乙丙橡胶绝缘光纤复合电力电缆及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种乙丙橡胶绝缘光纤复合电力电缆及制备方法，包括由内到外依次设置的阻水导体，导体屏蔽层，绝缘层，绝缘屏蔽层，第一阻水带绕包层，金属屏蔽层，第二阻水带绕包层，分相内护层，填充层，包带层，内垫层，铠装层，外护层，在成缆间隙中设置有光纤单元和填充层，光纤单元由光纤、不锈钢管、聚乙烯内护层、钢丝铠装层和聚乙烯外护层组成。本电缆将电力和通信传输“二缆合一”，节约海底电缆敷设通道资源，且具有费用低、运行维护方便等优点，乙丙橡胶绝缘特有的耐油性、耐化学敷设、耐潮湿性、耐局部放电、弯曲性能优异等特点，适合特殊复杂的海底环境下运行。
【专利说明】
乙丙橡胶绝缘光纤复合电力电缆及制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种光纤复合电力电缆，特别涉及一种乙丙橡胶绝缘并将电能传输和光纤通信功能综合在一起的35kV及以下电压等级的光纤复合中压电力电缆，本发明属于电力电缆制造技术领域。
【背景技术】
[0002]海洋具有使用环境恶劣，系统设计复杂、技术含量高端、生产工艺复杂特点，随着经济发展，海洋石油、天然气开发将迎来一个高速发展时期，如陆上连接钻井平台或钻井平台间的互相连接等;这对海缆特殊性能要求越来越高，这就要求海缆具有高的耐潮湿性能，耐热性能好，结构稳定性好，室温下具有较好的柔软性，可以允许有较小的弯曲半径，能耐许多化学溶剂的腐蚀。常规交联聚乙烯绝缘海缆无法满足耐油及耐化学溶剂等特殊性能，乙丙橡胶绝缘海缆在耐油、耐化学腐蚀、耐潮湿、耐高温冲击性能、耐局部放电等性能都优于交联聚乙烯绝缘。
[0003]现有的中压乙丙橡胶绝缘材料，只采用三元乙丙橡胶作为基料，三元乙丙橡胶的电气性能如体积电阻率、击穿场强，比较差，导致形成的线芯在较高电压下或短路瞬时高压下容易发生绝缘击穿，而且基料单单只使用三元乙丙橡胶，导致生产成本比较高。
【发明内容】
[0004]发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种结合了电缆和光缆的生产控制有点，并根据复合产品自身特点进行特殊设计生产，具有电力传输和光通信传输双重功能，节约路由资源，降低敷设成本，可以有效满足江河湖海穿越、海洋油田开采、海底资源勘探等特殊复杂环境电力传输和信息传输的迫切需要的乙丙橡胶绝缘光纤复合电力电缆。
[0005]技术方案:本发明所述的一种乙丙橡胶绝缘光纤复合电力电缆，包括阻水导体，导体屏蔽层，绝缘层，绝缘屏蔽层，第一阻水带绕包层，金属屏蔽层，第二阻水带绕包层，分相内护层，填充层，包带层，内垫层，铠装层，外护层以及光纤单元;在阻水导体外设置有导体屏蔽层，在导体屏蔽层外设置有绝缘层，在绝缘层外设置有绝缘屏蔽层，在绝缘屏蔽层外设置有第一阻水带绕包层，在第一阻水带绕包层外设置有金属屏蔽层，在金属屏蔽层外设置有第二阻水带绕包层，在第二阻水带绕包层外设置有分相内护层，在成缆间隙中设置有光纤单元和填充层，在成缆线芯外设置有包带层，在包带层外设置有内垫层，在内垫层外设置有铠装层，在铠装层外设置有外护层，所述光纤单元由光纤、不锈钢管、聚乙烯内护层、钢丝铠装层和聚乙烯外护层组成。
[0006]进一步的，所述阻水导体采用镀金属层的退火铜导体，导体内部采用分层绕包或纵包阻水带，并缠绕阻水纱。
[0007]进一步的，所述导体屏蔽层采用半导电屏蔽料直接挤包在阻水导体上。
