CN210805305U - 耐高温冶金车载用柔性电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耐高温冶金车载用柔性电缆，包括：三根控制线芯；每根所述控制线芯由控制线芯绝缘线芯、多模光纤和控制线芯麦拉带组成；三根动力线芯；与三根所述控制线芯间隔设置，每根所述动力线芯由动力线芯绝缘线芯、动力线芯填充层和动力线芯麦拉带组成；成缆填充；设置于所述控制线芯和所述动力线芯之间，由成缆填充绝缘线芯和成缆填充层组成；内衬层；挤包于所述控制线芯和所述动力线芯外部；加强层；设置于所述内衬层外部；外护套；设置于所述加强层外部。本实用新型的电缆为复合型电缆结构，导体采用同向束绞分层绞合，在满足导体20℃直流电阻的前提下，缩小了导体外径，同向结构更加稳定，弯曲半径小、弯曲性能更好、使用寿命更持久。

Description

耐高温冶金车载用柔性电缆

技术领域

本实用新型涉及机车电缆领域，尤其涉及一种耐高温冶金车载用柔性电缆。

背景技术

目前，我国冶金行业广泛使用的钢包车电缆主要以铜为导体，普通橡胶为绝缘和护套材料的传统工艺。我国是世界第一钢铁生产、耗用大国，钢包车电缆需求量巨大，电缆使用环境非常特殊、恶劣，要承受很大拉力且周围环境温度极高、使用中随时会出现钢水溅烫、钢渣磕碰、缆车拉伸、地面磨损、内部断裂情况，导致电缆不同程度损伤甚至报废。传统电缆导体结构单一、抗拉强度低；绝缘和护套材料机械性、抗撕裂性、抗屈挠、弹性及加工性能差；耐氧和耐臭氧性差，容易老化变质；耐高温性差，抗酸碱的腐蚀能力低；耐热性低，且为易燃材料。因此，一般只能运行5-10天左右，一旦电缆出现问题不及时解决，钢水就不能及时输送到指定位置，钢水和钢包车就会凝固在一起，不仅给资源造成很大的浪费，而且后果非常严重，经济损失巨大。

CN201310307833.8公开了一种耐高温冶金用软电缆，包括电缆内芯和包在电缆内芯外的电缆外层，所述电缆内芯由内向外依次为导电线芯、绕包云母带层、硅橡胶绝缘层和耐火耐高温层，所述电缆外层由内向外依次为高阻燃隔火层和阻燃高抗撕护套，电缆内芯和电缆外层之间的空隙内填充有阻燃填充绳。

但本申请实用新型人在进行技术研发的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：要求在保证电缆使用性能的前提下，尽可能提高抗拉、耐磨、耐折弯、耐高温，同时要求电缆的结构越来越紧凑、信号控制稳定，对电缆电性能、机械性能、使用寿命等要求越来越高，现有电缆结构不能满足该要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有电缆结构不紧凑，信号控制稳定性差，电性能、机械性能不高和使用寿命不长的技术问题，提供一种耐高温冶金车载用柔性电缆及生产工艺，结构紧凑，信号控制稳定，电性能、机械性能好，使用寿命长。

本实用新型提供了一种耐高温冶金车载用柔性电缆，包括三根控制线芯；每根所述控制线芯由控制线芯绝缘线芯、多模光纤和控制线芯麦拉带组成；

三根动力线芯；与三根所述控制线芯间隔设置，每根所述动力线芯由动力线芯绝缘线芯、动力线芯填充层和动力线芯麦拉带组成；

成缆填充；设置于所述控制线芯和所述动力线芯之间，由成缆填充绝缘线芯和成缆填充层组成；

内衬层；挤包于所述控制线芯和所述动力线芯外部；

加强层；设置于所述内衬层外部；

外护套；设置于所述加强层外部。

每根所述控制线芯包括五根所述控制线芯绝缘线芯，所述控制线芯绝缘线芯由控制线芯导体和控制线芯绝缘层组成；五根所述控制线芯绝缘线芯两两相切；所述多模光纤设置于五根所述控制线芯绝缘线芯之间的空隙处，且与五根所述控制线芯绝缘线芯均相切；所述控制线芯麦拉带绕包于五根所述控制线芯绝缘线芯外部；

