一种煤矿用加强型超重型便携式电缆的制作方法

本发明涉及一种煤矿用加强型超重型便携式电缆，该重型电缆适用于额定电压8.7/10kv及以下的采煤机和移动设备中，主要用于大功率的长臂采煤机，连续采煤机和移动设备如挖斗机、挖泥机和钻机，适用于冶金、矿山、石油等户外恶劣的使用场合中。

背景技术：

电缆作为基础设施的配套使用比较普遍，目前，煤矿企业多采用进口设备，由于设备使用的场合较为特殊，对采用的橡套电缆性能要求高，如高耐磨性、高柔软性、耐曲挠、耐磨、耐腐蚀、耐油及高寿命的要求。这对电缆的结构设计及材料的选用提出了更高的要求。

2018年4月，我公司接到国内某煤矿企业的求助，因电缆使用场合特殊，采购周期短，无法快速的采购到进口电缆，给客户带来很大的困扰。客户希望我公司开发一种加强型、高柔韧性、高强度、高耐磨、耐弯曲、耐腐蚀且使用寿命达5年以上的超重型便携软电缆，以满足用户的使用要求。随即，我公司成立项目攻关小组，研发此产品。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种煤矿用加强型超重型便携式电缆，包括三根动力线芯、一根接地检测线和两根接地导线，三根动力线芯呈三角形排列，接地检测线与接地导线位于相线芯外侧间隙中，并与相线芯的金属屏蔽层紧密接触，将所有线芯与填充材料一起绞合成缆；动力线芯、接地检测线、接地导线外面依次设有内护套、编织加强层、外护套；

所述动力线芯由内到外依次包括导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽、金属屏蔽层；

接地检测线包括接地检测线导体和接地检测线绝缘层。

优选地，所述导体采用gb/t3956-2008要求的第6类镀锡软导体，经多股束绞而成。

优选地，所述导体屏蔽采用包带-挤出组合屏蔽，包带采用加强半导电尼龙带直接重叠绕包在导体上，采用10kv级三元乙丙型半导电内屏蔽料挤出屏蔽层，导体屏蔽可起到均匀电场作用；

绝缘层采用10kv级高压电缆用超高强度的三元乙丙橡皮挤出；

绝缘屏蔽采用10kv级三元乙丙橡皮型半导电橡皮挤出；

动力线芯的挤出导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽采用三层共挤加工工艺，全封闭蒸汽交联；动力线芯挤出前采用加强半导电尼龙带直接重叠绕包在导体上，紧接着采用10kv级三元乙丙橡皮型半导电橡皮挤出导体屏蔽，包带-挤出组合屏蔽的任一点厚度都不应小于0.6mm。

优选地，金属屏蔽层采用镀锡铜丝+纤维纱编织结构，防止外界的电磁干扰；

动力线芯三层共挤后采用加强半导电尼龙带重叠绕包在线芯上，重叠宽度不小于带宽的10％，在其外采用镀锡铜绞合股线与聚对苯二甲酸乙二酯纱线交叉编织组成复合屏蔽，铜绞合股线以右向与以左向的纱线进行交叉编织形成编织层；编织层节距为动力线芯节圆直径的4.5倍，铜的覆盖面积不小于84％；

动力线芯的标识采用着色的纱线裹挟在复合屏蔽的纱线里，着色纱线采用红色、白色、蓝色。

优选地，接地检测线导体采用gb/t3956-2008要求的第6类镀锡软导体，经多股束绞而成，绝缘采用聚丙烯绝缘料。

优选地，接地线导体采用gb/t3956-2008要求的第6类镀锡软导体，经多股束绞而成。

优选地，内护层采用重型氯化聚乙烯橡皮，既可以保证缆芯的圆整度，也防止了屏蔽层对外护套造成的磨损。

优选地，加强层采用芳纶丝编织结构。

优选地，外护套层采用超重型氯化聚乙烯橡皮材料，可满足耐热、耐油、耐化学腐蚀、耐摩擦等要求，并增强了环境耐受性。

通过上述设计方案，可以有效地保证电缆整体抗拉性和耐磨性，显著提高了电缆的抗拉强度和使用寿命，能完全适用特殊场合对便携电缆的要求。

本发明煤矿用加强型超重型便携式电缆，完全可承受高强度、高耐磨、反复弯曲等特性，可完全应用于特殊场合对便携电缆的使用要求，可有效保证产品的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明一种煤矿用加强型超重型便携式电缆的结构示意图。

