CN206097963U - 一种耐磨抗拖曳耐低温软电缆 - Google Patents

Abstract

一种耐磨抗拖曳耐低温软电缆，结构是，自内而外，由缆芯、隔离带、内护套、编织加强层和外护套依次包裹构成；内、外护套间设有加强件编织，内护套均匀挤包在缆芯隔离带表面，其中：所述缆芯(11)是由多根主线芯(6)、多根地线芯(9)和半导电填充(10)绞合构成；主线芯的数量与地线芯的数量相同；每两根主线芯由一根地线芯间隔，围绕轴线成中心对称；半导电填充(10)在轴线位置；单根主线芯自内而外，由主线芯导体(1)、半导电布带绕包层(2)、导体屏蔽层(3)、绝缘层(4)和半导电绝缘屏蔽层(5)依次包裹构成；导体屏蔽层(3)、绝缘层(4)和半导电绝缘屏蔽层(5)为三层共挤结构包裹在半导电布带绕包层(2)表面上，构成单根主线芯(6)。

Description

一种耐磨抗拖曳耐低温软电缆

技术领域

本实用新型涉及一种耐磨抗拖曳耐低温软电缆。本实用新型属于电力电缆技术领域。这种电缆尤其适合于额度电压20kV及以下风力发电、掘进盾构设备、露天采矿、井下采矿用、港口龙门吊用电力电缆使用。

背景技术

现有技术中，各大城市积极建设地铁、轻轨、火车等轨道交通工程，促使隧道掘进用盾构机产业的迅速发展用。掘进盾构设备的工作环境和使用要求特殊，施工的地质环境差异明显，而国内现有掘进盾构设备专用中压电缆不能完全适应不同工况下的施工要求，如电缆易破损、老化快易开裂、耐气侯性能差，耐环境适应性差、柔软性能差，影响实际使用安全。

伴随着内陆2.0MW以上、沿海大功率等风力发电机组的发展，势必要求风力发电系统各装置之间电缆容量进一步提升，大功率、大容量风机的特点是风机发出的电直接经机舱顶端变压器升压之后再从机舱经塔筒传输到下部线路，系统要求电缆电压等级提升,1.8/3kV乙丙绝缘耐扭型电缆已完全不能满足使用要求。大功率风力发电机组已对电缆提出更高的要求：耐高压、耐低温、抗拉、耐扭转、柔软等要求。

采矿业技术走在行业尖端的澳洲，要求配套的电缆尤其在恶劣的露天工作区域，能满足高负荷、反复卷绕、拖曳场合使用，国内品牌质量在国际上无认可度。

外销产品的扩大，港口集装箱吞吐量影响着整个港口的运作，小部件中中压港机电缆稳定性是决定设备稳定运行的关键，最快运行速度要求1分钟300米的高频率往复运动极限，以及户外使用中耐紫外线、耐磨、抗拉、拖曳、高电压、高负荷工作强度，都是对电缆的考验。

而我国装备配套电缆的可靠性和稳定性仍然不强，国内制造装备领域用电缆不得不走引进路线、依赖进口；采购周期长、成本高，严重制约国内装备制造行业的发展技术水平。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种耐磨抗拖曳耐低温软电缆，其具有高导电性、低电阻率、高安全性且抗拖拽、耐磨、耐紫外线、柔软可移动，耐寒等特点。

为实现上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种耐磨抗拖曳耐低温软电缆，其结构是，自内而外，由缆芯、隔离带、内护套、编织加强层和外护套依次包裹构成；

内、外护套间设有加强件编织，内护套均匀挤包在缆芯隔离带表面，其中：

——所述缆芯11是由多根主线芯6、多根地线芯9和半导电填充10绞合构成；主线芯的数量与地线芯的数量相同；每两根主线芯由一根地线芯间隔，围绕轴线成中心对称；半导电填充10在轴线位置；

