CN113707385B - 高阻燃无卤环保、抗压抗冲击稀土高铁铝合金电缆的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电缆技术领域，且公开了高阻燃无卤环保、抗压抗冲击稀土高铁铝合金电缆的制备方法，S1：确定电缆结构，具体包括四根阻燃绝缘层，所述阻燃绝缘层的内部设有若干根紧压铝合金导体，四根所述阻燃绝缘层共同缠绕有阻燃包层，所述阻燃包层的外侧包裹有阻燃内护层，所述阻燃内护层的外侧包裹有联锁式铠装层，所述联锁式铠装层的外侧连接有阻燃外护层。该高阻燃无卤环保、抗压抗冲击稀土高铁铝合金电缆的制备方法，能够解决目前铝合金电缆在一般配电方面虽然得到广泛应用，但是其性能一般，难以满足对电缆越来越高的性能要求的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，具体为高阻燃无卤环保、抗压抗冲击稀土高铁铝合金电缆的制备方法。
背景技术
随着铜资源的紧缺，以铝代铜是电线电缆发展的趋势，具有多功能特性的铝合金导体线芯是电线电缆发展的必然要求。在电力电缆领域，铝质轻、价廉，且导电性较好、强度高、耐磨损性好，因而在电工领域占据优势地位。在架空输电线路，尤其是超高压线路和大跨越线路上，铝合金电缆线一直是架空输电电缆线的主体材料。铝合金电缆具有极好的热塑性，可以高速挤压成结构复杂的各种型材，易于加工，同时抗蚀性能优良，导电性能好，因此在输电领域得到了广泛应用。
目前铝合金电缆在一般配电方面虽然得到广泛应用，但是其性能一般，难以满足对电缆越来越高的性能要求。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了高阻燃无卤环保、抗压抗冲击稀土高铁铝合金电缆的制备方法，具备提高电缆工作性能的优点，解决了目前铝合金电缆虽然在一般配电方面虽然得到广泛应用，但是其性能一般，难以满足对电缆越来越高的性能要求的问题。
(二)技术方案
为实现提高电缆工作性能的目的，本发明提供如下技术方案：高阻燃无卤环保、抗压抗冲击稀土高铁铝合金电缆的制备方法，包括以下步骤：
S1：确定电缆结构，具体包括四根阻燃绝缘层，所述阻燃绝缘层的内部设有若干根紧压铝合金导体，四根所述阻燃绝缘层共同缠绕有阻燃包层，所述阻燃包层的外侧包裹有阻燃内护层，所述阻燃内护层的外侧包裹有联锁式铠装层，所述联锁式铠装层的外侧连接有阻燃外护层；
S2:铸造紧压铝合金导体，将铝合金材料进行熔融，去除熔融液表面的漂浮层和溶液底部的沉淀层，只抽取其中央层纯度最高且无杂质熔融的铝合金溶液，将熔融后的铝合金流入模具中形成铝合金铸材，形成铝合金铸材的过程中，对模具进行震动，将模具中铝合金溶液内的气泡震动出，最终形成铝合金铸材，再将铝合金铸材进行拉杆拉丝形成紧压铝合金导体；
S3：将准备多根紧压铝合金导体，将其以15-58根紧压铝合金导体划分为一组，同时准备阻燃绝缘层原材料，通过挤出机挤出阻燃绝缘层包裹在每组紧压铝合金导体的外侧，同时对挤出的阻燃绝缘层进行室内降温，室内温度保持为10-12摄氏度，并加快阻燃绝缘层周边的空气流速；
S4：将经过S3步骤处理得到的产物，以四根阻燃绝缘层为一组并通过绞合设备进行绞合，再通过挤出机在其外侧包裹一层阻燃包层，对阻燃包层进行室内降温，室内温度保持为12-14摄氏度，并加快阻燃护层周边的空气流速；
S5：通过挤出机在在阻燃包层的外侧包裹一层阻燃内护层，对阻燃内护层进行室内降温，室内温度保持为15-17摄氏度，并加快阻阻燃内护层周边的空气流速，再将联锁式铠装层套设在阻燃内护层上，并通过挤压的方式将联锁式铠装层和阻燃内护层卡接在一起，再通过通过挤出机在联锁式铠装层的外侧再包裹一层阻燃外护层，待阻燃外护层自然水冷却。
