CN106205792B - 一种铠装铝合金电力电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明的铠装铝合金电力电缆，包括线芯，包裹线芯的填充层，绕包在填充层外的阻燃绕包层，挤包在阻燃绕包层外的内护套，包裹在内护套外的铠装层，挤包在铠装层外的外护套；线芯由导体，绕包在导体外的绝缘绕包层，挤包在绝缘绕包层外的绝缘层，绕包在绝缘层外的屏蔽层组成；填充层由润滑脂、粒度4000目氢氧化铝、粒度2000目坡缕石粉末按重量比5:3:2比例组成。本发明的铠装铝合金电力电缆，采用了特殊的多层结构设计，以及新型的电缆料和填充层，因此，本发明的铠装铝合金电力电缆，具有优异的耐热、耐老化、耐候性和良好的机械性能；尤其是突出的耐油性能和低温性能，使其能够在高寒、高油、海水等恶劣环境中应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种电缆，特别是涉及一种铠装铝合金电力电缆。
背景技术
电力电缆用于传输和分配电能的电缆。常用于城市地下电网、发电站的引出线路、工矿企业的内部供电及过江、过海的水下输电线。在电力线路中，电缆所占的比重正逐渐增加。电力电缆是在电力***的主于线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品,其中包括1-500KV以及以上各种电压等级,各种绝缘的电力电缆。
耐油电缆(英文译名:Oil resistant cable)是一种防静电耐油特种测量电缆，防静电耐油特种测量电缆，由多股铜导体、聚氟物塑料绝缘、TPV热塑性弹性体内护套、镀锌钢丝承载加强层、聚氨酯基外护套组成，在多股铜导体外挤包聚氟物塑料绝缘材料，在多芯线缆外挤包TPV热塑性弹性体内护套，在TPV热塑性弹性体内护套外编织镀锌钢丝承载加强层，在镀锌钢丝承载加强层外挤包聚氨酯基外护套。聚氯乙烯或聚乙烯绝缘的耐寒电缆:电缆导体长期允许的最高工作温度为70℃。短路时（最长持续时间不超过5s）电缆导体的最高温度不超过160℃。交联聚乙烯绝缘的耐寒电缆:电缆导体长期允许的最高工作温度为90℃。短路时（最长持续时间不超过5s）电缆导体的最高温度不超过250℃。耐寒电缆具有优异的耐寒性能，可在冬季寒冷条件下，正常安装使用。在超低温状态下即使是受到外界力作用，电缆外护套仍然具有良好的物理机械、电气、耐老化性能，不会开裂，大大提高了电缆的安全性和使用寿命。电缆的一般性能如电气性能、机械性能完全符合国家标准的要求；其特殊性能指标：在相应额定低温条件下（-40℃、-45℃、-50℃、-55℃和-60℃），低温卷绕试验不开裂、低温拉伸试验伸长率最小20%、低温冲击试验不开裂。
发明内容
本发明的目的是克服现有电缆的技术缺陷，提供一种综合性能优异可靠性高，具有较高的机械强度抗撕裂强度；同时具有突出的耐寒性能和耐油性能的铠装铝合金电力电缆。
本发明的铠装铝合金电力电缆，包括线芯，包裹所述线芯的填充层，绕包在所述填充层外的阻燃绕包层，挤包在所述阻燃绕包层外的内护套，包裹在所述内护套外的铠装层，挤包在所述铠装层外的外护套；所述线芯由导体，绕包在所述导体外的绝缘绕包层，挤包在所述绝缘绕包层外的绝缘层，绕包在所述绝缘层外的屏蔽层组成；所述填充层由润滑脂、粒度4000目氢氧化铝、粒度2000目坡缕石粉末按重量比5:3:2比例组成。
作为优化，该铠装铝合金电力电缆，所述线芯由8030铝合金导体，绕包在所述8030铝合金导体外的聚酰亚胺胶带绝缘绕包层，挤包在所述聚酰亚胺胶带绝缘绕包层外的绝缘层，绕包在所述绝缘层外的铝塑复合带屏蔽层组成。
作为优化，该铠装铝合金电力电缆，所述阻燃绕包层采用合成云母带，所述铠装层采用铝带铠装层。
作为优化，该铠装铝合金电力电缆，所述绝缘层、外护套和内护套所用电缆料，采用以下重量份数的组分制成：三元乙丙橡胶55～60份、氢化丁腈橡胶40～45份、仲辛基酚聚氧乙烯醚3～3.5份、丙二醇丁醚7～8份、平均粒径40nm纳米氧化铋2～2.5份、平均粒径50nm纳米碳化钨1～1.5份、平均粒径20um羟基磷灰石4～5份、异丁基三乙氧基硅烷2～2.5份、柠檬酸三乙酯3～4份、二乙二醇单丁醚4～5份、粒度1000目二氧化硅20～25份、粒度800目轻质碳酸钙11～13份、粒度2000目氢氧化镁8～10份、没食子酸丙酯2～2.5份。
