CN217521774U - 防潮控制电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防潮控制电缆，包括缆芯；金属塑料复合挡潮层，金属塑料复合挡潮层包覆在缆芯上；外保护套，外保护套设置在金属塑料复合挡潮层的周围；所述金属塑料复合挡潮层包括：绕包在缆芯上的铝塑复合带绕包层，铝塑复合带绕包层由塑料膜和铝箔组成，铝塑复合带绕包层绕包时，塑料膜朝内铝箔朝外；以挤压挤出方式与铝箔热熔成一体的高密度聚乙烯挤包层；以挤压挤出方式与高密度聚乙烯挤包层结合成一体的尼龙挤包层。本实用新型在保证具备防潮性能，同时避免产品中防潮层出现气泡，杜绝产品鼓包或护套破洞。

Description

防潮控制电缆

技术领域

本实用新型涉及电缆技术领域，具体涉及一种防潮控制电缆。

背景技术

当电缆采用埋地敷设时其防潮防水性能需要被优先考虑，尤其是在低纬度的热带亚热带地区，降水量多，地下水位高。电缆防潮防水特别重要。一旦电缆进水会极大影响电缆的正常运行。电缆进水后，将会引起电缆内部金属腐蚀，绝缘电气性能严重下降，轻则性能下降、重则电缆报废。

CN111370176A公开了一种防潮电缆，这种防潮电缆利用吸水膨胀材料将水挤出防潮管道，另利用第一环形铁芯、第二环形铁芯、分隔永磁环、屏蔽环的作用下使第一环形铁芯、第二环形铁芯在防潮管道内往复移动，进一步将防潮管道内的水分挤出，避免水汽进入电缆内部，造成损坏的情况。

显然的是，上述结构的防潮电缆具有结构复杂、重量大、弯曲性能差、制造困难、成本高、实用性低的缺陷。

据本申请人的了解，现有出现在市面上的地下防潮防水电缆采用金属内护套如铝护套或铅护套结构作为防潮层，然而，由于金属内护套位于外护套和缆芯包带之间，一旦外护套遭到破坏，金属内护套在环境中腐蚀氧化很容易污染土壤和地下水。

实用新型内容

本实用新型提供一种防潮控制电缆，本实用新型在保证具备防潮性能，同时避免产品中防潮层出现气泡，杜绝产品鼓包或护套破洞。

解决上述技术问题的技术方案如下：

一种防潮控制电缆，包括：

缆芯；

金属塑料复合挡潮层，金属塑料复合挡潮层包覆在缆芯上；

外保护套，外保护套设置在金属塑料复合挡潮层的周围；

所述金属塑料复合挡潮层包括：

绕包在缆芯上的铝塑复合带绕包层，铝塑复合带绕包层由塑料膜和铝箔组成，铝塑复合带绕包层绕包时，塑料膜朝内铝箔朝外；

以挤压挤出方式与铝箔热熔成一体的高密度聚乙烯挤包层；

以挤压挤出方式与高密度聚乙烯挤包层结合成一体的尼龙挤包层。

本实用新型中的电缆，在缆芯和外保护套之间通过上述工艺形成了金属塑料复合挡潮层，即采用单面铝塑复合带铝面朝外绕包或纵包缆芯，单面铝塑复合带绕包或纵包后，采用挤压式模具直接挤塑一层高密度聚乙烯挤包层，让高密度聚乙烯挤在高温下直接与铝塑复合带热熔成一体。采用以上热熔方式，可以满足金属塑料复合挡潮层的粘结强度要求。然后在高密度聚乙烯挤包层外挤包一层尼龙挤包层，尼龙挤包层的采用尼龙12。这种铝塑复合带与高密度聚乙烯以及尼龙的三层复合结构设置提高了电缆的机械物理性能和强度，在外保护套被破坏的情况下仍然能起到优异的保护效果，相比与传统的铝护套和铅护套更加环保可有效保护地下水和土壤等环境。依靠尼龙材料优良的防白蚁性能，该种结构相对于常用的在电缆护套材料中添加防白蚁添加剂的做法更加无危害无刺激性，可有效保护生产、使用和工程施工敷设人员的身体健康。可使用于热带亚热带地下水位较高和有白蚁分布的地区。

