一种交联聚乙烯绝缘电缆的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种交联聚乙烯绝缘电缆，包括位于中央的定位芯、四组交联聚乙烯绝缘套、圆管形金属内护套、圆管形缓冲保护套、圆管形外护套，金属内护套与四组交联聚乙烯绝缘套之间填充有一层导热绝缘层，金属内护套与缓冲保护套之间设置有导热保护层，导热保护层的内镶嵌有多根“品”形金属丝。该电缆改善了普通交联聚乙烯绝缘电缆在扭曲、扭转、弯折、弯曲、截断等外力的作用下其内部的导线束会发生大幅度的变形或偏移的技术缺陷，保证导线束能正常工作及后续安装施工；在导热绝缘层、金属内护套、导热保护层及金属丝的作用下，该电缆的散热效率高，传热效果好，电缆使用寿命提高。
【专利说明】
一种交联聚乙烯绝缘电缆
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种电缆，尤其涉及一种交联聚乙烯绝缘电缆。
【背景技术】
[0002]交联聚乙烯绝缘电缆是利用化学方法或物理方法，使电缆绝缘聚乙烯分子由线性分子结构转变为主体网状分子结构，即热塑性的聚乙烯转变为热固性的交联聚乙烯，从而大大提高它的耐热性和机械性能，减少了它的收缩性，使其受热以后不再熔化，并保持了优良的电气性能。
[0003]交联聚乙烯绝缘电缆采用过氧化物交联的方法，使聚乙烯分子由线型分子结构变为三维网状结构，由热塑性材料变成热固性材料，工作温度从70°C提高到90°C，显著提高电缆的载流能力。交联聚乙烯绝缘电缆适用于配电网、工业装置或其他需要大容量用电领域，用于固定敷设在交流50Hz、额定电压6kV?35kV的电力输配电线路上，主要功能是输送电會K。
[0004]但是现有的交联聚乙烯绝缘电缆在使用过程中，其内部的导线束经常会发生变形或者偏移，不但严重影响了电缆的安装施工，严重时甚至会损坏电缆，降低电缆的使用寿命。导线束经常发生变形或者偏移的情况主要有两种:一种是交联聚乙烯绝缘电缆敷设在室内，沟道及管子内，用于高落差区，也可埋在松散的土壤中，因此经常承受外力的作用，当施工过程中电缆发生扭曲、扭转、弯折、弯曲、截断等外力的作用下，其内部的导线束会发生大幅度的变形或者偏移；另外一种是，交联聚乙烯绝缘电缆内部的导线束的最高额定温度为90°C，当交联聚乙烯绝缘电缆在使用过程中发生异常时，如部分线路短路时，导线束的最高温度最高可达到250°C，交联聚乙烯绝缘电缆内部的构件由于非常密集，且为保证交联聚乙烯绝缘电缆的绝缘、防水等性能的稳定，交联聚乙烯绝缘电缆内部的热量不能及时、快速的向外散发，交联聚乙烯绝缘电缆内部的构件在高温下会发生大幅度的膨胀变形、偏移，严重影响交联聚乙烯绝缘电缆的使用。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种交联聚乙烯绝缘电缆，具体技术方案如下:
[0006]—种交联聚乙烯绝缘电缆，包括位于中央的定位芯、四组交联聚乙烯绝缘套、圆管形金属内护套、圆管形缓冲保护套、圆管形外护套，定位芯设置在金属内护套的中央，四组交联聚乙烯绝缘套均设置在金属内护套的内部且四组交联聚乙烯绝缘套对称分布在定位芯的四周，相邻的交联聚乙烯绝缘套之间设置有间隙，金属内护套设置在缓冲保护套的内部，缓冲保护套设置在外护套的内部;所述定位芯的边沿对称设置有四个弧形定位槽;所述交联聚乙烯绝缘套包括与定位槽相配合的上顶部、弧形下顶部、右侧部、左侧部，下顶部的周长大于上顶部的周长，右侧部和左侧部相互垂直;所述交联聚乙烯绝缘套的内部填充有导线束，导线束由多根导线挤压制成，导线束的外部设置有一层将导线束完全包裹的保护带;所述金属内护套与四组交联聚乙烯绝缘套之间填充有一层导热绝缘层，导热绝缘层的外表面设置有一层将导热绝缘层完全包裹的半导电阻水带;所述金属内护套与缓冲保护套之间设置有导热保护层，导热保护层的内镶嵌有多根“品”形金属丝，金属丝的尖端与缓冲保护套接触，金属丝的尾端与金属内护套接触。
