本发明涉及一种高性能铝管同轴电缆及其制备方法。
(二)背景技术
随着城市立体化建设的发展规划和布局美化，为了减少地面空间的信息网络系统架杆建设，充分利用地下空间建设公用设施复合干线网统一设施，其相交处节点为大型多层地下建筑。而作为复合干线网的信息网络系统的主干线，也必须从地下管网走线，因此，一种高性能铝管同轴电缆就应运而生。而同轴电缆，从其结构形式和产品性能而言，物理发泡聚乙烯绝缘是最理想的技术产品，高频性能好、衰减低、防水、防潮、性能稳定、使用寿命长以及发泡度高而产生材料节约。但是，这种同轴电缆，在地下恶劣环境条件下敷设，容易受到鼠害咬伤、压力变形等影响，造成产品质量下降或信息破坏等问题，导致信息无法有效传输。为了满足在这些特殊环境下的施工建设，同轴电缆需要进行保护新结构的设计。
(三)
技术实现要素：
本发明所要解决现有结构同轴电缆容易被挤压、受破坏、屏蔽衰减差、传输不稳定等问题，提供一种制作工艺简单、性能稳定，屏蔽衰减好，抗挤压力强，传输稳定的一种高性能铝管同轴电缆。
为此，本发明采取以下技术方案：
一种高性能铝管同轴电缆，由内而外由内导体、绝缘层、外导体、接地线、隔离层和铝合金层组成，所述内导体为铜包铝双金属结构；所述绝缘层依次由粘结层、发泡层和外皮层紧密粘结于一体，所述粘结层紧密粘结在内导体表面；所述外导体为铝管焊接结构，直接焊接在绝缘层上；所述外导体内包覆有接地线和所述的绝缘层；所述隔离层由黑色pe组成；所述铝合金层直接焊接在隔离层上，为环形轧纹式结构。
所述粘结层的厚度为0.04-0.10mm。
所述接地线由7股0.15mm镀锡铜线绞合而成。
一种高性能铝管同轴电缆的制备方法，所述制备方法包括如下步骤，
(1)内导体制作：将铜包铝内导体夹装在主动放线架上，根据内导体重量自动调整放线张力；内导体经过卧式牵引轮校正后进入超声波在线清洗器，清除内导体污垢、粉末；内导体进入导体灼热机进行80-100度恒温灼热，清除内导体表面潮气以及残留杂物；
(2)粘结层制作：灼热后的内导体先通过测径仪检测内导体的直径质量，然后进入粘结层挤塑机，在内导体上挤塑一层0.04-0.10mm厚度的粘结层；粘结层材料由ldpe、hdpe、粘胶剂和抗氧化剂混合组成；
(3)发泡层和外皮层制作：具有粘结层的内导体先经过测径仪监测粘结层的质量一致性，再通过高压注氮发泡双层共挤挤塑机挤塑发泡层和外皮层，外皮层同步挤塑在发泡层外面；发泡层由ldpe、hdpe、发泡成核剂、抗氧化剂、阻水剂、稳定剂混合后经高压注氮发泡挤塑而成；外皮层由hdpe、ldpe、稳定剂混合后经共挤挤塑机挤塑而成；
挤塑而成的绝缘层经过测径仪进行热态绝缘层直径检测后，进入第一阶梯循环恒温水槽冷却，再进入测径仪进行第一阶段冷却后的绝缘层直径检测，然后进入第二阶梯冷却水槽充分冷却，并穿过水电容检测仪自动进行电容参数监测数据采集后，再经风干装置将绝缘层表面水份干燥，通过绝缘测伤仪进行绝缘损伤检测，并通过测径仪进行冷态绝缘层直径检测，经过卧式牵引轮校正，然后通过多轮储线架进行绝缘层储线，并经过电子在线计米自动定长压轮收线；
(4)外导体制作：将上述绝缘层通过履带稳定装置进入固定导向轮，再与接地线一起进入铝管焊接装置进行外导体焊接，焊接后进入测伤仪检测外导体的完整性；所述外导体由铝带通过氩弧焊焊接而成的铝管组成；所述铝管外导体内包覆有接地线和所述绝缘层；