图中，1、接地检测线导体2、接地检测线绝缘3、相线芯导体4、相线芯导体屏蔽5、相线芯绝缘6、相线芯绝缘屏蔽7、相线芯复合屏蔽8、接地线9、内护套10、编织加强层11、外护套。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种煤矿用加强型超重型便携式电缆。

为使电缆达到高耐磨性、高柔软性及抗拉性，提高电缆的使用寿命，申请人选用以下材料制作电缆。

1、导体：采用gb/t3956-2008要求的第6类镀锡软导体，经多股束绞而成，结构更加柔软。(镀锡铜导体可有效防止导体在恶劣环境下产生腐蚀及氧化现象)

2、导体屏蔽：采用包带-挤出组合屏蔽，包带采用加强半导电尼龙带直接重叠绕包在导体上，紧接着采用10kv级三元乙丙型半导电内屏蔽料挤出屏蔽层，导体屏蔽可起到均匀电场作用。

3、绝缘层：采用10kv级高压电缆用超高强度的三元乙丙橡皮挤出，橡皮具有优越的电绝缘性能，耐老化、耐候性及耐化学腐蚀性好，并具有较强的冲击弹性。

4、绝缘屏蔽：采用10kv级三元乙丙型半导电外屏蔽料，导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层采用三层共挤工艺，全封闭硫化。

5、金属屏蔽层：相线芯采用镀锡铜丝+纤维纱编织结构，防止外界的电磁干扰。

6、接地检测线：导体采用gb/t3956-2008要求的第6类镀锡软导体，经多股束绞而成，结构更加柔软。(镀锡铜导体可有效防止导体在恶劣环境下产生腐蚀及氧化现象)。绝缘采用聚丙烯绝缘料，该材料密度小、强度大，硬度高、弹性好，具有突出的抗弯曲疲劳性，反复弯曲不易损伤。并具有一定程度地耐冲击性，机械性能强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。聚丙烯材料几乎不吸水，绝缘性能不受湿度的影响，适合用于井下电缆的绝缘层材料。

7、接地线：导体采用gb/t3956-2008要求的第6类镀锡软导体，经多股束绞而成，结构更加柔软。(镀锡铜导体可有效防止导体在恶劣环境下产生腐蚀及氧化现象)。

8、内护层：采用重型氯化聚乙烯橡皮，既可以保证缆芯的圆整度，也防止了屏蔽层对外护套造成的磨损。

9、加强层：采用芳纶丝编织结构，极大地增加了电缆的机械强度与抗拉力，稳定的结构和均匀地受力使得电缆的整体抗拉力是普通电缆的2～3倍。(芳纶丝为一种合成纤维，具有超高强度、高模量、耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解、不熔化。)

10、外护套层：采用超重型氯化聚乙烯橡皮材料，可满足耐热、耐油、耐化学腐蚀、耐摩擦等要求，并增强了环境耐受性。

电缆制作工艺：

1、导体：动力线芯、接地检测线及接地导体的导体均采用满足gb/t3956-2008要求的第6种镀锡软铜导体。绞合的导体不应有缺丝、松股和断股的现象，导体绞合均匀、紧密，表面应光洁，不得有油污、毛刺等缺陷。

