一种高压铝合金电力电缆的制作方法
【专利摘要】本发明的高压铝合金电力电缆，包括线芯，包裹所述线芯的填充层，挤包在所述填充层外的内护套，绕包在所述内护套外的阻水层，包裹在所述阻水层外的铠装层，挤包在所述铠装层外的外护套；所述线芯由导体，挤包在所述导体外的绕包层，挤包在所述绕包层外的绝缘层，绕包在所述绝缘层外的屏蔽绕包层组成。本发明的高压铝合金电力电缆，采用了特殊的结构设计，以及新型的电缆料，因此具有良好的物理，机械性能和环保阻燃性能，优异的断裂伸长率、拉伸强度、体积电阻率、介电强度等性能指标。本电缆还具有突出的耐老化、抗紫外线、耐臭氧、耐盐雾性能，适合暴晒、高温、海洋、滩涂的恶劣环境长时间使用。
【专利说明】
一种高压铝合金电力电缆
技术领域
[0001]本发明涉及一种电缆，特别是涉及一种高压铝合金电力电缆。
【背景技术】
[0002]电力电缆用于传输和分配电能的电缆。常用于城市地下电网、发电站的引出线路、工矿企业的内部供电及过江、过海的水下输电线。在电力线路中，电缆所占的比重正逐渐增加。电力电缆是在电力系统的主于线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，其中包括1-500KV以及以上各种电压等级，各种绝缘的电力电缆。铝合金电力电缆是以AA8000系列铝合金材料为导体，采用特殊辊压成型型线绞合生产工艺和退火处理等先进技术发明创造的新型材料电力电缆。合金电力电缆弥补了以往纯铝电缆的不足，虽然没有提高了电缆的导电性能，但弯曲性能、抗蠕变性能和耐腐蚀性能等却大大提高，能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续性能稳定，采用AA-8030系列铝合金导体，可以大大提高铝合金电缆的导电率、耐高温性，同时解决了纯铝导体电化学腐蚀、蠕变等问题。铝合金的导电率是最常用基准材料铜IACS的61.8%，载流量是铜的79%，优于纯铝标准。但在同样体积下，铝合金的实际重量大约是铜的三分之一。。因此，相同载流量时铝合金电缆的重量大约是铜缆的一半。采用铝合金电缆取代铜缆，可以减轻电缆重量，降低安装成本，减少设备和电缆的磨损，使安装工作更轻松。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有电缆的技术缺陷，提供一种具有良好的物理，机械性能，耐老化性能和环保阻燃性能；同时还具有优异的体积电阻率、介电强度等性能指标；以及突出的耐老化、抗紫外线、耐臭氧、耐盐雾性能的高压铝合金电力电缆。
[0004]本发明的高压铝合金电力电缆，包括线芯，包裹所述线芯的填充层，挤包在所述填充层外的内护套，绕包在所述内护套外的阻水层，包裹在所述阻水层外的铠装层，挤包在所述铠装层外的外护套;所述线芯由导体，挤包在所述导体外的绕包层，挤包在所述绕包层外的绝缘层，绕包在所述绝缘层外的屏蔽绕包层组成。
[0005]作为优化，该高压铝合金电力电缆，所述线芯由8030铝合金导体，挤包在所述8030铝合金导体外的特氟龙胶带绕包层，挤包在所述特氟龙胶带绕包层外的绝缘层，绕包在所述绝缘层外的铝塑复合带屏蔽绕包层组成。
[0006]作为优化，该高压铝合金电力电缆，所述填充层采用聚丙烯网状填充绳，所述阻水层采用双面绝缘阻水带，所述铠装层采用铝带铠装层。
[0007]作为优化，该高压铝合金电力电缆，所述内护套、外护套和绝缘层所用电缆料，由以下重量份数的组分制成:丁腈橡胶52?55份、聚烯烃弹性体62?65份、醋酸仲丁酯3?4份、癸基葡萄糖苷I?1.5份、平均粒径40nm纳米铝酸锶2?3份、平均粒径20um羟基磷灰石I?2份、平均粒径50nm纳米碳化钨I?2份、800目轻质碳酸钙12?15份、800目超细硅酸铝15?18份、2000目氢氧化铝18?20份、乙酰丙酮钛1.5?2份、六聚乙二醇单癸醚1.5?2份、柠檬酸三乙酯2?3份、丁基羟基茴香醚I?1.5份。
[0008]绝缘层和内护套、外护套所用电缆料，通过以下步骤制成:
(1)将癸基葡萄糖苷1.2份同十倍重量的纯净水混合，然后加入平均粒径40nm纳米铝酸锁2.3份、平均粒径50nm纳米碳化妈1.8份，用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在60?70 °C超声处理30分钟，然后再50°C条件下烘干；
