专利名称：改性合成橡胶发热电缆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电缆，具体为一改性合成橡M热电缆。
技术背景发热电缆(国内外的文字资料有不同的名称，如地热电缆、加热电缆， 以下简称热缆。)几十年前起源于北欧，流行于欧美大陆、日、韩等国。传到我国仅几年 的时间。由于这种以热缆为主体的地面辐射采暖方式，在节能、环保、健康、舒适、造 价、使用寿命诸方面都优于传统的热水循环采暖方式，也优于电热膜、电暖气、辐射板 等棚面、墻面采暖方式，所以在我国被广泛采用，方兴未艾。由于热缆敷设在地面水泥层中，属于隐蔽性采暖设施，因此要求其使用寿命必须长， 应同建筑物同寿(50—70年)。热缆的结构主要由线芯、绝缘、屏蔽和护套四部分组成。 线芯只要选材得当，结构合理是能够保障使用寿命的。影响热使用寿命的主要是绝缘和 护套(也称护皮)。而材料的使用温度和机械强度又是决定绝缘和护套使用寿命的关键因 素.在研发生产热缆的过程中，曾收集了国外进口和国产的各种热缆样品，对绝缘和护 套材料进行了化验鉴别。发现绝大多数国外、国内热缆的绝缘用交联聚乙烯(PE—X或 XLPE),护套用聚氯乙烯(PVC)或PE-X。属于塑料类。而极少数外国进口热缆绝缘用二 元乙丙橡胶(EPR)、 丁猜橡胶(NBR)等硫化聚合物，而护套用氯磺化聚乙烯(CSP)属 于合成橡胶。上述材料使用(工作)温度80—901C,制成热缆的线功率一般为每延长米20 瓦(20W/m),最大为2520W/m。由于耐热性能差，PE—X、 PVC塑料(或合成橡胶)材料 在热缆中使用存在如下问题影响使用寿命1、正常工作温度下达不到使用寿命要求。上面提到的使用(工作)温度是个额定值，为了保证使用寿命必须对材料工作温度进 行限制。以同样用交联聚乙烯为原料的，同样埋入地面水泥层中的供热水管(可视为PE 一X材料)为例，说明工作温度和使用寿命的关系，参看国标《地面辐射供暖技术规定〉〉 38项，表B. 1.2-l(引自《冷热水用交联聚乙烯PE—X管道系统》GB/T18992. 2 )塑料管 使用条件级别4:工作温度60"C，时间25年，最高工作温度70X:,时间2. 5年，故障 温度100iC，时间100小时。当然，这里的时间是为了保障使用寿命在各温度下限定的 工作时间，并非使用寿命。但可以看到超温是个数量值而时间缩短却成倍数，也反映出 温度和寿命的关系。以住宅采暖为例，在按照国标《地面辐射供暖技术规程》设计的采 暖热容量和常规(工艺)做法环境下，对安装的20W/m热缆进行温度测量。热缆的线芯 (绝缘)工作温度随加温的环境温度由低向高在601C一801C范围内变化，平均工作温度 701C,最高工作温度80TC。对照使用条件级别可以看出热缆的平均工作温度超过了材 料的工作温度，并且接近最高工作温度，而热缆的实际最高工作温度超过材料的最高工作温度ior。由此可见热缆的长期超温工作状态，；f艮难保证so年(按采暖期为25年)以上的使用寿命。2、 故障温度下，热缆过热能力差，极易损坏。热缆在通电运行中，会出现故障状态。如l)供电系统过电压、断零线等，会使热 缆的输出功率增加；2)局部地面有绝热覆盖物，影响热缆的热传导；3)地面水泥养生 期(28天)未到，热缆提前加热。水泥中的水汽使部分热缆和水泥层分离，中间形成隔 热气层(或裂缝)，结果都会使热缆温度上升，超过材料的故障温度IOOC。故障状态， 尤其是第3)种属隐蔽缺陷性故障，不易发现、无法及早处理、长期存在，导致热缆的 绝缘、护套老化加速，在较短时间内(数月或几天)造成热缆损坏。这是热缆运行中多 次发生的实例。3、 塑料热缆耐低温性能差，室外使用易损坏。交联聚乙烯、聚氯乙烯等塑料类材料在ot:以下发脆，温度越低脆性越大，脆而不 坚。如热缆用于道路、桥梁、机场跑道化雪。气温在-20匸以下，容易因车辆、飞机等产 生的强列震动，绝缘和护套发生脆裂，破坏了密封性，也损坏了热缆。4、 热缆同普通电线电缆一样，应用在室内外不同使用条件要求的各种环境和场所。 例如热缆的保温功能可以应用在油气田、化工厂的罐、管道保温，要求有良好的耐油 或耐溶剂性。在不同的应用领域对热缆还有耐热老化、耐辐射、耐臭氧、耐电晕、耐气 候等不同性能要求，以及不同线功率(单位容器W/m)的要求。显然塑料热缆不能完全 满足这些要求。(1)改性合成橡胶和合成橡胶一样都是通过硫化而成为橡皮的，同样存 在硫化剂中的硫黄成者过氧化物。热缆线芯是几种金属的合金，除铜外还含有铁和猛。 热缆与普通电线电缆不同的是它的工作温度更高，热的作用更大，致使氧化，老化反应 速度更快，线芯的氧化层不断加厚，使热缆的电阻不断增加，热功率(P=V2/R)不断下 隆。