一种小弯曲半径抗冲击轻型光纤电力电缆及其工艺流程的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种小弯曲半径抗冲击轻型光纤电力电缆及其工艺流程，包括电力传输单元、可能有的光单元、绕包带、联锁铠装和外护套，绕包带内设有若干电力传输单元，可能有的光单元，绕包带外依次套有联锁铠装和外护套。本发明光纤电缆改变了现有的钢带和钢丝铠装型电缆弯曲不佳的问题和重量较重的问题；特殊的联锁铠装对电缆具有保护的极好的保护作用，本发明（光纤）电缆可以安全裸露敷设而不会对人员和设备的安全造成影响；电缆最小弯曲半径仅为外径的7倍，特别适用于狭小环境的敷设；同时可以根据需要在电缆中引入了光单元用于信息的传输和设备监控，扩大了电缆的使用用途，增加了电缆使用的安全性，减少了施工成本。
【专利说明】一种小弯曲半径抗冲击轻型光纤电力电缆及其工艺流程
【技术领域】
[0001]本发明具体涉及一种小弯曲半径抗冲击轻型光纤电力电缆及其工艺流程，特别涉及一种用于民用建筑短距离水平或垂直裸露敷设电力传输电缆，额定电压等级为交流
0.6/lkV，可以在需要信号传输的场合在电缆中添加光单元形成光电复合缆结构。同时通过选用特殊设计的绝缘和外护套材料，可使用在潮湿、阳光直射和高盐碱场合。
【背景技术】
[0002]现有的电力电缆导体通常采用铜导体和铝导体，铜导体的机械性能和电气连接安全性能优良，但由于密度大导致电缆较重，在运输和安装过程中难度较大，另外价格也较高；铝导体的重量轻，价格低，但由于其抗蠕变性能差，在频繁通断电过程中极易造成接头松弛从而弓I发打火甚至火灾。
[0003]在需要抵抗外界冲击和需要机械保护的场合，目前通常的做法是采用钢带绕包或钢丝绕包铠装结构，但由于钢带绕包铠装和钢丝绕包铠装均属于“硬结构”，在电缆弯曲时容易对绝缘产生挤压伤害:特别是钢带锐边会对绝缘产生切割损伤导致尖端打火、短路等电气安全隐患；所以需要在绝缘和铠装之间添加内衬层对绝缘进行保护，同时严格限制电缆的弯曲半径O 12倍电缆外径)来避免对绝缘的损伤；但这样的结构带来两个新问题:内衬层的引入增加了电缆的外径和重量；大弯曲半径导致的安装所需的空间增大，导致安装的难度增加。
【发明内容】
[0004]发明目的:为了解决现有技术的不足，本发明提供了种小弯曲半径抗冲击轻型光纤电力电缆及其工艺流程。
[0005]技术方案:一种小弯曲半径抗冲击轻型光纤电力电缆，包括电力传输单兀、绕包带、铝合金带联锁铠装和外护套，所述绕包带内设有若干电力传输单元，绕包带外依次套有铝合金带联锁铠装和外护套；所述电力传输单元由铜导体或铝合金导体和交联聚乙烯绝缘组成:其中铝合金导体采用高导电率和高抗蠕变单线并经型辊压成型加工工艺，导体的填充系数达到了 93%以上，最大限度减少了导体的外径，与相同电气性能铜导体相比，重量减少50% ;同时经过压型后的热处理，导体的弯曲半径极佳；绝缘采用的交联聚乙烯材料具有电气性能好、抗化学腐蚀能力强等优点，同时交联聚乙烯的密度仅为0.93g/cm3,大大减少了绝缘的重量；所述外护套采用聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚烯烃(PO)以及不锈钢管。绕包带在电缆中主要起到扎紧缆芯、防止缆芯松散的作用。在阻燃型电缆中还起到防止火焰蔓延的作用。联锁铠装精密设计的S拱形结构，极大限度保证了对外界冲击和鼠咬损伤的抵御能力，同时由于特殊的S型结构确保了带边不会与电力传输单元和光纤单元产生接触，在小弯曲半径时也不会对上述单元产生损伤；同时由于联锁铠装本身的优异的弯曲性能；电缆的最小弯曲半径仅为电缆外径的7倍。联锁铠装带可以采用铝合金带、镀锌钢带和不锈钢带。联锁铠装无护套电缆适用于室内干燥环境的裸露敷设。联锁铠装有护套电缆，可以根据需要设计为阻燃型、抗紫外型；适合于埋地、电缆沟、墙体内部或阳光直射等苛刻的使用场合。
