专利名称：一种耐高温耐辐射的电缆及制造这种电缆的模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种耐高温、耐辐射的电缆及制造这种电缆的模具，属于输电电缆及高温绕组线技术领域。
背景技术：
电缆作为输送电力的介质要求损耗低，但是电缆当温度升高时，电力损耗就很变得严重。因此如何控制电缆的温度是从事研究电力输送电缆技术领域人员的主要课题。申请号为2009100687 . 7的中国实用新型专利，公开了一种中空自冷电缆，该电缆是在金属螺旋软管外层缠绕电缆导体制成的中空电缆。该电缆的导体上挤包有塑料绝缘层和护套层。施工时将电缆的一端安装在高层建筑内电缆井的顶部，然后将电缆固定在电缆井内，将电缆的另一端与电缆井下端的分电箱或地下室的配电柜连接，由于该电缆导体是由金属螺旋软管支撑的空心导体，就好像烟囱一样，当电缆温度升高时导体内的空气温度随之升高变轻上升，冷空气从底部进入电缆导体内使电缆导体温度降低，周而复始形成自身的冷却系统，从而达到电缆的自身冷却，提高电缆的单位面积载流量。对于长度远远大于直径的电缆来说，实际上通过冷热空气的密度差来实现空气对流，来使得导体降温，这样的作用是微乎其微的，因此，该实用新型的控温效果并不好，可承受的环境温度不高。该实用新型显然无法用于温度高达1000°C以上并存在强辐射的核电站、核聚变装置、航空航天等领域。
实用新型内容本实用新型的目的是为解决上述技术问题，提供一种可在导体中通入冷媒的耐高温耐辐射无机绝缘中空电缆。本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的一种耐高温耐辐射的电缆，包括导体、包覆在导体外的绝缘层以及包覆在绝缘层外的护套层，所述导体为单层中空金属管。本实用新型上述技术方案中，中空金属管导体区别于申请号为200910068728. 7 的中国发明专利公开的一种中空自冷电缆的导体。它是在金属螺旋软管外层缠绕电缆导体制成，而本实用新型的中空导体是自身中空的一个单层的无缝金属管。结构上不同，因此制造方法上差异很大。本实用新型是先将外模、护套、氧化镁或氧化铝或二氧化硅瓷柱、中空导体以及内模装配成坯料后，然后通过多次拉拔及退火工艺后制成。由于结构的不同，因此使用方法以及用途上也有不同，背景技术所述的中空自冷电缆，在使用时将其竖起通过空气对流实现降温；而本实用新型在使用时，可以通入冷却液体，通过热传导的方式实现对电缆的降温，再加上材料的特殊性使得本法明明可用在环境温度高达1000°c以上的场所长时间使用。本实用新型中对绝缘层的材料要求很高，氧化镁、氧化铝或者二氧化硅的纯度要求达到99%以上，粒度要求在180 μ m以下。作为上述技术方案的优选，所述导体为单层中空无缝铜管。作为上述技术方案的优选，所述单层中空金属管内装配有导热陶瓷管。[0009]当本实用新型的中空金属管内装配有导热陶瓷管时，所配合使用的冷却液体可以是一般的液体。本实用新型的另一个目的是提供一种用于制造上述电缆的模具，它包括圆环形外模和圆柱形内模，所述外模的入口处内边缘为一斜面，该斜面与外模缘口平面的夹角为 108 112°，并且该斜面与外模缘口平面以弧面圆滑过渡连接；所述内模与外模相配合并游离于所述外模，所述内模柱形两端直径不等且呈6 7°的坡面平滑过渡。由于模具的特殊结构才能实现对上述中空电缆的制造。特别是内模与外模相配合并游离于所述外模，所述内模柱形两端直径不等且呈6 7°的坡面平滑过渡。模具的这一技术特征不仅实现了对中空电缆的拉拔加工方式，而且制造出来的中空电缆在物理性能上达到强度高内应力基本被消除，另外在电气性能上远胜于背景技术的电缆。