绝缘的老化速度加快，促使热缆的寿命越来越短。与对热缆的质量和寿命的要求背 道而驰，垫缆是靠线芯的电阻作功发想，各种规格的热缆米电阻(R/m2)是一定的，线 芯镀锡直接影响米电阻和线功率。所以不能用镀锡的方法解决问题。(2)电磁辐射(污 染)可以诱发一些疾病，尤其对于儿童危害严重，热缆敷设在地表面下，和人近距离接 触，它的电磁辐射问题引起关注。铜线偏织屏蔽只能消除感应电，而不能消除磁。发明内容本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低廉、耐高温、增加热 缆的抗拉强度、防止绝缘和护套材料中的硫化剂与偏织屏蔽的铜线发生化学反应的改 性合成橡胶发热电缆。本实用新型的目的是这样实现的它由线芯、耐高温聚酯薄膜、 绝缘层、抗拉隔离层、屏蔽层、护套层組成。在耐高温聚酯薄膜内包裹着线芯，耐高温 聚酯薄膜上方包裹着绝缘层，抗拉隔离层下包裹着绝缘层、抗拉隔离层上方包裹着屏蔽 层，屏蔽层最外层上包裹着护套层。本实用新型的优点是结构简单、成本低J:，有效 的解决了热缆线芯氧化、绝缘加速老化发粘的问题。增加热缆的抗拉强度，二是隔离防 止绝缘和护套材料中的硫化剂与偏织屏蔽的铜线发生化学反应。改性合成橡胶热缆采 用铜包铁丝代替铜丝彻底解决了电磁辐射问题。
图1为本实用新型结构原理剖面示意图。
具体实施方式
在耐高温聚酯薄膜2内包裹着线芯1,耐高温聚酯薄膜2上方包裹着绝缘层3，抗拉隔离层4下包裹着绝缘层3、抗拉隔离层4上方包裹着屏蔽层5，屏蔽层5 最外层上包裹着护套层6。耐高温聚酯薄膜是耐高温聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜，软化温度 270TC,长期使用温度160t:;绝缘层是改性合成硅橡胶或者改性乙丙橡胶，绝缘应挤包紧密，厚度均匀，色泽均匀， 无杂质，绝缘横断面上无目力可见的气泡、砂眼缺陷从导体上剥离；B、技术参数绝缘 厚度平均值为1. 0咖，最薄点厚度> 0. 8mm以上，火花击穿试验电压为6KV;抗拉隔离层是聚对苯二曱酸丁二醇酯混入10%聚对苯二曱酸乙二醇酯薄膜，抗拉强度 高达權證a;屏蔽层是a、镀锡铜包钢、铁线丝，32根编织而成；b、屏蔽用铜包钢线表面应光洁、 不得有氧化、斑痕、裂痕、划伤的缺陷，c、镀锡层应光滑连续不得有与良好产品不相符 的任何缺陷，d、进行编织后编织层应紧密、均匀，不能有明显的漏线、跑线、断线等缺 陷，且无洞疤，氧化现象，e、编织层技术^lt:镀锡铜包钢线直径0. 2mm、编织前电缆 直径2. 9mm、编织后电缆直径3. 7mm、电缆节距35mm、每锭单丝根数2 、股数32;护套层是改性乙丙橡胶或者改性丁腈橡胶，要求硫化良好，挤包紧密，厚度均匀，表 面平整，无杂质，材料橫断面上无目力可见的气泡、砂眼缺陷，挤制过程中应严防端头进 水及脱胶出现，本实用新型采用改变热缆现型结构、线芯与绝缘层相隔离。用一种不与硫化剂发生化 学反应的耐高温聚酯薄膜，包在线芯外的结构，有效的解决了热缆线芯氧化、绝缘加速老 化发粘的难题。此外，分别在热缆屏蔽层与绝缘层，护套层间加一层耐高温的抗拉隔离层， 增加热缆的抗拉强度、隔离防止绝缘层和护套层材料中的硫化剂与偏织屏蔽的铜线发生 化学反应。铜丝偏织屏蔽层只能消除感应电，而不能消除磁。为此，本实用新型采用铜包 铁丝代替铜丝作为屏蔽层彻底解决了这一问题。
权利要求1. 一改性合成橡胶发热电缆，它由线芯(1)、耐高温聚酯薄膜(2)、绝缘层(3)、抗拉隔离层(4)、屏蔽层(5)、护套层(6)组成，其特征在于在耐高温聚酯薄膜(2)内包裹着线芯(1)，耐高温聚酯薄膜(2)上方包裹着绝缘层(3)，抗拉隔离层(4)下包裹着绝缘层(3)、抗拉隔离层(4)上方包裹着屏蔽层(5)，屏蔽层(5)最外层上包裹着护套层(6)。
专利摘要本实用新型涉及电缆，具体为一改性合成橡胶发热电缆。其特点是它由线芯(1)、耐高温聚酯薄膜(2)、绝缘层(3)、抗拉隔离层(4)、屏蔽层(5)、护套层(6)。在耐高温聚酯薄膜(2)内包裹着线芯(1)，耐高温聚酯薄膜(2)上方包裹着绝缘层(3)，抗拉隔离层(4)下包裹着绝缘层(3)、抗拉隔离层(4)上方包裹着屏蔽层(5)，屏蔽层(5)最外层上包裹着护套层(6)。本实用新型的优点是结构简单、成本低廉，有效的解决了热缆线芯氧化、绝缘加速老化发粘的问题。增加热缆的抗拉强度，二是隔离防止绝缘和护套材料中的硫化剂与偏织屏蔽的铜线发生化学反应。改性合成橡胶热缆采用铜包铁丝代替铜丝彻底解决了电磁辐射问题。
文档编号H05B3/54GK201114838SQ20072011622
公开日2008年9月10日 申请日期2007年5月21日 优先权日2007年5月21日
发明者浩 汪, 汪玉林 申请人:汪玉林