本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种中压铝合金架空绝缘电缆及其制备方法。
背景技术：
目前国内生产的铝合金架空绝缘线导体多采用圆形紧压导体，导致导体的实际横截面与导体线芯轮廓的横截面相比变小，即电缆的紧压系数小，在挤出成型时导体的屏蔽层或绝缘层或多或少的嵌入导体之间的缝隙中，造成导体的屏蔽界面光滑度降低，进而影响电缆电气性能，同时造成后续辅料的浪费。而且铝合金架空绝缘线挤出生产时一般采用普通型双层共挤机头、半挤压式机头设计，以此种方法生产的铝合金架空绝缘线，导体与导体的屏蔽层之间的粘附力低，容易滑移，影响产品质量。同时导体的绝缘层的强度或耐候性不高，导致运输或长期使用中发生破裂，进而损伤屏蔽层，造成绝缘和屏蔽效果降低。另外采用油墨喷印方式喷码，喷码的内容会在几年内完全风化，难以识别。
技术实现要素：
针对现有的铝合金架空绝缘电缆存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种采用型线导体绞合成导体并三层共挤方式挤出屏蔽层与绝缘层的中压铝合金架空绝缘电缆，导体与屏蔽层之间的光滑程度得到提高，保证了电缆电气性能不受影响，同时三层共挤的成型方式提高了导体与导体的屏蔽层之间的粘附力，保证了产品质量。
本发明提供如下的技术方案：
一种中压铝合金架空绝缘电缆，包括线芯，线芯包括导体、包覆导体的内屏蔽层及包覆内屏蔽层的绝缘层，所述导体包括设于中心的圆形单芯层、圆形单芯层外依次设有的至少两层紧压层，每一紧压层包括若干根绞合的型线导体，相邻两紧压层的型线导体相互错开设置，所述内屏蔽层的材料为交联型导体屏蔽材料，所述绝缘层的材料为耐候型架空绝缘料。
采用型线导体绞合而成的紧压层的密实程度高，同一紧压层相邻型线导体的间隙小，提高了导体表面的光滑度，避免屏蔽层或绝缘层嵌入导体表面的缝隙中，提高了电缆的电气性能，同时导体外径与圆形紧压导体相比变小，便于施工的同时还可以降低电缆的成本。相邻两紧压层的型线导体相互错开设置，消除了沿导体的半径或直径方向的缝隙的存在，既提高了紧压层的密实程度，又提高了导体在电缆挤压成型时的表面光滑度。内屏蔽层采用的交联型导体屏蔽材料可以有效改善导体的电场分布，可有效消除导体与绝缘层之间的局部放电。绝缘层采用的耐候型架空绝缘料的绝缘效果和耐候效果好，提高电缆的使用寿命。
作为本发明的优选，所述交联型导体屏蔽材料由以下重量份组分制备而成：聚乙烯80～100份、炭黑25～40份、石墨烯纤维10～15份、纳米级高岭土8～10份、交联剂DCP 2～5份、硅烷偶联剂A-172 0.2～0.5份、抗氧剂DNP 0.2～0.4份。由上述材料制备的内屏蔽层为半导电屏蔽层，同时具有良好的韧性和拉伸强度，屏蔽效果好。
作为本发明的优选，所述耐候型架空绝缘料由以下重量份组分制备而成：交联聚乙烯80～100份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40～60份、ABS树脂55～75份、交联剂PDM 0.4～0.6份、胶黏剂聚矾改性环氧树脂0.2～0.5份、纳米级高岭土6～9份、阻燃油剂5～8份、硅烷偶联剂A-172 0.2～0.5份、分散剂0.3～0.6份、抗氧剂DNP 0.2～0.5份、耐候剂UV-9 0.2～0.5份。由上述材料制备的绝缘层的绝缘效果好，同时阻燃性能、耐候性能强，强度高，可有效保护内屏蔽层和导体。
作为本发明的优选，所述线芯还包括包覆绝缘层的绝缘屏蔽层，绝缘屏蔽层的材料与内屏蔽层的材料的组分相同。绝缘屏蔽层为线芯的外半导电屏蔽层，与内屏蔽层相互配合，可有效消除导体向外局部放电。
一种中压铝合金架空绝缘电缆的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备粒子：将交联型导体屏蔽材料的各组分混合均匀，并经螺杆挤出机挤出得屏蔽颗粒，将耐候型架空绝缘料的各组分混合均匀，并经螺杆挤出机挤出得绝缘颗粒；