[0006]作为优化:所述绕包带内还设有光纤单元和若干填充绳，通过填充绳进行填充，所述填充绳为聚丙烯网状撕裂绳和挤出型塑料填充带。填充主要作用是将电缆的填充圆整，对于积水环境使用还可以采用阻水材料填充。对于本身成缆外径较圆整的电缆，可以去除填充结构以进一步减轻电缆的重量。光纤单元在电缆中可以起到数据传输和过程监控的作用，光纤用于数据的长距离传输具有传输容量大、传输距离远，传输质量不会受到电磁的干扰等优势。我们利用光纤单元传输数据，电力传输单元对沿途通信设备和终端进行供电，保证了数据信号的接入不会受到目的地供电状况的影响。提供的数据通信的稳定性和健壮性；同时可以在电缆的接入点设置监控设备，并利用光纤单元进行数据传输，实现远距离智能化监控，保证电缆运行的安全性和经济性。根据光纤的类型可分为多模光纤和单模光纤，根据结构的分类，可分为层绞全干式(CG)、层绞填充式(CTG)、中心管全干式(XG)、中心管填充式(XTG)以及蝶形光缆(BG)。将光纤放入电缆，可以合理利用电缆的空隙，成本增加很小，并且基于本发明的良好的抗冲击性能可以很好地对光纤进行保护，防止机械外力、鼠咬等损伤。
[0007]作为优化:所述电力传输单元的个数为1-5个。
[0008]一种小弯曲半径抗冲击轻型光纤电力电缆的工艺流程，包括如下步骤:
(1)铜导体生产:铜导体上引法冷轧一铜导体连拉连退一铜导体绞合；
将无氧铜板或铜锭经过预热后投入熔炉中熔融后经上引法拉出经冷轧工序形成结构紧密的硬铜杆，然后将此硬铜杆通过铜拉丝机拉制成规定线径的铜单丝，在拉丝过程中可以通过直流接触式对拉制后的铜单丝进行连续退火，退火过程中采用水蒸气保护，拉制后单丝符合GB/T 3953-2009规定的TR型软圆铜线要求，对于导体截面6mm2及以下直接用于导体的单线还应符合GB/T 3956-2008规定第I种铜导体要求；
对于需要绞合的导体，铜单丝按照要求的节距、绞合方向通过紧压模具绞合拉拔后形成紧压型导体，导体填充系数达到了 88%，单丝间的缝隙减少，导体表面光滑圆整，导体符合GB/T 3956-2008规定的第2种紧压铜导体的要求；
(2)铝合金导体生产流程:连铸连轧一铝合金拉丝、退火一辊压成型一导体热处理；
铝锭及合金成分经熔融保温后经连铸连轧工序形成Φ9.5mm的铝杆，将铝杆通过铝大拉机和铝中拉机拉制成规定线径的铝单丝，对于导体截面6_2及以下直接用于导体的铝合金单丝还需要在拉丝过程中进行退火处理；
对于需要绞合的导体，采用先进的辊压成型技术将单丝压制成要求的形状后经模具“拼接”为完整的导体，填充系数到了 93%以上，导体表面基本无缝隙；
辊压成型后由于导体硬化，必须对导体进行整体热处理，热处理后的单丝抗张强度控制在89Mpa?159Mpa之间，单丝的断裂伸长率不小于10% ;同时导体应满足GB/T3956-2008规定的成型铝合金导体要求；
(3)光单元生产流程:
CG或CTG层绞式结构:光纤拉丝一光纤涂覆一光纤着色一光纤套塑一光纤、加强件成缆一光单元护套；
XG或XTG中心管结构:光纤拉丝一光纤涂覆一光纤着色一光纤套塑或钢管包覆一光单元护套；
BG蝶形缆结构:光纤拉丝一光纤涂覆一光纤着色一光单元护套；
光纤拉丝采用预制棒在高温炉里拉制成光纤；预制棒由送料机构以一定的速度均匀送往管式加热炉中，预制棒尖端加热到一定的温度时粘度变低，靠自身重量下垂变细而成纤维，纤维线径通过激光束测量线径仪精密监测并拉到牵引辊绕到卷筒上；
光纤涂覆和拉丝通常同时进行，涂覆的材料通常为硅酮树脂或丙烯酸酯类材料，经过涂覆后的光纤的表面得到了保护；
对于需要光纤颜色区分的场合，必须对光纤进行着色处理并对着色层UV固化，防止在生产和使用过程中弯曲、扭曲等情况下着色层脱落；
光纤的套塑有松套和紧套两种方式，对于特殊要求的场合也可以在光纤外包覆不锈钢管；
在层绞式结构中，通常采用金属加强件或非金属加强件；
光单元护套通常采用挤包方式覆盖在光纤或成缆线芯外面；常用的护套材料有聚氯乙烯、聚烯烃和聚乙烯；
(4)绝缘生产流程:包括:绝缘挤出一交联；