——单根主线芯自内而外，由主线芯导体1、半导电布带绕包层2、导体屏蔽层3、绝缘层4和半导电绝缘屏蔽层5依次包裹构成；

导体屏蔽层3、绝缘层4和半导电绝缘屏蔽层5为三层共挤结构包裹在半导电布带绕包层2表面上，构成单根主线芯6；

——单根地线芯自内而外，由地线芯导体7和半导电层8构成，半导电层8挤包在镀锡铜导体7外表面上，组成单根地线芯9；

所述隔离带是无石棉耐火阻燃隔离带；无石棉耐火阻燃隔离带绕包在缆芯外，搭盖率范围15mm～30mm。

进一步，所述缆芯是11由三根主线芯6、三根地线芯9和半导电填充10绞合构成；半导电填充为混合有导电炭黑的EVA橡胶条。其中单根主线芯的导体截面与地线芯的导体截面最小比：5：1，半导电橡胶条的直径选取等于主线芯外径、地线芯外径得出的内切圆的直径大小。

进一步，所述主线芯导体1是镀锡软铜导体，所述地线芯导体7是镀锡软铜导体。

所述动力线芯导体1和地线芯导体7都是由多股退火镀锡铜单丝先束合再绞合构成；多股镀锡铜单丝自内而外分为多层；最外层的绞合方向为左向，相邻层绞合方向相反；最外层镀锡铜单丝的绞合节距不大于绞合后外径的8倍；退火镀锡铜导体单丝的直径范围为0.1～0.41mm。

进一步，所述半导电布带绕包层由半导电尼龙带重叠绕包构成；半导电尼龙带表面电阻小于50Ω，绕包搭盖宽度不小于20mm。

进一步，所述导体屏蔽层3是交联型EVA中文名称：乙烯-醋酸乙烯共聚物导体屏蔽层；所述绝缘层4是中压乙丙橡胶绝缘层；所述半导电绝缘屏蔽层5是可剥离交联型EVAEVA中文名称：乙烯-醋酸乙烯共聚物半导电绝缘屏蔽层；导体屏蔽层厚度范围为0.6～1.0mm；绝缘层厚度范围为2.8～5.5mm，绝缘屏蔽层厚度范围为0.6～1.0mm。

导体屏蔽层具有低的电阻率，电阻率实测值0.042Ω.m，优于国家、国际标准中不大于1000Ω.m要求。

半导电绝缘屏蔽层为具有低的电阻率、可剥离型EVA材料，电阻率实测值0.050Ω.m，优于国家、国际标准中不大于500Ω.m要求。绝缘屏蔽剥离力实测值15N。

进一步，所述半导电层8是混合有导电炭黑的EVA橡胶半导电层；半导电层的厚度范围为0.5～2.5mm。

上述导电炭黑主要由适量的EVA材料、导电炭黑、交联剂、润滑剂和抗氧剂等构成；导电炭黑选取高品质的炭黑、选用合理的材料含量组成成分，解决材料电阻率、以及加工压扁变形问题。

进一步，所述缆芯是11由三根主线芯6、三根地线芯9和半导电填充10绞合构成；半导电填充为混合有导电炭黑的EVA橡胶条。其中单根主线芯的导体截面与地线芯的导体截面最小比：5：1，半导电橡胶条的直径选取等于主线芯外径、地线芯外径得出的内切圆的直径大小。

进一步，隔离带12是无石棉耐火阻燃隔离带；无石棉耐火阻燃隔离带厚度一般可选0.5mm或0.25mm任一种。

进一步，所述内护套13为氯磺化聚乙烯内护套、氯丁内护套或氯化聚乙烯内护套；内护套厚度为1.0mm。内护套以挤包内切于主线芯、地线芯表面，填满缆芯缝隙，挤包厚度以1.0mm为宜。

进一步，所述编织加强层是涤纶丝编织加强层14；每股编织丝直径约0.5mm，编织节距不大于100mm。编织丝增加电缆的径向的拉力；编织节距尽可能小，解决大截面、大外径电缆弯曲时，电缆柔软弯曲性能。

进一步，外护套15为氯磺化聚乙烯外护套、氯丁外护套或氯化聚乙烯外护套；外护套的透过编织加强件层的网孔与内护套紧密粘合。

外护套的挤包后电缆表面无编织加强层痕迹，必须确保电缆圆整、光洁，根据电缆规格范围，主线芯70mm²及以下外护套挤包厚度以3.0mm适宜，主线芯70mm²以上外护套挤包厚度以4.0mm适宜。