使用本实用新型方法和模具制得的中空电缆，具有以下电气性能绝缘阻值室温下不小于10000 M Ω ；常温耐压试验3500Vac/5min，无击穿；高温耐压试验500°C条件下，2500Vac/5min，无击穿；长期工作温度不低于1000°C。综上所述，本实用新型具有以下有益效果本实用新型耐高温耐辐射无机绝缘中空电缆，具有良好的电气性能，能在超过 1000°c的温度下长期工作，适用于核电站、核聚变装置、航空航天等领域。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的模具结构示意图。图中，1-导体，2-绝缘层，3-护套层，4-外模，5-内模，41-外模缘口平面。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。实施例一如图1所示，耐高温耐辐射无机绝缘中空电缆，由内到外依次由导体1、绝缘层2和护套层3构成。所述导体1为单层中空无缝铜管，绝缘层2为氧化镁绝缘层，护套层3为不锈钢管。如图2所示，一种用于制造上述电缆的模具，它包括圆环形外模4和圆柱形内模5， 所述外模的入口处内边缘为一斜面，该斜面与外模缘口平面41的夹角为108°，并且该斜面与外模缘口平面41以弧面圆滑过渡连接；所述内模5与外模4相配合并游离于所述外模 4，所述内模5柱形两端直径不等且呈6°的坡面平滑过渡。上述中空电缆是通过以下方法制造的①将纯度为99%以上粒度180 μ m以下的氧化镁粉末除铁处理后，进行造粒；[0029]②将造粒好的氧化镁送入干粉压机压制成导热绝缘瓷柱，然后经1200°C的温度加热后冷却至100°c，完成烧结；③将烧结后的氧化镁绝缘瓷柱置入外径为65mm壁厚度为2. 2mm的不锈钢管内，再将外径为50mm壁厚度为8. 3mm的单层中空无缝铜管导体穿入氧化镁瓷柱的预制孔中装配成中空电缆坯料；④在所述中空电缆坯料的单层中空无缝铜管导体内涂上润滑油，并在所述铜管导体内置入直径为33. 3mm的内模，再将所述中空电缆坯料置入外模，然后进行拉拔；⑤拉拔完成并脱模后，对所述铜管导体内部用含氧量5PPM、压强0. 3MPa的氮气进行冲洗置换，冲洗置换完成后再向所述铜管导体内注入含氢4%的氮氢混合气置换，然后在所述铜管导体两端封堵，进行热处理；⑥再在经过上次热处理的中空电缆坯料的单层中空无缝铜管导体内涂上润滑油， 并在所述铜管导体内置入直径为31. 7mm的内模，再将所述单层中空电缆坯料置入外模，然后进行再次的拉拔；⑦拉拔完成并脱模后，对所述铜管导体内部用含氧量5PPM、压强0. 3MPa的氮气进行冲洗置换，冲洗置换完成后再向所述铜管导体内注入含氢4%的氮氢混合气置换，然后在所述铜管导体两端封堵，进行热处理；⑧重复步骤⑥⑦直至所述电缆检测合格。通过上述方法制得的电缆的电气性能如下绝缘阻值室温下15000 M Ω ；常温耐压试验3500Vac/5min，无击穿；高温耐压试验500°C条件下，2500Vac/5min，无击穿；长期工作温度不超过2000°C。上述中空电缆，在使用时配合使用冷却液体。该电缆可用于核电站、核聚变装置、航空航天等领域。实施例二如图1所示，耐高温耐辐射无机绝缘中空电缆，由内到外依次由导体1、绝缘层2和护套层3构成。所述导体1为纯镍管，绝缘层2为氧化铝绝缘层，护套层3为不锈钢管。如图2所示，一种用于制造上述电缆的模具，它包括圆环形外模4和圆柱形内模5， 所述外模的入口处内边缘为一斜面，该斜面与外模缘口平面41的夹角为112°，并且该斜面与外模缘口平面41以弧面圆滑过渡连接；所述内模5与外模4相配合并游离于所述外模 4，所述内模5柱形两端直径不等且呈7°的坡面平滑过渡。