一种智慧能源动车组用低烟无卤阻燃高压软电缆及生产工艺的制作方法
【专利说明】一种智慧能源动车组用低烟无卤阻燃高压软电缆及生产工
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技术领域
[0001]本发明涉机车电缆领域，特指一种智慧能源动车组用低烟无卤阻燃高压软电缆及生产工艺。
【背景技术】
[0002]近年来动车组技术飞速发展，同时对配套的电缆性能要求非常高。动车组要求电缆具有高阻燃、低烟、无卤环保等特性。动车组用高压软电缆用于高铁外高压电器和牵引变压器的连接，与乘客距离很近，因此要求电缆高阻燃且燃烧释放烟量小，在发生火灾时能够持续短时间的供电，利于乘客的逃生。因此需要在电缆结构上进行改进以提高电缆的阻燃性能且降低燃烧时的发烟量。另外，由于该电缆为橡胶护套，加工时需要在连续硫化蒸汽管道中进行，硫化管道的长度超过100m，因此在护套工序试制时必须大于100米，如果测试不合格仍需要重新试制，造成很大的浪费，因此需要开发一种新的工艺生产短段的护套用于测试电缆的阻燃和透光率，可以有效的减少浪费。
【发明内容】
[0003]本发明的第一个目的是提供一种智慧能源动车组用低烟无卤阻燃高压软电缆。
[0004]实现本发明第一个目的的技术方案是一种智慧能源动车组用低烟无卤阻燃高压软电缆，电缆由内到外依次为导体、半导电尼龙带、半导电内屏蔽层、乙丙橡胶绝缘层、可剥离半导电外屏蔽层、高阻燃半导电带、铜丝屏蔽层、第一高阻燃玻璃丝带、第二高阻燃玻璃丝带、内护套和外护套；所述内护套为氧指数超过50%的高阻燃橡胶。
[0005]所述导体为五类镀锡铜导体，绞合节距不超过导体外径的12倍；所述半导电尼龙带的厚度为0.1mm，宽度为40mm，搭盖率为20%?25% ;所述半导电内屏蔽层的厚度为0.8mm ;所述乙丙橡胶绝缘层的厚度为10.5mm ;所述可剥离半导电外屏蔽层的厚度为0.8mm ;所述铜丝屏蔽层为镀锡铜丝疏绕屏蔽，铜丝屏蔽的截面积为16mm2;所述高阻燃半导电带厚度为0.2mm，宽度为60mm，搭盖率20 %?25 % ;第一高阻燃玻璃丝带和第二高阻燃玻璃丝带的宽度均为60mm，搭盖率均为40 %?50 %;内护套厚度为1.5mm，所述外护套厚度为2.0mm0
[0006]本发明的第二个目的是提供一种智慧能源动车组用低烟无卤阻燃高压软电缆的生产工艺。
[0007]实现本发明第二个目的的技术方案是一种智慧能源动车组用高压软电缆的生产工艺，包含以下步骤:
[0008]步骤一:确定电缆结构如权利要求2所述；
[0009]步骤二:导体采用镀锡铜丝绞合；绞合节距不超过导体外径的12倍；
[0010]步骤三:导体外绕包一层半导电尼龙带，半导电尼龙带搭盖率为20%?25% ;
[0011]步骤四:采用三层共挤连续硫化工艺的方式在半导电尼龙带外挤出半导电内屏蔽层、乙丙橡胶绝缘层和可剥离半导电外屏蔽层；
[0012]步骤五:在可剥离半导电外屏蔽层外绕包高阻燃半导电带，高阻燃半导电带的搭盖率为20%?25% ；
[0013]步骤六:在高阻燃半导电带外绕制作铜丝屏蔽层，所述铜丝屏蔽层为铜丝疏绕屏蔽，根数为70根，丝径为0.60mm，疏绕屏蔽的节距不大于11倍的电缆外径；
[0014]步骤七:铜丝屏蔽层外绕包第一高阻燃玻璃丝带和第二高阻燃玻璃丝带，高阻燃玻璃丝带的搭盖率均为45%?50% ;
[0015]步骤八:采用护套模具硫化内护套和外护套，内护套的厚度为1.5mm，外护套的厚度为2.0mm。
[0016]所述步骤四中三层共挤连续硫化工艺中，根据半导电内屏蔽层、乙丙橡胶绝缘层和可剥离半导电外屏蔽层三种材料的门尼粘度及熔融温度设计挤出温度；采用60挤橡机生产半导电内屏蔽层，机身温度为100°C?IlOtC ;采用150挤橡机生产乙丙橡胶绝缘层，机身温度为90°C?100°C ;采用90挤橡机生产可剥离半导电外屏蔽层，机身温度为90°C?100C ;三层共挤时机头温度设定为100°C?110°C ;挤出胶料表观均匀光滑，生产速度为4?5m/min，气压为6?7bar。
[0017]采用X-RAY在线监测半导电内屏蔽层、乙丙橡胶绝缘层和半导电外屏蔽层的厚度，确保半导电内屏蔽层的厚度为0.8_、乙丙橡胶绝缘层的厚度为10.5mm和可剥离半导电外屏蔽层的厚度为0.8mm。