优选的，所述阻燃包层内设有阻燃填充层，所述阻燃填充层包裹四根阻燃绝缘层设置。
优选的，所述联锁式铠装层采用联锁式光滑、皱纹的高强度、耐腐蚀铝合金带铠装，拱形结构设计。
优选的，所述阻燃包层的厚度为0.1-0.3cm，所述阻燃包层包括以下重量份的组份：低密度聚乙烯树脂22-30份、环保增塑剂10-15份、天然橡胶20-25份、三元乙丙橡胶13-18份、纳米阻燃剂8-12份、偶联剂10-13份、防老剂5-8份和增塑剂3-6份。
优选的，所述阻燃外护层的外表面涂有荧光涂料层。
优选的，所述阻燃包层内设有剖面为“十”字型的柔性支撑条，所述阻燃包层内通过柔性支撑条分隔为四个通信区，四根所述阻燃绝缘层分别设置在四个对应的通信区内。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了高阻燃无卤环保、抗压抗冲击稀土高铁铝合金电缆的制备方法，具备以下有益效果：
1、该高阻燃无卤环保、抗压抗冲击稀土高铁铝合金电缆，采用阻燃绝缘层、阻燃包层、阻燃内护层、联锁式铠装层和阻燃外护层的结构，通过联锁式铠装层，改变了传统的钢带绕包方式，具有较好的柔韧性、弯曲性、抗压抗冲击，使用寿命长，更加阻燃耐火，且电缆无卤环保，实现高阻燃环保性能。
2、该高阻燃无卤环保、抗压抗冲击稀土高铁铝合金电缆的制备方法，先铸造铝合金导体，只选取中央层纯度最高且无杂质熔融的铝合金溶液铸造形成铝合金导体，提高了铝合金导体的纯净度，再通过振动模具，将模具中铝合金溶液内的气泡震动出，避免最终形成的紧压铝合金导体内含有气泡，影响导电效果。
附图说明
图1为本发明提出的高阻燃无卤环保、抗压抗冲击稀土高铁铝合金电缆的结构示意图。
图中：1、阻燃绝缘层；2、紧压铝合金导体；3、阻燃包层；4、阻燃内护层；5、联锁式铠装层；6、阻燃外护层；7、阻燃填充层；8、荧光涂料层；9、柔性支撑条。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做出创造性劳动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。
请参阅图1，高阻燃无卤环保、抗压抗冲击稀土高铁铝合金电缆的制备方法，包括以下步骤：
S1：确定电缆结构，具体包括四根阻燃绝缘层1，阻燃绝缘层1的内部设有若干根紧压铝合金导体2，四根阻燃绝缘层1共同缠绕有阻燃包层3，阻燃包层3的外侧包裹有阻燃内护层4，阻燃内护层4的外侧包裹有联锁式铠装层5，联锁式铠装层5的外侧连接有阻燃外护层6，采用阻燃绝缘层1、阻燃包层3、阻燃内护层4、联锁式铠装层5和阻燃外护层6的结构，通过联锁式铠装层，改变了传统的钢带绕包方式，具有较好的柔韧性、弯曲性、抗压抗冲击，使用寿命长，更加阻燃耐火，且电缆无卤环保，实现高阻燃环保性能；
S2:铸造紧压铝合金导体2，将铝合金材料进行熔融，去除熔融液表面的漂浮层和溶液底部的沉淀层，只抽取其中央层纯度最高且无杂质熔融的铝合金溶液，将熔融后的铝合金流入模具中形成铝合金杆材，形成铝合金杆材的过程中，对模具进行震动，将模具中铝合金溶液内的气泡震动出，最终形成铝合金杆材，再将铝合金杆材进行拉丝形成紧压铝合金导体2，提高了铝合金导体2的纯度，又避免最终形成的紧压铝合金导体2内含有气泡，影响导电效果；
S3：将准备多根紧压铝合金导体2，将其以15-58根紧压铝合金导体2划分为一组，同时准备阻燃绝缘层1原材料，通过挤出机挤出阻燃绝缘层1包裹在每组紧压铝合金导体2的外侧，同时对挤出的阻燃绝缘层1进行室内降温，室内温度保持为10-12摄氏度，并加快阻燃绝缘层1周边的空气流速；
S4：将经过S3步骤处理得到的产物，以四根阻燃绝缘层1为一组并通过绞合设备进行绞合，再通过挤出机在其外侧包裹一层阻燃包层3，对阻燃包层3进行室内降温，室内温度保持为12-14摄氏度，并加快阻燃包层3周边的空气流速；
