CN212113251U - 一种改性聚丙烯绝缘多芯电缆 - Google Patents

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李金堂
王福志
刘焕新
孟益标
余德平
梁增显
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Abstract

本实用新型属于线缆领域,尤其涉及一种改性聚丙烯绝缘多芯电缆。其具体包括:芯线组,芯线组由至少两根芯线组成,用以实现电力传输功能;外护套,外护套包覆在芯线外部对芯线进行保护;其中所述芯线包括导体和包覆在导体外的改性绝缘层;所述改性绝缘层为改性聚丙烯绝缘层。本实用新型以改性聚丙烯替代交联聚乙烯,降低了成本,提高了绝缘层的品质;电缆的载流量和实际可承受工作温度显著提高;改性聚丙烯可回收再利用,更加绿色环保。

Description

一种改性聚丙烯绝缘多芯电缆
技术领域
本实用新型属于线缆领域,尤其涉及一种改性聚丙烯绝缘多芯电缆。
背景技术
现阶段绝大部分中压电缆大都采用交联聚乙烯作为绝缘材料,由于其材料以聚乙烯为基料、工艺通过化学反应进行交联,形成交联聚乙烯,会导致绝缘层在交联加工过程中产生有毒物质,给其后期回收及环保上带来难度;同时,交联聚乙烯电缆在运行中仍会有“水树枝”等绝缘隐患的产生,对于地下水丰富且电缆覆盖率高的城市供电可靠性带来一定影响,此外,交联聚乙烯还存在成本较高的问题。所以电缆行业一直在寻找新的材料和工艺代替交联聚乙烯。
如中国专利局于2012年12月26日公开的一种交联聚乙烯绝缘电力电缆的实用新型专利授权,授权公开号为CN202632858U,其包括导体、绝缘层、填充层、包带层及外护套,其通过交联聚乙烯的填充改善了电缆的电力传输性能,但其载流量仍存在一定的提升空间,并且该技术方案的耐温性能有限,工作温度较低,难以承受较高的工作温度。
发明内容
为解决现有的压电缆中大量采用成本较高且性能有限的交联聚乙烯,产生了环境污染,且在实际使用过程中存在一定的安全隐患等问题,本实用新型提供了一种改性聚丙烯绝缘多芯电缆。
本实用新型的目的在于:
1)降低绝缘层的材料成本;
2)提高绝缘层品质,减少电缆实际运行过程中的安全隐患;
3)提高电缆的载流量;
4)提高电缆的工作温度;
5)提高电缆的结构稳定性。
为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案。
一种改性聚丙烯绝缘多芯电缆,包括:
芯线组,芯线组由至少两根芯线组成,用以实现电力传输功能;
外护套,外护套包覆在芯线外部对芯线进行保护;
其中所述芯线包括导体和包覆在导体外的改性绝缘层;
所述改性绝缘层为改性聚丙烯绝缘层。
作为优选,
所述芯线组由三根芯线组成,且三根芯线沿电缆轴心周向均匀分布设置。
作为优选,
所述外护套内芯线组的空隙中设有填充物。
作为优选,
所述导体与改性绝缘层之间设有内屏蔽层;
所述改性绝缘层与内护套之间设有绝缘屏蔽层。
作为优选,
所述绝缘屏蔽层外包覆有金属屏蔽层。
作为优选,
所述金属屏蔽层为铜制金属屏蔽层。
作为优选,
还包括包带层;
所述包带层由包带包覆在芯线外形成,外护套套设在包带层外部。
作为优选,
所述外护套为轻质外护套;
外护套表面设有交叉的印纹。
本实用新型的有益效果是:
1)以改性聚丙烯替代交联聚乙烯,降低了成本,提高了绝缘层的品质;
2)电缆的载流量和实际可承受工作温度显著提高;
3)改性聚丙烯可回收再利用,更加绿色环保;
4)整体电缆的结构稳定性更高,抗扭曲能力更强;
5)通过结构改进使得电缆的抗裂能力得以提升。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型外护套表面印纹的示意图;
图3为图1中A部分的放大示意图;
图中:1芯线,101导体,102内屏蔽层,103改性绝缘层,104绝缘屏蔽层,105金属屏蔽层,2包带层,3外护套,301印纹,302凹陷,4填充物。
具体实施方式
以下结合具体实施例和说明书附图对本实用新型作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。此外,下述说明中涉及到的本实用新型的实施例通常仅是本实用新型一部分的实施例,而不是全部的实施例。因此,基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定,“若干”的含义是表示一个或者多个。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例