每根所述动力线芯包括两根所述动力线芯绝缘线芯，所述动力线芯绝缘线芯由动力线芯导体和动力线芯绝缘层组成；所述动力线芯填充层和动力线芯麦拉带依次设置于两根所述动力线芯绝缘线芯外部；

所述成缆填充绝缘线芯由成缆填充导体和成缆填充绝缘层组成；所述成缆填充导体和成缆填充绝缘层与所述动力线芯导体和动力线芯绝缘层一致。

所述三根动力线芯两两呈120°间隔布置，所述三根控制线芯分别设置于两根所述动力线芯之间，且相邻的所述动力线芯与相邻的控制线芯之间均相切；所述成缆填充绝缘线芯与三根动力线芯均相切。

所述控制线芯导体均由7股铜丝分层束绞，每股铜丝包括20根丝径为0.145mm的铜丝，束绞时每股加入1根铜箔丝加强，7股铜丝按照1+6的结构采用同向绞合；节距为40～50mm，绞合后控制线芯导体的外径不大于2.3mm。

所述动力线芯导体和所述动力线芯导体由37股铜丝分层束绞，每股铜丝包括42根丝径为0.195mm的铜丝，37股铜丝按照1+6+12+18的结构采用同向绞合；绞合时内层节距为50～60mm，外层节距为60～75mm，绞合后所述动力线芯导体和所述动力线芯导体的外径不大于7.3mm。

所述控制线芯导体、所述动力线芯导体和所述动力线芯导体均采用符合EN60288中规定的第6种退火软圆铜导体；

所述控制线芯绝缘层、动力线芯绝缘层、成缆填充绝缘层和所述外护套采用符合EN50382标准且符合EI111的新型阻燃环保硅胶混合料。

所述控制线芯绝缘层的厚度最薄点为0.71mm，平均厚度为0.9mm；所述控制线芯绝缘线芯外径不大于11.5mm；

所述动力线芯绝缘线芯和成缆填充绝缘线芯外径不大于21.0mm；

所述三根控制线芯、三根动力线芯和成缆填充绞合成缆，成缆节距为770～820mm，外径不大于51.5mm；

所述内衬层为挤压式衬层；最薄点厚度为1.6mm，平均厚度为2.0mm；挤压了所述内衬层外径不大于56.5mm；

所述耐高温冶金车载用柔性电缆外径不大于70.0mm。

所述控制线芯麦拉带和动力线芯麦拉带的绕包搭盖率为10～15％；

所述五根所述控制线芯绝缘线芯的绞合节距为140～160mm；

所述加强层为每锭1股加捻1500D的芳纶丝编织，编织密度30～40％，编织角度为采用了上述技术方案，本实用新型具有如下技术效果:

1、由于电缆采用了复合型综合电缆结构，导体采用同向束绞分层绞合的结构，在满足导体20℃直流电阻的前提下，缩小了导体外径，所以，有效解决了现有技术中的结构不紧凑的问题和导体外径过大的问题，进而实现了同向结构更加柔软，弯曲半径小，更耐折弯的效果，使得电缆整体外径小，运输方便、便于施工。

2、由于五根控制线芯绝缘线芯采用相切的结构，使得线芯的结构紧密，外径减小；由于采用在控制线芯空隙处设置多模光纤的结构，所以，有效解决了电缆在运作过程中无法快速反馈电缆状况的问题，进而实现了更好的监测电缆工作温度、载流量，并快速反馈到控制系统的效果。

3、由于三根动力线芯采用120°布置，使三根控制线芯能与之两两相切布置，所以，有效解决了动力线芯和控制线芯结构不紧密，抗拉性能不足的问题，进而实现了电缆抗拉性能好，整体外径小、运输方便的效果。

4、控制线芯导体采用20根丝径为0.145mm的铜丝先分层束绞，由于在束绞时每股加入1根铜箔丝加强，所以，有效解决了现有技术中直流电阻和导体抗拉性兼顾的问题，进而实现了既保证导体的直流电阻又起到加强导体抗拉性的效果且耐弯曲性能不受影响。

5、由于动力线芯导体采用37股铜丝按照1+6+12+18的结构，实现了线芯的柔软性更好、更耐折弯的效果。

6、由于控制线芯导体和动力线芯导体采用符合EN60288中规定的第6种退火软圆铜导体，所以解决了电缆导电性和延展性不足的问题，实现了电缆具有良好导电性和延展性的效果。

