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CN107945939A - 一种乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆及其制备方法 - Google Patents

一种乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆及其制备方法，包括导体，在导体外依次绕包第一阻水层和第二阻水层，在第一阻水层与第二阻水层之间挤包交联型阻燃乙丙橡皮绝缘层构成绝缘线芯；在第二阻水层外设有第一绕包层，第一绕包层外设有金属屏蔽层，在金属屏蔽层外绕包第三阻水层，第三阻水层外再设有第二绕包层，最后在第二绕包层外挤包阻燃高抗撕氯化聚乙烯橡皮外护套。该电缆用于高层建筑、地铁等狭小空间输配电系统的电源连接，具备优异的屏蔽性能，及阻水，阻燃，耐弯曲等性能，并保持电缆顺畅输送电力，满足狭小空间、地下工程等环境的供电需求。

Description

一种乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种乙丙绝缘电力软电缆及其生产方法，具体为一种乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆及其生产方法，属于电缆制备技术领域。
背景技术
近几年，随着中国经济的迅猛发展和城镇化建设不断加快，促进了城市高层建筑、轨道交通行业的迅速成长，城市高层建筑、地铁的电力输配电管网一般敷设环境狭小，潮湿，这对电缆的柔韧性、耐弯曲、阻水性能提出更高的要求。同时高层建筑、地铁站人员密集，阻燃要求高，所以电缆的阻燃性能非常重要。
站在企业社会责任，安全生产，保证城市高层建筑、地铁电力输配电系统安全供电的角度，开发一种乙丙绝缘阻水、阻燃型电力软电缆就显得尤为必要。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，提供一种乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆，该电缆用于高层建筑、地铁等狭小空间输配电系统的电源连接，具备优异的屏蔽性能，及阻水，阻燃，耐弯曲等性能，并保持电缆顺畅输送电力，满足狭小空间、地下工程等环境的供电需求。
本发明的另一目的是提供上述乙丙绝缘阻水、阻燃型电力软电缆的制备方法。
为实现上述目的，本发明公开了一种乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆，包括导体，在导体外依次绕包第一阻水层和第二阻水层，在第一阻水层与第二阻水层之间挤包交联型阻燃乙丙橡皮绝缘层构成绝缘线芯；在第二阻水层外设有第一绕包层，第一绕包层外设有金属屏蔽层，在金属屏蔽层外绕包第三阻水层，第三阻水层外再设有第二绕包层，最后在第二绕包层外挤包阻燃高抗撕氯化聚乙烯橡皮外护套。
优选地，所述的导体采用第5类软铜导体，该导体由多股股线束丝分层绞合而成，每层股线束丝分层由多根股线束丝组合而成，相邻两层的绞合方向相反，并且在每两相邻层股线束丝层之间绕包单面半导电阻水带。
优选地，所述的第一阻水层、第二阻水层以及第三阻水层均为半导电阻水带。
优选地，所述第一绕包带为单面铝塑复合带，铝面朝外。
优选地，所述第二绕包带为无纺布。
优选地，所述金属屏蔽层为镀锡铜丝编织而成，编织密度不小于80%。
一种乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆的制备方法，包括以下步骤：
1）首先，采用第5类软铜导体，对于多层绞合导体的每层股线束丝方向与绞合方向相反，并且在每层绞合层间绕包单面半导电阻水带，并捆扎阻水纱；
2）然后在导体外重叠绕包半导电阻水带，重叠率为20%；
3）再在半导电阻水带外通过悬链式连硫挤橡生产线中的挤橡机挤包交联型阻燃乙丙橡皮，挤橡机温度控制在70℃～90℃，生产线速控制在5～10米/分钟，挤出后线芯在密闭的蒸汽管道加热连续硫化，蒸汽管道气压控制在0.9MPa～1.2MPa；硫化后再经过水冷管道冷却形成绝缘线芯，冷却段水温度控制在30℃～50℃；
4）其次，在绝缘线芯外重叠绕包半导电阻水带，重叠率为20%；