利用高精度挤塑机对绝缘材料进行挤压熔融后经挤出模具定型后均匀包覆在导体外面，绝缘表面应光滑平整，绝缘的切面应无目视可见气孔，绝缘挤制过程中应采用工频火花对绝缘进行缺陷检查，只有通过表面质量、绝缘厚度和火花检查的绝缘线芯才能流转到交联工序；
将生产后的绝缘线芯在90°C _98°C的水中或蒸汽中放置一段时间，在交联剂的作用下，分子由线状结构转化为网状结构，耐温性能由70°C提高到90°C，抗环境开裂性能也得到了很大的提高；交联后绝缘通过测试热延伸合格后流转；
(5)成缆工序生产流程:
根据电缆的结构需要，将电力传输单元、可能有的光单元按照一定的排列、一定的节距、一定的绞合方向绞合在一起形成一根缆芯，为了保证缆芯圆整，可以在缆芯中添加填充材料；成缆外使用包带对缆芯扎紧，防止缆芯松散；在需要阻燃、耐火、阻水场合可以根据需要选择阻燃性、耐火性和阻水性的填充和包带；
(6)联锁铠装:
铠装带材通过联锁铠装设备送带压轮送至特制的模具轧制成S型并圆整绕包于缆芯或电力传输单元之上；铠装钢带可以根据需要选用高强度铝合金带、镀锌钢带或不锈钢带；
(7)印字:
联锁裸铠装印字可以和联锁铠装工序一起进行，也可以将印字作为单独工序进行；采用油墨印字，印字内容包括“厂名型号规格米标”，印字经沾水棉布轻轻擦拭10次后依然清晰可辨；
护套挤出和印字:
根据需要，护套材料可以采用聚氯乙烯、聚乙烯、聚烯烃或其它满足使用要求的材料，护套经挤塑机挤出模具成型后均匀紧密包覆在铠装层上；护套表面应光滑平整，切面无可见气孔；护套表面印字可以采用油墨、喷码和压印等方式，印字内容应包括“厂名型号规格米标”，印字经沾水棉布轻轻擦拭10次后依然清晰可辨。
[0009](8)出厂检测:
对结构尺寸、电力传输单元导体电阻、耐压测试和光纤的衰减进行检测；
(9)包装入库。
[0010]有益效果:本发明中电缆改变了原有铠装型电缆弯曲不佳的问题，特殊的联锁铠装确保铠装带边不会与绝缘接触，避免对绝缘产生切割损伤；可以省掉内衬层，进一步减少了电缆的外径和重量；特殊的拱形联锁铠装结构还可以对铠装内光电力传输单元进行良好的保护，根据我们的测试:电缆在受到9kN的径向挤压力下仍能保持供电，确保了电缆的电气安全性能；电缆可以安全的裸露敷设而不会对人员和设备的安全造成影响。联锁铠装结构的弯曲性能优良，最小弯曲半径仅为外径的7倍，特别适用于狭小环境的敷设；根据阻燃耐火要求以及使用环境的不同，联锁铠装可以根据需要选用高强度铝合金带、镀锌钢带或不锈钢带。
[0011]与铝电缆相比，本发明中特殊的铝合金成分改善了纯铝导体在通电断电过程中接头松弛、打火现象，提高了电缆使用的安全性和可靠性。铝合金具有天然的抗腐蚀性，使用寿命可以由30年提高到40年。
[0012]电缆中引入光纤结构，可以更好的用作信号传输或为后续的升级改造做预留，避免了重复开挖和二次布线，节约了开支。
[0013]本发明电缆减轻了电缆的重量，降低电缆的制造、运输和安装成本，可以降低电缆行业对铜的消耗，节约日益枯竭的铜资源，为可持续型发展做出贡献。电缆的导体采用独特辊压成型技术，具有填充系数高(93%以上)，导体外径小，弯曲性能优良的特点，在耐火等特殊使用环境下导体采用优质无氧铜，在普通敷设场合采用我司自主研发的铝合金导体，我司自主研发的铝合金导体具有导电性能优良(导电率为国际标准基准铜IACS的61.8%)，抗蠕变性能优良和电气连接稳定性优良的特点，通过权威测试结构的实验认证:在连接铜铝过渡端子时，连接可靠性40年以上。同时通过特别的先成型后退火的工艺，导体的弯曲半径极佳。
[0014]光纤用于数据的长距离传输无可比拟的优势:传输容量大、传输距离远，传输质量不会受到电磁的干扰。将光纤引入电缆之中既可以将电源和网络信号一次接入，避免重复施工；又可以在电缆接入点增加监控设备实时监控电缆和接入设备的电流和温度状况并利用光纤快速传回实现智能化的远程控制，确保电缆运行的安全性和经济性。
[0015]铝合金导体和铝合金带联锁铠装结构电缆的重量较现有的钢带铠装铜缆重量下降40%以上，较钢丝铠装铜缆重量下降60%以上。铜导体和钢带联锁铠装结构电缆较钢带铠装铜缆重量下降20%以上，较钢丝铠装铜缆下降30%以上。
