专利名称：钢包车专用电缆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电缆，具体地说是钢包车专用电缆。
背景技术：
目前，广泛使用的钢包车电缆主要以纯铜为导体，天然+ 丁苯混合橡胶为绝缘和护套材料的传统工艺。我国是世界第一钢铁大国，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；耐油和耐溶剂性差，抗酸碱的腐蚀能力低；耐热性低，且为易燃材料。因此，一般只能运行三天左右，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。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供钢包车专用电缆，是一种结构独特、材料合理、工艺科学并能有效提高工作效率、产品质量及节约能源的钢包车专用电缆，具有抗拉力、抗高温、抗撕磨的特点。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是钢包车专用电缆，其结构包括外部的保护套以及保护套内部的导体线芯；所述导体线芯由中间的抗拉力加强内芯及围绕内芯其周边的铜束线芯绞合构成。在上述技术方案的基础上所进一步的技术方案所述抗拉力加强内芯为碳纤维材质的内芯或者镀锌绞合钢芯。在上述技术方案的基础上所进一步的技术方案所述保护套为硅橡胶保护套，所述整个导体线芯的外部设置有硅橡胶绝缘层，在硅橡胶保护套和硅橡胶绝缘层之间填充有无机填充料。在上述技术方案的基础上所进一步的技术方案所述整个导体线芯与硅橡胶绝缘层之间的导体线芯的外周侧面包裹有双面合成耐火云母带；所述硅橡胶保护套和硅橡胶绝缘层之间的硅橡胶绝缘层的外周侧面包裹有双面合成耐火云母带。本实用新型的钢包车专用电缆和现有技术相比，具有以下有益效果A、结构的确定从电缆的使用性能看，独特而稳定的结构起着决定性作用。抗拉力结构，高强度抗拉双金属组合结构或者内碳纤维外金属导体的组合结构。导体线芯采用中心镀锌绞合钢芯+外面芯铜束线芯绞合而成，镀锌绞合钢芯的抗拉强度高达2000N/mm2，可大大降低钢包车行进产生的拉力对电缆导体的破坏，减少导体单丝断裂。避免局部放电造成的导体短路现象，使导体同时具备了优良的电性能和机械性能。碳纤维(carbon fibre)，顾名思义，它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其 3倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、 碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。有学者在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH溶液中， 时间已过去20多年，它至今仍保持纤维形态。碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7 9倍，抗拉弹性模量为23000 43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/Cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。 材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景，综观多种新兴的复合材料(如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料)的优异性能，不少人预料，人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。内碳纤维外金属导体的组合结构其性能更加优异。抗高温结构，四层高温的防护结构。导体保护，导体绞合后绕包双面合成耐火云母带，该材料具有耐酸碱、抗电晕、抗辐射特性，保护电缆导体在火焰温度高达1000°c时，持续运行三个小时，因此，可在一段时间内经受住短路发热、钢水溅烫、大火危险情况下正常运行，为钢包车安全撤离赢得宝贵时间，给电缆的安全、稳定运行形成了第一层决定性安全保护。绝缘保护，导体绕包后挤制硅橡胶绝缘，硅橡胶长期使用温度范围-90 +250°C。 电绝缘性能优良，即使在温度和频率时，或受潮时，硅橡胶的电绝缘性能乃保持稳定，而且在燃烧过程后生产的二氧化硅乃是绝缘体。因此，可长期经受住电缆内部的电压冲击、内部电、热老化及泄漏电流，保证电缆的高绝缘性能和热性能，给电缆形成了第二层安全保护。成缆保护，成缆用无机填充料及双面合成耐火云母带进行绕包，可进一步加强电缆的耐热等级，给电缆形成了第三层辅助安全保护。护套保护，成缆后挤制配方硅橡胶护套，通过优化配方，硅橡胶不仅具备了阻燃、 耐磨、抗撕裂的性能，而且耐臭氧老化、氧老化、光老化和大气老化性能进一步得到提高。无臭无毒，燃烧过程中不产生有毒气体，是高科技环保材料。因此，可全面防止外力作用、环境温度等对电缆的破坏和损害，给电缆形成了第四层全方位安全保护。B、材料的选择从电缆使用寿命看，合理而正确的选用材料，是关键因素。抗拉力材料，选用碳纤维材质或者镀锌绞合钢芯，可将电缆的抗拉强度提高10倍以上，由传统铜导体的200N/mm2提升至3500N/mm2，从根本上解决了钢包车在使用过程中对电缆施加的拉力问题，提升了电缆的机械性能和运行稳定性。耐高温材料，绕包选用双面合成耐火云母带，填充采用无机材料，绝缘和护套材料选用耐高温硅橡胶。均为耐高温、阻燃、耐火材料，可将电缆的运行极限温度提高10倍，由传统的100°c提升至1000°C，提升了电缆的耐温等级和使用寿命。抗撕摩材料，护套选用优化配方硅橡胶材料，经过优化改良后的硅橡胶特殊配方， 硅橡胶具有高强度的抗撕裂、耐摩擦能力，综合数据是普通橡胶材料的五倍以上。C、工艺的完善从电缆的运行效果看，科学、适宜的工艺起着深远的影响。双金属组合工艺，减少了导体的肌肤效应和临近效应，提高了电性能。[0025]小节距退扭绞线工艺，降低了单丝导体受力不均的情况，提高了稳定性。绝缘和护套低温、低压连续硫化挤制工艺，避免了高温、高压挤出下材料的化学分解，降低了杂质含量，提高了产品质量，节约了能源。本实用新型由于结构独特、材料合理、工艺科学，电缆抗拉强度、耐温等级、抗撕裂摩擦力有了极大的提升，增加了电缆运行的安全性和稳定性及使用寿命，有效提高工作效率、产品质量而且节约能源。