为具体说明，上述交联型EVA(中文名称：乙烯-醋酸乙烯共聚物)主要由适量的EVA材料、导电炭黑、交联剂、润滑剂和抗氧剂构成。

其主要优点：

1、三个主线芯和三个地线芯同心式绞合成缆芯，三大三小缆芯结构稳定，结构对称，使用寿命长。

2、三个主线芯和三个地线芯绞合成缆芯，具有高电性能，各线芯分担电力负荷，适应最高额度电压20kV的要求，安全性好；

3、导体屏蔽层、绝缘层和半导电绝缘屏蔽层挤包在半导电绕包带2外表面，半导电尼龙带具有低表面电阻，实测电阻小于50Ω。使主线芯具有较高的屏蔽性和安全性；

4、中压乙丙橡胶构成的绝缘层符合最高额度电压20kV的绝缘要求。

5、半导电层8挤包在导体7外表面上构成地线芯，使地线芯符合半导电绝缘要求；

6、三个主线芯和三个地线芯中心间隙采用半导电填充条10填充，解决了电缆生产过程中挤压带来的变形问题，其次半导电填充条材料10与半导电层8材料一致，具有低的电阻率。

7、三个主线芯和三个地线芯所使用的导电屏蔽均具有低的电阻率，其中导体屏蔽电阻率实测值0.042Ω.m，绝缘屏蔽实测值0.050Ω.m，地线半导电层实测0.036Ω.m。三大三小与中心半导电填充条的接触紧密，降低了不同工况下的电缆导电性能的损耗，更有利于电力传输作用。

8、导体1和导体7优选镀锡软铜导体，单丝延伸率不小于25％，更有利于电缆移动使用过程的滑移，使整个电缆变软，适应移动要求；

9、隔离带12优选无石棉耐火阻燃隔离带，满足电缆在火焰条件下自熄要求，同时该隔离带的使用，对于薄壁内护套挤包内切主线芯6和地线芯9表面，电缆加工性能优异。

10、内护套13优选氯磺化聚乙烯、氯丁或氯化聚乙烯等材料，挤包内切在主线芯6和地线芯9表面，结构稳定、柔软，电缆使用寿命长。

11、外护套15优选氯磺化聚乙烯、氯丁或氯化聚乙烯等材料，并与内护套13、涤纶丝编织加强件层14紧密粘合，电缆耐磨性能、抗撕性能优异、抗拖曳性能优异，并且承受一定的抗挤压冲击能力。

12、内护套13和外护套15之间，作用了一层涤纶丝编织加强件层14，电缆的抗拖拽性能得到加强。

13、氯磺化聚乙烯、氯丁或氯化聚乙烯等材料构成的外护套具有耐磨、抗拖曳、耐紫外线、耐寒、耐低温性能优异等特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、主线芯导体，2、半导电布带绕包层，3、导体屏蔽层，4、绝缘层，5、半导电绝缘屏蔽层，6、主线芯，7、地线芯导体，8、半导电层，9、地线芯，10、半导电填充，11、缆芯，12、隔离带，13、内护套，14、涤纶丝编织加强层，15、外护套。

具体实施方式

一种耐磨抗拖曳耐低温软电缆，其结构是，自内而外，由缆芯、隔离带、内护套、编织加强层和外护套依次包裹构成；

内、外护套间设有加强件编织，内护套均匀挤包在缆芯隔离带表面，其中：

——所述缆芯11是由多根主线芯6、多根地线芯9和半导电填充10绞合构成；主线芯的数量与地线芯的数量相同；每两根主线芯由一根地线芯间隔，围绕轴线成中心对称；半导电填充10在轴线位置；