[0008]进一步的，所述绝缘层由如下重量份数的材料制成: 三元乙丙橡胶15-20份，二元乙丙橡胶10-15份，线性低密度聚乙烯4-8份，石蜡烃油5-7份，氧化锌6-8份，石蜡1-3份，硬脂酸01-0.5份，煅烧陶土 10-30份，超细滑石粉5-20份，表面活性剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1-0.5份，防老剂4，V—双(α，α—二甲基苄基)二苯胺0.5-2份，硫化剂过氧化二异丙苯0.5-5份，助硫化剂三聚氰酸三烯丙酯0.5-1份，高耐磨炭黑1-3份，沉淀法白炭黑10-15份，碳酸钙3-5份，三氧化二锑1-3份，一氧化铅1-3份。
[0009]进一步的，所述第一阻水带绕包层采用0.3mm厚度双面半导电阻水带直接包覆在绝缘屏蔽层上;所述第二阻水带绕包层采用0.3mm厚度双面半导电阻水带直接包覆在金属屏蔽层上。
[0010]进一步的，所述包带层采用0.3mm厚度的包带绕包而成;所述的内垫层采用直径2?4mm的高强度聚丙烯PP纤维绳绕包结构;所述的铠装层采用镀锌圆钢丝或镀锌扁钢丝缠绕而成;所述的外护层由沥青涂覆的直径2?4mm的聚丙烯PP纤维绳直接绕包在铠装层上。
[0011]进一步的，所述绝缘层的制备工艺如下:
(1)将所述三元乙丙橡胶、所述二元乙丙橡胶、所述线性低密度聚乙烯、三氧化二锑、一氧化铅，在100°c -120 °C密炼机中混炼5min-6min，混炼均匀；
(2)在所述密炼机中再加入所述氧化锌、所述硬脂酸、所述超细滑石粉、高耐磨炭黑、沉淀法白炭黑、碳酸I丐，混炼2min-3min ；
(3 )接着在所述密炼机中加入所述石蜡烃油、所述石蜡、所述煅烧陶土、所述表面活性剂γ_氨丙基三乙氧基硅烷、所述防老剂4，4'一双(α ,α- 二甲基苄基)二苯胺，混炼3min_5min ；
(4)在所述密炼机中最后加入所述硫化剂过氧化二异丙苯0.5%-1.5%、所述助硫化剂三聚氰酸三烯丙酯0.3%-1.4%，混炼0.5min-1.5min，然后排出混炼胶料；
(5)将所述混炼胶料在开炼机上薄通1-2次，同时摆胶2-3次，接着在三辊压延机上开条出片，输出的橡页经过冷却辊冷却，过滑石粉箱后，即制得成品。
[0012]有益效果:本发明的有益效果如下:
(I)乙丙橡胶绝缘光纤复合电力电缆，使电力和通信传输“二缆合一”，节约电缆敷设通道资源，且具有费用低、运行维护方便等优点，乙丙橡胶绝缘特有的耐油性、耐化学敷设、耐潮湿性、耐局部放电、弯曲性能优异等特点，适合特殊复杂的海底环境下运行，引领了我国海工线缆产业的技术创新。
[0013](2)中压乙丙橡胶绝缘材料中，三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶、线性低密度聚乙烯构成了基料，其中二元乙丙橡胶、线性低密度聚乙烯价格低廉，成本低，二元乙丙橡胶的电气性能还优于三元乙丙橡胶，这样综合多种原料的性能，取长补短，达到降低成本，提高电气性能的目的。通过实验证明，本发明的中压乙丙橡胶绝缘材料的体积电阻率达到1014Ω.m，击穿场强大于3 OKV/mm，具有优异的电气性能、较高的热老化性能和物理机械性能，且制备工艺简单，可操作性强。
【附图说明】
[0014]图1为本发明电缆的结构示意图；
图2为本发明电缆中的光纤单元结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1和图2所示的一种乙丙橡胶绝缘光纤复合电力电缆，包括阻水导体1，导体屏蔽层2，绝缘层3，绝缘屏蔽层4，第一阻水带绕包层5，金属屏蔽层6，第二阻水带绕包层7，分相内护层8，填充层9，包带层10，内垫层11，铠装层12，外护层13以及光纤单元14;在阻水导体I外设置有导体屏蔽层2，在导体屏蔽层2外设置有绝缘层3，在绝缘层3外设置有绝缘屏蔽层4，在绝缘屏蔽层4外设置有第一阻水带绕包层5，在第一阻水带绕包层5外设置有金属屏蔽层6，在金属屏蔽层6外设置有第二阻水带绕包层7，在第二阻水带绕包层7外设置有分相内护层8，在成缆间隙中设置有光纤单元14和填充层9，在成缆线芯外设置有包带层10，在包带层10外设置有内垫层11，在内垫层11外设置有铠装层12，在铠装层12外设置有外护层13，所述光纤单元14由光纤15、不锈钢管16、聚乙烯内护层17、钢丝铠装层18和聚乙烯外护层19组成。