5）其次，在半导电阻水带重叠绕包单面铝塑复合带，铝面朝外，重叠率为20%；
6）其次，在单面铝塑复合带外用镀锡铜丝编织，形成金属屏蔽层，编织密度＞80%；
7）其次，在金属屏蔽层外重叠绕包半导电阻水带，重叠率20%；
8）其次，在在半导电阻水带外重叠绕包无纺布扎紧，重叠率20%；
9）其次，在无纺布扎紧层外通过悬链式连硫挤橡生产线中的挤橡机挤包阻燃高抗撕氯化聚乙烯橡皮，挤出温度控制在75℃～88℃，生产线速控制在5～8米/分钟，线芯在密闭的蒸汽管道加热连续硫化，蒸汽管道气压控制在0.9MPa～1.2MPa；硫化后再经过水冷管道冷却，冷却段水温度控制在30℃～50℃，即得到该电缆。
步骤3）中的交联型阻燃乙丙橡皮绝缘层是通过密炼机将乙丙绝缘橡胶、氧化剂、增塑剂、硫化剂、补强剂、防老剂混炼、出片成满足连硫挤出的阻燃乙丙绝缘橡皮，该阻燃乙丙绝缘橡皮的组分及质量份数为：EPDM 100份、ZnO 4~8份、增塑剂 5~8份、防老剂 2~3份、补强填充剂 50~75份、硫化剂 3~5份、阻燃剂 8~10份。
步骤8）中的阻燃高抗撕氯化聚乙烯橡皮外护套是通过密炼机将氯化聚乙烯橡胶、氧化剂、增塑剂、硫化剂、补强剂、防老剂混炼、出片成满足连硫挤出的阻燃高抗撕氯化聚乙烯护套橡皮，该阻燃高抗撕氯化聚乙烯护套橡皮的组分及质量份数为：CPE 100份、MgO 6~12份、增塑剂 15~20份、防老剂 2~3份、补强填充剂 60~80份、 阻燃剂 20~30份、硫化剂 4~6份。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过电缆导体的分层阻水设计；以及在电缆导体外、绝缘层外、金属屏蔽层外设置半导电阻水层，既保证了电缆整体纵向阻水效果，也使电缆导体与绝缘，绝缘与金属屏蔽层间有良好的电场过渡，有效保证电缆在潮湿环境下的阻水要求和使用安全；并且，通过对电缆金属屏蔽结构的科学设计，采用铝塑复合带和镀锡编织铜丝相结合构成屏蔽层，有效保证电缆复杂环境电磁、电场屏蔽，确保电缆屏蔽效果。
2、本发明电缆采用第5类软铜导体、乙丙弹性体绝缘橡皮、镀锡软铜丝金属编织和氯化聚乙烯弹性体护套橡皮与传统的交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆相比，电缆弯曲性能优异。特别是氯化聚乙烯弹性体护套橡皮经过硫化交联后，弹性、抗斯性能优异，较聚氯乙烯护套电缆具有优异的抗弯曲、耐拖拽，满足电缆在高层建筑、地铁的电力输配站狭小空间等恶劣环境的敷设。
3、本发明绝缘线芯采用阻燃乙丙绝缘橡皮，所研发的阻燃乙丙橡皮氧指数(OI)在26-28之间 ，体积电阻率最小值为1×1015 Ω·cm，乙丙绝缘橡皮既具有良好的阻燃性能，也保持了良好的绝缘性能。
4、本发明电缆采用氯化聚乙烯为基料阻燃、高抗撕弹性体橡皮，护套橡皮的抗张强度≥11MPa，断裂伸长率≥300%，抗撕≥8.0N/mm，氧指数≥36，硫化交联后氯化聚乙烯护套橡皮与热塑性材料聚氯乙烯护套相比，弹性、抗斯性能、耐磨性能优异，能满足电缆在高层建筑、地铁的电力输配电站狭小空间、恶劣环境下的施工需求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为导体的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，本发明提供一种乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆，包括导体1，在导体外依次重叠绕包第一阻水层2和第二阻水层3，重叠率均为20%，在第一阻水层与第二阻水层之间挤包交联型阻燃乙丙橡皮绝缘层4构成绝缘线芯；在第二阻水层外重叠绕包第一绕包层5，重叠率20%；第一绕包层外设有金属屏蔽层6，在金属屏蔽层外重叠绕包第三阻水层7，重叠率20%；第三阻水层外再设有第二绕包层8，最后在第二绕包层外挤包阻燃高抗撕氯化聚乙烯橡皮外护套9。
为了进一步提高电缆的性能，所述的导体采用第5类软铜导体，第一阻水层、第二阻水层以及第三阻水层均为半导电阻水带，第一绕包带为单面铝塑复合带，铝面朝外；第二绕包带为无纺布，所述金属屏蔽层为镀锡铜丝编织而成，编织密度不小于80%。