S5：通过挤出机在在阻燃包层3的外侧包裹一层阻燃内护层4，对阻燃内护层4进行室内降温，室内温度保持为15-17摄氏度，并加快阻阻燃内护层4周边的空气流速，再将联锁式铠装层5套设在阻燃内护层4上，并通过挤压的方式将联锁式铠装层5和阻燃内护层4卡接在一起，再通过通过挤出机在联锁式铠装层5的外侧再包裹一层阻燃外护层6，待阻燃外护层6自然水冷却。
阻燃包层3内设有阻燃填充层7，阻燃填充层7包裹四根阻燃绝缘层1设置。
阻燃包层3的厚度为0.1-0.3cm，阻燃包层3包括以下重量份的组份：低密度聚乙烯树脂28份、环保增塑剂13份、天然橡胶20份、三元乙丙橡胶13份、纳米阻燃剂10份、偶联剂10份、防老剂8份和增塑剂3份。
阻燃外护层6的外表面涂有荧光涂料层8。
阻燃包层3内设有剖面为“十”字型的柔性支撑条9，阻燃包层3内通过柔性支撑条10分隔为四个通信区，四根阻燃绝缘层1分别设置在四个对应的通信区内。
取三根上述高阻燃无卤环保、抗压抗冲击稀土高铁铝合金电缆，并分别标号1、2和3，分别按照GB/T19666-2005《阻燃和耐火电缆通则》、GA306-2007《阻燃及耐火电缆塑料绝缘阻燃及耐火电缆分级和要求》标准及抗冲击、抗压的试验测定方法，对1-3号产品进行实验，结果如下：
一、阻燃无卤性能试验
二、抗冲击、抗压性能试验
1、抗冲击试验
1.1试验装置
1)冲击砧
121mm(长)×76mm(宽)×127mm(高)实心矩形钢块，上表面(121mm×76mm)呈水平固定在水泥地面或其它坚固的支架上。
2)实心钢杆
一根直径为19mm和长为121mm的实心钢杆，紧固在固定的砧板的上表面中心，且与砧板表面121mm尺寸方向平行。
3)冲击锤
一块4.5kg重(适用于35mm2以下规格)和一块22.7kg重(适用于35mm2及以上规格)的实心矩形钢块，其下表面(该表面撞击电缆)宽为51mm，长为152mm，边缘修成1.5mm的圆弧。
4)具有3W，120V氖灯指示的通断检测器。
1.2试验
1)将22.7kg重的冲击锤国定在距试样31cm的上方。
2)将试样的第一个标志点放置并固定在钢杆上，使得试样的纵轴呈水平，与钢杆的纵轴垂直，并位于冲击锤下表面、钢杆及固定砧板上表面的几何中心的垂线上。
3)试样绝缘导电线芯中的每一根应与3W，120V灯光指示的通断检测器相连，绝缘的接地线芯接到铠装层上。
4)冲击锤从设定的高度释放，自由落下并撞击试样一次，然后立即提升并固定在最初的高度，电缆试样应向前移动，并分别撞击试样其余的试验点各一次，共10次。
5)每次撞击记录在冲击时是否有一个或两个氖灯发亮，表明导电线芯之间或一根或两根导电线芯同铠装层发生瞬时或较长时间的接通。结论：
三根试样在试验长度的任何10个试验点中均未发现有两个以上试验点被撞击时任何一个灯发亮。
2、抗压试验
2.1试验装置：
2)电缆试验长度中的每根绝缘的导电线芯应与蜂鸣器或其它低压指示器以及电源电路串联，电源电路的一相应接地。电缆试验长度中的所有接地线芯应同铠装层、压力机的所有金属部件、每根接地线和接地电源线连接。
3)使压力机的上钢板降落直至恰好抵着试样，然后使钢板以10±1mm/min的速度继续下降运动从而增加对试样的压力直至一个或数个指示器指示试样的导电线芯之间或一根或数根导电线芯与任何接地线芯、铠装层或两者之间已经接通。向前移动被试电缆段，接连对每个标志挤压，总共做10次挤压。记录接通时压力机压力表上指示的压力。
2.3结论
三根试样10个挤压力平均值均不小于8896N。