2、三层共挤：动力线芯的挤出导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽采用三层共挤加工工艺，全封闭蒸汽交联。动力线芯挤出前采用加强半导电尼龙带直接重叠绕包在导体上，紧接着采用10kv级三元乙丙橡皮型半导电橡皮挤出导体屏蔽，包带-挤出组合屏蔽的任一点厚度都不应小于0.6mm，挤出导体屏蔽层的外侧与绝缘层内表面应接触光滑。绝缘采用10kv级高压电缆用加强型三元乙丙橡皮(epr)，绝缘的抗张强度不小于8.3mpa，100％伸长时拉伸应力不小于3.5mpa，断裂伸长率不小于150％，绝缘层任一点的最小厚度不小于标称值×90％mm，且偏心度不大于10％。绝缘应紧密粘结到挤出导体屏蔽上，绝缘横断面上无目力可见气泡和砂眼等缺陷。绝缘屏蔽采用10kv级三元乙丙橡皮型半导电橡皮挤出，绝缘屏蔽应该能够剥离下来而不损伤绝缘。绝缘屏蔽、绝缘、导体屏蔽各层之间均要包覆密实，各层及各层间不得有焦粒、气隙或杂质存在，线芯表面应光滑，无明显绞线凸纹，不应有尖角、颗粒、烧焦或擦伤的痕迹。

3、复合屏蔽层：动力线芯三层共挤后采用加强半导电尼龙带重叠绕包在线芯上，重叠宽度不小于带宽的10％，在其外采用镀锡铜绞合股线与聚对苯二甲酸乙二酯纱线交叉编织组成复合屏蔽，铜绞合股线以右向与以左向的纱线进行交叉编织形成编织层。编织层节距为动力线芯节圆直径的4.5倍，铜的覆盖面积不小于84％。动力线芯的标识采用着色的纱线裹挟在复合屏蔽的纱线里，着色纱线采用红色、白色、蓝色。该复合屏蔽结构可有效地防止外界的电磁对电缆的干扰，也提高了电缆的柔软度。

4、接地检测线：采用聚丙烯绝缘料挤包，聚丙烯绝缘密度小、强度大，硬度高、弹性好，具有突出的抗弯曲疲劳性，反复弯曲不易损伤。可有效地保证线芯的使用寿命。

5、成缆：成缆时三根动力线芯依次按照红色、白色、蓝色顺时针方向排列，并将接地检测线与接地导线放置在相线芯外侧间隙中。接地检测线放置在白色和蓝色动力线芯间隙间。两根接地导线分别放置在蓝色、红色和红色、白色线芯间隙中，并与相线芯的金属屏蔽层紧密接触。将所有线芯与填充材料一起左向绞合成缆，最大的成缆节距为相线芯外径的21倍。

6、内护套：采用重型氯化聚乙烯橡皮混合物挤出，橡皮抗张强度不小于13.5mpa,200％伸长时拉伸应力不小于4.0mpa。橡皮紧贴成缆线芯而不粘连成缆线芯，并嵌入填满线芯之间的外部间隙。既可以保证缆芯的圆整度，也防止了屏蔽层对外护套造成的磨损。

7、加强层：采用多股芳纶丝交叉编织结构加强外护套，加强层放置在外护套厚度不小于护套总厚度的50％至80％之间，护套总厚度包括内护套和外护套的厚度。编织节径比为缆芯外径的2～4倍，编织覆盖密度不小于60％，可有效地保证内外护套粘连，加强护套的抗拉强度。

8、外护套：采用超重型氯化聚乙烯橡皮混合物挤出，抗张强度不小于16.5mpa,200％伸长时拉伸应力不小于5.0mpa，撕裂强度不小于8kn/mm。外护套施加在加强层上，并使其与加强层下面的内护套有效粘结，外护套的平均厚度不小于规定的标称厚度，任一点的最小厚度不小于标称厚度×90％-0.1mm。外护套可满足耐热、耐油、耐化学腐蚀、耐磨和耐油等要求，并增强了环境耐受性。

申请人将研发的mcptjb-gc-6/10kv3×35+2×16+1×10加强型超重型便携橡套电缆进行了抗拉伸、耐老化、耐油、耐磨等主要性能的测试，结果显示所有性能均高于设计要求。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。