如图2所示，所述的导体由多股股线束丝分层绞合而成，每层股线束丝分层由多根股线束丝10组合而成，相邻两层的绞合方向相反，并且在每相邻两层股线束丝层之间绕包单面半导电阻水带11；具体结构为：多层绞合式导体采用“1+6+12”方式的同心结构，以1根股线束丝+6根股线束丝+12根股线束丝分三层绞合而成。
实施例一：
一种乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆的制备方法，包括以下步骤：
1）首先，采用第5类软铜导体，对于多层绞合导体的每层股线束丝方向与绞合方向相反，并且在每层绞合层间绕包单面半导电阻水带，并捆扎阻水纱；
2）然后在导体外重叠绕包半导电阻水带，重叠率为20%；
3）再在半导电阻水带外通过悬链式连硫挤橡生产线中的挤橡机挤包交联型阻燃乙丙橡皮，挤橡机温度控制在70℃～90℃，生产线速控制在5～10米/分钟，挤出后线芯在密闭的蒸汽管道加热连续硫化，蒸汽管道气压控制在0.9MPa～1.2MPa；硫化后再经过水冷管道冷却形成绝缘线芯，冷却段水温度控制在30℃～50℃；
4）其次，在绝缘线芯外重叠绕包半导电阻水带，重叠率为20%；
5）其次，在半导电阻水带重叠绕包单面铝塑复合带，铝面朝外，重叠率为20%；
6）其次，在单面铝塑复合带外用镀锡铜丝编织，形成金属屏蔽层，编织密度＞80%；
7）其次，在金属屏蔽层外重叠绕包半导电阻水带，重叠率20%；
8）其次，在在半导电阻水带外重叠绕包无纺布扎紧，重叠率20%；
9）其次，在无纺布扎紧层外通过悬链式连硫挤橡生产线中的挤橡机挤包阻燃高抗撕氯化聚乙烯橡皮，挤出温度控制在75℃～88℃，生产线速控制在5～8米/分钟，线芯在密闭的蒸汽管道加热连续硫化，蒸汽管道气压控制在0.9MPa～1.2MPa；硫化后再经过水冷管道冷却，冷却段水温度控制在30℃～50℃，即得到该电缆。
步骤3）中的交联型阻燃乙丙橡皮绝缘层是通过密炼机将乙丙绝缘橡胶、氧化剂、增塑剂、硫化剂、补强剂、防老剂混炼、出片成满足连硫挤出的阻燃乙丙绝缘橡皮，该阻燃乙丙绝缘橡皮的组分及质量份数为：EPDM 100份、ZnO 4~8份、增塑剂 5~8份、防老剂 2~3份、补强填充剂 50~75份、硫化剂 3~5份、阻燃剂 8~10份。
步骤8）中的阻燃高抗撕氯化聚乙烯橡皮外护套是通过密炼机将氯化聚乙烯橡胶、氧化剂、增塑剂、硫化剂、补强剂、防老剂混炼、出片成满足连硫挤出的阻燃高抗撕氯化聚乙烯护套橡皮，该阻燃高抗撕氯化聚乙烯护套橡皮的组分及质量份数为：CPE 100份、MgO 6~12份、增塑剂 15~20份、防老剂 2~3份、补强填充剂 60~80份、 阻燃剂 20~30份、硫化剂 4~6份。
性能测定：
采用该方法制备的结构尺寸和性能具体如下：
额定电压0.6/1 kV乙丙绝缘氯化聚乙烯护套阻燃电力软电缆
型号： ERFP-6/10 1×400
1.主线导体 ：400 mm2；
2.第一层阻水层：1层半导电阻水带重叠绕包， 厚×宽：0.4×60mm，重叠率≥20%；
3.乙丙绝缘：阻燃乙丙绝缘橡皮 ， 标称厚度2.6mm；
4.第二层阻水层：1层半导电阻水带重叠绕包， 厚×宽：0.4×60mm，重叠率≥20%；
5.第一层绕包层：1层单面铝塑复合带重叠绕包，厚×宽：0.2×60mm，重叠率≥20%；
6.金属编织层：镀锡铜丝，铜丝直径φ0.2mm， 编织密度＞80%；
7.第三层阻水层：1层半导电阻水带重叠绕包， 厚×宽：0.4×60mm，重叠率≥20%；
8.第二层绕包层：1层无纺布重叠绕包，厚×宽：0.2×60mm，重叠率≥20%；
9.外护套：阻燃高抗撕氯化聚乙烯护套橡皮，标称厚度2.0mm。
性能：
动力线芯绝缘材料采用阻燃乙丙橡皮绝缘胶，电缆导体长期工作温度达90℃，短路温度为250℃（持续时间≤5s）；
②耐压试验：电缆施加3.5UO的试验电压持续5min，电缆绝缘不击穿；
③氯化聚乙烯护套橡皮抗斯性能：8.5N/mm；
④电缆阻燃性能：通过GB/T 18380.34-2008成束燃烧B试验；
⑤外护套刮磨试验:施加作用力210N，刮磨25次，护套内外表面无裂纹，随后的冲击电压（20kV，正、负极性各10次）电缆部击穿。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆，其特征在于：包括导体，在导体外依次绕包第一阻水层和第二阻水层，在第一阻水层与第二阻水层之间挤包交联型阻燃乙丙橡皮绝缘层构成绝缘线芯；在第二阻水层外设有第一绕包层，第一绕包层外设有金属屏蔽层，在金属屏蔽层外绕包第三阻水层，第三阻水层外再设有第二绕包层，最后在第二绕包层外挤包阻燃高抗撕氯化聚乙烯橡皮外护套。