(2)将醋酸仲丁酯3.5份、平均粒径20um轻基磷灰石1.5份混合均匀；
(3)将800目轻质碳酸钙13份、800目超细硅酸铝16份、2000目氢氧化铝19份、乙酰丙酮钛1.8份、六聚乙二醇单癸醚1.9份混合均匀；
(4)将丁腈橡胶54份、聚烯烃弹性体63份加入到密炼机中，在100?110°C混炼3?4min;然后加入步骤(I)中的混合物继续混炼3?4min ；然后加入步骤(2)和步骤(3)中的混合物继续混炼4?5min;然后加入柠檬酸三乙酯2.5份、丁基羟基茴香醚1.2份在80?90°C混炼3?4min;降温至50°C?55°C出料；
(5)然后将步骤(4)的混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得所需的电缆料。
[0009]本发明的高压铝合金电力电缆，成品电缆(20m)在(20±5)°C水中浸入时间Ih后经1min电压试验(交流6.5kV或直流15kV)不击穿。通过按GB/T2951.21-2008规定耐臭氧试验，在0.030%的臭氧浓度环境下经过24小时后，护层不开裂。通过68/112527-2008附录八规定进行的人工气候老化试验。恒定湿热按照GB/T2423.3-2006规定的方法进行试验，试验后绝缘及护套的抗张强度和断裂伸长率的降低率均不大于7%。同时满足IEEE 1138—2009标准的盐雾试验。本发明的高压铝合金电力电缆，采用了特殊的结构设计，以及新型的电缆料，因此具有良好的物理，机械性能，耐老化性能和环保阻燃性能；同时还具有优异的体积电阻率、介电强度等性能指标；以及突出的耐老化、抗紫外线、耐臭氧、耐盐雾性能，适合暴晒、高温、海洋、滩涂的恶劣环境长时间使用。
【附图说明】
[0010]图1为本发明高压铝合金电力电缆的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本
【发明内容】
对本发明的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
[0012]实施例1:如图1所示，高压铝合金电力电缆，包括五条线芯，包裹线芯的聚丙烯网状填充绳填充层5，挤包在聚丙烯网状填充绳填充层5外的内护套6，绕包在内护套6外的浙江天荣电缆材料有限公司双面绝缘阻水带阻水层7，包裹在双面绝缘阻水带阻水层7外的铝带铠装层8，挤包在铝带铠装层8外的外护套9;线芯由8030铝合金导体I，挤包在所述8030铝合金导体I外的特氟龙胶带绕包层2，挤包在特氟龙胶带绕包层2外的绝缘层3，绕包在绝缘层3外的铝塑复合带屏蔽绕包层4组成。
[0013]绝缘层和内护套、外护套所用电缆料，通过以下步骤制成:
(I)将癸基葡萄糖苷(APGlO)I千克同十倍重量的纯净水混合，然后加入平均粒径40nm纳米铝酸锶2千克、平均粒径50nm纳米碳化钨I千克，用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在60?70 °C超声处理30分钟，然后再50°C条件下烘干；
(2)将醋酸仲丁酯3千克、平均粒径20um轻基磷灰石I千克混合均匀；
(3)将800目轻质碳酸钙12千克、800目超细硅酸铝15千克、2000目氢氧化铝18千克、南京品宁偶联剂有限公司(AA-75)乙酰丙酮钛1.5千克、六聚乙二醇单癸醚1.5千克混合均匀；
(4)将韩国LG化学NBR7030丁腈橡胶52千克、埃克森美孚020UP0E)聚烯烃弹性体62千克加入到密炼机中，在100?110°C混炼3?4min ；然后加入步骤(I)中的混合物继续混炼3?4min ；然后加入步骤(2)和步骤(3)中的混合物继续混炼4?5min ；然后加入柠檬酸三乙酯2千克、丁基羟基茴香醚I千克在80?90°C混炼3?4min;降温至50°C?55°C出料；
(5)然后将步骤(4)的混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的喂料口、第二加热段、第三加热段、第四加热段到机头的温度分别设置为160°(:、162°(:、165°(:、168 °C、162 °C，挤出得所需的电缆料。