本发明用于绝缘层、外护套和内护套的电缆料，通过以下步骤制成：
(1)将仲辛基酚聚氧乙烯醚3.2份、丙二醇丁醚7.2份，混合均匀，然后加入平均粒径40nm纳米氧化铋2.3份、平均粒径50nm纳米碳化钨1.3份，用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在70～80℃超声处理50分钟，然后加入平均粒径20um羟基磷灰石4.5份，搅拌均匀；
(2) 将异丁基三乙氧基硅烷2.3份、柠檬酸三乙酯3.5份、二乙二醇单丁醚4.5份、粒度1000目二氧化硅23份、粒度800目轻质碳酸钙12份、粒度2000目氢氧化镁9份，加入搅拌机中搅拌均匀；
(3)将三元乙丙橡胶58份、氢化丁腈橡胶42份、没食子酸丙酯2.1份加入到密炼机中，在90～100℃混炼3～4min；将密炼机升温至105～110℃，加入步骤（1）中的混合物继续混炼3～4min；然后加入步骤（2）中的混合物继续混炼4～5min；降温至50℃～55℃出料；
(4)然后将步骤(3)的混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的喂料口、第二加热段、第三加热段、第四加热段到机头的温度分别设置为155℃、160℃、165℃、162℃、160℃，挤出得所需的电缆料。
本发明的铠装铝合金电力电缆，采用了特殊的多层结构设计，以及新型的电缆料和填充层， 填充层采用特殊的配方，具有适宜的硬度、粘度和良好的低温韧性；热稳定性和抗水性优异，且电绝缘性能强、损耗小，与电缆内外护套的相容性好，是一种优良的填充物。绝缘层和内护套采用新型电缆料，具有突出的的耐油性、耐溶剂性和耐化学腐蚀性，还具有较高的机械强度抗撕裂强度；以及优异的耐老化性、耐热性、阻燃性、低温性能。因此，本发明的铠装铝合金电力电缆，具有优异的耐热、耐老化、耐候性和良好的机械性能；尤其是突出的耐油防水性能和低温性能，使其能够在高寒、高油、海水等恶劣环境中应用。
附图说明
图1为本发明铠装铝合金电力电缆的结构示意图。
具体实施方式
下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明内容对本发明的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1：如图1所示，本发明的铠装铝合金电力电缆，包括三条线芯，包裹线芯的填充层5，绕包在填充层5外的合成云母带阻燃绕包层6，挤包在合成云母带阻燃绕包层6外的内护套7，包裹在内护套7外的铝带铠装层8，挤包在铝带铠装层8外的外护套9；线芯由8030铝合金导体1，绕包在8030铝合金导体1外的聚酰亚胺胶带绝缘绕包层2，挤包在聚酰亚胺胶带绝缘绕包层2外的绝缘层3，绕包在绝缘层3外的铝塑复合带屏蔽层4组成。填充层5由安川精细化工AT-11硅酮润滑脂、粒度4000目氢氧化铝、粒度2000目坡缕石粉末按重量比5:3:2比例组成。
本发明用于绝缘层、外护套和内护套的电缆料，通过以下步骤制成：
(1)将仲辛基酚聚氧乙烯醚（SOPE-7）3.2千克、丙二醇丁醚7.2千克，混合均匀，然后加入平均粒径40nm纳米氧化铋2.3千克、平均粒径50nm纳米碳化钨1.3千克，用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在70～80℃超声处理50分钟，然后加入平均粒径20um羟基磷灰石4.5千克，搅拌均匀；
(2) 将异丁基三乙氧基硅烷2.3千克、柠檬酸三乙酯3.5千克、二乙二醇单丁醚4.5千克、粒度1000目二氧化硅23千克、粒度800目轻质碳酸钙12千克、粒度2000目氢氧化镁9千克，加入搅拌机中搅拌均匀；
(3)将美国陶氏EPDM3720P三元乙丙橡胶58千克、日本瑞翁（Zetpol）ZP-0020氢化丁腈橡胶42千克、没食子酸丙酯2.1千克加入到密炼机中，在90～100℃混炼3～4min；将密炼机升温至105～110℃，加入步骤（1）中的混合物继续混炼3～4min；然后加入步骤（2）中的混合物继续混炼4～5min；降温至50℃～55℃出料；
(4)然后将步骤(3)的混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的喂料口、第二加热段、第三加热段、第四加热段到机头的温度分别设置为155℃、160℃、165℃、162℃、160℃，挤出得所需的电缆料。