[0016]综上所述，总结的特点如下:
I)最小弯曲半径仅为电缆外径的7倍，更利于狭小环境的安装敷设。
[0017]2)特殊的拱形联锁铠装结构，大大提高了电缆的抗冲击能力，经过权威机构的测试证明:电缆在受到9KN的径向挤压力下仍能保持供电；电缆特别适用于裸露敷设环境而不会对人员和设备安全产生影响。
[0018]3)可以在电缆中复合光单元，不仅可以用于信号传输，还可以用于电缆运行的监控。
[0019]4)在采用铝合金导体和铝合金带联锁结构条件下，通过使用特定的绝缘和外护套材料就可用于高盐碱、露天阳光直射、高潮湿等环境恶劣场合。
[0020]5)极大减少了电缆的重量，以铝合金导体铝合金带联锁铠装结构为例，与相同电气性能的金属带铠装铜电缆比较，重量降低40%以上，与金属带铠装铝电缆相比重量降低20%以上。
[0021]6)推广本发明电缆特别是铝合金导体结构电缆可以节约有限的铜资源的消耗，为可持续发展做出贡献。
[0022]并且，该工艺流程可以改善电缆的最小弯曲半径的原因在于:
对于铝合金导体，采用压型后整体热处理的方式，热处理后导体单丝的实际断裂伸长率在20%以上，导体的柔软性好，导体的本身的弯曲半径在导体外径的7倍到8倍，交联聚乙烯绝缘对导体良好的包裹力更有利于导体的弯曲。
[0023]对于软铜导体的最小弯曲半径为导体外径的9倍-10倍，在挤制绝缘和加上联锁铠装之后，电缆的外径增加，实际能满足成品电缆7倍的弯曲半径。以本发明最小芯数最大规格交联聚乙烯绝缘裸联锁铠装1X400为例:导体外径为23.6mm，绝缘标称厚度2.0mm,联锁铠装与绝缘间的空隙0.5-lmm,联锁铠装压型后尺寸为2.6mm,电缆计算外径在33.3mm-34.2mm之间，考虑到绝缘厚度的平均厚度要求，电缆的实际外径应在33.4mm-34.2mm之间，此时导体的最小弯曲半径23.4X 10=234mm，成品电缆的最小弯曲半径为234mm-239mm,能满足导体的最小弯曲半径要求。
[0024]绝缘采用XLPE材料，具有抗张强度高(彡13.5Mpa)，伸长率好(彡350%)，电气性能优良(20°C体积电阻率彡116 Ω.αιι，90τ:体积电阻率彡114 Ω)的特点，在成品电缆7倍弯曲半径条件下，其机械性能和电气性能均有较大的余量。
[0025]特殊设计锁扣结构和在生产过程中精密控制的均匀锁扣节距，确保在电缆弯曲时电缆各点受力均匀，电缆可以按照7倍的弯曲半径均匀弯曲，而不会存在局部过弯曲现象带来安全隐患。
[0026]
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明的无护套电缆结构示意图；
图2为本发明的有护套电缆结构示意图；
图3为本发明的联锁铠装S结构示意图；
图4为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例
[0029]如图1所示，一种小弯曲半径抗冲击轻型光纤电力电缆，包括电力传输单元1、绕包带4、铝合金带联锁铠装5和外护套6，绕包带4内设有若干电力传输单元1，绕包带4外依次套有铝合金带联锁铠装5和外护套6 ；电力传输单元I由铜导体或铝合金导体和交联聚乙烯绝缘组成:铝合金导体采用高导电率和高抗蠕变单线并经型辊压成型加工工艺，导体的填充系数达到了 93%以上，最大限度减少了导体的外径，与相同电气性能铜导体相比，重量减少50% ;同时经过压型后的热处理，导体的弯曲半径极佳，绝缘采用的交联聚乙烯材料具有电气性能好、抗化学腐蚀能力强等优点，同时交联聚乙烯的密度仅为0.93g/cm3,大大减少了绝缘的重量。外护套6采用聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚烯烃(PO)以及不锈钢管。绕包带在电缆中主要起到扎紧缆芯、防止缆芯松散的作用。在阻燃型电缆中还起到防止火焰蔓延的作用。联锁铠装精密设计的S拱形结构，极大限度保证了对外界冲击和鼠咬损伤的抵御能力，同时由于特殊的S型结构确保了带边不会与电力传输单元和光纤单元产生接触，在小弯曲半径时也不会对上述单元产生损伤；同时由于联锁铠装本身的优异的弯曲性能；电缆的最小弯曲半径仅为电缆外径的7倍。联锁铠装带可以采用铝合金带、镀锌钢带和不锈钢带。联锁铠装无护套电缆适用于室内干燥环境的裸露敷设。联锁铠装有护套电缆，可以根据需要设计为阻燃型、抗紫外型；适合于埋地、电缆沟、墙体内部或阳光直射等苛刻的使用场合。