[0014]本发明电缆料，采用优化的填料和助剂组合，达到了采用其他常规填料和助剂组合，远远达不到的优异的机械性能、耐腐蚀老化性能，以及十分突出的低烟无卤和阻燃性能。本电缆料性能指标，拉伸强度彡15.1MPa，断裂伸长率彡325%;热老化实验(180°C，168h)拉伸强度变化率5.3%，断裂伸长率变化率-4.1%;耐IN NaOH实验(40°C，168h)拉伸强度变化率1.3%，断裂伸长率变化率-1.2%;体积电阻率(20 °C ) 2.56 X 1013;介电强度38MV/m;氧指数42%;放出气体酸度(PH值)6.89。本电缆料的性能明显高于对比例I;具有良好的抗老化，抗腐蚀性能，环保阻燃和绝缘性能优异。
[0015]实施例2:如图1所示，高压铝合金电力电缆，包括五条线芯，包裹线芯的聚丙烯网状填充绳填充层5，挤包在聚丙烯网状填充绳填充层5外的内护套6，绕包在内护套6外的浙江天荣电缆材料有限公司双面绝缘阻水带阻水层7，包裹在双面绝缘阻水带阻水层7外的铝带铠装层8，挤包在铝带铠装层8外的外护套9;线芯由8030铝合金导体I，挤包在所述8030铝合金导体I外的特氟龙胶带绕包层2，挤包在特氟龙胶带绕包层2外的绝缘层3，绕包在绝缘层3外的铝塑复合带屏蔽绕包层4组成。
[0016]绝缘层和内护套、外护套所用电缆料，通过以下步骤制成:
(1)将癸基葡萄糖苷(APGlO)1.2千克同十倍重量的纯净水混合，然后加入平均粒径40nm纳米招酸锁2.3千克、平均粒径50nm纳米碳化妈1.8千克，用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在60?70 °C超声处理30分钟，然后再50 °C条件下烘干；
(2)将醋酸仲丁酯3.5千克、平均粒径20um轻基磷灰石1.5千克混合均匀；
(3)将800目轻质碳酸钙13千克、800目超细硅酸铝16千克、2000目氢氧化铝19千克、南京品宁偶联剂有限公司(AA-75)乙酰丙酮钛1.8千克、六聚乙二醇单癸醚1.9千克混合均匀；
(4)将韩国LG化学NBR7030丁腈橡胶54千克、埃克森美孚020UP0E)聚烯烃弹性体63千克加入到密炼机中，在100?110°C混炼3?4min ；然后加入步骤(I)中的混合物继续混炼3?4min;然后加入步骤(2)和步骤(3)中的混合物继续混炼4?5min;然后加入柠檬酸三乙酯2.5千克、丁基羟基茴香醚1.2千克在80?90°(:混炼3?41^11;降温至50°(:?55°(:出料；
(5)然后将步骤(4)的混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的喂料口、第二加热段、第三加热段、第四加热段到机头的温度分别设置为160°(:、162°(:、165°(:、168 °C、162 °C，挤出得所需的电缆料。本电缆料性能指标，拉伸强度多15.2MPa，断裂伸长率彡325%;热老化实验(180°C，168h)拉伸强度变化率5.3%，断裂伸长率变化率-4.2%;耐INNaOH实验(40°C，168h)拉伸强度变化率1.3%，断裂伸长率变化率-1.2%;体积电阻率(20°C)2.57 X 113;介电强度38MV/m;氧指数42%;放出气体酸度(PH值)6.89。
[0017]实施例3:结构同实施例1相同，不同之处在于绝缘层和内护套、外护套所用电缆料，通过以下步骤制成:
(1)将癸基葡萄糖苷(APGlO)1.5千克同十倍重量的纯净水混合，然后加入平均粒径40nm纳米铝酸锶3千克、平均粒径50nm纳米碳化钨2千克，用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在60?70 °C超声处理30分钟，然后再50 °C条件下烘干；
(2)将醋酸仲丁酯4千克、平均粒径20um轻基磷灰石2千克混合均匀；
(3)将800目轻质碳酸钙15千克、800目超细硅酸铝18千克、2000目氢氧化铝20千克、南京品宁偶联剂有限公司(AA-75)乙酰丙酮钛2千克、六聚乙二醇单癸醚2千克混合均匀；
