子聚合物护套管（1）、第二高分子聚合物护套管（2）的管径通过机加工设备制备承载龙骨（6），然后根据第一高分子聚合物护套管（1）、第二高分子聚合物护套管（2）及制备的承载龙骨（6）的结构选择配套的弹性伸缩护套管（3）、热缩管（4）、连接弹簧（5），最后根据待布设电力线缆的线径、绝缘等级，从S1步骤制备的各零部件选择满足使用需要的第一高分子聚合物护套管（1）、第二高分子聚合物护套管（2）、弹性伸缩护套管（3）、热缩管（4）、承载龙骨（6），同时根据电力线缆布设时地质结构、工作环境及布线线路设计的弯曲半径，根据电力线缆承受的外力选择相应弹性形变能力的连接弹簧（5），完成组件选择后，首先对第一高分子聚合物护套管（1）进行裁切，使裁切后的若干第一高分子聚合物护套管（1）满足线缆布设作业长度的需要，然后一方面根据裁切的各第一高分子聚合物护套管（1）长度分别为各第一高分子聚合物护套管（1）匹配包覆在第一高分子聚合物护套管（1）外侧的第二高分子聚合物护套管（2）的数量及长度，另一方面对弹性伸缩护套管（3）、热缩管（4）和连接弹簧（5）进行裁切，即可完成零部件预制；
S2，护套管组装，完成S1步骤后， 首先对裁切后的各第一高分子聚合物护套管（1）依次匀速加热至70℃—110℃，在保温状态下在沿各第一高分子聚合物护套管（1）轴向方向安装承载龙骨（6），然后对完成承载龙骨（6）安装的第一高分子聚合物护套管（1）自然冷却至常温，然后通过连接弹簧（5）对相邻两承载龙骨（6）进行连接，并在完成连接弹簧（5）安装后对各第二高分子聚合物护套管（2）与承载龙骨（6）间进行安装连接，最后通过弹性伸缩护套管（3）对相邻两个第二高分子聚合物护套管（2）进行包覆连接，并将热缩管（4）包覆在第二高分子聚合物护套管（2）外并进行机械固定，即可获得成品电力电缆保护管产品。
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