[0030]绕包带4内还设有光纤单元3和若干填充绳2，通过填充绳2进行填充，填充绳2为聚丙烯网状撕裂绳和挤出型塑料填充带。填充主要作用是将电缆的填充圆整，对于积水环境使用还可以采用阻水材料填充。对于本身成缆外径较圆整的电缆，可以去除填充结构以进一步减轻电缆的重量。光纤单元在电缆中可以起到数据传输和过程监控的作用，光纤用于数据的长距离传输具有传输容量大、传输距离远，传输质量不会受到电磁的干扰等优势。我们利用光纤单元传输数据，电力传输单元对沿途通信设备和终端进行供电，保证了数据信号的接入不会受到目的地供电状况的影响。提供的数据通信的稳定性和健壮性；同时可以在电缆的接入点设置监控设备，并利用光纤单元进行数据传输，实现远距离智能化监控，保证电缆运行的安全性和经济性。根据光纤的类型可分为多模光纤和单模光纤，根据结构的分类，可分为层绞全干式(CG)、层绞填充式(CTG)、中心管全干式(XG)、中心管填充式(XTG)以及蝶形光缆(BG)。将光纤放入电缆，可以合理利用电缆的空隙，成本增加很小，并且基于本发明的良好的抗冲击性能可以很好地对光纤进行保护，防止机械外力、鼠咬等损伤。
[0031]电力传输单元I的个数为1-5个。
[0032]一种小弯曲半径抗冲击轻型光纤电力电缆的工艺流程，包括如下步骤:
(1)铜导体生产:铜导体上引法冷轧一铜导体连拉连退一铜导体绞合；
将无氧铜板或铜锭经过预热后投入熔炉中熔融后经上引法拉出经冷轧工序形成结构紧密的硬铜杆，然后将此硬铜杆通过铜拉丝机拉制成规定线径的铜单丝，在拉丝过程中可以通过直流接触式对拉制后的铜单丝进行连续退火，退火过程中采用水蒸气保护，拉制后单丝符合GB/T 3953-2009规定的TR型软圆铜线要求，对于导体截面6mm2及以下直接用于导体的单线还应符合GB/T 3956-2008规定第I种铜导体要求；
对于需要绞合的导体，铜单丝按照要求的节距、绞合方向通过紧压模具绞合拉拔后形成紧压型导体，导体填充系数达到了 88%，单丝间的缝隙减少，导体表面光滑圆整，导体符合GB/T 3956-2008规定的第2种紧压铜导体的要求；
(2)铝合金导体生产流程:连铸连轧一铝合金拉丝、退火一辊压成型一导体热处理；
铝锭及合金成分经熔融保温后经连铸连轧工序形成Φ9.5mm的铝杆，将铝杆通过铝大拉机和铝中拉机拉制成规定线径的铝单丝，对于导体截面6_2及以下直接用于导体的铝合金单丝还需要在拉丝过程中进行退火处理；
对于需要绞合的导体，采用先进的辊压成型技术将单丝压制成要求的形状后经模具“拼接”为完整的导体，填充系数到了 93%以上，导体表面基本无缝隙；
辊压成型后由于导体硬化，必须对导体进行整体热处理，热处理后的单丝抗张强度控制在89Mpa?159Mpa之间，单丝的断裂伸长率不小于10% ;同时导体应满足GB/T3956-2008规定的成型铝合金导体要求；
(3)光单元生产流程:
CG或CTG层绞式结构:光纤拉丝一光纤涂覆一光纤着色一光纤套塑一光纤、加强件成缆一光单元护套；
XG或XTG中心管结构:光纤拉丝一光纤涂覆一光纤着色一光纤套塑或钢管包覆一光单元护套；
BG蝶形缆结构:光纤拉丝一光纤涂覆一光纤着色一光单元护套；
光纤拉丝采用预制棒在高温炉里拉制成光纤；预制棒由送料机构以一定的速度均匀送往管式加热炉中，预制棒尖端加热到一定的温度时粘度变低，靠自身重量下垂变细而成纤维，纤维线径通过激光束测量线径仪精密监测并拉到牵引辊绕到卷筒上；
光纤涂覆和拉丝通常同时进行，涂覆的材料通常为硅酮树脂或丙烯酸酯类材料，经过涂覆后的光纤的表面得到了保护，机械性能和传输性能得到了很大的改善。
