CN1164410C - 三层共挤一步法硅烷交联聚乙烯绝缘电力电缆及其制备方法 - Google Patents

三层共挤一步法硅烷交联聚乙烯绝缘电力电缆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种一步法硅烷交联电缆，自电缆中心导体往外，依次为XLPE绝缘层，填充层，PVC带层，钢带铠装层及护套层，其中，在XLPE绝缘层上部分包覆色带，XLPE绝缘层包覆导体，填充层包覆着导体及XLPE绝缘层；本发明的电缆的各项电气性能均满足国家标准要求，并且阻燃性能、耐火性能和防水性能等均较佳，同时还有防鼠害功能。

Description

三层共挤一步法硅烷交联聚乙烯绝缘电力电缆及其制备方法
本发明是关于一种电力电缆，更特别的是关于一种三层共挤一步法硅烷交联聚乙烯绝缘电力电缆及其制备方法。
硅烷交联聚乙烯绝缘电力电缆，在国内外占比例比较大的是两步法硅烷交联(下称两步法)，两步法对设备要求不高，普通挤出机即可生产，工艺容易实现，故两步法很快普及了整个市场，但是，两步法是先由原材料厂家接枝造粒，一般分为A、B料，再到电缆制造厂将A、B料混合在一起挤出成型。原材料的有效期不超过半年，A、B料混合后必须在24小时之内使用，在制造过程中还常常出现预交联现象，产品质量很难保证。
目前，为了防止电缆燃烧一般均采用聚氯乙烯加阻燃剂制造的护套来进行阻燃，但这种方法使电缆成本大幅度上升；另外，由于阻燃剂含有大量的卤素，高温时会产生大量有毒烟雾，污染环境，并且护套中加有阻燃剂使作为绝缘材料的电性能指标都有下降，致使电压等级下降，影响电缆的使用。
由于阻燃电缆在防止火灾蔓延，提高电气线路安全水平方面具有极其重要的作用，因此，电缆的阻燃化已成为线缆产品这几年的发展方向。阻燃电缆的品种从最早的聚氯乙烯绝缘及护套阻燃电缆逐渐发展出具有烟雾低、酸气少的低烟阻燃电缆，直至烟雾低、酸气微量的低烟无卤阻燃电缆品种。
低烟无卤阻燃电缆由于受到使用材料性能的限制，其阻燃性能很难令人满意，一般仅能达到GB-12666.5-90中的C类阻燃级别，而且电缆的电压等级一般也不能超过20KV。
本发明的目的是提供一种既能满足电缆使用的电气机械性能要求，又能具有良好的阻燃性能水平的三层共挤一步法硅烷交联聚乙烯绝缘电力电缆。
本发明的目的之二是提供一种既能满足电缆使用的电气机械性能要求，又能具有良好的耐火性能的三层共挤一步法硅烷交联聚乙烯绝缘电力电缆。
本发明的目的之三是提供一种既能满足电缆使用的电气机械性能要求，又能具有良好的防水性能的三层共挤一步法硅烷交联聚乙烯绝缘电力电缆。
本发明的目的之四是提供一种三层共挤一步法硅烷交联聚乙烯绝缘电力电缆的制备方法。
本发明的这些以及其它目的将通过下列详细说明来进一步描述和体现。
本发明的一步法硅烷交联电缆，自电缆中心导体往外，依次为XLPE绝缘层，填充层，PVC带层，钢带铠装层及护套层，其中，在XLPE绝缘层上部分包覆色带，XLPE绝缘层包覆导体，填充层包覆着导体及XLPE绝缘层。
进一步的，本发明的一步法硅烷交联电缆，在导体和XLPE绝缘层之间还可以有一层耐火绝缘层，填充层可以为石棉填充层。填充层也可以为阻水填充层，在阻水填充层和钢带铠装层之间有阻水带层和径向阻水层，径向阻水层由铝塑复合带和PE层构成。
在本发明中，导体可以为一根或多根，在钢带铠装层的外面镀有锌层，护套层为阻燃PVC外护套。
本发明的产品由于重叠绕包了一层薄钢带，这样可在燃烧情况下使电缆护层受到的热量得到迅速分散，降低了起火的可能性。同时，这种钢带层可以使其内里的有机材料与其外面的火焰及助燃气体相隔离，有效地防止钢带层下大量的可燃烧物质产生燃烧，从而实现电缆阻燃的目的。另外，这层钢带绕层还可以防止敷设后的电缆受到老鼠的咬伤造成的线路停电事故。
本发明的三层共挤一步法硅烷交联聚乙烯绝缘电力电缆的制备方法，包括PE烘干、自动计量，与液体硅烷及助剂一并加入到挤出机中等步骤，其中PE的量为97～99Wt％，液体硅烷及助剂的量为1～3Wt％，PE的烘干温度为60～80℃，烘干后的湿度为0.1～0.5％，挤出机的温度为120～230℃，时间为1～20秒，PE绝缘料和硅烷助剂在挤出机中完成接枝过程，挤出后紧密包附在导体上，形成绝缘层，然后将绝缘线芯吊入温水池中进行水浴交联，水温为70～90℃，水浴时间为6～10小时。
本发明的产品具有以下特点：
1、电缆的各项电气性能均满足国家标准要求；
2、电缆的阻燃性能、耐火性能、防水性能满足国家标准要求；
3、电缆燃烧时烟雾发生量小，最差透光率也可达到80％。
4、电缆燃烧时释放出的卤酸气体量为零。
5、电缆具有防鼠害功能。
以下通过附图及其说明来进一步说明本发明。
图1是本发明电缆的结构剖视简视图。
图2是本发明电缆的第二种结构剖视简视图。
图3是本发明电缆的第三种结构剖视简视图。
图4是本发明电缆的第四种结构剖视简视图。
图5是本发明电缆的第五种结构剖视简视图。
在图1至图5中，符号1代表导体，符号2代表XLPE绝缘层，符号3代表色带，符号4代表填充层，符号5代表PVC带层，符号6代表钢带铠装层，符号7代表外护套，符号8代表耐火绝缘层，符号9代表阻水填充层，符号10代表阻水带层，符号11代表径向阻水层。
如图1所示，本发明的一步法硅烷交联电缆，自电缆中心导体1往外，依次为XLPE绝缘层2，填充层4，PVC带层5，钢带铠装层6及护套层7，其中，在XLPE绝缘层2上部分位置有色带3，XLPE绝缘层2包覆导体1，填充层4包覆着导体1及XLPE绝缘层2，PVC带包覆四根导体及填充层4。
如图2所示，本发明的一步法硅烷交联电缆，自电缆中心导体1往外，依次为XLPE绝缘层2，填充层4，PVC带层5，钢带铠装层6及阻燃PVC外护套7，其中，在XLPE绝缘层2上部分位置有色带3，XLPE绝缘层2包覆导体1，填充层4包覆着导体1及XLPE绝缘层2，PVC带包覆四根导体及填充层4。
如图3所示，本发明的一步法硅烷交联电缆，自电缆中心导体1往外，依次为耐火绝缘层8，XLPE绝缘层2，填充层4，PVC带层5，镀锌钢带铠装层6及外护套7，其中，在XLPE绝缘层2上部分位置有色带3，XLPE绝缘层2包覆耐火绝缘层8和导体1，填充层4包覆着导体1及XLPE绝缘层2，PVC带包覆四根导体及填充层4。
如图4所示，本发明的一步法硅烷交联电缆，自电缆中心导体1往外，依次为XLPE绝缘层2，石棉填充层4，阻燃PVC带层5，钢带铠装层6及阻燃PVC外护套7，其中，在XLPE绝缘层2上部分位置有色带3，XLPE绝缘层2包覆导体1，填充层4包覆着导体1及XLPE绝缘层2，阻燃PVC带包覆四根导体及填充层4。
如图5所示，本发明的一步法硅烷交联电缆，自电缆中心导体1往外，依次为XLPE绝缘层2，阻水填充层9，阻水带10，径向阻水层11，钢带铠装层6及外护套7，其中，在XLPE绝缘层2上部分位置有色带3，XLPE绝缘层2包覆导体1，阻水填充层9包覆着导体1及XLPE绝缘层2，径向阻水层11由铝塑复合带和PE层构成。
当然，作为10KV一步法硅烷聚乙烯绝缘架空电缆使用，本发明的结构也可以是内部是导体，导体的数量相当多，导体被内屏蔽层包覆，在内屏蔽层的外层是XLPE绝缘层，这种结构类似于一般电缆，故无图显示。
本发明的一步法硅烷交联电缆，绝缘层采用LDPE绝缘料和液体硅烷，成缆的填充材料采用不吸湿的PP绳，成缆的同时绕包两层0.4毫米厚的PVC带作为内衬层；外护套采用90℃PVC护套料，导体屏蔽采用半导体屏蔽料，与绝缘同时挤出，避免了导体屏蔽在生产时受到机械损伤。