(4)将韩国LG化学NBR7030丁腈橡胶55千克、埃克森美孚020UP0E)聚烯烃弹性体65千克加入到密炼机中，在100?110°C混炼3?4min ；然后加入步骤(I)中的混合物继续混炼3?4min ；然后加入步骤(2)和步骤(3)中的混合物继续混炼4?5min ；然后加入柠檬酸三乙酯3千克、丁基羟基茴香醚1.5千克在80?90°(:混炼3?41^11;降温至50°(:?55°(:出料；
(5)然后将步骤(4)的混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的喂料口、第二加热段、第三加热段、第四加热段到机头的温度分别设置为160°(:、162°(:、165°(:、1680C、162°C，挤出得所需的电缆料。本电缆料性能指标，拉伸强度多15.0MPa，断裂伸长率彡322%;热老化实验(180°C，168h)拉伸强度变化率5.3%，断裂伸长率变化率-4.2%;耐INNaOH实验(40°C，168h)拉伸强度变化率1.4%，断裂伸长率变化率-1.2%;体积电阻率(20°C)2.53 X 113;介电强度38MV/m;氧指数42%;放出气体酸度(PH值)6.89。
[0018]对比例1:结构同实施例1相同，不同之处在于绝缘层和内护套、外护套所用电缆料，通过以下步骤制成:
(1)将醋酸仲丁酯4千克、平均粒径20um轻基磷灰石2千克混合均匀；
(2)将800目超细硅酸铝25千克、2000目氢氧化铝28千克、南京品宁偶联剂有限公司(AA-75)乙酰丙酮钛2千克、六聚乙二醇单癸醚2千克混合均匀；
(3)将韩国LG化学NBR7030丁腈橡胶55千克、埃克森美孚020UP0E)聚烯烃弹性体65千克加入到密炼机中，在100?110°C混炼4?5min;然后加入步骤(I)和步骤(2)中的混合物继续混炼5?6min;然后加入柠檬酸三乙酯3千克在80?90°C混炼3?4min;降温至50°C?55°C出料；
(4)然后将步骤(3)的混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的喂料口、第二加热段、第三加热段、第四加热段到机头的温度分别设置为160°(:、162°(:、165°(:、1680C、162°C，挤出得所需的电缆料。本电缆料性能指标，拉伸强度多12.7MPa，断裂伸长率彡292%;热老化实验(180°C，168h)拉伸强度变化率7.1%，断裂伸长率变化率-6.9%;耐INNaOH实验(40°C，168h)拉伸强度变化率1.8%，断裂伸长率变化率-1.4%;体积电阻率(20°C)1.81 X 113;介电强度3 lMV/m;氧指数37%;放出气体酸度(PH值)6.69。
【主权项】
1.一种高压铝合金电力电缆，其特征在于:包括线芯，包裹所述线芯的填充层，挤包在所述填充层外的内护套，绕包在所述内护套外的阻水层，包裹在所述阻水层外的铠装层，挤包在所述铠装层外的外护套;所述线芯由导体，挤包在所述导体外的绕包层，挤包在所述绕包层外的绝缘层，绕包在所述绝缘层外的屏蔽绕包层组成。2.根据权利要求1所述的高压铝合金电力电缆，其特征在于所述线芯由8030铝合金导体，挤包在所述8030铝合金导体外的特氟龙胶带绕包层，挤包在所述特氟龙胶带绕包层外的绝缘层，绕包在所述绝缘层外的铝塑复合带屏蔽绕包层组成。3.根据权利要求1所述的高压铝合金电力电缆，其特征在于所述填充层采用聚丙烯网状填充绳，所述阻水层采用双面绝缘阻水带，所述铠装层采用铝带铠装层。4.根据权利要求1所述的高压铝合金电力电缆，其特征在于所述内护套、外护套和绝缘层所用电缆料，由以下重量份数的组分制成:丁腈橡胶54份、聚烯烃弹性体63份、醋酸仲丁酯3.5份、癸基葡萄糖苷1.2份、平均粒径40nm纳米铝酸锶2.3份、平均粒径20um轻基磷灰石.1.5份、平均粒径50nm纳米碳化钨1.8份、800目轻质碳酸钙13份、800目超细硅酸铝16份、2000目氢氧化铝19份、乙酰丙酮钛1.8份、六聚乙二醇单癸醚1.9份、柠檬酸三乙酯2.5份、丁基羟基茴香醚1.2份。
【文档编号】H01B7/18GK106098206SQ201610464158
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】王纬
【申请人】王纬