[0007]作为上述技术方案的改进，所述右侧部上设置有多条第一凸筋，相邻的第一凸筋之间设置有间隙;所述左侧部上设置有多条第二凸筋，相邻的第二凸筋之间设置有间隙。
[0008]作为上述技术方案的改进，所述第一凸筋的延伸方向与交联聚乙烯绝缘套的径向垂直，所述第二凸筋的延伸方向与交联聚乙烯绝缘套的径向垂直。
[0009]作为上述技术方案的改进，所述金属丝由三根呈“品”形排列的金属单丝制成，相邻的金属单丝之间为一体式结构。
[0010]作为上述技术方案的改进，所述金属内护套的外表面设置有多个三角形凸棱，所述缓冲保护套的内表面设置有多个与金属丝的尖端相配合的弧形凹槽，缓冲保护套的外表面设置有螺旋形第三凸筋。
[0011]作为上述技术方案的改进，所述凸棱与金属内护套之间为一体式结构，第三凸筋与缓冲保护套之间为一体式结构。
[0012]本实用新型所述交联聚乙烯绝缘电缆改善了普通交联聚乙烯绝缘电缆在扭曲、扭转、弯折、弯曲、截断等外力的作用下其内部的导线束会发生大幅度的变形或者偏移的技术缺陷，保证导线束能正常工作及后续安装施工;在导热绝缘层、金属内护套、导热保护层及金属丝的作用下，该电缆的散热效率高，传热效果好，避免热量积聚在该电缆的内部使得其内部构件在高温的作用下发生膨胀偏移、变形甚至是损毁，使得该电缆在130?150°C的连续使用温度下不发生变形，电缆使用寿命提高。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型所述交联聚乙烯绝缘电缆结构示意图；
[0014]图2为本实用新型所述定位芯结构示意图；
[0015]图3为本实用新型所述交联聚乙烯绝缘套结构示意图；
[0016]图4为本实用新型所述金属内护套结构示意图；
[0017]图5为图4中A处局部放大图；
[0018]图6为本实用新型所述金属丝结构示意图；
[0019]图7为本实用新型所述缓冲保护套结构示意图；
[0020]图8为图7中B处局部放大图；
[0021]图9为本实用新型所述缓冲保护套结构示意图(俯视状态)。
【具体实施方式】
[0022]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0023]如图1?9所示，图1为本实用新型所述交联聚乙烯绝缘电缆结构示意图，图2为本实用新型所述定位芯结构示意图，图3为本实用新型所述交联聚乙烯绝缘套结构示意图，图4为本实用新型所述金属内护套结构示意图，图5为图4中A处局部放大图，图6为本实用新型所述金属丝结构示意图，图7为本实用新型所述缓冲保护套结构示意图，图8为图7中B处局部放大图，图9为本实用新型所述缓冲保护套结构示意图(俯视状态)。