附图说明

图1为本实用新型中的防潮电缆的一种实施例的示意图；

图2为金属塑料复合挡潮层的结构图；

图3为第一挤出模具与冷却装置配合的示意图；

图4为第二挤出模具内的第二螺杆的结构示意图；

附图中的标记：

导体101，导体绝缘102，线芯包带103，屏蔽层104，铝塑复合带绕包层105，高密度聚乙烯挤包层106，尼龙挤包层107，铠装层108，外护套109；

料斗1，第一挤出模具2，抽真空泵3，第一水槽4，水循环机构5，活性剂加注装置6，第二水槽7；

加料段11，塑化段12，均化段13。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的防潮控制电缆，包括缆芯、金属塑料复合挡潮层、外保护套，金属塑料复合挡潮层包覆在缆芯上；外保护套设置在金属塑料复合挡潮层的周围；所述金属塑料复合挡潮层包括铝塑复合带绕包层105、高密度聚乙烯挤包层106、尼龙挤包层107，铝塑复合带绕包层105绕包在缆芯上，铝塑复合带绕包层105由塑料膜和铝箔组成，铝塑复合带绕包层105绕包时，塑料膜朝内铝箔朝外；高密度聚乙烯挤包层106以挤压挤出方式与铝箔热熔成一体；尼龙挤包层107以挤压挤出方式与高密度聚乙烯挤包层106结合成一体的。

本实用新型的防潮控制电缆的制备方法，包括下以步骤：

S1，制备缆芯；

S2，将金属塑料复合挡潮层设置在缆芯上；

S3，将外保护套设置在金属塑料复合挡潮层的周围。

下面对每个步骤进行说明说明：

如图1所示，步骤S1中的缆芯的制备包括如下过程：

S11，使导体绝缘102包裹在导体101上以形成线芯；导体绝缘102通过挤出模具以挤出的方式包覆在导体101上。

S12，将线芯包带103包覆在线芯上，线芯包带103采用绕包的方式包覆在线芯，从而将多个线芯固定成一体，在线芯包带103与线芯之间还可以增设填充绳，以增加线芯的稳固性以及后续成缆的圆度。

S13，将屏蔽层104绕包在缆芯包带103上，在绕包屏蔽层104前，在缆芯包带103上设置一根接地线，接地线的两端沿着线芯的轴向延伸，屏蔽层104用于屏蔽电磁干扰信号，例如高频和/或低频的电磁干扰信号，以阻止电磁干扰信号对线芯在传递电信号时产生干扰。

如图1至图3所示，步骤S2中所述金属塑料复合挡潮层通过以下步骤制备：

S21，将铝塑复合带绕包层105绕包在缆芯上，即铝塑复合带绕包层105绕包在缆芯中的屏蔽层104上，铝塑复合带绕包层105由塑料膜和铝箔组成，铝塑复合带绕包层105绕包时，塑料膜朝内铝箔朝外，铝箔的厚度为0.04-0.06mm，铝箔的厚度优先采用0.05mm。

单面铝塑复合带作为金属塑料复合挡潮层需要进行纵包或绕包，然后通过第一挤出模具在挤压式挤出方法下直接在高温高压下热熔在一起，可以满足金属塑料复合挡潮层的粘结强度要求。

S22，通过料斗1将高密度聚乙烯加入到第一挤出模具2中，通过第一挤出模具2以挤压挤出方式使高密度聚乙烯和铝箔热熔成一体，在铝塑复合带绕包层105的外周面上形成高密度聚乙烯挤包层106。本实施例中，采用密度0.96-0.98g/cm³的聚乙烯作为高密度聚乙烯(密度低于0.94g/cm³的叫低密度，密度为0.94-0.96g/cm³的叫中密度)，高密度聚乙烯挤包层106对铝箔形成了保护作用，使铝箔不会受到腐蚀或破坏，因此，热熔后的结构可代替传统的金属护套内衬层结构，能有效的保护地下水和土壤不受污染。

