CN113421704A - 一种高性能复合电缆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种高性能复合电缆及其制造方法，高性能复合电缆包括从内到外依次设置的缆芯、包带层、屏蔽层、防水层、铠装层以及护套层；防水层由吸潮管环绕组成，吸潮管包括毛细管和毛细管内腔中的高吸水树脂颗粒，毛细管上开设有吸湿孔。其制造方法包括：在导电线芯外挤包防水绝缘层，得到单缆，将多根单缆以及填充绳绞合得到缆芯；在缆芯外表面绕包包带布，形成包带层；再绕包半导体复合带，形成屏蔽层；再绕装吸潮管，形成防水层，再在防水层表面装设铠装层并挤包护套层，得到成品电缆；其中，吸潮管的制造包括：向热塑管内吹注高吸水树脂颗粒，并加热拉伸为毛细管，再开设吸湿孔，冷却定型。本申请的高性能复合电缆具有防潮效果好的优点。

Description

一种高性能复合电缆及其制造方法
技术领域
本申请涉及电缆的领域，尤其是涉及一种高性能复合电缆及其制造方法。
背景技术
随着城市化和工业化的快速发展，不论是在人们的日常工作生活还是工业生产中都在向着电气化方向发展，因此，电缆作为电气设施的使用基础在得到了越来越广泛的应用。
申请号为201510923802.4的中国发明申请中公开了一种高性能线缆，包括由外向内依次设有的外护层、铠装层、内护层、屏蔽层、填充层、若干缆芯，所述缆芯包括铜线对，所述铜线对外部包裹有绝缘层，所述铜线对与所述绝缘层之间填充有树脂；所述缆芯环绕排列，所述填充层包紧所述环绕排列的缆芯；所述缆芯与所述填充层之间填充有防水填充材料；所述铠装层纵包于所述内护层上；所述屏蔽层纵包于所述填充层上。
针对上述中的相关技术，发明人认为当电缆在潮湿环境长时间使用或电缆受损进水时，屏蔽层易受到水汽侵蚀，影响屏蔽效果，存在防潮效果不佳的缺陷。
发明内容
为了提升电缆的防潮效果，本申请提供一种高性能复合电缆及其制造方法。
第一方面，本申请提供一种高性能复合电缆，采用如下的技术方案：
一种高性能复合电缆，包括从内到外依次设置的缆芯、包带层、屏蔽层、防水层、铠装层以及护套层；
所述防水层由若干吸潮管环绕排列组成，所述吸潮管包括毛细管和填充在所述毛细管内腔中的高吸水树脂颗粒，所述毛细管外壁上开设有多个吸湿孔，所述吸湿孔沿毛细管长度方向间隔设置，且与所述毛细管内腔连通。
通过采用上述技术方案，当电缆在潮湿环境长时间使用或者电缆受损进水时，水汽透过护套层或护套层破损处渗入电缆内部，并通过铠装层间隙继续向内渗透，在达到防水层后，空气中的水汽在毛细管的毛细作用下被吸收到毛细管内腔中，并由高吸水树脂颗粒吸收锁定，使得屏蔽层及屏蔽层以内长时间保持干燥状态，降低屏蔽层受到水汽侵蚀的可能性，提升电缆的防潮效果，进而提高电缆的使用安全性。
可选的，所述铠装层由钢带铠装组成。
通过采用上述技术方案，采用钢带形成铠装层，不仅加工效率高，而且形成的铠装层隔水效果好，抗水汽向内侵蚀能力强，有助于降低屏蔽层受到水汽侵蚀的可能性。
可选的，所述铠装层由钢丝铠装组成，所述吸潮管嵌设在所述铠装层中相邻钢丝贴靠形成的间隙中。
通过采用上述技术方案，设计的吸潮管和钢丝的配合方式，有助于在保证防水层防水效果的同时，减少构成防水层的吸潮管数量，减少改善防潮性带来的电缆成本增加量，提高电缆性价比。
可选的，所述铠装层钢丝外径不大于所述吸潮管外径的2倍。
通过采用上述技术方案，由吸潮管外径对铠装层钢丝外径进行限制，进而对铠装层和防水层间形成的交叉配合结构进行限定，在减少吸潮管用量的同时，减少吸潮管用量减少对屏蔽层屏蔽质量的影响。具体是由于当铠装层钢丝外径小于或等于吸潮管外径的2倍时，嵌设在铠装层中相邻钢丝之间的间隙中的吸潮管就难以再对铠装层进行支撑，使得铠装层和屏蔽层直接接触，增加铠装层对屏蔽层产生机械损伤的可能性；而且还会导致铠装层相邻钢丝难以将对应的防潮管卡紧限位，即防潮管对铠装层相邻钢丝之间空隙的封堵效果降低，进而影响了电缆的防潮效果。