[0033]对于需要光纤颜色区分的场合，必须对光纤进行着色处理并对着色层UV固化，防止在生产和使用过程中弯曲、扭曲等情况下着色层脱落；
光纤套塑用于保护光纤的涂覆层，并增加光纤的强度，光纤的套塑有松套和紧套两种方式，对于特殊要求的场合也可以在光纤外包覆不锈钢管；
在层绞式结构中，通常采用金属加强件(如钢丝)或非金属加强件(如玻璃纤维加强件FRP和芳纶)，成缆后的光单元的弯曲性能得到了改善、抗拉性能得到了成倍的提高，有利于后道工序的生产和成品的安装使用。
[0034]光单元护套通常采用挤包方式覆盖在光纤或成缆线芯外面，护套层主要用于保护光单元并增加光单元耐压性能；常用的护套材料有聚氯乙烯、聚烯烃和聚乙烯。
[0035](4)绝缘生产流程:包括:绝缘挤出一交联；
利用高精度挤塑机对绝缘材料进行挤压熔融后经挤出模具定型后均匀包覆在导体外面，绝缘表面应光滑平整，绝缘的切面应无目视可见气孔，绝缘挤制过程中应采用工频火花对绝缘进行缺陷检查，只有通过表面质量、绝缘厚度和火花检查的绝缘线芯才能流转到交联工序；
将生产后的绝缘线芯在90°C _98°C的水中或蒸汽中放置一段时间，在交联剂的作用下，分子由线状结构转化为网状结构，耐温性能由70°C提高到90°C，抗环境开裂性能也得到了很大的提高；交联后绝缘通过测试热延伸合格后流转；
(5)成缆工序生产流程:
根据电缆的结构需要，将电力传输单元、可能有的光单元按照一定的排列、一定的节距、一定的绞合方向绞合在一起形成一根缆芯，为了保证缆芯圆整，可以在缆芯中添加填充材料；成缆外使用包带对缆芯扎紧，防止缆芯松散；在需要阻燃、耐火、阻水场合可以根据需要选择阻燃性、耐火性和阻水性的填充和包带； (6)联锁铠装:
铠装带材通过联锁铠装设备送带压轮送至特制的模具轧制成S型并圆整绕包于缆芯或电力传输单元之上；铠装钢带可以根据需要选用高强度铝合金带、镀锌钢带或不锈钢带；
(7)印字:
联锁裸铠装印字可以和联锁铠装工序一起进行，也可以将印字作为单独工序进行；采用油墨印字，印字内容包括“厂名型号规格米标”，印字经沾水棉布轻轻擦拭10次后依然清晰可辨；
护套挤出和印字:
根据需要，护套材料可以采用聚氯乙烯、聚乙烯、聚烯烃或其它满足使用要求的材料，护套经挤塑机挤出模具成型后均匀紧密包覆在铠装层上；护套表面应光滑平整，切面无可见气孔；护套表面印字可以采用油墨、喷码和压印等方式，印字内容应包括“厂名型号规格米标”，印字经沾水棉布轻轻擦拭10次后依然清晰可辨。
[0036](8)出厂检测:
对结构尺寸、电力传输单元导体电阻、耐压测试和光纤的衰减进行检测；
(9)包装入库。
[0037]对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
[0038]本发明中电缆改变了原有铠装型电缆弯曲不佳的问题，特殊的联锁铠装对电缆的保护达到了新的高度，确保铠装带边不会与绝缘接触，电缆可以安全的裸露敷设而不会对人员和设备的安全造成影响，也不会因此对绝缘产生切割损伤，可以省掉内衬层，进一步减少了电缆的外径和重量；联锁铠装结构的弯曲性能优良，最小弯曲半径仅为外径的7倍，特别适用于狭小环境的敷设；特殊的拱形联锁铠装结构还可以对铠装内光电力传输单元进行良好的保护，根据我们的测试:电缆在受到9kN的径向挤压力下仍能保持供电，确保了电缆的电气安全性能；根据阻燃耐火要求以及使用环境的不同，联锁铠装可以根据需要选用高强度铝合金带、镀锌钢带或不锈钢带。
[0039]与铝电缆相比，本发明中特殊的铝合金成分改善了纯铝导体在通电断电过程中接头松弛、打火现象，提高了电缆使用的安全性和可靠性。铝合金具有天然的抗腐蚀性，使用寿命可以由30年提高到40年。
[0040]电缆中引入光纤结构，可以更好的用作信号传输或为后续的升级改造做预留，避免了重复开挖和二次布线，节约了开支。