(5)隔离层制作：将铝管外导体进入挤塑机进行黑色pe隔离层制作，并进入冷却水槽充分冷却，通过风干装置将水份吹干后，进入测伤仪检测隔离层的完整性，再进入测径仪检测隔离层直径后通过固定导向轮；
(6)铝合金层制作：将隔离层进入焊接轧纹装置后，先进行铝合金层焊接，再进行焊接铝合金轧纹成型，然后进入测伤仪检测铝合金层的完整性，进入红外线计米装置后，通过喷码在铝合金层上标识型号规格、商标等信息，再次进入履带牵引机保持电缆平衡，再通过自动成盘收线机进行成盘收线；所述铝合金层是将铝合金通过氩弧焊焊接后，通过环形轧纹压轮轧制成环形轧纹结构。
所述铝管焊接装置包括有带宽切割区、包覆成型区、氩弧焊焊接区和成型夹送区。
所述焊接轧纹装置包括有带宽切割区、成型包覆区、焊接区、环形轧纹区和风干区。
粘结层材料配方为ldpe、hdpe、粘胶剂和抗氧化剂＝6:3.5:0.2:0.3。
所述发泡层材料配方为ldpe、hdpe、发泡成核剂、抗氧化剂、阻水剂、稳定剂配方＝4:5.6:0.2:0.05:0.1:0.05。
所述外皮层材料配方为hdpe、ldpe、稳定剂配方＝5:4.8:0.2。
本发明的优点是：1、制作工艺采用一体法成型，改变原有分绝缘层、外导体、隔离层、铝合金层4次制作成型的生产方式，提高生产效率，缩短交货周期；2、内导体采用超声波清洁，既环保又能保证不受污染，提高内导体电性能；3、接地线保证性能传输的稳定性，不受雷击等影响；4、采用第一阶梯循环恒温水槽，使绝缘层逐渐冷却，避免浸入冷水急速冷却，造成绝缘层外冷内热而致使受挤压变形，保证绝缘层同心度；5、铝合金层有利于保护同轴电缆不受外界机械损伤，防挤压、防鼠咬、防撞击，起到保护电缆作用；弯曲柔软性比钢带铠装强；同时作为外护套用，节约外层护套材料；铝合金防护结构铝管同轴电缆可以地下直埋，不需电缆沟安装和砌电缆井，节省安装成本；6、采用先进配方，既保证性能传输稳定，又能保证不受潮气影响，延长电缆使用寿命；6、隔离层结构紧凑，有利于缓冲外导体弯曲变形，确保性能稳定。
(四)附图说明
图1为本发明一种高性能铝管同轴电缆结构图和示意图；
图2为本发明一种高性能铝管同轴电缆制备方法工艺流程图；
其中1-主动放线架；2、17-卧式牵引轮；3-超声波在线清洁器；4-灼热机；5、7、9、11、16、29-测径仪；6-粘结层挤塑机；8-高压注氮发泡绝缘双层共挤挤塑机；10-第一阶梯循环恒温水槽；12、26-冷却水槽；13-水电容仪；14、27-风干装置；15、24、28、32-测伤仪；18-储线架；19-计米压轮；20-履带稳定装置；21、30-固定导向轮；22-铝带盘具；23-铝管焊接装置；25-挤塑机；31-焊接轧纹装置；33-红外线计米装置；34-喷码机；35-履带牵引机；36-自动成盘收线架；37-接地线盘具。
(五)具体实施例
实施例一：
参照附图1，一种高性能铝管同轴电缆，由内而外由内导体101、绝缘层102、外导体103、接地线104、隔离层105和铝合金层106组成，所述内导体为铜包铝双金属结构；所述绝缘层依次由粘结层121、发泡层122和外皮层123紧密粘结于一体，所述粘结层紧密粘结在内导体表面；所述外导体为铝管焊接结构，直接焊接在绝缘层上；所述外导体内包覆有接地线和所述的绝缘层；所述隔离层由黑色pe组成；所述铝合金层直接焊接在隔离层上，为环形轧纹式结构。所述粘结层的厚度为0.04-0.10mm。所述接地线由7股0.15mm镀锡铜线绞合而成。