(2)干燥除潮：将屏蔽颗粒、绝缘颗粒分别在风速为0.8～1.5m/s、温度为25～35℃的环境下干燥除潮12～24h；
(3)准备挤出机：检查电缆挤出机，改进挤出机与机头连接件的倾斜状态，使第二挤出通道呈进料口小、出料口大且内壁倾角为8°的微锥形结构；
(4)三层共挤：将导体通过送线装置送入电缆挤出机，向电缆挤出机的进料筒中分别加入绝缘颗粒、屏蔽颗粒，其中电缆挤出机的第一挤出通道和第二挤出通道同时挤出绝缘层，第三挤出通道挤出内屏蔽层，并冷却挤出成型的电缆。
采用三层共挤方法生产的架空绝缘电缆，可有效提高导体的内屏蔽层和导体之间粘附力。将第二挤出通道的内壁设计为倾角为8°微锥形结构，当绝缘颗粒通过微锥形区域时会增加挤出机的料筒内和挤出机的机头里绝缘料的压力，此时第一挤出道和第二挤出通道的绝缘料压力都将增大，进一步提升内屏蔽层与导体之间的粘附力至260N，与采用常规双层共挤生产方式生产的架空绝缘电缆的内屏蔽层与导体之间粘附力为200N相比，提高了30％。
作为本发明的优选，当所述线芯还包括包覆绝缘层的绝缘屏蔽层时，第一挤出通道挤出绝缘屏蔽层，第二挤出通道挤出绝缘层，第三挤出通道挤出内屏蔽层。第二挤出通道流经物料时会增加第一挤出通道的物料压力，提高绝缘屏蔽层、绝缘层相对内屏蔽层的粘附力。
作为本发明的优选，采用在线监测设备监测处于挤出成型中的绝缘电缆。通过在线监测设备对电缆进行监测并写入电子文档进行存储，对电缆外径控制十分稳定，保证电缆质量的统一稳定。
作为本发明的优选，采用激光打码机在冷却后的绝缘电缆的表面打印型号。当电缆冷却后采用激光打码机对绝缘层或绝缘屏蔽层的表面进行打印，用手触摸很难感觉到有打印痕迹，打印深度轻微可以忽略不计，对绝缘厚度无影响，且具有耐磨度高，识别性好，即使使用30年后表面依然可以清楚辨别电缆型号。
本发明的有益效果如下：
本发明的中压铝合金架空绝缘电缆，采用型线导体有效的提升了电缆性能稳定性，同时采用三层共挤方式并将第二挤出通道的内壁设置成倾角为8°的微锥形结构，提高了导体和内屏蔽层、内屏蔽层与绝缘层之间的粘附力，使电缆可以在更大跨度的使用环境下施工使用，延长电缆运行使用寿命，同时采用在线监测设备监测提高对电缆结构尺寸的精确控制，激光打印标识有效解决传统标识的缺陷，能更好的提高识别清晰度及耐磨性。
附图说明
图1是本发明的导体的结构示意图。
图2是本发明的线芯的一种结构示意图。
图3是本发明的线芯的另一种结构示意图。
图中：1、导体，11、圆形单芯层，12第一紧压层，13、第二紧压层，14、型线导体，2、内屏蔽层，3、绝缘层，4、绝缘屏蔽层。
具体实施方式
下面就本发明的具体实施方式作进一步说明。
如无特别说明，本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的，如无特别说明，下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。
实施例1
如图1、2所示，一种中压铝合金架空绝缘电缆，包括线芯，线芯包括导体1，导体包括设于中心的圆形单芯层11、圆形单芯层11外依次设有的至少两层紧压层，优选两层，包括第一紧压层12、第二紧压层13，每一紧压层包括若干根绞合的型线导体14，优选梯形型线导体，数量为6根，相邻两紧压层的型线导体相互错开设置，导体外包覆有内屏蔽层2，内屏蔽层外包覆有绝缘层3，内屏蔽层的材料为交联型导体屏蔽材料，绝缘层的材料为耐候型架空绝缘料。作为优选，交联型导体屏蔽材料由以下组分制备而成：聚乙烯80kg、炭黑25kg、石墨烯纤维10kg、纳米级高岭土8kg、交联剂DCP 2kg、硅烷偶联剂A-172 0.2kg、抗氧剂DNP 0.2kg。作为优选，耐候型架空绝缘料由以下组分制备而成：交联聚乙烯80kg、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40kg、ABS树脂55kg、交联剂PDM 0.4kg、胶黏剂聚矾改性环氧树脂0.2kg、纳米级高岭土6kg、阻燃油剂5kg、硅烷偶联剂A-172 0.2kg份、分散剂0.3kg、抗氧剂DNP 0.2kg、耐候剂UV-9 0.2kg。