——单根主线芯自内而外，由主线芯导体1、半导电布带绕包层2、导体屏蔽层3、绝缘层4和半导电绝缘屏蔽层5依次包裹构成；

导体屏蔽层3、绝缘层4和半导电绝缘屏蔽层5为三层共挤结构包裹在半导电布带绕包层2表面上，构成单根主线芯6；

——单根地线芯自内而外，由地线芯导体7和半导电层8构成，半导电层8挤包在镀锡铜导体7外表面上，组成单根地线芯9；

所述隔离带是无石棉耐火阻燃隔离带；无石棉耐火阻燃隔离带绕包在缆芯外，搭盖率范围15mm～30mm。

所述缆芯是11由三根主线芯6、三根地线芯9和半导电填充10绞合构成；半导电填充为混合有导电炭黑的EVA橡胶条。其中单根主线芯的导体截面与地线芯的导体截面最小比：5：1，半导电橡胶条的直径选取等于主线芯外径、地线芯外径得出的内切圆的直径大小。

所述主线芯导体1是镀锡软铜导体，所述地线芯导体7是镀锡软铜导体。

所述动力线芯导体1和地线芯导体7都是由多股退火镀锡铜单丝先束合再绞合构成；多股镀锡铜单丝自内而外分为多层；最外层的绞合方向为左向，相邻层绞合方向相反；最外层镀锡铜单丝的绞合节距不大于绞合后外径的8倍；退火镀锡铜导体单丝的直径范围为0.1～0.41mm。

所述半导电布带绕包层由半导电尼龙带重叠绕包构成；半导电尼龙带表面电阻小于50Ω，绕包搭盖宽度不小于20mm。

所述导体屏蔽层3是交联型EVA中文名称：乙烯-醋酸乙烯共聚物导体屏蔽层；所述绝缘层4是中压乙丙橡胶绝缘层；所述半导电绝缘屏蔽层5是可剥离交联型EVAEVA中文名称：乙烯-醋酸乙烯共聚物半导电绝缘屏蔽层；导体屏蔽层厚度范围为0.6～1.0mm；绝缘层厚度范围为2.8～5.5mm，绝缘屏蔽层厚度范围为0.6～1.0mm。

导体屏蔽层具有低的电阻率，电阻率实测值0.042Ω.m，优于国家、国际标准中不大于1000Ω.m要求。

半导电绝缘屏蔽层为具有低的电阻率、可剥离型EVA材料，电阻率实测值0.050Ω.m，优于国家、国际标准中不大于500Ω.m要求。绝缘屏蔽剥离力实测值15N。

所述半导电层8是混合有导电炭黑的EVA橡胶半导电层；半导电层的厚度范围为0.5～2.5mm。

上述导电炭黑主要由适量的EVA材料、导电炭黑、交联剂、润滑剂和抗氧剂等构成；导电炭黑选取高品质的炭黑、选用合理的材料含量组成成分，解决材料电阻率、以及加工压扁变形问题。

所述缆芯是11由三根主线芯6、三根地线芯9和半导电填充10绞合构成；半导电填充为混合有导电炭黑的EVA橡胶条。其中单根主线芯的导体截面与地线芯的导体截面最小比：5：1，半导电橡胶条的直径选取等于主线芯外径、地线芯外径得出的内切圆的直径大小。

隔离带12是无石棉耐火阻燃隔离带；无石棉耐火阻燃隔离带厚度一般可选0.5mm或0.25mm任一种。

所述内护套13为氯磺化聚乙烯内护套、氯丁内护套或氯化聚乙烯内护套；内护套厚度为1.0mm。内护套以挤包内切于主线芯、地线芯表面，填满缆芯缝隙，挤包厚度以1.0mm为宜。

所述编织加强层是涤纶丝编织加强层14；每股编织丝直径约0.5mm，编织节距不大于100mm。编织丝增加电缆的径向的拉力；编织节距尽可能小，解决大截面、大外径电缆弯曲时，电缆柔软弯曲性能。

外护套15为氯磺化聚乙烯外护套、氯丁外护套或氯化聚乙烯外护套；外护套的透过编织加强件层的网孔与内护套紧密粘合。

外护套的挤包后电缆表面无编织加强层痕迹，必须确保电缆圆整、光洁，根据电缆规格范围，主线芯70mm²及以下外护套挤包厚度以3.0mm适宜，主线芯70mm²以上外护套挤包厚度以4.0mm适宜。

