一种紧凑型中压电缆的制作方法

本发明涉及电力电缆，具体是一种紧凑型中压电缆。

背景技术：

1、中压电缆是指额定电压3.6/6kv～26/35kv的交联聚乙烯绝缘电力电缆，其绝缘线芯的导体总成是由若干根铜丝或铝丝导体绞合而成。

2、传统中压电缆的导体总成以若干根横截面为圆形的导体绞合而成，其导体总成内的相邻导体之间绞合缝隙总面积偏大，不利于中压电缆以紧凑结构成型，亦不利于中压电缆的导体内部阻水性能提高。

3、为了减少导体总成内的空隙，使所成型电缆的结构紧凑化，业内尝试将组成导体总成的导体以横截面为扇形的异形结构成型，各异形结构导体以同心圆结构分层在环周顺序排列组成导体总成，例如中国专利文献公开的名称为“一种异形导体电缆及其制备方法”（公开号cn114822922a，公开日2022年07月29日）、“一种矿物质绝缘防火电缆”（公开号cn208767041u，公开日2019年04月19日）等技术。此类异形结构导体虽然有利于减少导体总成内部的空隙，但组成导体总成的相邻导体之间未互嵌卡位，相互间排列位置的稳定性较低，在所成型电缆的弯曲过程中，组成导体总成的各导体会失去限制而分离位移（一般是从导体总成的排列结构中外凸位移），致使导体总成产生变形，直接影响电性能及阻水性能等，不利于使用寿命提高。

技术实现思路

1、本发明的技术目的在于：针对上述中压电缆的特殊性，以及现有技术的不足，提供一种结构紧凑、阻水性优异的中压电缆。

2、本发明的技术目的通过下述技术方案实现：一种紧凑型中压电缆，包括缆芯及包覆于所述缆芯外部的护套层；

3、所述缆芯具有至少一根绝缘屏蔽线芯；

4、所述绝缘屏蔽线芯主要由导体总成，以及由内而外依次包覆于所述导体总成外部的导体屏蔽挤包层、绝缘挤包层、绝缘屏蔽挤包层和金属屏蔽绕包层组成；

5、所述导体总成主要由一根横截面为圆形结构的圆导体，以及若干根横截面为t形结构的t形导体组成；若干根t形导体以圆导体为绞合中心，按同心圆结构分层绞合于所述圆导体的外围，且每一层的相邻t形导体之间以正、反朝向交错的搭盖扣合方式互嵌排列；所述导体总成的绞合间隙内填充有导电填充层；

6、或者，所述导体总成主要由一根横截面为圆形结构的圆导体，以及若干根横截面为z形结构的z形导体组成；若干根z形导体以圆导体为绞合中心，按同心圆结构分层绞合于所述圆导体的外围，且每一层的相邻z形导体之间以环周顺序搭盖方式互嵌排列；所述导体总成的绞合间隙内填充有导电填充层。

7、上述技术措施针对于中压电缆的特殊性，将组成绝缘屏蔽线芯的导体总成以中心位的一根圆形导体和环周互嵌排列的若干根t形/z形导体组成。

8、相较于传统的全部由圆形导体绞合结构而言，相同截面积之下的缝隙更小，结构更为紧凑，有利于提高阻水性能。环周各导体之间互嵌排列而形成彼此卡位，相互间的排列位置稳定性优异，在所成型电缆的弯曲过程中不会发生t形/z形导体分离位移的技术问题，稳定可靠，有利于保障电性能，提高使用寿命。同时，相较于常用的紧压导体而言，不需要进行紧压过程，易于简单、高效成型。

9、相较于公开号cn114822922a、cn208767041u等技术而言，环周各导体之间互嵌排列而形成彼此卡位，相互间的排列位置稳定性优异，在所成型电缆的弯曲过程中不会发生t形/z形导体分离位移的技术问题，稳定可靠，有利于保障电性能，提高所成型电缆的使用寿命。

10、上述技术措施的导体总成中，绞合间隙内填充有导电填充层，使得相邻导体之间的缝隙被填充紧实化，形成无缝隙组合，大幅提高了导体总成在径向和纵向的阻水性能，甚至提高了阻气性能，可见其阻水、导电性能优异，有利于提高所成型电缆的使用寿命。