一种中压铝合金架空绝缘电缆的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备粒子：将交联型导体屏蔽材料的各组分混合均匀，并经螺杆挤出机挤出得屏蔽颗粒，将耐候型架空绝缘料的各组分混合均匀，并经螺杆挤出机挤出得绝缘颗粒；
(2)干燥除潮：将屏蔽颗粒、绝缘颗粒分别在风速为0.8m/s、温度为25℃的环境下干燥除潮24h；
(3)准备挤出机：检查电缆挤出机，改进挤出机与机头连接件的倾斜状态，使第二挤出通道呈进料口小、出料口大且内壁倾角为8°的微锥形结构；
(4)三层共挤：将导体通过送线装置送入电缆挤出机，向电缆挤出机的进料筒中分别加入绝缘颗粒、屏蔽颗粒，其中电缆挤出机的第一挤出通道和第二挤出通道同时挤出绝缘层，第三挤出通道挤出内屏蔽层，采用在线监测设备监测处于挤出成型中的电缆，并冷却挤出成型的电缆，采用激光打码机在冷却后的绝缘电缆的表面打印型号。
进一步的，如图3所示，线芯还包括导体的绝缘层外包覆的绝缘屏蔽层4，绝缘屏蔽层的材料与内屏蔽层的材料的组分相同，此时，电缆挤出机的第一挤出通道挤出绝缘屏蔽层，第二挤出通道挤出绝缘层，第三挤出通道挤出内屏蔽层。
实施例2
与实施例1不同之处在于：
一种中压铝合金架空绝缘电缆，交联型导体屏蔽材料由以下组分制备而成：聚乙烯90kg、炭黑30kg、石墨烯纤维12.5kg、纳米级高岭土9kg、交联剂DCP 3.5kg、硅烷偶联剂A-1720.35kg、抗氧剂DNP 0.3kg。耐候型架空绝缘料由以下组分制备而成：交联聚乙烯90kg、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50kg、ABS树脂65kg、交联剂PDM 0.5kg、胶黏剂聚矾改性环氧树脂0.35kg、纳米级高岭土7.5kg、阻燃油剂6.5kg、硅烷偶联剂A-172 0.35kg、分散剂0.45kg、抗氧剂DNP 0.35kg、耐候剂UV-9 0.35kg。
一种中压铝合金架空绝缘电缆的制备方法，在步骤(2)干燥除潮中：将屏蔽颗粒、绝缘颗粒分别在风速为1.2m/s、温度为30℃的环境下干燥除潮18h；
实施例3
与实施例1不同之处在于：
一种中压铝合金架空绝缘电缆，交联型导体屏蔽材料由以下组分制备而成：聚乙烯100kg、炭黑40kg、石墨烯纤维15kg、纳米级高岭土10kg、交联剂DCP5kg、硅烷偶联剂A-1720.5kg、抗氧剂DNP 0.4kg。耐候型架空绝缘料由以下组分制备而成：交联聚乙烯100kg、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60kg、ABS树脂75kg、交联剂PDM 0.6kg、胶黏剂聚矾改性环氧树脂0.5kg、纳米级高岭土9kg、阻燃油剂8kg、硅烷偶联剂A-172 0.5kg、分散剂0.6kg、抗氧剂DNP 0.5kg、耐候剂UV-9 0.5kg。
一种中压铝合金架空绝缘电缆的制备方法，在步骤(2)干燥除潮中：将屏蔽颗粒、绝缘颗粒分别在风速为1.5m/s、温度为35℃的环境下干燥除潮12h。
本发明中压铝合金架空绝缘电缆，采用型线导体有效的提升了电缆性能稳定性，电缆的紧压系数为0.991～0.996，同时采用三层共挤方式并将第二挤出通道的内壁设置成倾角为8°的微锥形结构，与现有电缆的导体与电缆的粘附力为200N相比，本发明的电缆的导体和内屏蔽层粘附力提高至260N。