一种智慧能源抗水树型中压电缆及生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种智慧能源抗水树型中压电缆及生产工艺，电缆由内到外依次为导体、半导电内屏蔽层、绝缘层、可剥离半导电外屏蔽层、铜丝屏蔽层和护套；所述绝缘层为抗水树型交联聚乙烯；所述铜丝屏蔽层为铜丝疏绕屏蔽；所述护套为线性低密度聚乙烯，护套采用专用的挤压式模具挤出，护套材料渗入到铜丝屏蔽间隙中，并且将铜丝屏蔽层压入到可剥离半导电外屏蔽层中，压入深度为0.10～0.15mm；本发明的电缆结构紧密，具有优异的防水树性能。本发明采用的专用挤压式模具提高了挤出压力和定形距离，能够将护套材料渗入到铜丝屏蔽间隙中，并且将铜丝屏蔽层压入到可剥离半导电外屏蔽层中，同时导体采用金刚模具紧压，因此电缆结构紧密，具有优异的防水树性能。
【专利说明】
一种智慧能源抗水树型中压电缆及生产工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种智慧能源抗水树型中压电缆及生产工艺。
【背景技术】
[0002]目前，中压电力电缆多采用交联聚乙烯绝缘，普通的交联聚乙烯绝缘电缆在敷设和运行期间在潮湿的环境下长期运行都会导致外界水分渗透到电缆内部，在电场作用下形成水树的机会大大增加，水树枝在电场作用下转化成永久性的电树枝，在较短时间内导致绝缘击穿，大大影响电缆的使用寿命。市场上很多厂家采用阻水绳和阻水包带等方式提高电缆的阻水性能，从而防止水分浸入绝缘中导致水树产生，这种方式能在短期内起到阻水效果，但是长期使用后阻水包带或阻水绳吸水能力下降，水分还是会浸入到绝缘中，导致水树发生。因此需要采用对电缆的结构和交联聚乙烯绝缘材料进行改进，结构上提高电缆横截面的紧密度且不采用任何具有吸水性的材料，防止水分从径向和纵向浸入到绝缘中；对交联聚乙烯绝缘料改进，提高绝缘材料的抗水树性能，从而提高电缆的抗水树性能。
【发明内容】
[0003]本发明的第一个目的是提供一种智慧能源抗水树型中压电缆。
[0004]实现本发明第一个目的的技术方案是一种智慧能源抗水树型中压电缆，由内到外依次为导体、半导电内屏蔽层、绝缘层、可剥离半导电外屏蔽层、铜丝屏蔽层和护套。
[0005]所述导体为铜导体，截面积为3/0AWG，该截面积是美标ULl581 (2011)下的规格，相当于85mm2，导体根数为19根，丝径为2.48mm，绞合节距不超过导体外径的14倍;所述半导电内屏蔽层厚度为0.6mm;所述绝缘层厚度为8.8mm;所述可剥离半导电外屏蔽层厚度为1.5mm;所述铜丝屏蔽层根数为20，丝径为2.0mm，疏绕节距为330?370mm;所述护套2.1mm。所述铜丝屏蔽层为铜丝疏绕，铜丝屏蔽层压入到可剥离半导电外屏蔽层中，压入深度为0.10?0.15mm0
[0006]所述绝缘层为抗水树型交联聚乙烯。
[0007]所述护套为线性低密度聚乙烯。
[0008]实现本发明第二个目的的技术方案是一种智慧能源抗水树型中压电缆的生产工艺，包含以下步骤:
[0009]步骤一:确定电缆结构；
[0010]步骤二:导体采用铜丝绞合，导体根数为19根，丝径为2.48mm，绞合节距不超过导体外径的14倍，采用内孔径为11.5mm的金刚模具紧压；
[0011]步骤三:采用三层共挤的方式在导体外挤出半导电内屏蔽层、绝缘层、可剥离半导电外屏蔽层；
[0012]步骤四:铜丝屏蔽层将铜丝在可剥离半导电外屏蔽层外进行疏绕屏蔽，铜丝根数为20，丝径为2.0mm，疏绕节距为330?370mm ；
