本技术方案涉及电缆技术领域,尤其涉及用于电气/控制柜内电缆。
背景技术:
电气/控制柜内由于空间比较狭小,作为供电、信号传输等用途,电气柜内需采用大量的电线和电缆,包括设备与设备之间的连接电线、电缆以及设备内部所使用的电线、电缆。由于控制柜内各电器件等的排列位置特点,专用电线/电缆需要沿布线槽等弯折排布,所以该电线/电缆的一般要求为耐弯折和抗开裂等机械性能。由于控制柜内的电器件种类多、数量多,相互之间的电磁干扰大,所以专用电线/电缆的抗电磁干扰要求比较高,一般来说,为了实现线缆本身的抗电磁干扰的要求,会在电缆(单纯电线无法实现)结构中增加诸如金属屏蔽带和/或金属屏蔽网等,这又让电缆的机械性能带来下降。为此,不得不采用厚的绝缘层和护套层等来增加专用电缆的机械性能。现有技术中,被多数电缆用户和厂家采用的要求为:电气/控制柜电缆的绝缘厚度/护套厚度/电缆最大外径的关系(以耐压500V为例):单根铜芯导体截面为0.5~1.5mm2对应绝缘厚度为0.6mm,外护套厚度0.8mm,电缆最大外径4.3~5.0mm,绝缘材质采用绝缘橡胶,护套材质为丁腈橡胶。
电气柜内狭小的环境和各类插槽,需要尽量低的电缆外径。在保证电缆较高的电气性能要求,保障日常的供电、信号传输功能/性能的前提下,上述关系已不适于新的产业要求。而对电气柜来说,还要从使用寿命、低烟特性、无卤特性和阻燃特性等直接涉及运行人员人身安全的性能。
技术实现要素:
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为了解决上述问题,本技术方案提出一种薄绝缘高电性能的电气柜内用电缆,其绝缘材料采用交联聚乙烯,在挤包过程中采用薄绝缘工艺挤包方法,同时要满足较高的电气性能。
一种电气柜内用薄绝缘高电性能电缆,其结构为:导体外包裹绝缘层构成线芯;多根线芯绞合构成缆芯;缆芯外包裹有绕包层;绕包层外包裹铜带层;铜带层外包裹聚酯薄膜层;聚酯薄膜层外包裹护套层;
缆芯中:所述导体为铜线,截面为[0.5mm2,1.5mm2];所述绝缘层是由绝缘交联聚乙烯材料挤包构成,绝缘层的厚度范围为[0.3mm,0.5mm];所述多根线芯分为内外两层,内层线芯数量:外层线芯数量为[1:1.5,1:2.6];内、外层线芯绞合的方向相反;
所述绕包层是由聚酯绕包带绕包构成,绕包层的平均厚度为[0.0180mm,0.0485mm];
所述铜带层与聚酯薄膜层密贴,铜带层与聚酯薄膜层总厚度的平均值为[0.556mm,0.700mm];
所述护套层是由热塑性聚烯烃材料挤包构成,护套层的厚度范围为[1.44mm,1.58mm];
外层线芯的绞合方向与绕包层的绕包方向相反;绕包层与屏蔽层的绕包方向相反。
所述导体为圆形实心退火铜线。
所述聚酯绕包带的平均厚度为搭盖率为(15%,25%]。在保证小厚度前提下,在该搭盖率下,可以提高电缆的机械性能。
所述铜带层与聚酯薄膜层的结构为:单根铜带的单面粘合有聚酯薄膜,构成铜塑复合绕包带;铜塑复合绕包带的绕包搭盖率范围为(25%,68%]。在保证小厚度前提下,在该搭盖率下,可以提高电缆的机械性能。
所述绝缘交联聚乙烯材料要求为通过了40年材料寿命评定。在电气柜内,热量散发不畅,绝缘层的寿命与常态环境相比,寿命是会降低的,为此,绝缘料的寿命要求就要苛刻很多。
所述导体采用多根绞合的方式,绞合节径比为范围为[14,20)。导体采用多根绞合的方式以及该节径比要求,提高了电缆的柔软度。
多根线芯绞合构成缆芯的绞合节径比范围为[22,30)。从实验数据来看,在该优选节径比下,缆芯的弯折性可以达到最佳化。