所述交联聚乙烯绝缘电缆，包括位于中央的定位芯10、四组交联聚乙烯绝缘套20、圆管形金属内护套50、圆管形缓冲保护套70、圆管形外护套80，定位芯10设置在金属内护套50的中央，四组交联聚乙烯绝缘套20均设置在金属内护套50的内部且四组交联聚乙烯绝缘套20对称分布在定位芯10的四周，相邻的交联聚乙烯绝缘套20之间设置有间隙，金属内护套50设置在缓冲保护套70的内部，缓冲保护套70设置在外护套80的内部;所述定位芯10的边沿对称设置有四个弧形定位槽11;所述交联聚乙烯绝缘套20包括与定位槽11相配合的上顶部201、弧形下顶部202、右侧部203、左侧部204，下顶部202的周长大于上顶部201的周长，右侧部203和左侧部204相互垂直;所述交联聚乙烯绝缘套20的内部填充有导线束22，导线束22由多根导线挤压制成，导线束22的外部设置有一层将导线束22完全包裹的保护带21;所述金属内护套50与四组交联聚乙烯绝缘套20之间填充有一层导热绝缘层30，导热绝缘层30的外表面设置有一层将导热绝缘层30完全包裹的半导电阻水带40;所述金属内护套50与缓冲保护套70之间设置有导热保护层60，导热保护层60的内镶嵌有多根“品”形金属丝61，金属丝61的尖端与缓冲保护套70接触，金属丝61的尾端与金属内护套50接触。
[0024]如图2所示，定位芯10的结构类似“十”字形，定位芯10具有定位作用，保证在制作电缆时，在定位芯10的牵引下，交联聚乙烯绝缘套20及其内部的导线束22不易发生偏移，不但降低加工难度，还利用电缆加工成型;并且定位芯10结合金属内护套50，使得整个电缆在后续使用中无论是在扭曲、扭转、弯折、弯曲、截断等外力的情形下，仍能避免四组交联聚乙烯绝缘套20内的导线束22发生大幅度的变形或者偏移，保证导线束22能正常工作及安装。定位芯10上的四个弧形定位槽11不但使得在安装时交联聚乙烯绝缘套20与定位槽11之间更容易定位、结合，而且由于下顶部202的周长大于上顶部201的周长，右侧部203和左侧部204相互垂直的这种类似于“垂直三角形”的结构，使得当整个电缆在受到外力的挤压时，交联聚乙烯绝缘套20受到的外力大幅度向定位芯10处集中，避免发生偏移;并且在定位芯10的缓冲保护下，抵消、宣泄一部分四组交联聚乙烯绝缘套20的上顶部201受到的压力，避免导线束22发生损坏。
[0025]保护带21为半导电尼龙带、半导电特多龙带、半导电缓冲阻水带、半导电阻水绑扎带、半导电丁基胶缓冲带、半导电铜丝屏蔽带、阻水带等中的一种或者数种，根据电缆的不同规格需求选择保护带21的种类。
[0026]为保证导热绝缘层30的绝缘性、高弹性模量及机械强度的同时，还具有优异的导热性，进一步改善电缆的传热效率;所述导热绝缘层30由85重量份的聚丙烯、5重量份的尼龙、13?18重量份的氢氧化镁、6?12重量份的滑石瓷在210?230°C下混炼挤出制成;其中，在混炼挤出前，利用硅烷偶联剂对氢氧化镁进行表面处理，在滑石瓷表面涂覆有硅酸镁。聚丙烯与尼龙共混挤出后，在保证其拉伸强度可达到37MPa以上的同时，在价格低廉的氢氧化镁和滑石瓷的共同作用下，不但增大了导热绝缘层30的导热效率、而且优化其抗低温冲击性，导热绝缘层30的导热系数为0.26?0.35W/(m.K)，保证电缆的连续使用温度在130?150°C下不变形。对氢氧化镁和滑石瓷进行表面处理，使得其在导热绝缘层30从机体到分散相有良好的应力传递，拉伸强度能提1? 10%;在零下10 °C下，冲击强度能提1? 60%。
[0027]导热绝缘层30具有绝缘、优良的导热性能及防水的功能，避免在交联聚乙烯绝缘套20外再包裹一层绝缘屏蔽；并且导热绝缘层30在常温、未固化时为液态，利于电缆的加工、制作。由于相邻的交联聚乙烯绝缘套20之间设置有间隙，使得四组交联聚乙烯绝缘套20被导热绝缘层30完全包裹，接触面积达到最优，更进一步发挥导热绝缘层30的绝缘、导热及防水功能。半导电阻水带40进一步改善导热绝缘层30在潮湿的环境下导致绝缘性变差的缺陷。金属内护套50不但具有保护其内部的器材不受损伤的作用，而且金属内护套50还具有优良的导热性，能将金属内护套50内部的热量及时传递出去;金属内护套50优选为导热性优异的铜质材料铸造而成。