11、作为优选方案之一，所述t形导体横截面的各棱角以圆角过渡成型；

12、且，所述t形导体横截面的各阴角处，相邻弯折边之间以92～98°的钝角过渡。

13、上述技术措施的t形导体，一方面有利于保障其成型结构强度，在拉制成型过程中抗变形性能好，易于成型；二方面有利于同层的相邻导体之间轻松的实现小间隙紧密互嵌；三方面有利于消除导电填充层的填充死角，可靠地实现紧实、无缝隙填充。

14、作为优选方案之一，所述z形导体所组成的导体总成结构中，内、外相邻环层之间的z形导体在环周顺序搭盖的方向相反。该技术措施针对于z形导体在同层环周互嵌的特殊性，将相邻层之间的搭盖方向交错成型，有利于进一步可靠提高所成型导体总成的排列稳定性，在所成型电缆的弯曲过程中不会发生z形导体分离位移的技术问题，稳定性优异。

15、作为优选方案之一，所述z形导体横截面的各棱角以圆角过渡成型；

16、且，所述z形导体横截面的各阴角处，相邻弯折边之间以92～98°的钝角过渡。

17、上述技术措施的z形导体，一方面有利于保障其成型结构强度，在拉制成型过程中抗变形性能好，易于成型；二方面有利于同层的相邻导体之间轻松的实现小间隙紧密互嵌；三方面有利于消除导电填充层的填充死角，可靠地实现紧实、无缝隙填充。

18、作为优选方案之一，所述导体总成中，各导体之间的缝隙截面总面积≤各导体截面总面积的3%。该技术措施的导体总成结构紧凑，有利于增强阻水、阻气性能。

19、作为优选方案之一，所述导电填充层为阻水型半导电化合物的成型结构；

20、所述阻水型半导电化合物主要由下列重量配比的原料组成：

21、乙烯-醋酸乙烯共聚物               80份、

22、偶氮类引发剂                      0.3～0.7份、

23、石墨                              1～3份、

24、顺丁烯二酸酐                      1～2份、

25、导电炭黑                          12～18份、

26、铜抑制剂                          0.5～1.5份。

27、上述技术措施所成型的导电填充层，以阻水性能好的乙烯-醋酸乙烯共聚物为基料，辅以偶氮类引发剂、石墨、顺丁烯二酸酐、导电炭黑、铜抑制剂。乙烯-醋酸乙烯共聚物与顺丁烯二酸酐，在均混后的研磨接枝反应中能够形成链状化合物。加入的偶氮类引发剂与线型的链状化合物发生自由基反应，产生大量自由基，为后期产品由线型转化为网状交联结构提供基础，以提高密封阻水性能。加入的石墨、导电炭黑有利于降低体积电阻率，提高导电性能。上述技术措施的导电填充层，在导体之间形成紧实、无缝隙填充，能有效防止水分沿导体总成的径向及纵向传递。经过试验检测发现，水分在上述导电填充层处的纵向渗入深度小于2mm；同时浸泡于水中1周之后，验证径向阻水性能，剥开导体总成的外层导体之后，导体总成的内部无水痕迹。