7、由于在确保电性能的同时，各层厚度选择最薄层，所以，解决了电缆外径过大的问题，实现了，压缩了电缆外径的效果。

8、由于电缆采用芳纶丝编织加强结构，屏蔽层密度在30～40％，实现了加强电缆的总体抗拉强度及延长电缆护层的使用寿命的效果。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的结构示意图

附图中标号为：

控制线芯100、控制线芯绝缘线芯110、控制线芯导体111、控制线芯绝缘层112、多模光纤120、控制线芯麦拉带130；

动力线芯200、动力线芯绝缘线芯210、动力线芯导体211、动力线芯绝缘层212、动力线芯填充层220、动力线芯麦拉带230；

成缆填充300、成缆填充绝缘线芯310、成缆填充导体311、成缆填充绝缘层312、成缆填充层320；

内衬层400；

加强层500；

外护套600。

具体实施方式

(实施例1)

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示的一种耐高温冶金车载用柔性电缆，包括三根控制线芯100、三根动力线芯200、成缆填充300、内衬层400、加强层500、外护套600；成缆填充300位于中心，成缆填充300由成缆填充绝缘线芯310和成缆填充层320组成，绝缘线芯310放置于中心层，对三组动力线芯200及控制线芯100有效支撑，确保电缆整体结构稳定，抗拉弯曲性能好，方便生产过程控制；三根动力线芯200两两呈120°间隔布置与成缆填充绝缘线芯310相切，三根控制线芯100设置于动力线芯200间隔内，与相邻的动力线芯200相切，有效解决了动力线芯和控制线芯结构不紧密，抗拉性能不足的问题，实现了电缆抗拉性能好，整体外径小、运输方便的效果；内衬层400挤包于控制线芯100和动力线芯200的外部；在内衬层400外采用每锭1股加捻1500D芳纶丝编织加强层500，芳纶丝的添加加强了电缆的总体抗拉强度及电缆护层的使用寿命，编织密度控制在30％～40％之间，编织角度在50～60°之间，确保芳纶丝紧密包覆；最后在加强层500外挤出外护套600。

仍见图1，控制线芯100由内到外依次是多模光纤120、五根控制线芯绝缘线芯110和控制线芯麦拉带130；五根控制线芯绝缘线芯110两两相切，且绞合节距为140～160mm，该绞合节距能有效压缩外径；在五根控制线芯绝缘线芯110之间的空隙处设置有多模光纤120，且多模光纤120与五根所述控制线芯绝缘线芯110均相切；多模光纤120的设置有助于在电缆运行过程中能更好的监测电缆工作温度、载流量，并快速反馈到控制系统；控制线芯麦拉带130绕包于五根所述控制线芯绝缘线芯110外部；控制线芯绝缘线芯110由控制线芯导体111和控制线芯绝缘层112组成；其中控制线芯导体111由7股铜丝分层束绞，每股铜丝包括20根丝径为0.145mm的铜丝，束绞时每股加入1根铜箔丝加强，既保证了导体的直流电阻又起到提升导体抗拉性能的作用，加强后的控制线芯导体111更抗拉且耐弯曲性能不受影响。7股铜丝按照1+6的结构采用同向绞合；节距为40～50mm，绞合后控制线芯导体111的外径不大于2.3mm，在确保电性能的同时缩小了导线外径，压缩了电缆整体外径；在控制线芯导体111外，通过蒸汽连续硫化工艺的方式挤出控制线芯绝缘层112，具体来说，将控制线芯绝缘层112的颜色设定为白色绝缘黑色数字编码，采用65连硫机生产；蒸汽压力为10MPa，线速度控制在15～20m/min，采用这样的工艺使绝缘层塑性降低，弹性增加，增加了导体的抗拉性能，控制线芯绝缘层112的厚度最薄点为0.71mm，平均厚度为0.9mm，使控制线芯绝缘线芯110外径不大于11.5mm，缩小了电缆整体外径。