为了使本电缆的外径尽可能小、弯折性能尽可能好,可以在狭小空间内敷设以及具有尽可能小的折弯半径,本方案采用绝缘交联聚乙烯材料挤包构成绝缘层,保证绝缘层在工艺上可以实现小厚度,并且能够实现绝缘特定要求。由于绝缘层厚度减小,为了避免折弯过程中,线芯之间摩擦损伤绝缘层,采用特定的内外层线芯数量比,而且绞合方向相反。而电气柜内的抗电磁干扰要求也很高,对此,在满足前述机械性能的要求下,采用很薄的铜塑复合绕包带来实现屏蔽。而考虑到护套层与绝缘层的结合性,把铜塑复合绕包带的聚酯薄膜层置于外层,使挤包护套料时候,护套料与屏蔽层的结合度非常好,避免了电缆使用时候,护套层与屏蔽层之间的移位。护套层是热塑性聚烯烃材料挤包构成,在满足电性能、机械性能前提下,其厚度范围[1.44mm,1.58mm]即可满足使用要求。
本技术方案提出的电缆同时具备薄绝缘和高电性能(耐压试验时,施加1.0kV交流电压,持续5min,试验过程绝缘不击穿),适用于电气柜的狭窄空间。
附图说明
图1是本实施例的电缆径向截面结构示意图。
图中:1导体,2绝缘层,3绕包层,4铜带层,5聚酯薄膜层,6护套。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
如图1所示的实施例如下:
一种电气柜内用薄绝缘高电性能电缆,其结构为:导体外包裹绝缘层构成线芯;多根线芯绞合构成缆芯;缆芯外包裹有绕包层;绕包层外包裹铜带层;铜带层外包裹聚酯薄膜层;聚酯薄膜层外包裹护套层;
缆芯中:所述导体为铜线,截面为[0.5mm2,1.5mm2];所述绝缘层是由绝缘交联聚乙烯材料挤包构成,绝缘层的厚度范围为[0.3mm,0.5mm];所述多根线芯分为内外两层,内层线芯数量:外层线芯数量为[1:1.5,1:2.6];内、外层线芯绞合的方向相反;
所述绕包层是由聚酯绕包带绕包构成,绕包层的平均厚度为[0.0180mm,0.0485mm];
所述铜带层与聚酯薄膜层密贴,铜带层与聚酯薄膜层总厚度的平均值为[0.556mm,0.700mm];
所述护套层是由热塑性聚烯烃材料挤包构成,护套层的厚度范围为[1.44mm,1.58mm];优选为1.5mm,在生产控制时候,可以把范围扩充到[1.44mm,1.58mm]。
外层线芯的绞合方向与绕包层的绕包方向相反;绕包层与屏蔽层的绕包方向相反。
本例中:所述导体为圆形实心退火铜线。所述聚酯绕包带的平均厚度为搭盖率为(15%,25%]。所述铜塑复合绕包带的绕包搭盖率范围为(25%,68%]。所述绝缘交联聚乙烯材料要求为通过了40年材料寿命评定。所述导体采用多根绞合的方式,绞合节径比为范围为[14,20)。多根线芯绞合构成缆芯的绞合节径比范围为[22,30)。
绝缘料的牌号为FPE2-01交联聚乙烯绝缘料,护套料的牌号为HW461电缆护套料。
经试验验证,本例电缆的性能如下:
绝缘层的结构尺寸:厚度为0.3~0.5mm;
电性能:
1、20℃导体直流电阻符合IEC60228或GB/T3956规定。
2、交流耐压试验:施加1.0kV交流电压,持续5min,试验过程绝缘不击穿。机械性能:
1、绝缘老化前机械性能:抗张强度≥9.0Mpa,断裂伸长率≥125%。
2、绝缘老化后机械性能(135±3℃,7d):抗张强度及断裂伸长率变化率≤±25%。
3、护套老化前机械性能:抗张强度≥9.0Mpa,断裂伸长率≥125%。
4、护套老化后机械性能(100±3℃,7d):抗张强度及断裂伸长率变化率≤±40%。
5、绝缘热延伸:200±3℃,10min,20N/cm2条件下;载荷下最大伸长率不大于175%,冷却后永久伸长率不大于15%。