本发明电缆料，采用优化的填料和助剂组合，达到了采用其他常规填料和助剂组合，远远达不到的优异机械性能、耐老化性能和突出的低温性能。该电缆料拉伸强度：16.69Mpa；断裂伸长率412%；撕裂强度33.3KN/m；185℃×168 h热空气老化后，拉伸强度变化率：5.2%、断裂伸长率变化率-4.3%；耐油试验IRM903 125℃×168 h，拉伸强度变化率：9.2%、断裂伸长率变化率-10.3%；耐CARBO SEA（油基）钻井液试验 85℃×56天，拉伸强度变化率：8.1%、断裂伸长率变化率-9.9%；100h紫外光照射后的冲击保持率,93%；低温脆化温度,-66℃。
实施例2：如图1所示，本发明的铠装铝合金电力电缆，包括三条线芯，包裹线芯的填充层5，绕包在填充层5外的合成云母带阻燃绕包层6，挤包在合成云母带阻燃绕包层6外的内护套7，包裹在内护套7外的铝带铠装层8，挤包在铝带铠装层8外的外护套9；线芯由8030铝合金导体1，绕包在8030铝合金导体1外的聚酰亚胺胶带绝缘绕包层2，挤包在聚酰亚胺胶带绝缘绕包层2外的绝缘层3，绕包在绝缘层3外的铝塑复合带屏蔽层4组成。填充层5由安川精细化工AT-11硅酮润滑脂、粒度4000目氢氧化铝、粒度2000目坡缕石粉末按重量比5:3:2比例组成。
本发明用于绝缘层、外护套和内护套的电缆料，通过以下步骤制成：
(1)将仲辛基酚聚氧乙烯醚（SOPE-7）3.5千克、丙二醇丁醚8千克，混合均匀，然后加入平均粒径40nm纳米氧化铋2.5千克、平均粒径50nm纳米碳化钨1.5千克，用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在70～80℃超声处理50分钟，然后加入平均粒径20um羟基磷灰石5千克，搅拌均匀；
(2) 将异丁基三乙氧基硅烷2.5千克、柠檬酸三乙酯4千克、二乙二醇单丁醚5千克、粒度1000目二氧化硅25千克、粒度800目轻质碳酸钙13千克、粒度2000目氢氧化镁10千克，加入搅拌机中搅拌均匀；
(3)将美国陶氏EPDM3720P三元乙丙橡胶60千克、日本瑞翁（Zetpol）ZP-0020氢化丁腈橡胶45千克，没食子酸丙酯2.5千克加入到密炼机中，在90～100℃混炼3～4min；将密炼机升温至105～110℃，加入步骤（1）中的混合物继续混炼3～4min；然后加入步骤（2）中的混合物继续混炼4～5min；降温至50℃～55℃出料；
(4)然后将步骤(3)的混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的喂料口、第二加热段、第三加热段、第四加热段到机头的温度分别设置为155℃、160℃、165℃、162℃、160℃，挤出得所需的电缆料。该电缆料拉伸强度：16.73Mpa；断裂伸长率410%；撕裂强度33.5KN/m；185℃×168 h热空气老化后，拉伸强度变化率：5.3%、断裂伸长率变化率-4.3%；耐油试验IRM903 125℃×168 h，拉伸强度变化率：9.2%、断裂伸长率变化率-10.3%；耐CARBO SEA（油基）钻井液试验 85℃×56天，拉伸强度变化率：8.1%、断裂伸长率变化率-9.9%；100h紫外光照射后的冲击保持率,92%；低温脆化温度,-67℃。
实施例3：铠装铝合金电力电缆，结构与实施例1相同不同之处在于，本发明用于绝缘层、外护套和内护套的电缆料，通过以下步骤制成：(1)将仲辛基酚聚氧乙烯醚（SOPE-7）3千克、丙二醇丁醚7千克，混合均匀，然后加入平均粒径40nm纳米氧化铋2千克、平均粒径50nm纳米碳化钨1千克，用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在70～80℃超声处理50分钟，然后加入平均粒径20um羟基磷灰石4千克，搅拌均匀；
(2) 将异丁基三乙氧基硅烷2千克、柠檬酸三乙酯3千克、二乙二醇单丁醚4千克、粒度1000目二氧化硅20千克、粒度800目轻质碳酸钙11千克、粒度2000目氢氧化镁8千克，加入搅拌机中搅拌均匀；