对于本实施例中高密度聚乙烯挤包层106采用挤压式的挤出方式，一方面挤压式可以提供高密度聚乙烯和铝塑复合带绕包层105热熔结合的足够压力和温度，另一方面可以保证电缆缆芯圆整，为后续的尼龙挤包层107挤出提供便利。

如图1至图3所示，步骤S22中，对第一挤出模具2抽真空，例如，采用抽真空泵3对第一挤出模具2抽真空，对第一挤出模具2抽真空的作用在于：

排除铝塑复合带绕包层105和高密度聚乙烯挤包层106之间的空气，防止在铝塑复合带绕包层105和高密度聚乙烯挤包层106之间形成气泡，提高铝塑复合带绕包层105和高密度聚乙烯挤包层106的贴合度。

如图1至图3所示，步骤S22中，所述第一挤出模具2的机头温度为185-220℃，第一挤出模具内的第一螺杆的推送压力为压力18-25MPa，挤出速度10-25m/min。优选地，第一挤出模具的机头温度为220℃，第一螺杆的推送压力为压力20MPa，挤出速度8m/min。

如图1所示，步骤S23，通过第二挤出模具以挤压挤出方式使尼龙与高密度聚乙烯结合成一体，在高密度聚乙烯挤包层106外部形成尼龙挤包层107，步骤S23中，对第二挤出模具抽真空。

如图1所示，步骤S23中，尼龙挤包层107如果采用挤管式挤出容易破损，因此，本实施例中，尼龙挤包层107的挤出方式优选采用挤压式挤出。

如图1所示，步骤S23中，尼龙挤包层107厚度需控制在0.4-0.8mm，本实施例中，尼龙挤包层107的材质优先采用尼龙12，因为尼龙12的密度为1.15g/cm3，密度略大于水，但是洛氏硬度(HK)95-105硬度较高，这样对厚度较薄(0.4-0.8mm)的尼龙挤包层107挤出时质量要求较高，所以在高密度聚乙烯挤包层106外部形成尼龙挤包层107(挤尼龙12)，需要采用抽真空的方式以保证尼龙12层和高密度聚乙烯挤包层106紧密贴合，防止挤出后尼龙挤包层107和高密度聚乙烯挤包层106之间有空气气泡，进而导致产品鼓包或护套破洞。

如图1所示，步骤S23中，采用尼龙12作为金属塑料复合挡潮层中的第三层防护层，尼龙12具有化学稳定性高、耐油性、耐磨性均较好，吸水率低，尺寸稳定性好。且由于其优良的强度和硬度和耐磨性表面光滑性可达到有效的防白蚁效果，另外白蚁啃咬尼龙材料时分泌的蚁酸和尼龙12反应产生的化学成分也是白蚁所厌恶的，可有效驱避白蚁，保护电缆不受白蚁破坏。

步骤S23中，所述第二挤出模具的机头温度为160-215℃，第二挤出模具内的第二螺杆的推送压力为压力18-25MPa，挤出速度5-20m/min。优选地，第二挤出模具的机头温度为210℃，第二螺杆的推送压力为压力22MPa，挤出速度8m/min。

本实施例中，在挤出尼龙时要求挤出压力大才能获得均匀包覆的尼龙挤包层107，出料稳定，因此第二挤出模具内的第二螺杆须为专用的尼龙材料挤出螺杆。如图3所示，第二挤出模具内的第二螺杆包括第二螺杆本体、螺筒以及多个加热部件，第二螺杆本体的至少一部分位于螺筒内，多个加热部件位于第二螺杆本体周围并沿着螺筒的轴向排列，如图4所示，其中第二螺杆本体包括加料段11、塑化段12、均化段13，本实施例中，加热部件的数量为3个，加料段11、塑化段12、均化段13均对应有一个加热部件。

如图4所示，加料段11用于预热尼龙，塑化段12用于压缩和融化塑化尼龙，均化段13用于搅拌并推动熔融的尼龙的流向第二挤出模具的头部，熔融的尼龙在均化段13的作用下，以恒定的压力、温度以及流量流向第二挤出模具的头部。