[0028]由于导热绝缘层30、金属内护套50具有优良的导热性，常规状态下导线束22工作时产生的热量易被散发。导热保护层60的主体材料是聚乙烯材料，在导热保护层60内的镶嵌的多根“品”形金属丝61，并且金属丝61的尖端与缓冲保护套70接触，金属丝61的尾端与金属内护套50接触形成这种“尖端朝外发散”的结构，更利于热量朝外发散；当导线束22长期在工作温度超过90°C下工作时，或者因为电缆线路异常导致工作温度超过150°C时，导热保护层60能快速、及时得将热量沿着导线束22、导热绝缘层30、金属内护套50、导热保护层60的方向传递、发散，该过程不可逆，因此散热效率高，传热效果好，避免热量积聚在电缆的内部使得电缆在高温的作用下导致导线束22发生膨胀偏移、变形甚至是损毁。
[0029]为方便金属丝61的加工及安装，所述金属丝61由三根呈“品”形排列的金属单丝611制成，相邻的金属单丝611之间为一体式结构。三根金属单丝611—体成型使得制成的金属丝61形成类似“三棱柱”结构，相邻的金属单丝611之间形成了向内凹陷的凹沟，扩大了接触面积，利于热量快速传递。该种金属丝61在安装时，无论那个面与金属内护套50接触，必然会使得其尖端与缓冲保护套70接触，降低嵌入金属丝61、加工导热保护层60的工作难度。金属丝61还具有加强筋及铠装的作用。
[0030]由于下顶部202的周长大于上顶部201的周长、相邻的交联聚乙烯绝缘套20之间设置有间隙，使得导热绝缘层30形成“内小外大”的结构，再结合“品”形金属丝61的双重作用，使得电缆在环境温度低于(TC条件下敷设时，无须预先加温，电缆的敷设落差不受限制。
[0031]如图3所示，为进一步降低交联聚乙烯绝缘套20受到的外力发生偏移的几率;所述右侧部203上设置有多条第一凸筋2031，相邻的第一凸筋2031之间设置有间隙;所述左侧部204上设置有多条第二凸筋2041，相邻的第二凸筋2041之间设置有间隙。在第一凸筋2031和第二凸筋2041的作用下，不但增大了固化后的导热绝缘层30与第一凸筋2031、第二凸筋2041之间接触面积，提高交联聚乙烯绝缘套20与导热绝缘层30之间的结合力，使得交联聚乙烯绝缘套20受到的外力时发生偏移的几率进一步降低。
[0032]当所述第一凸筋2031的延伸方向与交联聚乙烯绝缘套20的径向垂直，所述第二凸筋2041的延伸方向与交联聚乙稀绝缘套20的径向垂直时，交联聚乙稀绝缘套20在导热绝缘层30内运动的阻力达到最大，进一步降低交联聚乙烯绝缘套20在外力下发生偏移的几率。
[0033]为进一步增强金属内护套50与导热保护层60、导热保护层60与缓冲保护套70之间的结合力，避免使用过程中发生错位、偏移;所述金属内护套50的外表面设置有多个三角形凸棱501，所述缓冲保护套70的内表面设置有多个与金属丝61的尖端相配合的弧形凹槽72，缓冲保护套70的外表面设置有螺旋形第三凸筋71。三角形凸棱501与金属丝61底部的凹沟相嵌合，使得金属内护套50与导热保护层60之间结合的更牢固，还利于热量在尖端部位快速传递。弧形凹槽72与金属丝61的尖端相配合，使得缓冲保护套70与导热保护层60之间结合的更牢固，还利于热量在尖端部位快速传递。弧形凹槽72还具有降低金属丝61与缓冲保护套70之间的磨损率。
[0034]为方便加工成型及后续安装，所述凸棱501与金属内护套50之间为一体式结构，第三凸筋71与缓冲保护套70之间为一体式结构。