28、作为优选方案之一，所述绝缘屏蔽线芯的导体屏蔽挤包层、绝缘挤包层和绝缘屏蔽挤包层为三层共挤成型结构。该技术措施的结构紧密、紧凑，阻水、阻气性能优异。

29、作为优选方案之一，所述绝缘屏蔽线芯的金属屏蔽绕包层具有横截面为扁平状的金属扁丝和半导电隔离条；

30、所述金属扁丝的横截面棱角为平滑过渡的倒圆结构，所述金属扁丝疏绕于所述绝缘屏蔽挤包层的外部；

31、所述半导电隔离条的横截面棱角为平滑过渡的倒圆结构，所述半导电隔离条疏绕于所述绝缘屏蔽挤包层的外部、且处在所述金属扁丝的疏绕间隙内；

32、所述金属扁丝与所述半导电隔离条在所述绝缘屏蔽挤包层的外部，形成相间排布方式的密绕结构。

33、上述技术措施针对于中压电缆的金属屏蔽结构特殊性，将起屏蔽效用的金属（软铜或软铝）丝以横截面为扁平状结构成型-即金属扁丝，金属扁丝在绝缘屏蔽挤包层的外部以疏绕间隙形成疏绕排布结构，不存在金属扁丝之间的搭盖配合；金属扁丝对内、外相对结构层友善，在内、外相对结构层的膨胀变形过程中，不会对相对结构层造成划伤。同时，在疏绕金属扁丝的疏绕间隙内，排布横截面为扁平状结构的半导电隔离条，从而使半导电隔离条与金属扁丝在绝缘屏蔽挤包层的外部形成相间排布结构，半导电隔离条结合金属扁丝在绝缘屏蔽挤包层外部形成密绕配合结构，排布在金属扁丝疏绕间隙内的半导电隔离条，对原本疏绕排布的金属扁丝形成稳定、可靠地楔紧定位，不受外力挤压影响；半导电隔离条对内、外相对结构层友善，在内、外相对结构层的膨胀变形过程中，不会对相对结构层造成划伤。也就是说，在电缆的屏蔽效用中，金属扁丝保持疏绕屏蔽效果；在电缆的成型结构中，半导电隔离条辅助金属扁丝形成密绕结构的金属屏蔽绕包层。

34、进一步的，所述金属屏蔽绕包层的金属扁丝和半导电隔离条，在所述绝缘屏蔽挤包层的外部以相间排布方式进行密绕时，所述金属扁丝和所述半导电隔离条的对接缝以搭盖方式互嵌排列。该技术措施针对于上述金属扁丝与半导电隔离条，在绝缘屏蔽挤包层外部以相间排布方式的密绕结构，将顺序相间的金属扁丝与半导电隔离条以搭盖方式互嵌排列，形成稳定性更高的整体化结构，在保持金属扁丝疏绕屏蔽效果的同时，金属扁丝在绝缘屏蔽挤包层外部的绕包结构更为稳定，不受外力挤压，亦基本不受所成型电缆的弯曲影响。同时，顺序相间的金属扁丝与半导电隔离条之间的整体化结构组合，大幅增大了金属屏蔽绕包层与内部绝缘屏蔽挤包层以及外部后续所挤包结构层-护套层之间的接触面积，近似形成了金属屏蔽绕包层的整体化成型，金属屏蔽绕包层对内、对外均形成大面积、整体化接触，基本不会对相对结构层造成接触面小的勒损影响，有利于提高所成型电缆的服役寿命。

35、进一步的，所述金属屏蔽绕包层的金属扁丝和半导电隔离条之间的对接缝处，填充有阻水型半导电化合物的导电填充层。该技术措施针对于上述金属扁丝与半导电隔离条的相间排布结构，特别是金属扁丝与半导电隔离条之间的整体化组合结构，以导电填充层填充金属扁丝与半导电隔离条之间的对接缝，在基本不影响金属扁丝之间导电性能的前提下，使所成型的金属屏蔽绕包层基本形成光滑无缝隙的整体结构，与内、对相对结构层形成大面积、整体化接触，不会对相对结构层造成接触面小的勒损影响，同时能够在对接缝处起到密封阻水效果。

36、本发明的有益技术效果是：上述技术措施针对于中压电缆的特殊性，将组成绝缘屏蔽线芯的导体总成以中心位的一根圆形导体和环周互嵌排列的若干根t形/z形导体组成。

37、相较于传统的全部由圆形导体绞合结构而言，相同截面积之下的缝隙更小，结构更为紧凑，有利于提高阻水性能。环周各导体之间互嵌排列而形成彼此卡位，相互间的排列位置稳定性优异，在所成型电缆的弯曲过程中不会发生t形/z形导体分离位移的技术问题，稳定可靠，有利于保障电性能，提高使用寿命。同时，相较于常用的紧压导体而言，不需要进行紧压过程，易于简单、高效成型。

38、相较于公开号cn114822922a、cn208767041u等技术而言，环周各导体之间互嵌排列而形成彼此卡位，相互间的排列位置稳定性优异，在所成型电缆的弯曲过程中不会发生t形/z形导体分离位移的技术问题，稳定可靠，有利于保障电性能，提高所成型电缆的使用寿命。

39、此外，导体总成中绞合间隙内填充有导电填充层，使得相邻导体之间的缝隙被填充紧实化，形成无缝隙组合，大幅提高了导体总成在径向和纵向的阻水性能，甚至提高了阻气性能，可见其阻水、导电性能优异，有利于提高所成型电缆的使用寿命。

40、金属屏蔽绕包层在电缆的屏蔽效用中，金属扁丝保持疏绕屏蔽效果；在电缆的成型结构中，半导电隔离条辅助金属扁丝形成密绕结构的金属屏蔽绕包层。特别是顺序相间的金属扁丝与半导电隔离条在整体化组合结构中，可靠提高了金属扁丝在绝缘线芯外部的绕包结构的稳定性，对内、外相对结构层均形成大面积、整体化接触，有利于提高所成型电缆的服役寿命。