参照附图2，一种高性能铝管同轴电缆的制备方法，包括如下步骤:(1)内导体制作：选定一种qr540铜包铝￠3.15mm作为内导体，含铜量21％，首先将铜包铝内导体夹装在主动放线架上，根据内导体重量自动调整放线张力，经过卧式牵引轮将内导体校正后，进入超声波在线清洁器，清除内导体污垢、粉末，然后进入导体灼热机，使铜包铝内导体通过90度下恒温灼热，清除内导体表面潮气以及残留杂物等污垢；
(2)粘结层制作：将灼热后的内导体先通过测径仪检测内导体的直径变化，然后直接进入粘结层挤塑机，在内导体上挤塑一层0.08mm的粘结层；所述粘结层材料配方为ldpe、hdpe、粘胶剂和抗氧化剂＝6:3.5:0.2:0.3；改变原先只采用ldpe和粘胶剂组成，只起到导体防潮作用，不能保证剥离力以及阻止导体氧化作用；所述粘结层模具采用免调偏心自动对模设计，确保粘结层挤塑均匀，不易偏心，改善绝缘层的衰减参数，改变原有通过手动调模、对模的操作麻烦性。
(3)发泡层和外皮层制作：将具有粘结层的￠3.15mm铜包铝导体先经过测径仪监测粘结层的厚度后，再通过高压注氮发泡双层共挤挤塑机挤塑发泡层和外皮层；所述发泡层由ldpe、hdpe、发泡成核剂、抗氧化剂、阻水粉、稳定剂混合后经高压注氮发泡挤塑而成，所述外皮层由hdpe、ldpe、稳定剂混合后经共挤挤塑机挤塑在发泡层外面，外皮层厚度控制在0.08mm，
实例1为改进配方后所制备的铝管同轴电缆各项指标数据如下：
表1:配方表
表2：配方改进前后，同轴电缆各项指标数据情况：
挤塑而成的绝缘层经过测径仪进行热态绝缘层直径检测后，进入第一阶梯循环恒温水槽冷却，再进入测径仪进行第一阶段冷却后的绝缘层直径检测，然后进入第二阶梯冷却水槽充分冷却，并穿过水电容检测仪自动进行电容参数监测数据采集后，再经风干装置将绝缘层表面水份干燥，通过绝缘测伤仪进行绝缘损伤检测，并通过测径仪进行冷态绝缘层直径检测，经过卧式牵引轮校正，然后通过多轮储线架进行绝缘层储线，并经过电子在线计米自动定长压轮收线；
(4)外导体制作：将￠3.15mm铜包铝13.20mm绝缘层通过履带稳定装置进入固定导向轮，再与接地线一起进入铝带焊接装置进行外导体焊接，焊接后进入测伤仪检测外导体的完整性。
所述铝管采用宽度44mm*厚度0.5mm的铝带材料，所述接地线由7股0.15mm镀锡铜丝绞合而成；所述接地线紧贴铝带，位于绝缘层与铝管间；所述铝管焊接装置采用铝带张力、焊接程序、夹送压力等自动化控制、数据屏幕显示，确保焊接成型质量的连续性、稳定性。
表3：实例1为改进铝带材质、焊接装置后所制备的铝管同轴电缆各项指标数据如下：
(5)隔离层制作：将￠3.15mm铜包铝14.30mm铝管外导体进入挤塑机进行黑色pe隔离层制作，并进入冷却水槽充分冷却，通过风干装置将水份吹干后，进入测伤仪检测隔离层的完整性，再进入测径仪检测隔离层直径后通过固定导向轮；所述隔离层紧密包覆外导体，防止潮气侵入，同时有利于弯曲安装。
(6)铝合金层制作：将￠3.15mm铜包铝16.50mm隔离层进入焊接轧纹装置进行铝合金层焊接后通过轧纹轮轧纹成型，成型后的铝合金层进入测伤仪检测铝合金层的完整性，进入红外线计米装置后，通过喷码在铝合金层上标识产品型号规格、商标等信息，再次进入履带牵引轮保持电缆平衡，最后通过自动收线机进行成盘收线。
表4：实例1为产品结构改进后制备的铝管同轴电缆放护套前后各项指标数据如下：