[0035]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种交联聚乙烯绝缘电缆，其特征在于:包括位于中央的定位芯(10)、四组交联聚乙烯绝缘套(20)、圆管形金属内护套(50)、圆管形缓冲保护套(70)、圆管形外护套(80)，定位芯(10)设置在金属内护套(50)的中央，四组交联聚乙烯绝缘套(20)均设置在金属内护套(50)的内部且四组交联聚乙烯绝缘套(20)对称分布在定位芯(10)的四周，相邻的交联聚乙烯绝缘套(20)之间设置有间隙，金属内护套(50)设置在缓冲保护套(70)的内部，缓冲保护套(70)设置在外护套(80)的内部；所述定位芯(10)的边沿对称设置有四个弧形定位槽(11);所述交联聚乙烯绝缘套(20)包括与定位槽(11)相配合的上顶部(201)、弧形下顶部(202)、右侧部(203)、左侧部(204)，下顶部(202)的周长大于上顶部(201)的周长，右侧部(203)和左侧部(204)相互垂直;所述交联聚乙烯绝缘套(20)的内部填充有导线束(22)，导线束(22)由多根导线挤压制成，导线束(22)的外部设置有一层将导线束(22)完全包裹的保护带(21);所述金属内护套(50)与四组交联聚乙烯绝缘套(20)之间填充有一层导热绝缘层(30)，导热绝缘层(30)的外表面设置有一层将导热绝缘层(30)完全包裹的半导电阻水带(40);所述金属内护套(50)与缓冲保护套(70)之间设置有导热保护层(60)，导热保护层(60)的内镶嵌有多根“品”形金属丝(61)，金属丝(61)的尖端与缓冲保护套(70)接触，金属丝(61)的尾端与金属内护套(50)接触。2.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘电缆，其特征在于:所述右侧部(203)上设置有多条第一凸筋(2031)，相邻的第一凸筋(2031)之间设置有间隙;所述左侧部(204)上设置有多条第二凸筋(2041)，相邻的第二凸筋(2041)之间设置有间隙。3.根据权利要求2所述的一种交联聚乙烯绝缘电缆，其特征在于:所述第一凸筋(2031)的延伸方向与交联聚乙烯绝缘套(20)的径向垂直，所述第二凸筋(2041)的延伸方向与交联聚乙稀绝缘套(20)的径向垂直。4.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘电缆，其特征在于:所述金属丝(61)由三根呈“品”形排列的金属单丝(611)制成，相邻的金属单丝(611)之间为一体式结构。5.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘电缆，其特征在于:所述金属内护套(50)的外表面设置有多个三角形凸棱(501)，所述缓冲保护套(70)的内表面设置有多个与金属丝(61)的尖端相配合的弧形凹槽(72)，缓冲保护套(70)的外表面设置有螺旋形第三凸筋(71)。6.根据权利要求5所述的一种交联聚乙烯绝缘电缆，其特征在于:所述凸棱(501)与金属内护套(50 )之间为一体式结构，第三凸筋(71)与缓冲保护套(70 )之间为一体式结构。
【文档编号】H01B7/42GK205487399SQ201620260196
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】卢康宁, 程炎军, 林建安, 周家发, 刘骏, 叶海青, 汲海涛, 刘飞, 周明双
【申请人】宁国市明福线缆有限公司