一种如图1所述的改性聚丙烯绝缘多芯电缆,其包括:
由内至外设置的芯线1组、包带层2和外护套3;
所述包带层2由无纺布包带形成,无纺布包带紧密缠绕在芯线1组外形成包带层2对芯线1组中的若干芯线1进行绑定约束,使得芯线1成束形成芯线1组;
所述外护套3紧密包覆在包带层2外表面;
所述外护套3优选为HDPE材质的外护套3,具有良好的耐刮擦能力,并且整体质轻;
所述外护套3的外表面如图2所示设有交叉的印纹301,印纹301纹路与电缆轴向呈40~50 °交叉,印纹301通过压印或刻蚀等工艺进行制备,由于HDPE材质的外护套3虽然具备质轻的优点并具备良好的耐刮擦能力,但其抗裂的性能较差,在部分场合使用过程中,由于电缆需要保持绷紧状态,外护套3沿图2中B方向的轴向受力,导致外护套3容易在径向方向上产生开裂;
而设置交叉的印纹301后能够对轴向受力进行分散,首先能够减轻甚至避免外护套3在受到轴向力时产应力集中导致开裂的问题发生,提高了整体电缆外护套3受力的均匀性,此外还能够进一步使得外护套3的延展性得到小幅度的提升;
所述印纹301如图2中所示其凹陷302呈弧状,且凹陷302与外护套3的外表面交接处可进一步处理为圆角,进一步提高HDPE材质外护套3的抗裂能力;
所述芯线1组由若干芯线1组成,本实施例中芯线1组由三根芯线1组成,三根芯线1如图1所示沿电缆轴心周向呈三角分布均匀设置,且芯线1组的空隙中设有填充物4,填充物4为填充绳;
所述芯线1由内至外依次为导体101、内屏蔽层102、改性绝缘层103、绝缘屏蔽层104和金属屏蔽层105;
所述导体101为常见的电缆导体101,可为绞合铜、单支铜、先绞后镀铜、铜包铝等;
所述内屏蔽层102紧密包覆在导体101外表面、由常见的屏蔽料进行制备,优选采用聚丙烯屏蔽料进行制备,聚丙烯屏蔽料为热塑性聚丙烯半导体101电屏蔽料,内屏蔽层102的设置均匀了导体101外表面的电场,避免了因导体101外表面不光滑以及导体101缺陷而造成导体101和绝缘部分发生局部放电的问题发生;
所述改性绝缘层103紧密包覆在内屏蔽层102外表面、与内屏蔽层102紧密贴合,其由改性聚丙烯制备,所述改性聚丙烯由聚丙烯和乙烯单体制备,乙烯单体用量为聚丙烯的2~3wt%,本实施例乙烯单体用量为聚丙烯的3wt%,制备流程依次为:按配比进行拌和、混炼、嵌段共聚、挤出冷却、造粒和干燥;
在聚丙烯主链上,嵌段共聚2%~3%的乙烯单体,可制得乙丙橡胶共聚物,造粒得到高纯度的改性聚丙烯绝缘料,该绝缘料具有优异的电气性能、抗老化性能和机械物理性能;
此外,所制得的改性聚丙烯属于一种热塑性弹性体,同时具有聚乙烯和聚丙烯两者的优点,可耐- 30℃的低温冲击,该绝缘料绝缘性能好,高低温性能好,强度高,成本低;不但材质本身安全,毒性低可回收;热塑工艺也可以使绝缘与屏蔽层接触更为紧密,有效避免空气间隙等缺陷的产生,并给电缆带来更高的耐温等级;
经测算,采用改性聚丙烯绝缘的改性聚丙烯绝缘多芯电缆载流量可进一步提升约6.86 %;
所述绝缘屏蔽层104紧密包覆在改性绝缘层103外表面、由常见的屏蔽料进行制备,优选采用聚丙烯屏蔽料进行制备,聚丙烯屏蔽料为热塑性聚丙烯半导体101电屏蔽料,绝缘屏蔽层104主要是为了配合内屏蔽层102进行设置,设置绝缘屏蔽层104和内屏蔽层102的组合,能够确保避免绝缘层与金属屏蔽层105之间产生局部放电导致光缆受损的问题发生,并且还能够有效避免绝缘屏蔽层104由于表面裂纹等缺陷导致其余金属屏蔽层105产生局部放电;
所述金属屏蔽层105由铜丝或铜带等具有良好导电性的金属材料通过包缠等方式紧密包覆在绝缘屏蔽层104外表面,进一步利用无纺布包带紧密包覆在金属屏蔽层105外形成包带层2;
金属屏蔽层105主要起到屏蔽电场的作用,包带能够进一步稳定金属屏蔽层105并对金属屏蔽层105进行一定的保护;
对本实用新型电缆进行测试,并与对照组电缆进行对比,本实施例电缆和对照组电缆各设20个测试组,对照组电缆与本实施例电缆区别仅在于将改性绝缘层103替换为常规的绝缘层,即将改性聚丙烯替换为交联聚乙烯,其余部分相同:
工作温度测试:
本实施例电缆能够在105 ℃条件下稳定运行,经2周试验表明,其在105 ℃环境中保持良好的工作稳定性,载流量波动<0.5 %;
对照组电缆在105 ℃条件下运行2周后载流量下降约6.81 %;
载流量测定:
以对照组所测得载流量为100 %计,本实施例电缆载流量为对照组的106.66~107.23 %,均值约为106.86 %,产生了约6.86 %的载流量提升。