[0041]本发明电缆减轻了电缆的重量，降低电缆的制造、运输和安装成本，可以降低电缆行业对铜的消耗，节约日益枯竭的铜资源，为可持续型发展做出贡献。电缆的导体采用独特辊压成型技术，具有填充系数高(93%以上)，导体外径小，弯曲性能优良的特点，在耐火等特殊使用环境下导体采用优质无氧铜，在普通敷设场合采用我司自主研发的铝合金导体，我司自主研发的铝合金导体具有导电性能优良(导电率为国际标准基准铜IACS的61.8%)，抗蠕变性能优良和电气连接稳定性优良的特点，通过权威测试结构的实验认证:在连接铜铝过渡端子时，连接可靠性40年以上。同时通过特别的先成型后退火的工艺，导体的弯曲半径极佳。
[0042]光纤用于数据的长距离传输无可比拟的优势:传输容量大、传输距离远，传输质量不会受到电磁的干扰。将光纤引入电缆之中既可以将电源和网络信号一次接入，避免重复施工；又可以在电缆接入点增加监控设备实时监控电缆和接入设备的电流和温度状况并利用光纤快速传回实现智能化的远程控制，确保电缆运行的安全性和经济性。
[0043]铝合金导体和铝合金带联锁铠装结构电缆的重量较现有的钢带铠装铜缆重量下降40%以上，较钢丝铠装铜缆重量下降60%以上。铜导体和钢带联锁铠装结构电缆较钢带铠装铜缆重量下降20%以上，较钢丝铠装铜缆下降30%以上。
[0044]综上所述,总结的特点如下:
I)最小弯曲半径仅为电缆外径的7倍，更利于狭小环境的安装敷设。
[0045]2)特殊的拱形联锁铠装结构，大大提高了电缆的抗冲击能力，经过权威机构的测试证明:电缆在受到9KN的径向挤压力下仍能保持供电；电缆特别适用于裸露敷设环境而不会对人员和设备安全产生影响。
[0046]3)可以在电缆中复合光单元，不仅可以用于信号传输，还可以用于电缆运行的监控。
[0047]4)在采用铝合金导体和铝合金带联锁结构条件下，通过使用特定的绝缘和外护套材料就可用于高盐碱、露天阳光直射、高潮湿等环境恶劣场合。
[0048]5)极大的减少了电缆的重量，以铝合金导体铝合金带联锁铠装结构为例，与相同电气性能的金属带铠装铜电缆比较，重量降低40%以上，与金属带铠装铝电缆相比重量降低20%以上。
[0049]推广本发明电缆特别是铝合金导体结构电缆可以节约有限的铜资源的消耗，为可持续发展做出贡献。
【权利要求】
1.一种小弯曲半径抗冲击轻型光纤电力电缆，其特征在于:包括电力传输单元(I)、绕包带(4)、铝合金带联锁铠装(5)和外护套(6)，所述绕包带(4)内设有若干电力传输单元(1)，绕包带(4)外依次套有铝合金带联锁铠装(5)和外护套(6);所述电力传输单元(I)由铜导体或铝合金导体和交联聚乙烯绝缘组成:其中铝合金导体采用高导电率和高抗蠕变单线并经型辊压成型加工工艺，导体的填充系数达到了 93%以上；所述外护套(6)采用聚氯乙烯、聚乙烯、聚烯烃以及其它特种材料。
2.根据权利要求1所述的小弯曲半径抗冲击轻型光纤电力电缆，其特征在于:所述绕包带(4 )内还有光纤单元(3 )和若干填充绳(2 )，通过填充绳(2 )进行填充。
3.根据权利要求1所述的小弯曲半径抗冲击轻型光纤电力电缆，其特征在于:所述填充绳(2)可以是聚丙烯网状撕裂绳和挤出型塑料填充带。
4.根据权利要求1所述的小弯曲半径抗冲击轻型光纤电力电缆，其特征在于:所述电力传输单元(I)的个数为1-5个。
5.一种小弯曲半径抗冲击轻型光纤电力电缆的工艺流程，其特征在于:包括如下步骤: (1)铜导体生产:铜导体上引法冷轧一铜导体连拉连退一铜导体绞合； 将无氧铜板或铜锭经过预热后投入熔炉中熔融后经上引法拉出经冷轧工序形成结构紧密的硬铜杆，然后将此硬铜杆通过铜拉丝机拉制成规定线径的铜单丝，在拉丝过程中可以通过直流接触式对拉制后的铜单丝进行连续退火，退火过程中采用水蒸气保护，拉制后单丝符合GB/T 3953-2009规定的TR型软圆铜线要求，对于导体截面6mm2及以下直接用于导体的单线还应符合GB/T 3956-2008规定第I种铜导体要求； 对于需要绞合的导体，铜单丝按照要求的节距、绞合方向通过紧压模具绞合拉拔后形成紧压型导体，导体填充系数达到了 88%，单丝间的缝隙减少，导体表面光滑圆整，导体符合GB/T 