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步详细地说明。

实施例

如图1所示，一种耐磨抗拖曳耐低温软电缆，其由以下部件构成：

——缆芯11，缆芯由三个主线芯6和三个地线芯9绞合而成；

——单个主线芯6由导体1、半导电布带2、导体屏蔽层3、绝缘层4和半导电绝缘屏蔽层5构成，导体1外表面上绕包一层半导电布带2，采用三层共挤的方式均匀挤包导体屏蔽层3、绝缘层4和半导电绝缘屏蔽层5均匀挤压在半导电布带2表面；其中：导体1优选镀锡软铜导体，导体屏蔽层3优选由交联型EVA材料构成的导体屏蔽层，半导电绝缘屏蔽层5优选由可剥离交联型EVA材料构成的半导电绝缘屏蔽层，绝缘层4优选中压乙丙橡胶构成的绝缘层；如此，交联型EVA半导电绝缘层、中压乙丙橡胶绝缘层和可剥离交联型EVA半导电绝缘层采用三层共挤的方式均匀挤包在半导电布带2外表面上构成单个主线芯6；

——地线芯9由导体7和半导电层8构成，导体7外表面上挤包半导电层8；其中：导体7优选镀锡软铜导体，半导电层8优选由包括氯丁橡胶和导电炭黑材料构成的半导电层；如此，由包括氯丁橡胶和导电炭黑材料构成的半导电层挤包在镀锡软铜导体外表面上构成地线芯9；

——缆芯外施加隔离带12；隔离带优选无石棉耐火阻燃隔离带。

——缆芯外表面上依次设内护套13、编织加强件层14和外护套15，内护套13挤压内切于主线芯6和地线芯9，编织加强件层14作用于内护套13表面，外护套15挤包在编织加强件层14表面，且与内护套13紧密粘合；其中：内护套13优选氯磺化聚乙烯、氯丁或氯化聚乙烯等材料构成，外护套15优选由氯磺化聚乙烯、氯丁或氯化聚乙烯等材料构成的外护套。

交联型EVA材料的中文名称是乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-醋酸乙烯共聚物主要由适量的EVA材料、导电炭黑、交联剂、润滑剂和抗氧剂构成。

经过检测，本电缆的特点包括：

1)高电性

电缆能满足6/10kV、8.7/15kV、12/20kV设备系统，三个主线芯和三个地线芯所使用的导电屏蔽均具有低的电阻率，其中导体屏蔽电阻率实测值0.042Ω.m，绝缘屏蔽实测值0.050Ω.m，地线半导电层实测0.036Ω.m。三大三小与中心半导电填充条的接触紧密，降低了不同工况下的电缆导电性能的损耗，更有利于电力传输作用。

2)柔软可移动

经对导体束合复绞、成缆电缆结构、绝缘、屏蔽护套材料柔软度的设计，成品电缆弯曲半径不小于实际成品电缆外径的6倍，优于IEC60502.2中表B.2中12倍的成品电缆外径。因而符合实际施工需求。

3)良好的耐低温性能

经第三方型式检测，成品电缆分别通过-40℃低温冲击、-40℃低温拉伸试验时，外护套40℃低温拉伸实测50％；绝缘-40℃低温拉伸实测100％，内护套低温拉伸实测80％，均优于国家标准30％的指标。

4)耐紫外线性能优异

护套材料送第三方检测机构检测，通过了GB/T29631 720h耐侯试验。

4)耐压击穿场强高

本电缆分别满足掘进盾构设备(含TBM型掘进盾构设备)、大功率等风力发电机组、露天采矿业、电源输电线路，最高耐压42kV,填补现有电缆只能达到6/10kV、8.7/15kV空白。

5)耐刮磨试验

单向刮磨不小于150次，以90°角度方向刮4次，刮磨次数不小于250次。

6)抗拖曳性能试验

单根电缆施加总铜导体截面积(15mm2)×30.5N，电缆绝缘护套无开裂，无裂纹。

7)耐油

产品采用自主研发的护套材料，克服了实际运用工况下的耐油污场合，产品经检测，通过了100℃*96h矿物油、75℃*60天矿物油试验。

本实用新型为风力发电、掘进盾构设备、露天采矿、井下采矿用、港口龙门吊提供一种耐磨抗拖曳耐低温软电缆及制造方法，其具有：高电性、低电阻率、高安全性，抗拖拽、耐磨、耐油、耐潮湿、耐寒、耐紫外线、柔软可移动等要求，使用寿命长等特点。