[0013]步骤五:铜丝屏蔽层外绕包一层无纺布，无纺布的搭盖率为20%?25% ;
[0014]步骤六:在挤包护套前将步骤五绕包的无纺布剥离掉，一边剥离无纺布一边采用专用的挤压式模具在铜丝屏蔽层外挤包护套，护套厚度为2.1mm。
[0015]所述步骤六中专用的挤压式模具，模芯的角度为45°，模套的承线距离为20mm。所述步骤六中护套挤出温度160?170°C，生产速度为8?10m/min，铜丝屏蔽层压入到可剥离半导电外屏蔽层中，压入深度为0.10?0.15mm。
[0016]所述步骤三中三层共挤工艺中，根据半导电内屏蔽层、绝缘层和可剥离半导电外屏蔽层三种材料的熔融温度设计挤出温度和交联工艺;采用60挤塑机生产半导电内屏蔽层，机身温度为110°C?120°C;采用175挤塑机生产绝缘层，机身温度为120°C?130°C;采用75挤塑机生产可剥离半导电外屏蔽层，机身温度为110°C?120 °C;三层共挤时机头温度设定为 120 °C ?130 °C ;硫化管道各段的温度为390 V、380 °C、350 °C、345 °C、340 °C、315 °C，生产速度为4.5?5m/min，N2气压不小于lObar。
[0017]采用X-RAY在线监测半导电内屏蔽层、绝缘层和可剥离半导电外屏蔽层的厚度，确保半导电内屏蔽层的厚度为0.6mm、绝缘层的厚度为8.8mm和可剥离半导电外屏蔽层的厚度为1.5mmο
[0018]所述绝缘材料采用具有烘干功能的自动吸料装置加料。
[0019]采用上述技术方案，本发明专利具有以下有益结果:
[0020](I)本发明采用的专用挤压式模具提高了挤出压力和定形距离，能够将护套材料渗入到铜丝屏蔽间隙中，并且将铜丝屏蔽层压入到可剥离半导电外屏蔽层中，同时导体采用金刚模具紧压，因此电缆结构紧密，具有优异的防水树性能。
[0021](2)本发明在生产铜丝疏绕屏蔽的时候为了防止铜丝屏蔽松散，因此绕包一层无纺布，生产护套前把无纺布剥掉可以让护套材料挤压到铜丝屏蔽的间隙，确保电缆的非常紧密，防止水分进入。
[0022](3)本发明采用可剥离半导电屏蔽层，因此能够和绝缘层撕开，在电缆做接头时非常方便。
[0023](4)本发明的电缆不采用任何绕包材料，有效降低电缆成本，同时减少了吸湿性。
[0024](5)本发明的绝缘材料加工时采用具有烘干功能的自动吸料装置加料，且采用三层共挤的方式生产半导电内屏蔽层、绝缘层和可剥离半导电外屏蔽层，有效的避免了绝缘接触污染物和吸潮，同时对三层共挤的挤出温度、硫化温度、速度设定范围，确保由本发明的工艺生产的电缆通过了69kV 5min的耐压试验，69kV局部放电不大于5pC。
【附图说明】
[0025]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:
[0026]图1为本发明的电缆结构示意图、图2为模芯结构示意图、图3为模套结构示意图。
[0027]附图中标号为:导体1、半导电内屏蔽层2、绝缘层3、可剥离半导电外屏蔽层4、铜丝屏蔽层5、护套6、模芯角度7、承线距离8。
【具体实施方式】
[0028](实施例1)