[0016]进一步的，所述阻水导体I采用镀金属层的退火铜导体，导体内部采用分层绕包或纵包阻水带，并缠绕阻水纱。
[0017]进一步的，所述导体屏蔽层2采用半导电屏蔽料直接挤包在阻水导体I上。
[0018]进一步的，所述绝缘层3由如下重量份数的材料制成:
三元乙丙橡胶15-20份，二元乙丙橡胶10-15份，线性低密度聚乙烯4-8份，石蜡烃油5-7份，氧化锌6-8份，石蜡1-3份，硬脂酸01-0.5份，煅烧陶土 10-30份，超细滑石粉5-20份，表面活性剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1-0.5份，防老剂4，V—双(α，α—二甲基苄基)二苯胺0.5-2份，硫化剂过氧化二异丙苯0.5-5份，助硫化剂三聚氰酸三烯丙酯0.5-1份，高耐磨炭黑1-3份，沉淀法白炭黑10-15份，碳酸钙3-5份，三氧化二锑1-3份，一氧化铅1-3份。
[0019]进一步的，所述第一阻水带绕包层5采用0.3_厚度双面半导电阻水带直接包覆在绝缘屏蔽层4上;所述第二阻水带绕包层7采用0.3mm厚度双面半导电阻水带直接包覆在金属屏蔽层6上。
[°02°] 进一步的，所述包带层10采用0.3mm厚度的包带绕包而成;所述的内垫层11采用直径2?4mm的高强度聚丙烯PP纤维绳绕包结构;所述的铠装层12采用镀锌圆钢丝或镀锌扁钢丝缠绕而成;所述的外护层13由沥青涂覆的直径2?4mm的聚丙烯PP纤维绳直接绕包在铠装层12上。
[0021]进一步的，所述绝缘层3的制备工艺如下:
(1)将所述三元乙丙橡胶、所述二元乙丙橡胶、所述线性低密度聚乙烯、三氧化二锑、一氧化铅，在100°C -120 °C密炼机中混炼5min-6min，混炼均匀；
(2)在所述密炼机中再加入所述氧化锌、所述硬脂酸、所述超细滑石粉、高耐磨炭黑、沉淀法白炭黑、碳酸I丐，混炼2min-3min ；
(3 )接着在所述密炼机中加入所述石蜡烃油、所述石蜡、所述煅烧陶土、所述表面活性剂γ_氨丙基三乙氧基硅烷、所述防老剂4，4'一双(α ,α- 二甲基苄基)二苯胺，混炼3min_5min ；
(4)在所述密炼机中最后加入所述硫化剂过氧化二异丙苯0.5%-1.5%、所述助硫化剂三聚氰酸三烯丙酯0.3%-1.4%，混炼0.5min-1.5min，然后排出混炼胶料； (5)将所述混炼胶料在开炼机上薄通1-2次，同时摆胶2-3次，接着在三辊压延机上开条出片，输出的橡页经过冷却辊冷却，过滑石粉箱后，即制得成品。
[0022]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种乙丙橡胶绝缘光纤复合电力电缆，其特征在于:包括阻水导体(I)，导体屏蔽层(2)，绝缘层(3)，绝缘屏蔽层(4)，第一阻水带绕包层(5)，金属屏蔽层(6)，第二阻水带绕包层(7)，分相内护层(8)，填充层(9)，包带层(10)，内垫层(11)，铠装层(12)，外护层(13)以及光纤单元(14);在阻水导体(I)外设置有导体屏蔽层(2)，在导体屏蔽层(2)外设置有绝缘层(3)，在绝缘层(3)外设置有绝缘屏蔽层(4)，在绝缘屏蔽层(4)外设置有第一阻水带绕包层(5)，在第一阻水带绕包层(5)外设置有金属屏蔽层(6)，在金属屏蔽层(6)外设置有第二阻水带绕包层(7)，在第二阻水带绕包层(7)外设置有分相内护层(8)，在成缆间隙中设置有光纤单元(14)和填充层(9)，在成缆线芯外设置有包带层(10)，在包带层(10)外设置有内垫层(11)，在内垫层(11)外设置有铠装层(12)，在铠装层(12)外设置有外护层(13)，所述光纤单元(14)由光纤(15)、不锈钢管(16)、聚乙烯内护层(17)、钢丝铠装层(18)和聚乙烯外护层(19)组成。