附图为本实用新型的钢包车专用电缆的结构示意图。图中1、抗拉力加强内芯，2、铜束线芯，3、双面合成耐火云母带，4、硅橡胶绝缘，5、 无机填充料，6、双面合成耐火云母带，7、硅橡胶护套。
具体实施方式
接下来参照说明书附图对本实用新型的钢包车专用电缆作以下详细地说明。钢包车专用电缆，其结构包括外部的保护套以及保护套内部的导体线芯；所述导体线芯由中间的抗拉力加强内芯及围绕内芯其周边的铜束线芯绞合构成。所述抗拉力加强内芯为碳纤维材质的内芯或者镀锌绞合钢芯。所述保护套为硅橡胶保护套，所述整个导体线芯的外部设置有硅橡胶绝缘层，在硅橡胶保护套和硅橡胶绝缘层之间填充有无机填充料。所述整个导体线芯与硅橡胶绝缘层之间的导体线芯的外周侧面包裹有双面合成耐火云母带；所述硅橡胶保护套和硅橡胶绝缘层之间的硅橡胶绝缘层的外周侧面包裹有双面合成耐火云母带。从附图可以看出，钢包车专用电缆，由内到外依次包括有镀锡绞合钢芯+铜束线芯组合导体或者内碳纤维外金属导体的组合结构。外包云母带，硅橡胶绝缘、无机填充缆芯、外包云母带、硅橡胶护套组成。产品采用高强度抗拉双金属组合结构、四层高温的防护结构、抗拉力材料、耐高温材料、抗撕摩材料。抗拉力加强内芯1由镀锌绞合钢芯、铜束线芯2以镀锌绞合钢芯为中心并以10倍的节距进行退扭绞合而成或者内碳纤维外金属导体的组合结构。电缆作为钢包车和缆车之间的动力传输线和移动连接线，抗拉力加强内芯承受主要拉力，铜束线芯2承受辅助拉力。四层高温的防护结构由双面合成耐火云母带3、硅橡胶绝缘4、无机填充料5、双面合成耐火云母带6、硅橡胶护套7以不同方式分别绕包或挤包4层耐高温防护结构组成，其中双面合成耐火云母带3、硅橡胶绝缘4、主要承担短路发热、钢水溅烫、大火的突发危险情况；而无机填充料5、双面合成耐火云母带6、硅橡胶护套7主要承担外部高温环境、未冷却钢渣的常规破坏情况。抗拉力结构，高强度抗拉双金属组合结构或者内碳纤维外金属导体的组合结构。 碳纤维(carbon fibre)，顾名思义，它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。有学者在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH溶液中，时间已过去 20多年，它至今仍保持纤维形态。[0036]碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7 9倍，抗拉弹性模量为23000 43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/Cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。 材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景，综观多种新兴的复合材料(如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料)的优异性能，不少人预料，人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。内碳纤维外金属导体的组合结构其性能更加优异。耐高温材料由双面合成耐火云母带3，硅橡胶绝缘4、无机填充料5、双面合成耐火云母带6、硅橡胶护套7组成。抗撕裂、摩擦材料由硅橡胶护套7组成，电缆成缆后挤制优化改良后的硅橡胶特殊配方，主要承担钢渣磕碰、地面磨损的破坏情况。以上所述实施例，只是本实用新型较优选的具体的实施方式的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.钢包车专用电缆，其结构包括外部的保护套以及保护套内部的导体线芯；其特征在于所述导体线芯由中间的抗拉力加强内芯及围绕内芯其周边的铜束线芯绞合构成。
2.根据权利要求1所述的钢包车专用电缆，其特征在于所述抗拉力加强内芯为碳纤维材质的内芯或者镀锌绞合钢芯。
3.根据权利要求1或2所述的钢包车专用电缆，其特征在于所述保护套为硅橡胶保护套，所述整个导体线芯的外部设置有硅橡胶绝缘层，在硅橡胶保护套和硅橡胶绝缘层之间填充有无机填充料。
4.根据权利要求3所述的钢包车专用电缆，其特征在于所述整个导体线芯与硅橡胶绝缘层之间的导体线芯的外周侧面包裹有双面合成耐火云母带；所述硅橡胶保护套和硅橡胶绝缘层之间的硅橡胶绝缘层的外周侧面包裹有双面合成耐火云母带。
专利摘要本实用新型公开了钢包车专用电缆，钢包车专用电缆，其结构包括外部的保护套以及保护套内部的导体线芯；所述导体线芯由中间的抗拉力加强内芯及围绕内芯其周边的铜束线芯绞合构成。所述抗拉力加强内芯为碳纤维材质的内芯或者镀锌绞合钢芯。产品采用抗拉力加强内芯、四层高温的防护结构、抗拉力材料、耐高温材料、抗撕摩材料。本实用新型由于结构独特、材料合理、工艺科学，电缆抗拉强度、耐温等级、抗撕裂摩擦力有了极大的提升，增加了电缆运行的安全性和稳定性及使用寿命，有效提高工作效率、产品质量而且节约能源。
文档编号H01B7/295GK201975114SQ201120114949
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者何岩, 马晓天 申请人:辽宁塑力电线电缆有限公司