上述中空电缆是通过以下方法制造的①将纯度为99%以上粒度180 μ m以下的氧化铝粉末除铁处理后，进行造粒；②将造粒好的氧化铝送入干粉压机压制成导热绝缘瓷柱，然后经1300°C的温度加热后冷却至120°C，完成烧结；③将烧结后的氧化铝绝缘瓷柱置入外径为65mm壁厚度为2. 2mm的不锈钢管内，再将外径为50mm壁厚度为8. 3mm的单层中空无缝纯镍管导体穿入氧化铝瓷柱的预制孔中装配成中空电缆坯料；④在所述中空电缆坯料的单层中空无缝纯镍管导体内涂上润滑油，并在所述纯镍管导体内置入直径为33. 3mm的内模，再将所述中空电缆坯料置入外模，然后进行拉拔；⑤拉拔完成并脱模后，对所述纯镍管导体内部用含氧量4PPM、压强0. 5MPa的氮气进行冲洗置换，冲洗置换完成后再向所述铜管导体内注入含氢2%的氮氢混合气置换，然后在所述纯镍管导体两端封堵，进行热处理；⑥再在经过上次热处理的中空电缆坯料的单层中空无缝纯镍管导体内涂上润滑油，并在所述纯镍管导体内置入直径为31. 7mm的内模，再将所述单层中空电缆坯料置入外模，然后进行再次的拉拔；⑦拉拔完成并脱模后，对所述纯镍管导体内部用含氧量4PPM、压强0. 5MPa的氮气进行冲洗置换，冲洗置换完成后再向所述铜管导体内注入含氢2%的氮氢混合气置换，然后在所述纯镍管导体两端封堵，进行热处理；⑧重复步骤⑥⑦直至所述中空电缆检测合格。通过上述方法制得的中空电缆的电气性能如下绝缘阻值室温下10000 M Ω ；常温耐压试验3500Vac/5min，无击穿；高温耐压试验500°C条件下，2500Vac/5min，无击穿；长期工作温度不超过1500°C。通过上述方法制得的电缆再在其内壁装配一个导热陶瓷管，则所使用的冷媒可以是一般的液体。
权利要求1.一种耐高温耐辐射的电缆，包括导体(1)、包覆在导体(1)外的绝缘层(2)以及包覆在绝缘层外的护套层(3)，其特征在于所述导体(1)为单层中空金属管。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温耐辐射的电缆，其特征在于所述导体(1)为单层中空无缝铜管。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温耐辐射的电缆，其特征在于所述单层中空金属管内装配有导热陶瓷管。
4.一种用于制造上述电缆的模具，其特征在于它包括圆环形外模(4)和圆柱形内模(5)，所述外模的入口处内边缘为一斜面，该斜面与外模缘口平面(41)的夹角为108 112°，并且该斜面与外模缘口平面(41)以弧面圆滑过渡连接；所述内模(5)与外模(4)相配合并游离于所述外模(4 )，所述内模(5 )柱形两端直径不等且呈6 7 °的坡面平滑过渡。
专利摘要本实用新型涉及一种耐高温耐辐射的电缆及制造这种电缆的模具，属于输电电缆及高温绕组线技术领域。一种耐高温耐辐射的电缆，包括导体、包覆在导体外的绝缘层以及包覆在绝缘层外的护套层，所述导体为中空无缝金属管，所述绝缘层由氧化镁、氧化铝、二氧化硅中的一种或多种的混合物制成。本实用新型具有良好的电气性能，导体中可通入冷媒进行冷却，能在超过1000℃的温度下长期工作，适用于核电站、核聚变装置、航空航天等领域。
文档编号H01B13/00GK201956108SQ20102065269
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者姚坤方, 张建华, 张水荣, 罗才谟 申请人:久盛电气股份有限公司