Claims (8)

1.一种改性聚丙烯绝缘多芯电缆,其特征在于,包括:
芯线组,芯线组由至少两根芯线组成,用以实现电力传输功能;
外护套,外护套包覆在芯线外部对芯线进行保护,外护套表面设有交叉的印纹,所述印纹的凹陷呈弧状、且凹陷与外护套的外表面交接处为圆角;
其中所述芯线包括导体和包覆在导体外的改性绝缘层;
所述改性绝缘层为改性聚丙烯绝缘层。
2.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯绝缘多芯电缆,其特征在于,
所述芯线组由三根芯线组成,且三根芯线沿电缆轴心周向均匀分布设置。
3.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯绝缘多芯电缆,其特征在于,
所述外护套内芯线组的空隙中设有填充物。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种改性聚丙烯绝缘多芯电缆,其特征在于,
所述导体与改性绝缘层之间设有内屏蔽层;
所述改性绝缘层与内护套之间设有绝缘屏蔽层。
5.根据权利要求4所述的一种改性聚丙烯绝缘多芯电缆,其特征在于,
所述绝缘屏蔽层外包覆有金属屏蔽层。
6.根据权利要求5所述的一种改性聚丙烯绝缘多芯电缆,其特征在于,
所述金属屏蔽层为铜制金属屏蔽层。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种改性聚丙烯绝缘多芯电缆,其特征在于,
还包括包带层;
所述包带层由包带包覆在芯线外形成,外护套套设在包带层外部。
8.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯绝缘多芯电缆,其特征在于,
所述外护套为轻质外护套。
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