动力线芯200由内到外依次是动力线芯绝缘线芯210、动力线芯填充层220和动力线芯麦拉带230；其中包括2根动力线芯绝缘线芯210，2根动力线芯绝缘线芯210相切且每根动力线芯绝缘线芯210外径不大于21.0mm，有效缩小了电缆整体外径；动力线芯填充层220挤包于线芯外侧；动力线芯麦拉带230绕包于动力线芯填充层外部；动力线芯绝缘线芯210由动力线芯导体211和动力线芯绝缘层212组成；其中动力线芯导体211通过37股铜丝分层束绞的方式，每股铜丝包括42根丝径为0.195mm的铜丝，37股铜丝按照1+6+12+18的结构采用同向绞合；绞合时内层节距为50～60mm，外层节距为60～75mm，绞合后动力线芯导体211的外径不大于7.3mm；通过该方式绞合电缆，使其具有柔软性更好、更耐折弯的效果且在确保电性能的同时缩小了导线外径，压缩了电缆整体外径；在动力线芯导体211外，通过蒸汽连续硫化工艺的方式挤出动力线芯绝缘层212，具体来说，动力线芯绝缘层212的颜色设定为白色绝缘黑色数字编码，采用90连硫机生产；蒸汽压力为12MPa，线速度控制在10～15m/min，动力线芯绝缘层212挤出后的测试指标为：绝缘厚度最薄点为1.16mm，、平均厚度为1.4mm；强度不小于8.0MPa，断裂伸长率不小于300％，热延伸不大于200％，采用这样的工艺能使绝缘层塑性降低，弹性增加，增加了导体的抗拉性能。

成缆线芯300由内到外依次是成缆线芯绝缘线芯310和成缆填充层320；其中成缆线芯绝缘线芯310由成缆填充导体311和成缆填充绝缘层312组成，成缆填充导体311和成缆填充绝缘层312与所述动力线芯导体211和动力线芯绝缘层212一致。

上述控制线芯绝缘层112、动力线芯绝缘层212、成缆填充绝缘层312和外护套600采用符合EN50382标准且符合EI111的新型阻燃环保硅胶混合料，具有抗拉、耐磨、耐折弯、耐高温的效果。

上述控制线芯导体111、动力线芯导体211和动力线芯导体211均采用符合EN60288中规定的第6种退火软圆铜导体，具有良好导电性和延展性。

上述三根控制线芯100、三根动力线芯200和成缆填充300绞合成缆，成缆节距为770～820mm，外径不大于51.5mm，该结构具有同向结构更加柔软，弯曲半径小，更耐折弯的效果，使得电缆整体外径小，运输方便、便于施工。

上述控制线芯麦拉带130和动力线芯麦拉带230的绕包搭盖率均为10～15％，确保缆芯包覆均匀且控制线芯100与内衬层400隔离不黏连；

内衬层400为挤压式衬层，最薄点厚度为1.6mm，平均厚度为2.0mm；挤压后使得内衬层400外径不大于56.5mm，有效控制电缆外径。

本实施例还包括耐高温冶金车载用柔性电缆的生产工艺，其步骤如下：

步骤一：确定上述电缆结构，在确保电性能的同时，各层厚度选择最薄层，基于这种构造，压缩了电缆外径，使整体更为紧凑；

步骤二：制备控制线芯导体111、动力线芯导体211和成缆填充导体311；控制线芯导体111、动力线芯导体211和成缆填充导体311的结构参见图1，制备方法如前所述，在此不再赘述；

步骤三：采用蒸汽连续硫化工艺的方式在所述控制线芯导体111、动力线芯导体211和成缆填充导体311外分别挤出控制线芯绝缘层112、动力线芯绝缘层212和成缆填充绝缘层312；

步骤四：制备控制线芯100、动力线芯200和成缆填充300，将三者成缆为缆芯；在缆芯外，也即在控制线芯100和动力线芯200外部均匀涂具滑石粉，成缆节距为770～820mm，成缆后缆芯外径不大于51.5mm；

步骤五：依次在缆芯外形成内衬层400、加强层500和外护套600。具体来说，采用挤压式挤出内衬层400，内衬层400最薄点厚度为1.6mm，平均厚度2.0mm；外径不大于56.5mm；然后在内衬层400外采用每锭1股加捻1500D芳纶丝编织加强层500，加强了电缆的总体抗拉强度及电缆护层的使用寿命，编织密度控制在30％～40％之间；最后在加强层500外挤出外护套600，采用150连硫机挤出外护套600，外护套600的材料为高强度高抗撕硅橡胶混合物，采用冷挤，硫化管蒸汽压力为15MPa，线速度控制在3～5m/min；外护套600挤出后测试指标为：外护套9厚度最薄点为5.5mm，平均厚度为6.6mm，挤出外护套后的电缆外径不大于70.0mm，强度不小于8.0MPa、断裂伸长率不小于300％；热延伸不大于200％。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.耐高温冶金车载用柔性电缆，其特征在于包括：