(3)将美国陶氏EPDM3720P三元乙丙橡胶55千克、日本瑞翁（Zetpol）ZP-0020氢化丁腈橡胶40千克、没食子酸丙酯2千克加入到密炼机中，在90～100℃混炼3～4min；将密炼机升温至105～110℃，加入步骤（1）中的混合物继续混炼3～4min；然后加入步骤（2）中的混合物继续混炼4～5min；降温至50℃～55℃出料；
(4)然后将步骤(3)的混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的喂料口、第二加热段、第三加热段、第四加热段到机头的温度分别设置为155℃、160℃、165℃、162℃、160℃，挤出得所需的电缆料。该电缆料拉伸强度：16.66Mpa；断裂伸长率414%；撕裂强度33.5KN/m；185℃×168 h热空气老化后，拉伸强度变化率：5.2%、断裂伸长率变化率-4.3%；耐油试验IRM903 125℃×168 h，拉伸强度变化率：9.3%、断裂伸长率变化率-10.5%；耐CARBO SEA（油基）钻井液试验 85℃×56天，拉伸强度变化率：8.2%、断裂伸长率变化率-9.8%；100h紫外光照射后的冲击保持率,92%；低温脆化温度,-66℃。本实施例电缆料的指标远大于对比例1的相关指标。
对比例1：铠装铝合金电力电缆，结构与实施例1相同不同之处在于，本发明用于绝缘层、外护套和内护套的电缆料，通过以下步骤制成：(1)将仲辛基酚聚氧乙烯醚（SOPE-7）3.2千克、丙二醇丁醚7.2千克，混合均匀，然后加入平均粒径20um羟基磷灰石4.5千克，搅拌均匀；
(2) 将异丁基三乙氧基硅烷2.3千克、柠檬酸三乙酯3.5千克、二乙二醇单丁醚4.5千克、粒度1000目二氧化硅23千克、粒度800目轻质碳酸钙12千克、粒度2000目氢氧化镁9千克，加入搅拌机中搅拌均匀；
(3)将美国陶氏EPDM3720P三元乙丙橡胶58千克、日本瑞翁（Zetpol）ZP-0020氢化丁腈橡胶42千克加入到密炼机中，在90～100℃混炼3～4min；将密炼机升温至105～110℃，加入步骤（1）中的混合物继续混炼3～4min；然后加入步骤（2）中的混合物继续混炼4～5min；降温至50℃～55℃出料；
(4)然后将步骤(3)的混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的喂料口、第二加热段、第三加热段、第四加热段到机头的温度分别设置为155℃、160℃、165℃、162℃、160℃，挤出得所需的电缆料。该电缆料拉伸强度：14.19Mpa；断裂伸长率402%；撕裂强度26.1KN/m；185℃×168 h热空气老化后，拉伸强度变化率：7.2%、断裂伸长率变化率-8.3%；耐油试验IRM903 125℃×168 h，拉伸强度变化率：12.2%、断裂伸长率变化率-14.3%；耐CARBO SEA（油基）钻井液试验 85℃×56天，拉伸强度变化率：9.2%、断裂伸长率变化率-11.2%；100h紫外光照射后的冲击保持率,72%；低温脆化温度,-53℃。
Claims (2)
1.一种铠装铝合金电力电缆，其特征在于：包括线芯，包裹所述线芯的填充层，绕包在所述填充层外的阻燃绕包层，挤包在所述阻燃绕包层外的内护套，包裹在所述内护套外的铠装层，挤包在所述铠装层外的外护套；
所述线芯由8030铝合金导体，绕包在所述8030铝合金导体外的聚酰亚胺胶带绝缘绕包层，挤包在所述聚酰亚胺胶带绝缘绕包层外的绝缘层，绕包在所述绝缘层外的铝塑复合带屏蔽层组成；
所述填充层由润滑脂、粒度4000目氢氧化铝、粒度2000目坡缕石粉末按重量比5:3:2比例组成；
所述绝缘层、外护套和内护套所用电缆料，采用以下重量份数的组分制成：三元乙丙橡胶58份、氢化丁腈橡胶42份、仲辛基酚聚氧乙烯醚3.2份、丙二醇丁醚7.2份、平均粒径40nm纳米氧化铋2.3份、平均粒径50nm纳米碳化钨1.3份、平均粒径20um羟基磷灰石4.5份、异丁基三乙氧基硅烷2.3份、柠檬酸三乙酯3.5份、二乙二醇单丁醚4.5份、粒度1000目二氧化硅23份、粒度800目轻质碳酸钙12份、粒度2000目氢氧化镁9份、没食子酸丙酯2.1份。
2.根据权利要求1所述的铠装铝合金电力电缆，其特征在于所述阻燃绕包层采用合成云母带，所述铠装层采用铝带铠装层。
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