如图4所示，加料段11的长度为第二螺杆本体总长的60-65％，塑化段12的长度为第二螺杆本体总长的10-15％，均化段13的长度为第二螺杆本体总长的20-25％。例如，加料段11的长度为第二螺杆本体总长的65％，塑化段12的长度为第二螺杆本体总长的15％，均化段13的长度为第二螺杆本体总长的20％。

如图4所示，加料段11与均化段13的压缩比为2.5-3.5，第二螺杆本体的总长与加料段11的外径比为24-26。优选地，加料段11与均化段13的压缩比为3，第二螺杆本体的总长与加料段11的外径比为25。

如图4所示，上述结构的第二螺杆可使进料相等的情况下产生更大更稳定的压力，输出产生喷射效果从而达到均匀包覆的目的。

上述步骤S22和步骤S23，均采用了挤压式挤出，挤压式挤出的高密度聚乙烯挤包层106以及尼龙挤包层107，使电缆可达到圆整的效果，圆整度需保持90％以上。

对于步骤S22而言，如图3所示，在形成高密度聚乙烯挤包层106后，还包括采用冷却装置对挤出的高密度聚乙烯挤包层106进行分段式冷却的步骤，冷却装置包括第一水槽4以及位于第一水槽4下游的第二水槽7，其中，第一水槽4中的水温为50-60℃，本实施例中，第一水槽4中的水温优先采用55℃，第二水槽7中的水优先采用常温水，常温水的温度在20-25℃之间。

如图3所示，采用分段冷却优点是可以减少高密度聚乙烯挤包层106的内应力，进而提高成品的机械强度断裂伸长率和抗开裂的能力。经试验证明，第一水槽4中的水温如果高于60℃会不安全，例如，会对操作人员造成安全隐患，低于50℃，达不到降低内应力的作用。

如图3所示，对于刚挤出的高密度聚乙烯挤包层106而言，其表面温度较高(通常在150℃以上)，因此需采用水冷却的方式冷却，通过水龙头或水管向冷却水槽中加水时，由于水中会带入大量空气，进而形成气泡，若气泡附着在高温的高密度聚乙烯挤包层106的表面经过第一水槽4和/或第二水槽7的冷却却时，附着的气泡则会导致高密度聚乙烯挤包层106的表面产生凹凸结构。

如图3所示，本实施例中，为了避免上述冷却过程中在，高密度聚乙烯挤包层106的表面产生凹坑，还设置了向第一水槽4和/或第二水槽7中加入表面活性剂的步骤，表面活性剂用于防止水中的气泡造成高密度聚乙烯挤包层106表面产生凹凸结构(凹陷或凸起)，每个水槽中的表面活性剂所占的质量百分比为1-1.2％，每个水槽中的表面活性剂所占的质量百分比优先采用1.05％。

本实施例中的表面活性剂的主要成分包括：直链烷基苯磺酸：11-12份；AES(中文含义：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠)：7-9份；烷基醇酰胺：1-3份；防腐剂凯松：0.06-0.1份；氢氧化钠：1-1.5份；AEO9(中文含义：脂肪醇聚氧乙烯醚)：6-8份；EDTA－2Na(中文含义：乙二胺四乙酸二钠盐)：0.08-0.12份，增稠剂(NaCl)：0.8-1.2份；去离子水：95-105份。

优选的表面活性剂成分为：链烷基苯磺酸10.5份；AES 8份；烷基醇酰胺6501 2份；防腐剂凯松0.08份；氢氧化钠1.3份；AEO9 8份；EDTA－2Na 0.1份，增稠剂1份；去离子水100份。

加入表面活性剂后，表面活性剂作用是降低液体的表面张力，又因为表面活性剂更容易在固体表面吸附，在气泡和高密度聚乙烯挤包层106表面之间形成一层隔膜，重而让气泡不会附着在高密度聚乙烯挤包层106表面。