本实用新型不限于上述实施例，凡采用等同或等效替换形成的技术方案均落入本实用新型要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐磨抗拖曳耐低温软电缆，其特征是结构是，自内而外，由缆芯、隔离带、内护套、编织加强层和外护套依次包裹构成；

内、外护套间设有加强件编织，内护套均匀挤包在缆芯隔离带表面，其中：

——所述缆芯(11)是由多根主线芯(6)、多根地线芯(9)和半导电填充(10)绞合构成；主线芯的数量与地线芯的数量相同；每两根主线芯由一根地线芯间隔，围绕轴线成中心对称；半导电填充(10)在轴线位置；

——单根主线芯自内而外，由主线芯导体(1)、半导电布带绕包层(2)、导体屏蔽层(3)、绝缘层(4)和半导电绝缘屏蔽层(5)依次包裹构成；

导体屏蔽层(3)、绝缘层(4)和半导电绝缘屏蔽层(5)为三层共挤结构包裹在半导电布带绕包层(2)表面上，构成单根主线芯(6)；

——单根地线芯自内而外，由地线芯导体(7)和半导电层(8)构成，半导电层(8)挤包在镀锡铜导体(7)外表面上，组成单根地线芯(9)；

所述隔离带是无石棉耐火阻燃隔离带；无石棉耐火阻燃隔离带绕包在缆芯外，搭盖率范围15mm～30mm。

2.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于：所述缆芯 (11) 是由三根主线芯(6)、三根地线芯(9)和半导电填充(10)绞合构成；

半导电填充为混合有导电炭黑的EVA橡胶条；

其中单根主线芯的导体截面与地线芯的导体截面最小比：5：1，半导电橡胶条的直径选取等于主线芯外径、地线芯外径得出的内切圆的直径大小。

3.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于：所述主线芯导体(1)是镀锡软铜导体，所述地线芯导体(7)是镀锡软铜导体；

所述主线芯导体(1)和地线芯导体(7)都是由多股退火镀锡铜单丝先束合再绞合构成；多股镀锡铜单丝自内而外分为多层；最外层的绞合方向为左向，相邻层绞合方向相反；最外层镀锡铜单丝的绞合节距不大于绞合后外径的8倍；退火镀锡铜导体单丝的直径范围为0.1～0.41mm。

4.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于：所述半导电布带绕包层由半导电尼龙带重叠绕包构成；半导电尼龙带表面电阻小于50Ω，绕包搭盖宽度不小于20mm。

5.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于：所述导体屏蔽层(3)是交联型EVA导体屏蔽层；所述绝缘层(4)是中压乙丙橡胶绝缘层；所述半导电绝缘屏蔽层(5)是可剥离交联型EVA半导电绝缘屏蔽层；

导体屏蔽层厚度范围为0.6～1.0mm；绝缘层厚度范围为2.8～5.5mm，绝缘屏蔽层厚度范围为0.6～1.0mm。

6.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于：所述半导电层(8)是混合有导电炭黑的EVA橡胶半导电层；半导电层的厚度范围为0.5～2.5mm。

7.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于：所述隔离带(12)是无石棉耐火阻燃隔离带；无石棉耐火阻燃隔离带厚度一般可选0.5mm或0.25mm任一种。

8.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于：所述内护套(13)为氯磺化聚乙烯内护 套、氯丁内护套或氯化聚乙烯内护套；内护套厚度为1.0mm。

9.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于：所述编织加强层是涤纶丝编织加强层(14)；每股编织丝直径约0.5mm，编织节距不大于100mm。

10.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于：外护套(15)为氯磺化聚乙烯外护套、氯丁外护套或氯化聚乙烯外护套；外护套的透过编织加强件层的网孔与内护套紧密粘合；

主线芯70mm²及以下，外护套厚度为3.0mm；主线芯70mm²以上，外护套厚度为4.0mm。