2.根据权利要求1所述的乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆，其特征在于：所述的导体采用第5类软铜导体，该导体由多股股线束丝分层绞合而成，每层股线束丝分层由多根股线束丝组合而成，相邻两层的绞合方向相反，并且在每两相邻层股线束丝层之间绕包单面半导电阻水带。
3.根据权利要求1所述的乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆，其特征在于：所述的第一阻水层、第二阻水层以及第三阻水层均为半导电阻水带。
4.根据权利要求1所述的乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆，其特征在于：所述第一绕包带为单面铝塑复合带，铝面朝外。
5.根据权利要求1所述的乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆，其特征在于：所述第二绕包带为无纺布。
6.根据权利要求1所述的乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆，其特征在于：所述金属屏蔽层为镀锡铜丝编织而成，编织密度不小于80%。
7.一种如权利要求1所述的乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）首先，采用第5类软铜导体，对于多层绞合导体的每层股线束丝方向与绞合方向相反，并且在每层绞合层间绕包单面半导电阻水带，并捆扎阻水纱；
2）然后在导体外重叠绕包半导电阻水带，重叠率为20%；
3）再在半导电阻水带外通过悬链式连硫挤橡生产线中的挤橡机挤包交联型阻燃乙丙橡皮，挤橡机温度控制在70℃～90℃，生产线速控制在5～10米/分钟，挤出后线芯在密闭的蒸汽管道加热连续硫化，蒸汽管道气压控制在0.9MPa～1.2MPa；硫化后再经过水冷管道冷却形成绝缘线芯，冷却段水温度控制在30℃～50℃；
4）其次，在绝缘线芯外重叠绕包半导电阻水带，重叠率为20%；
5）其次，在半导电阻水带重叠绕包单面铝塑复合带，铝面朝外，重叠率为20%；
6）其次，在单面铝塑复合带外用镀锡铜丝编织，形成金属屏蔽层，编织密度＞80%；
7）其次，在金属屏蔽层外重叠绕包半导电阻水带，重叠率20%；
8）其次，在在半导电阻水带外重叠绕包无纺布扎紧，重叠率20%；
9）其次，在无纺布扎紧层外通过悬链式连硫挤橡生产线中的挤橡机挤包阻燃高抗撕氯化聚乙烯橡皮，挤出温度控制在75℃～88℃，生产线速控制在5～8米/分钟，线芯在密闭的蒸汽管道加热连续硫化，蒸汽管道气压控制在0.9MPa～1.2MPa；硫化后再经过水冷管道冷却，冷却段水温度控制在30℃～50℃，即得到该电缆。
8.根据权利要求 7 所述一种乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆的制备方法，其特征在于：步骤3）中的交联型阻燃乙丙橡皮绝缘层是通过密炼机将乙丙绝缘橡胶、氧化剂、增塑剂、硫化剂、补强剂、防老剂混炼、出片成满足连硫挤出的阻燃乙丙绝缘橡皮，该阻燃乙丙绝缘橡皮的组分及质量份数为：EPDM 100份、ZnO 4~8份、增塑剂 5~8份、防老剂 2~3份、补强填充剂 50~75份、硫化剂 3~5份、阻燃剂 8~10份。
9.根据权利要求 7 所述一种乙丙绝缘阻水、阻燃电力软电缆的制备方法，其特征在于，步骤8）中的阻燃高抗撕氯化聚乙烯橡皮外护套是通过密炼机将氯化聚乙烯橡胶、氧化剂、增塑剂、硫化剂、补强剂、防老剂混炼、出片成满足连硫挤出的阻燃高抗撕氯化聚乙烯护套橡皮，该阻燃高抗撕氯化聚乙烯护套橡皮的组分及质量份数为：CPE 100份、MgO 6~12份、增塑剂 15~20份、防老剂 2~3份、补强填充剂 60~80份、 阻燃剂 20~30份、硫化剂 4~6份。
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