在试制现场，将加入了表面活性剂和没有加表面活性剂的两种试制品进行对比，对于向水中添加了表面活性剂的试制品，用放大镜观察高密度聚乙烯挤包层106的表面，没有凹凸结构，对于没有向水中添加活性剂的试制品，在高密度聚乙烯挤包层106的表面能明显看到较多的凹凸结构。

由于表面活性剂在使用中会损耗，因此所述第一水槽4和/或第二水槽7内的水以及表面活性剂使用7-8小时后更换，本实施例中，第8小时更换一次。表面活性剂采用活性剂加注装置6加注，活性剂加注装置6由加料泵、料箱、控制器、加料电磁阀组成，加料泵通过加料电磁阀与料箱连接，加料泵、加料电磁阀分别与控制器电性连接，加料泵的工作受控制器的控制。

控制器设置加料时间，当到达加料时间时，控制器控制加料电磁阀开启，以及控制加料泵工作，加料泵将存放在料箱内的表面活性剂送到第一水槽4和/或第二水槽7内。通过控制器的控制，能实现自动添加表面活性剂的优点。

第一水槽4上设置有用于降低表面活性剂流失的水循环机构5。水循环机构5包括用于支撑第一水槽4的第一支腿以及循环水泵，第一支腿至少为两个，第一支腿内部的至少一部分为空心，第一支腿与第一水槽4连通，循环水泵的输入端与一个第一支腿连接，循环水泵的输出端与另一个第一支腿连接。循环水泵工作时，使第一水槽4的混合液体循环流动。

上述结构的水循环机构5利用了支撑第一水槽4的第一支腿，第一水槽4本身需要第一支腿的支撑，同时又将第一支腿作为循环混合液的管道使用，既节省了成本，又降低了单独设置一个水循环机构5占用场地的面积。

所述步骤S3中的外保护套包括钢丝铠装层108、外护套109，钢丝铠装层108配置在尼龙挤包层107的外周面，钢丝铠装层108以铠装的方式与尼龙挤包层107结合，用于增加电缆的机械性能，保护缆芯和金属塑料复合挡潮层不受外力破坏。外护套109配置在钢丝铠装层108的外周面。外护套109的材质采用橡胶，外护套109通过挤出方式包裹在钢丝铠装层108上。

通过上述方法试制获得的防潮电缆进行测试，具体的测试项目的判定结果如下面的表1.

表1

根据表1可知，通过本实用新型的方案获得的试制品均通过相应的测试项目，证明了本实用新型方案的优异性。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本实用新型的较优实施例用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，更不是限制本实用新型的保护范围；尽管参照前述各实施例对实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种防潮控制电缆，包括：

缆芯；

金属塑料复合挡潮层，金属塑料复合挡潮层包覆在缆芯上；

外保护套，外保护套设置在金属塑料复合挡潮层的周围；

其特征在于，所述金属塑料复合挡潮层包括：

绕包在缆芯上的铝塑复合带绕包层（105），铝塑复合带绕包层（105）由塑料膜和铝箔组成，铝塑复合带绕包层（105）绕包时，塑料膜朝内铝箔朝外；

以挤压挤出方式与铝箔热熔成一体的高密度聚乙烯挤包层（106）；

以挤压挤出方式与高密度聚乙烯挤包层（106）结合成一体的尼龙挤包层（107）。

2.根据权利要求1所述的防潮控制电缆，其特征在于，铝箔的厚度为0.04-0.06mm。

3.根据权利要求1所述的防潮控制电缆，其特征在于，尼龙挤包层（107）的材质为尼龙12。

4.根据权利要求1所述的防潮控制电缆，其特征在于，尼龙挤包层（107）的厚度为0.4-0.8mm。

5.根据权利要求1所述的防潮控制电缆，其特征在于，外保护套包括：

用于增加电缆机械性能的钢丝铠装层（108），钢丝铠装层（108）配置在尼龙挤包层（107）的外周面；

外护套（109），外护套（109）配置在钢丝铠装层（108）的外周面；

钢丝铠装层（108），起到增加电缆机械性能，保护缆芯和内护套不受外力破坏。

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