3956-2008规定的第2种紧压铜导体的要求； (2)铝合金导体生产流程:连铸连轧一铝合金拉丝、退火一辊压成型一导体热处理； 铝锭及合金成分经熔融保温后经连铸连轧工序形成Φ9.5mm的铝杆，将铝杆通过铝大拉机和铝中拉机拉制成规定线径的铝单丝，对于导体截面6_2及以下直接用于导体的铝合金单丝还需要在拉丝过程中进行退火处理； 对于需要绞合的导体，采用先进的辊压成型技术将单丝压制成要求的形状后经模具“拼接”为完整的导体，填充系数到了 93%以上，导体表面基本无缝隙； 辊压成型后由于导体硬化，必须对导体进行整体热处理，热处理后的单丝抗张强度控制在89Mpa?159Mpa之间，单丝的断裂伸长率不小于10% ;同时导体应满足GB/T3956-2008规定的成型铝合金导体要求； (3)光单元生产流程: CG或CTG层绞式结构:光纤拉丝一光纤涂覆一光纤着色一光纤套塑一光纤、加强件成缆一光单元护套； XG或XTG中心管结构:光纤拉丝一光纤涂覆一光纤着色一光纤套塑或钢管包覆一光单元护套； BG蝶形缆结构:光纤拉丝一光纤涂覆一光纤着色一光单元护套； 光纤拉丝采用预制棒在高温炉里拉制成光纤；预制棒由送料机构以一定的速度均匀送往管式加热炉中，预制棒尖端加热到一定的温度时粘度变低，靠自身重量下垂变细而成纤维，纤维线径通过激光束测量线径仪精密监测并拉到牵引辊绕到卷筒上； 光纤涂覆和拉丝通常同时进行，涂覆的材料通常为硅酮树脂或丙烯酸酯类材料，经过涂覆后的光纤的表面得到了保护； 对于需要光纤颜色区分的场合，必须对光纤进行着色处理并对着色层UV固化，防止在生产和使用过程中弯曲、扭曲等情况下着色层脱落； 光纤的套塑有松套和紧套两种方式，对于特殊要求的场合也可以在光纤外包覆不锈钢管； 在层绞式结构中，通常采用金属加强件或非金属加强件； 光单元护套通常采用挤包方式覆盖在光纤或成缆线芯外面；常用的护套材料有聚氯乙烯、聚烯烃和聚乙烯； (4)绝缘生产流程:包括:绝缘挤出一交联； 利用高精度挤塑机对绝缘材料进行挤压熔融后经挤出模具定型后均匀包覆在导体外面，绝缘表面应光滑平整，绝缘的切面应无目视可见气孔，绝缘挤制过程中应采用工频火花对绝缘进行缺陷检查，只有通过表面质量、绝缘厚度和火花检查的绝缘线芯才能流转到交联工序； 将生产后的绝缘线芯在90°C _98°C的水中或蒸汽中放置一段时间，在交联剂的作用下，分子由线状结构转化为网状结构，耐温性能由70°C提高到90°C，抗环境开裂性能也得到了很大的提高；交联后绝缘通过测试热延伸合格后流转； (5)成缆工序生产流程: 根据电缆的结构需要，将电力传输单元、可能有的光单元按照一定的排列、一定的节距、一定的绞合方向绞合在一起形成一根缆芯，为了保证缆芯圆整，可以在缆芯中添加填充材料；成缆外使用包带对缆芯扎紧，防止缆芯松散；在需要阻燃、耐火、阻水场合可以根据需要选择阻燃性、耐火性和阻水性的填充和包带； (6)联锁铠装: 铠装带材通过联锁铠装设备送带压轮送至特制的模具轧制成S型并圆整绕包于缆芯或电力传输单元之上；铠装钢带可以根据需要选用高强度铝合金带、镀锌钢带或不锈钢带； (7)印字: 联锁裸铠装印字可以和联锁铠装工序一起进行，也可以将印字作为单独工序进行；采用油墨印字，印字内容包括“厂名型号规格米标”，印字经沾水棉布轻轻擦拭10次后依然清晰可辨； 护套挤出和印字: 根据需要，护套材料可以采用聚氯乙烯、聚乙烯、聚烯烃或其它满足使用要求的材料，护套经挤塑机挤出模具成型后均匀紧密包覆在铠装层上；护套表面应光滑平整，切面无可见气孔；护套表面印字可以采用油墨、喷码和压印等方式，印字内容应包括“厂名型号规格米标”，印字经沾水棉布轻轻擦拭10次后依然清晰可辨； (8)出厂检测: 对结构尺寸、电力传输单元导体电阻、耐压测试和光纤的衰减进行检测；
(9)包装入库。
【文档编号】H01B7/22GK104200899SQ201410467753
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】葛永新, 解向前, 梁斌, 马赟, 王志荣, 周佳龙 申请人:中天科技装备电缆有限公司