[0029]见图1，本实施例的一种智慧能源抗水树型中压电缆，由内到外依次为导体1、半导电内屏蔽层2、绝缘层3、可剥离半导电外屏蔽层4、铜丝屏蔽层5和护套6。导体I为铜导体，截面3/0AWG，导体根数为19根，丝径为2.48mm，绞合节距不超过导体I外径的14倍;半导电内屏蔽层2厚度为0.6mm;绝缘层4厚度为8.8mm;可剥离半导电外屏蔽层5厚度为1.5mm;铜丝屏蔽层5根数为20，丝径为2.0mm，疏绕节距为330?370mm; LLDPE护套厚度为62.1mm。绝缘层3为抗水树型交联聚乙烯。护套6为线性低密度聚乙烯。铜丝屏蔽层7为铜丝疏绕，铜丝屏蔽层压入到可剥离半导电外屏蔽层中，压入深度为0.10?0.15mm。
[0030]生产工艺，包含以下步骤:
[0031]步骤一:确定电缆结构如附图1所示；
[0032]步骤二:导体I采用铜丝绞合，导体根数为19根，丝径为2.48mm，绞合节距不超过导体I外径的14倍，采用内孔径为11.5mm的金刚模具紧压；
[0033]步骤三:采用三层共挤的方式在导体I外挤出半导电内屏蔽层2、绝缘层3、可剥离半导电外屏蔽层4;三层共挤工艺中，根据半导电内屏蔽层2、绝缘层3和可剥离半导电外屏蔽层4三种材料的熔融温度设计挤出温度和交联工艺;采用60挤塑机生产半导电内屏蔽层2，机身温度为110°C?120°C;采用175挤塑机生产绝缘层3，机身温度为120°C?130°C;采用75挤塑机生产可剥离半导电外屏蔽层4，机身温度为110°C?120 °C;三层共挤时机头温度设定为 120 °C ?130 °C ;硫化管道各段的温度为390 V、380 °C、350 °C、345 °C、340 °C、315 °C，生产速度为4.5?5m/min，N2气压不小于lObar。采用X-RAY在线监测半导电内屏蔽层2、绝缘层3和可剥离半导电外屏蔽层4的厚度，确保半导电内屏蔽层2的厚度为0.6mm、绝缘层3的厚度为8.8mm和可剥离半导电外屏蔽层4的厚度为1.5mm。
[0034]步骤四:铜丝屏蔽层4将铜丝在可剥离半导电外屏蔽层4外进行疏绕屏蔽，铜丝根数为20，丝径为2.0mm，疏绕节距为330?370mm ；
[0035]步骤五:铜丝屏蔽层4外绕包一层无纺布，无纺布的搭盖率为20%?25% ；
[0036]步骤六:在挤包护套6前将步骤五中绕包的无纺布剥离掉，一边剥离无纺布一边采用专用的挤压式模具在铜丝屏蔽层4外挤包护套6，护套6厚度为2.1_。护套挤出温度160?170°C，生产速度为8?10m/min，铜丝屏蔽层压入到可剥离半导电外屏蔽层中，压入深度为0.10?0.15mm0
[0037]如图2和图3所示，步骤六中专用的挤压式模具，模芯角度为45°，模套的承线距离为20mm，承线距离是指电缆护套挤出后在模套中定形的这段距离，这个距离增加能够让定形的时间更长，压力更大。
[0038]以上所述的具体实施例，对本发明专利的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种智慧能源抗水树型中压电缆，其特征在于:由内到外依次为导体(I)、半导电内屏蔽层(2)、绝缘层(3)、可剥离半导电外屏蔽层(4)、铜丝屏蔽层(5)和护套(6);所述铜丝屏蔽层(5)为铜丝疏绕，铜丝屏蔽层(5)压入到可剥离半导电外屏蔽层(4)中，压入深度为0.10?0.15mm02.根据权利要求1所述的一种智慧能源抗水树型中压电缆，其特征在于:所述导体(I)为铜导体，截面积为3/0AWG，导体根数为19根，丝径为2.48mm，绞合节距不超过导体(I)外径的14倍;所述半导电内屏蔽层(2)的厚度为0.6mm；所述绝缘层(3)的厚度为8.8mm ；所述可剥离半导电外屏蔽层(4)的厚度为1.5mm;所述铜丝屏蔽层(5)的根数为20，丝径为2.0mm，疏绕节距为330?370mm;所述护套(6)的厚度为2.1mm。3.