三根控制线芯(100)；每根所述控制线芯(100)由控制线芯绝缘线芯(110)、多模光纤(120)和控制线芯麦拉带(130)组成；

三根动力线芯(200)；与三根所述控制线芯(100)间隔设置，每根所述动力线芯(200)由动力线芯绝缘线芯(210)、动力线芯填充层(220)和动力线芯麦拉带(230)组成；

成缆填充(300)；设置于所述控制线芯(100)和所述动力线芯(200)之间，由成缆填充绝缘线芯(310)和成缆填充层(320)组成；

内衬层(400)；挤包于所述控制线芯(100)和所述动力线芯(200)外部；

加强层(500)；设置于所述内衬层(400)外部；

外护套(600)；设置于所述加强层(500)外部。

2.根据权利要求1所述的耐高温冶金车载用柔性电缆，其特征在于：

每根所述控制线芯(100)包括五根所述控制线芯绝缘线芯(110)，所述控制线芯绝缘线芯(110)由控制线芯导体(111)和控制线芯绝缘层(112)组成；五根所述控制线芯绝缘线芯(110)两两相切；所述多模光纤(120)设置于五根所述控制线芯绝缘线芯(110)之间的空隙处，且与五根所述控制线芯绝缘线芯(110)均相切；所述控制线芯麦拉带(130)绕包于五根所述控制线芯绝缘线芯(110)外部；

每根所述动力线芯(200)包括两根所述动力线芯绝缘线芯(210)，所述动力线芯绝缘线芯(210)由动力线芯导体(211)和动力线芯绝缘层(212)组成；所述动力线芯填充层(220)和动力线芯麦拉带(230)依次设置于两根所述动力线芯绝缘线芯(210)外部；

所述成缆填充绝缘线芯(310)由成缆填充导体(311)和成缆填充绝缘层(312)组成；所述成缆填充导体(311)和成缆填充绝缘层(312)与所述动力线芯导体(211)和动力线芯绝缘层(212)一致。

3.根据权利要求2所述的耐高温冶金车载用柔性电缆，其特征在于：

所述三根动力线芯(200)两两呈120°间隔布置，所述三根控制线芯(100)分别设置于两根所述动力线芯(200)之间，且相邻的所述动力线芯(200)与相邻的控制线芯(100)之间均相切；所述成缆填充绝缘线芯(310)与三根动力线芯(200)均相切。

4.根据权利要求3所述的耐高温冶金车载用柔性电缆，其特征在于：

所述控制线芯导体(111)均由7股铜丝分层束绞，每股铜丝包括20根丝径为0.145mm的铜丝，束绞时每股加入1根铜箔丝加强，7股铜丝按照1+6的结构采用同向绞合；节距为40～50mm，绞合后控制线芯导体(111)的外径不大于2.3mm。

5.根据权利要求3所述的耐高温冶金车载用柔性电缆，其特征在于：

所述动力线芯导体(211)和所述动力线芯导体(211)由37股铜丝分层束绞，每股铜丝包括42根丝径为0.195mm的铜丝，37股铜丝按照1+6+12+18的结构采用同向绞合；绞合时内层节距为50～60mm，外层节距为60～75mm，绞合后所述动力线芯导体(211)和所述动力线芯导体(211)的外径不大于7.3mm。

6.根据权利要求3所述的耐高温冶金车载用柔性电缆，其特征在于：

所述控制线芯导体(111)、所述动力线芯导体(211)和所述动力线芯导体(211)均采用符合EN60288中规定的第6种退火软圆铜导体。

7.根据权利要求6所述的耐高温冶金车载用柔性电缆，其特征在于：

所述控制线芯绝缘层(112)的厚度最薄点为0.71mm，平均厚度为0.9mm；所述控制线芯绝缘线芯(110)外径不大于11.5mm；

所述动力线芯绝缘线芯(210)和成缆填充绝缘线芯(310)外径不大于21.0mm；

所述三根控制线芯(100)、三根动力线芯(200)和成缆填充(300)绞合成缆，成缆节距为770～820mm，外径不大于51.5mm；

所述内衬层(400)为挤压式衬层；最薄点厚度为1.6mm，平均厚度为2.0mm；挤压了所述内衬层(400)外径不大于56.5mm；

所述耐高温冶金车载用柔性电缆外径不大于70.0mm。

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