[0018]所述步骤八中的护套模具包括上模板和下模板；所述上模板的下端面上设置有两个凸起的销；所述下模板的上端面上对应地设置两个凹陷的卡槽；所述上模板上设置一个半径为46mm的内护套上模腔和一个半径为50mm的外护套上模腔；所述下模板上设置一个半径为46mm的内护套下模腔和一个半径为50mm的外护套下模腔。
[0019]所述步骤八中，硫化内护套的步骤为:
[0020]将内护套橡胶用开炼机压制成薄片，然后用刀片切割成4cm宽的胶条；
[0021]将内护套胶条紧密的缠绕在第二高阻燃玻璃丝带上，缠绕完成后用聚四氟乙烯薄膜绕包，绕包完成后再包裹一层聚酯膜；
[0022]将包有内护套的线芯放入下模板的内护套下模腔中，将销卡在卡槽中，合并好上模板和下模板，放入平板硫化仪中进行硫化，硫化条件:压力lOMpa，温度170°C，时间20min，硫化完成后在平板硫化仪上进行冷压成型，冷压条件:压力lOMpa，温度23°C，时间1min ；
[0023]采用同样的工艺硫化外护套。
[0024]采用上述技术方案，本发明专利具有以下有益结果:
[0025](I)本发明的电缆内护套采用氧指数超过50%的高阻燃橡胶，能够有效的拖延火焰进入电缆内层的时间；第一高阻燃玻璃丝带和第二高阻燃玻璃丝带具有极佳的耐火性，能够阻挡大部分火焰，提高了电缆的阻燃和透光率；高阻燃半导电带，兼具阻燃和半导电功能；因此有效的提高了电缆的阻燃性和透光率。
[0026](2)本发明的工艺方法简单可行，尤其内护套和外护套生产工艺及护套模具，能够快速方便的生产短段电缆以测试阻燃性能和透光率，且可以根据阻燃性能和透光率的测试结果及时调整橡胶护套配方，并采取该工艺硫化，非常有效方便的进行研发设计，能够降低产品研发成本和周期，减少浪费，有效的提高了该电缆的阻燃性和透光率，该电缆能够通过成束燃烧A类，透光率达到了 60 %。
【附图说明】
[0027]为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中:
[0028]图1为本发明的电缆结构示意图。
[0029]图2为本发明的护套模具示意图。
[0030]附图中标号为:
[0031 ] 导体1、半导电尼龙带2、半导电内屏蔽层3、乙丙橡胶绝缘层4、可剥离半导电外屏蔽层5、高阻燃半导电带6、铜丝屏蔽层7、第一高阻燃玻璃丝带8、第二高阻燃玻璃丝带9、内护套10、外护套11、上模板21、销21-1、内护套上模腔21-2、外护套上模腔21_3、下模板22、卡槽22-1、内护套下模腔22-2、外护套下模腔22_3。
【具体实施方式】
[0032](实施例1)
[0033]见图1，本实施例的一种智慧能源动车组用低烟无卤阻燃高压软电缆，电缆由内到外依次为导体1、半导电尼龙带2、半导电内屏蔽层3、乙丙橡胶绝缘层4、可剥离半导电外屏蔽层5、高阻燃半导电带6、铜丝屏蔽层7、第一高阻燃玻璃丝带8、第二高阻燃玻璃丝带9、内护套10和外护套11 ;内护套10为氧指数超过50%的高阻燃橡胶。导体I为五类镀锡铜导体，绞合节距不超过导体I外径的12倍；半导电尼龙带2的厚度为0.1mm,宽度为40mm，搭盖率为20 %?25 %;半导电内屏蔽层3的厚度为0.8mm ;乙丙橡胶绝缘层4的厚度为10.5mm ;可剥离半导电外屏蔽层5的厚度为0.8mm ;铜丝屏蔽层7为镀锡铜丝疏绕屏蔽，铜丝屏蔽的截面积为16mm2;高阻燃半导电带6厚度为0.2mm，宽度为60mm，搭盖率20%?25% ;第一高阻燃玻璃丝带8和第二高阻燃玻璃丝带9的宽度均为60mm，搭盖率均为40%?50% ;内护套10厚度为1.5mm，外护套11厚度为2.0mm。
[0034]生产工艺的步骤如下:
[0035]步骤一:确定电缆结构；
[0036]步骤二:导体I采用镀锡铜丝绞合；绞合节距不超过导体I外径的12倍；
[0037]步骤三:导体I外绕包一层半导电尼龙带2，半导电尼龙带2搭盖率为20%?25% ；
[0038]步骤四:采用三层共挤连续硫化工艺的方式在半导电尼龙带2外挤出半导电内屏蔽层3、乙丙橡胶绝缘层4和可剥离半导电外屏蔽层5 ;根据半导电内屏蔽层3、乙丙橡胶绝缘层4和可剥离半导电外屏蔽层5三种材料的门尼粘度及熔融温度设计挤出温度；采用60挤橡机生产