可选的，所述毛细管设置为聚四氟乙烯管。
通过采用上述技术方案，利用聚四氟乙烯材料使用温度范围广、抗酸碱以及有机溶剂能力强的特点，使得制得的毛细管在电缆加工和使用过程中能够保持形态和性质稳定，自身作用不受外界环境变化影响；而且聚四氟乙烯具有且摩擦系数低的特点，使得防水层还能够作为内护层，对屏蔽层进行保护，降低屏蔽层产生机械损伤的可能性，有助于进一步提升电缆使用安全。
可选的，所述屏蔽层和防水层之间还设置有隔氧层。
通过采用上述技术方案，设计的隔氧层，进一步对电缆进行保护，降低电缆因吸水短路而起火烧毁的可能性，提升电缆质量。
第二方面，本申请提供一种高性能复合电缆的制造方法，采用如下的技术方案：
一种高性能复合电缆的制造方法，包括如下步骤：
步骤一：取导体杆材进行拉丝、退火得到导体单丝，将得到的导体单丝进行绞合得到导电线芯，在导电线芯外挤包防水绝缘层，得到单缆，将多根单缆以及填充绳绞合得到缆芯；
步骤二：在所述缆芯外表面绕包包带布，形成包带层，得到第一中间品；
步骤三：在所述第一中间品表面绕包半导体复合带，形成屏蔽层，得到第二中间品；
步骤四：在所述第二中间品表面绕装吸潮管，形成防水层，在防水层表面装设铠装层，形成第三中间体；
步骤五：在所述第三中间体外表面挤包护套层，得到成品电缆；
其中，所述吸潮管的制造包括如下步骤：向热塑管内吹注高吸水树脂颗粒，再对装填有高吸水树脂颗粒的热塑管进行加热拉伸，将热塑管拉伸为内径不大于1mm的毛细管，在得到的所述毛细管上开设吸湿孔，冷却定型。
通过采用上述技术方案，设计的吸潮管的制造方法，通过利用热塑管的热塑性，将装填有高吸水树脂的热宿管加热拉伸形成毛细管，一方面便于通过毛细现象对水汽进行吸收，另一方面使得高吸水树脂颗粒之间的间距增大，为高吸水树脂预留出膨胀空间，有助于高吸水树脂在使用过程中能够充分吸水。
采用的高性能复合电缆的制造方法，通过铠装层对防水层进行固定，使得防水层设置和铠装层装配能够连续进行，降低了增设防水层对电缆生产效率和生产成本的影响，适于工业化生产。
可选的，所述步骤三还包括在屏蔽层表面绕包隔氧带形成隔氧层。
通过采用上述技术方案，绕包的隔氧层不仅能够提升电缆防火性能，还能够充当内护层，降低缆芯和屏蔽层受到机械损伤以及水汽侵蚀的可能性，提高电缆质量。
可选的，所述步骤四中，在所述第二中间品表面绕装吸潮管的同时，在绕装完成的防水层表面绕装钢丝，通过钢丝绕装形成的铠装层对吸潮管进行卡接固定。
通过采用上述技术方案，采用的防水层和铠装层的配合安装方法，通过铠装层的钢丝对吸潮管进行定位，而且有助于形成规则装配的防水层，提升制造效率和成缆质量。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.设置的防水层，使得水汽在达到防水层后，在毛细管的毛细作用下被吸收到毛细管内腔中，并由高吸水树脂颗粒吸收锁定，使得屏蔽层及屏蔽层以内长时间保持干燥状态，降低屏蔽层受到水汽侵蚀的可能性，提升电缆的防潮效果，进而提高电缆的使用安全性；
2.设计的吸潮管和钢丝的配合方式，有助于在保证防水层防水效果的同时，减少构成防水层的吸潮管数量，减少改善防潮性带来的电缆成本增加量，提高电缆性价比；
3.设计的吸潮管的制造方法，通过利用热塑管的热塑性，将装填有高吸水树脂的热宿管加热拉伸形成毛细管，一方面便于通过毛细现象对水汽进行吸收，另一方面使得高吸水树脂颗粒之间的间距增大，为高吸水树脂预留出膨胀空间，有助于高吸水树脂在使用过程中能够充分吸水。