从上表及抗冲击、抗压试验可知，通过本发明制备的高阻燃无卤环保、抗压抗冲击稀土高铁铝合金电缆，不但符合GB/T19666-2005《阻燃和耐火电缆通则》，GA306-2007《阻燃及耐火电缆塑料绝缘阻燃及耐火电缆分级和要求》，标准要求，还具有很强的抗冲击、抗压性能；且该电缆与铜缆相比具有韧性好，抗冲击、抗压，重量轻，安装简单、方便、快捷，无毒性，性价比高等特性，可适合用于人口密集的公共场所，安全、可靠。
综上所述，该高阻燃无卤环保、耐腐蚀稀土高铁铝合金电缆的制备方法，采用阻燃绝缘层1、阻燃包层3、阻燃内护层4、联锁式铠装层5和阻燃外护层6的结构，通过联锁式铠装层，改变了传统的钢带绕包方式，具有较好的柔韧性、弯曲性、抗压、抗冲击，使用寿命长，更加阻燃耐火，且电缆无卤环保，实现高阻燃环保性能。
需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.高阻燃无卤环保、抗压抗冲击稀土高铁铝合金电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：确定电缆结构，具体包括四根阻燃绝缘层（1），所述阻燃绝缘层（1）的内部设有若干根紧压铝合金导体（2），四根所述阻燃绝缘层（1）共同缠绕有阻燃包层（3），所述阻燃包层（3）的外侧包裹有阻燃内护层（4），所述阻燃内护层（4）的外侧包裹有联锁式铠装层（5），所述联锁式铠装层（5）的外侧连接有阻燃外护层（6）；
S2:铸造紧压铝合金导体（2），将铝合金材料进行熔融，去除熔融液表面的漂浮层和溶液底部的沉淀层，只抽取其中央层纯度最高且无杂质熔融的铝合金溶液，将熔融后的铝合金流入模具中形成铝合金铸材，形成铝合金铸材的过程中，对模具进行震动，将模具中铝合金溶液内的气泡震动出，最终形成铝合金铸材，再将铝合金铸材进行拉杆拉丝形成紧压铝合金导体（2）；
S3：将准备多根紧压铝合金导体（2），将其以15-58根紧压铝合金导体（2）划分为一组，同时准备阻燃绝缘层（1）原材料，通过挤出机挤出阻燃绝缘层（1）包裹在每组紧压铝合金导体（2）的外侧，同时对挤出的阻燃绝缘层（1）进行室内水冷却降温，室内温度保持为10-12摄氏度，并加快阻燃绝缘层（1）周边的空气流速；
S4：将经过S3步骤处理得到的产物，以四根阻燃绝缘层（1）为一组并通过绞合设备进行绞合，再通过挤出机在其外侧包裹一层阻燃包层（3），对阻燃包层（3）进行室内水冷却降温，室内温度保持为12-14摄氏度，并加快阻燃绝缘层（1）周边的空气流速；
S5：通过挤出机在阻燃包层（3）的外侧包裹一层阻燃内护层（4），对阻燃内护层（4）进行室内降温，室内温度保持为15-17摄氏度，并加快阻燃内护层（4）周边的空气流速，再将联锁式铠装层（5）套设在阻燃内护层（4）上，并通过挤压的方式将联锁式铠装层（5）和阻燃内护层（4）卡接在一起，再通过挤出机在联锁式铠装层（5）的外侧再包裹一层阻燃外护层（6），待阻燃外护层（6）自然水冷却；
所述阻燃包层（3）内设有阻燃填充层（7），所述阻燃填充层（7）包裹四根阻燃绝缘层（1）设置；
所述联锁式铠装层（5）采用联锁式光滑、皱纹的高强度耐腐蚀的铝合金带铠装，拱形结构设计；
所述阻燃包层（3）的厚度为0.1-0.3cm，所述阻燃包层（3）包括以下重量份的组份：低密度聚乙烯树脂22-30份、环保增塑剂10-15份、天然橡胶20-25份、三元乙丙橡胶13-18份、纳米阻燃剂8-12份、偶联剂10-13份、防老剂5-8份和增塑剂3-6份；
所述阻燃外护层（6）的外表面涂有荧光涂料层（8）；
所述阻燃包层（3）内设有剖面为“十”字型的柔性支撑条（9），所述阻燃包层（3）内通过柔性支撑条（9）分隔为四个通信区，四根所述阻燃绝缘层（1）分别设置在四个对应的通信区内。
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