根据权利要求2所述的一种智慧能源抗水树型中压电缆，其特征在于:所述绝缘层(3)为抗水树型交联聚乙烯。4.根据权利要求3所述的一种智慧能源抗水树型中压电缆，其特征在于:所述护套(6)为线性低密度聚乙烯。5.—种智慧能源抗水树型中压电缆的生产工艺，其特征在于包含以下步骤: 步骤一:确定如权利要求4所述的电缆结构； 步骤二:导体(I)采用铜丝绞合，导体根数为19根，丝径为2.48mm，绞合节距不超过导体(1)外径的14倍，采用内孔径为11.5mm的金刚模具紧压； 步骤三:采用三层共挤的方式在导体(I)外挤出半导电内屏蔽层(2)、绝缘层(3)、可剥离半导电外屏蔽层(4)； 步骤四:将铜丝在可剥离半导电外屏蔽层(4)外进行疏绕屏蔽，铜丝根数为20，丝径为2.0mm，疏绕节距为330?370mm; 步骤五:铜丝屏蔽层(5)外绕包一层无纺布，无纺布的搭盖率为20%?25%; 步骤六:在挤包护套(6)前将步骤五绕包的无纺布剥离掉，一边剥离无纺布一边采用挤压式模具在铜丝屏蔽层(4)外挤包护套(6)，护套(6)厚度为2.1mm。6.根据权利要求5所述一种智慧能源抗水树型中压电缆的生产工艺，其特征在于:所述步骤六中的挤压式模具，模芯的角度(7)为45°，模套的承线距离(8)为20mm。7.根据权利要求6所述一种智慧能源抗水树型中压电缆的生产工艺，其特征在于:所述步骤六中护套(6)挤出温度160?170°C，生产速度为8?10m/min;将铜丝屏蔽层(5)压入到可剥离半导电外屏蔽层(4)中，压入深度为0.10?0.15mm。8.根据权利要求7所述一种智慧能源抗水树型中压电缆的生产工艺，其特征在于:所述步骤三中三层共挤工艺中，根据半导电内屏蔽层(2)、绝缘层(3)和可剥离半导电外屏蔽层(4)三种材料的熔融温度设计挤出温度和交联工艺；采用60挤塑机生产半导电内屏蔽层(2)，机身温度为110°(:?120°(:;采用175挤塑机生产绝缘层(3)，机身温度为120°C?130°C；采用75挤塑机生产可剥离半导电外屏蔽层(4)，机身温度为110°C?120°C ;三层共挤时机头温度设定为120 °C?130 °C ;硫化管道各段的温度为390 V、380 V、350 V、345 °C、340 °C、315°C，生产速度为4.5?5m/min，N2气压不小于lObar。9.根据权利要求8所述一种智慧能源抗水树型中压电缆的生产工艺，其特征在于:采用X-RAY在线监测半导电内屏蔽层(2)、绝缘层(3)和可剥离半导电外屏蔽层(4)的厚度，确保半导电内屏蔽层(2)的厚度为0.6mm、绝缘层(3)的厚度为8.8mm和可剥离半导电外屏蔽层(4)的厚度为1.5mm。10.根据权利要求9所述一种智慧能源抗水树型中压电缆的生产工艺，其特征在于:所述绝缘材料采用具有烘干功能的自动吸料装置加料。
【文档编号】H01B7/282GK106098239SQ201610673519
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月16日 公开号201610673519.5, CN 106098239 A, CN 106098239A, CN 201610673519, CN-A-106098239, CN106098239 A, CN106098239A, CN201610673519, CN201610673519.5
【发明人】王桢桢, 陈兴武, 许茂, 张继朋
【申请人】远东电缆有限公司, 新远东电缆有限公司, 远东复合技术有限公司