附图说明
图1是本申请实施例1中高性能复合电缆的剖面示意图。
图2是本申请实施例1中制得的吸潮管的结构示意图。
图3是本申请实施例2中高性能复合电缆的剖面示意图。
附图标记说明：1、缆芯；11、单缆；111、导体单丝；112、防水绝缘层；12、填充绳；2、包带层；3、屏蔽层；4、隔氧层；5、防水层；51、吸潮管；511、毛细管；5111、吸湿孔；512、高吸水树脂颗粒；6、铠装层；7、护套层。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
实施例1
本申请实施例1公开一种高性能复合电缆。参照图1，高性能复合电缆包括从内到外依次设置的缆芯1、包带层2、屏蔽层3、隔氧层4、防水层5、铠装层6以及护套层7。
其中，缆芯1由三根单缆11和多根填充绳12绞合组成，三根单缆11圆心位于同一圆周上，填充绳12填充在三根单缆11周围的间隙中；单缆11由导体线芯和包覆在导体线芯外的防水绝缘层112组成，导体线芯由多根导体单丝111绞合而成，防水绝缘层112采用交联聚乙烯挤出成型得到。本实施例中，导体单丝111采用铜丝，填充绳12采用聚丙烯网状填充绳。
包带层2由包带布绕包形成，本实施例中，包带布采用云母带，在其他实施例中，也可选择涂胶玻璃丝带，凡是能够对缆芯1进行缓冲、衬垫的材料均可。
屏蔽层3由半导体复合带绕包形成，本实施例中，半导体复合带采用铝塑复合带，在其他实施例中，也可选择网状编织导线或者镀银铜绕包带，凡是能够实现电磁屏蔽的材料均可。
隔氧层4由隔氧带绕包形成，本实施例中，绕包带采用无碱玻璃纤维绳，在其他实施例中也可采用无卤聚乙烯带或者云母带，凡是能起到耐火隔氧作用的材料均可。
防水层5由若干吸潮管51环绕排列组成，参照图2，吸潮管51包括毛细管511和填充在毛细管511内腔中的高吸水树脂颗粒512，毛细管511外壁上开设有多个吸湿孔5111，吸湿孔5111沿毛细管511长度方向间隔设置，且与毛细管511内腔连通。本实施例中，毛细管511采用聚四氟乙烯管，毛细管511内径0.7-0.8mm；高吸水树脂颗粒512采用粒径在180-250μm之间的丙烯酸-丙烯酰胺共聚系高吸水树脂颗粒512。
铠装层6由钢带绕包形成。护套层7由聚氯乙烯挤包形成。
本实施例还公开了上述高性能复合电缆的制造方法，包括如下步骤：
步骤一：使用拉丝退火机对铜杆进行拉丝、退火得到铜单丝，将得到的铜单丝使用绞线机进行绞合得到导电线芯，使用挤出机在导电线芯外挤包交联聚乙烯，形成防水绝缘层112，得到单缆11，使用绞线机对三根单缆11和多根填充绳12进行绞合，得到缆芯1；
步骤二：使用绕包机在缆芯1外表面绕包包带布，形成包带层2，得到第一中间品；
步骤三：使用绕包机在第一中间品表面绕包半导体复合带，形成屏蔽层3，使用绕包机在屏蔽层3表面绕包隔氧带，形成隔氧层4，得到第二中间品；
步骤四：使用钢丝铠装机在第二中间品表面卷绕吸潮管51，形成防水层5，使用钢带铠装绕包机在防水层5表面绕包钢带，形成铠装层6，得到第三中间体；
步骤五：使用挤出机向第三中间体表面挤包聚氯乙烯，形成护套层7，得到成品电缆。
其中，吸潮管51的制造包括如下步骤：向聚四氟乙烯管内通入含有高吸水树脂颗粒512的气体，使得高吸水树脂颗粒512装填到聚四氟乙烯管内，再将装填有高吸水树脂颗粒512的聚四氟乙烯管加热至320℃，使得聚四氟乙烯管软化，对聚四氟乙烯管进行拉伸，将聚四氟乙烯管拉伸成内径0.7-0.8mm的毛细管511，此时高吸水树脂颗粒512间隔卡设在毛细管511中；之后在得到的毛细管511上钻设吸湿孔5111，并通过冷风机对毛细管511进行冷却，使得毛细管511定型。