2.根据权利要求1所述的一种乙丙橡胶绝缘光纤复合电力电缆，其特征在于:所述阻水导体(I)采用镀金属层的退火铜导体，导体内部采用分层绕包或纵包阻水带，并缠绕阻水纱。3.根据权利要求1所述的一种乙丙橡胶绝缘光纤复合电力电缆，其特征在于:所述导体屏蔽层(2)采用半导电屏蔽料直接挤包在阻水导体(I)上。4.根据权利要求1所述的一种乙丙橡胶绝缘光纤复合电力电缆，其特征在于:所述绝缘层(3)由如下重量份数的材料制成: 三元乙丙橡胶15-20份，二元乙丙橡胶10-15份，线性低密度聚乙烯4-8份，石蜡烃油5-7份，氧化锌6-8份，石蜡1-3份，硬脂酸01-0.5份，煅烧陶土 10-30份，超细滑石粉5-20份，表面活性剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1-0.5份，防老剂4，V—双(α，α—二甲基苄基)二苯胺0.5-2份，硫化剂过氧化二异丙苯0.5-5份，助硫化剂三聚氰酸三烯丙酯0.5-1份，高耐磨炭黑1-3份，沉淀法白炭黑10-15份，碳酸钙3-5份，三氧化二锑1-3份，一氧化铅1-3份。5.根据权利要求1所述的一种乙丙橡胶绝缘光纤复合电力电缆，其特征在于:所述第一阻水带绕包层(5)采用0.3_厚度双面半导电阻水带直接包覆在绝缘屏蔽层(4)上;所述第二阻水带绕包层(7)采用0.3_厚度双面半导电阻水带直接包覆在金属屏蔽层(6)上。6.根据权利要求1所述的一种乙丙橡胶绝缘光纤复合电力电缆，其特征在于:所述包带层(10)采用0.3mm厚度的包带绕包而成;所述的内垫层(I I)采用直径2?4mm的高强度聚丙稀PP纤维绳绕包结构；所述的铠装层(12)采用镀锌圆钢丝或镀锌扁钢丝缠绕而成;所述的外护层(13)由沥青涂覆的直径2?4mm的聚丙烯PP纤维绳直接绕包在铠装层(12)上。7.根据权利要求4所述的一种乙丙橡胶绝缘光纤复合电力电缆，其特征在于:所述绝缘层(3)的制备工艺如下: (1)将所述三元乙丙橡胶、所述二元乙丙橡胶、所述线性低密度聚乙烯、三氧化二锑、一氧化铅，在100°C -120 °C密炼机中混炼5min-6min，混炼均匀； (2)在所述密炼机中再加入所述氧化锌、所述硬脂酸、所述超细滑石粉、高耐磨炭黑、沉淀法白炭黑、碳酸I丐，混炼2min-3min ；(3 )接着在所述密炼机中加入所述石蜡烃油、所述石蜡、所述煅烧陶土、所述表面活性剂γ_氨丙基三乙氧基硅烷、所述防老剂4，4'一双(α ,α- 二甲基苄基)二苯胺，混炼3min_5min ； (4)在所述密炼机中最后加入所述硫化剂过氧化二异丙苯0.5%-1.5%、所述助硫化剂三聚氰酸三烯丙酯0.3%-1.4%，混炼0.5min-1.5min，然后排出混炼胶料； (5)将所述混炼胶料在开炼机上薄通1-2次，同时摆胶2-3次，接着在三辊压延机上开条出片，输出的橡页经过冷却辊冷却，过滑石粉箱后，即制得成品。
【文档编号】H01B11/22GK105825949SQ201610276005
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】邵斌斌
【申请人】芜湖诚通自动化设备有限公司