Claims (3)

1、一种三层共挤一步法硅烷交联聚乙烯绝缘电力电缆，其特征在于自电缆中心导体往外，依次为XLPE绝缘层，石棉填充层，PVC带层，钢带铠装层及阻燃PVC外护套，其中，在XLPE绝缘层上部分包覆色带，XLPE绝缘层包覆导体，石棉填充层包覆着导体及XLPE绝缘层，在导体和XLPE绝缘层之间还可以有一层耐火绝缘层，所述的石棉填充层为阻水填充层，在阻水填充层和钢带铠装层之间有阻水带层和径向阻水层，径向阻水层由铝塑复合带和PE层构成。
2、如权利要求1所述的三层共挤一步法硅烷交联聚乙烯绝缘电力电缆，其特征在于导体为一根或多根。
3、如权利要求1所述的一种三层共挤一步法硅烷交联聚乙烯绝缘电力电缆的制备方法，其特征在于包括PE烘干、自动计量，与液体硅烷及助剂一并加入到挤出机中等步骤，其中：
A、PE的烘干温度为60～80℃，烘干后的湿度为0.1～0.5％；
B、PE的量为97～99重量％，液体硅烷及助剂的量为1～3重量％；
C、挤出机的温度为120～230℃，时间为1～20秒；
D、PE绝缘料和硅烷助剂在挤出机中完成接枝过程，挤出后紧密包附在导体上，形成绝缘层；
E、将绝缘线芯吊入温水池中进行水浴交联，水温为70～90℃，水浴时间为6～10小时。
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