实施例2
本申请实施例2公开一种高性能复合电缆，参照图3，与实施例1中高性能复合电缆的区别之处在于：铠装层6由钢丝铠装组成，吸潮管51远离隔氧层的一侧嵌设在铠装层6内相邻钢丝贴靠形成的间隙中，且铠装层6钢丝外径不大于吸潮管51外径的2倍。本实施例中，铠装层6钢丝外径为2mm，吸潮管51外径为1.1mm，吸潮管51壁厚0.25mm
本实施例2也公开了本实施例中高性能复合电缆的制造方法，与实施例1中高性能复合电缆制造方法的区别在于：步骤四包括：使用钢丝铠装机在第二中间品表面卷绕吸潮管51，形成防水层5，并同时在防水层5表面使用钢丝铠装机卷绕钢丝，通过钢丝绕装形成的铠装层6对吸潮管51进行卡接固定，得到第三中间体。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高性能复合电缆，其特征在于：包括从内到外依次设置的缆芯（1）、包带层（2）、屏蔽层（3）、防水层（5）、铠装层（6）以及护套层（7）；
所述防水层（5）由若干吸潮管（51）环绕排列组成，所述吸潮管（51）包括毛细管（511）和填充在所述毛细管（511）内腔中的高吸水树脂颗粒（512），所述毛细管（511）外壁上开设有多个吸湿孔（5111），所述吸湿孔（5111）沿毛细管（511）长度方向间隔设置，且与所述毛细管（511）内腔连通。
2.根据权利要求1所述的高性能复合电缆，其特征在于：所述铠装层（6）由钢带铠装组成。
3.根据权利要求1所述的高性能复合电缆，其特征在于：所述铠装层（6）由钢丝铠装组成，所述吸潮管（51）嵌设在所述铠装层（6）中相邻钢丝贴靠形成的间隙中。
4.根据权利要求3所述的高性能复合电缆，其特征在于：所述铠装层（6）钢丝外径不大于所述吸潮管（51）外径的2倍。
5.根据权利要求1所述的高性能复合电缆，其特征在于：所述毛细管（511）设置为聚四氟乙烯管。
6.根据权利要求1所述的高性能复合电缆，其特征在于：所述屏蔽层（3）和防水层（5）之间还设置有隔氧层（4）。
7.权利要求1-6任一项所述的高性能复合电缆的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：取导体杆材进行拉丝、退火得到导体单丝（111），将得到的导体单丝（111）进行绞合得到导电线芯，在导电线芯外挤包防水绝缘层（112），得到单缆（11），将多根单缆（11）以及填充绳（12）绞合得到缆芯（1）；
步骤二：在所述缆芯（1）外表面绕包包带布，形成包带层（2），得到第一中间品；
步骤三：在所述第一中间品表面绕包半导体复合带，形成屏蔽层（3），得到第二中间品；
步骤四：在所述第二中间品表面绕装吸潮管（51），形成防水层（5），在防水层（5）表面装设铠装层（6），形成第三中间体；
步骤五：在所述第三中间体外表面挤包护套层（7），得到成品电缆；
其中，所述吸潮管（51）的制造包括如下步骤：向热塑管内吹注高吸水树脂颗粒（512），再对装填有高吸水树脂颗粒（512）的热塑管进行加热拉伸，将热塑管拉伸为内径不大于1mm的毛细管（511），在得到的所述毛细管（511）上开设吸湿孔（5111），冷却定型。
8.根据权利要求7所述的高性能复合电缆的制造方法，其特征在于：所述步骤三还包括在屏蔽层（3）表面绕包隔氧带形成隔氧层（4）。
9.根据权利要求7所述的高性能复合电缆，其特征在于：所述步骤四中，在所述第二中间品表面绕装吸潮管（51）的同时，在绕装完成的防水层（5）表面绕装钢丝，通过钢丝绕装形成的铠装层（6）对吸潮管（51）进行卡接固定。
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