一种电缆制造技术

本发明专利技术涉及一种电缆，其铝合金导体组成成分为(wt％)：碳纳米管1.1％～8.3％，锰0.15％～0.43％，硅0.14％～0.33％，铁0.16％～0.23％，镓0.08％～0.18％，混合稀土元素0.02％～0.05％，锡0.02％～0.04％，镁0.02％～0.035％，锗0.02％～0.16％，钛0.01％～0.13％，铬0.01％～0.11％，镍0.01％～0.08％，铜0.01％～0.06％，其余为铝和不可避免的杂质，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧22～31，镱18～23，钷11～26，铽9～17，钕7～13，铕5～10，钪3～6；其绝缘层组成成分为(重量份)：TPU135～178，SEBS67～103，聚丙烯19～45，增容剂SEBS‑g‑MAH17～32，导热硅胶7～16，石墨3～8，钕0.62～0.85，紫外线吸收剂1.5～3.6，橡胶级硬脂酸1.8～4.1，二氧化钛12～23，钛酸正丁酯0.8～1.1，二碱式亚磷酸铅1.3～3.4，氢氧化铝8.7～16.5，氧化镁36～57，纳米氧化锌3.2～5.4，硅橡胶级沉淀二氧化硅18～34，独居石28～43，以及不可避免的杂质。本发明专利技术的电缆，通过对铝合金和绝缘层的改进，降低了电力输送过程中的能耗。

A new type of cable

The invention relates to a new type of cable, the Aluminum Alloy conductor composition of the predetermined quality percentage of impurities: carbon nanotubes, manganese, silicon, iron, gallium, rare earth element, germanium, tin, magnesium, titanium, chromium, nickel, copper, aluminum and unavoidable; the insulating layer component to a predetermined weight: TPU, SEBS, SEBS g, polypropylene compatibilizer MAH, thermal silica and graphite, neodymium, UV absorbers, rubber grade titanium dioxide, stearic acid, tetrabutyl titanate, dibasic lead phosphite, aluminum hydroxide, Magnesium Oxide, Zinc Oxide, nano silicon rubber grade precipitated silica, monazite and unavoidable impurities. The cable of the invention reduces the energy consumption in the power transmission process through the improvement of the aluminum alloy and the insulating layer.

【技术实现步骤摘要】
一种新型电缆
本专利技术涉及一种新型电缆，尤其是一种能够降低导电消耗的节能电缆。
技术介绍
在电力输送过程中，损耗是不可避免的，每年因输送导致的损耗数量是巨大的。其中，据国家能源局发布的全国跨区跨省输电线路损耗情况通报记载，2013年全国跨区输电总计送端电量2907.2亿千瓦时，受端电量2006.2亿千瓦时，损失电量91亿千瓦时，平均输电损耗率4.34％。如何减少传输中的能耗是人们一直致力于解决的技术问题，而随着节能减排和环保意识的加强，这一问题更加为人们所关注。电力输送中对损耗的主要影响因素是电缆的电阻大小，而电缆电阻的大小主要取决于导体本身的电阻，同时还受其他多个因素的影响。目前电力输送中的常用导电材料主要为铝或铜，而在以铝为导电材料时，为了获得更佳的综合性能，通常采用铝合金材料。通常认为，合金中的铝含量越高，其电导率也就越好。而为了使得铝合金材料具有更佳的电导率，人们研究开发了多种铝合金材料，但是，其仍有可提高的空间。另外，导体的温升会导致温度附加电阻，因此，对于具有包裹层的电缆而言，其对导体温升的影响是需要考虑的重要因素。以空气中敷设的交流电缆为例，其载流量可按下式计算：式中：I为导体中流过的电流(A)，Δθ为高于环境温度的导体温升(K)，Wd为导体绝缘单位长度的介质损耗(W/m)，R为最高工作温度下导体单位长度的交流电阻(Ω/m)，T1为一根导体和金属护套之间单位长度的热阻(K·m/W)，T2为金属套与铠装之间衬垫层单位长度的热阻(K·m/W)，T3为电缆外护层单位长度的热阻(K·m/W)，T4为电缆表面与周围媒质之间单位长度的热阻(K·m/W)，n为电缆中载有负荷的导体数(导体截面相同、负荷相同)，λ1为电缆金属套损耗相对于该电缆所有导体总损耗的比率，λ2为电缆铠装损耗相对于该电缆所有导体总损耗的比率。由此可知，电能传输中的能量损耗不仅与其导体电阻有关，还与包覆层的性能例如热阻等有关联。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种新型电缆，其导体具有更高的电导率，包覆层具有改进的热阻性能，可以降低电缆在输送电力过程中的能量损耗。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：一种新型电缆，其包括：导电芯体和其外部的包裹层，其导电芯体由铝合金材料制成，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：碳纳米管1.1％～8.3％，锰0.15％～0.43％，硅0.14％～0.33％，铁0.16％～0.23％，镓0.08％～0.18％，混合稀土元素0.02％～0.05％，锡0.02％～0.04％，镁0.02％～0.035％，锗0.02％～0.16％，钛0.01％～0.13％，铬0.01％～0.11％，镍0.01％～0.08％，铜0.01％～0.06％，其余为铝和不可避免的杂质，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧22～31，镱18～23，钷11～26，铽9～17，钕7～13，铕5～10，钪3～6；其外部的包裹层包括绝缘层，绝缘层由如下重量份的成分组成：TPU(Thermoplasticpolyurethanes，热塑性聚氨酯弹性体橡胶)135～178，SEBS(氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物)67～103，聚丙烯19～45，增容剂SEBS-g-MAH17～32，导热硅胶7～16，石墨3～8，钕0.62～0.85，紫外线吸收剂1.5～3.6，橡胶级硬脂酸1.8～4.1，二氧化钛12～23，钛酸正丁酯0.8～1.1，二碱式亚磷酸铅1.3～3.4，氢氧化铝8.7～16.5，氧化镁36～57，纳米氧化锌3.2～5.4，硅橡胶级沉淀二氧化硅18～34，独居石28～43，以及不可避免的杂质，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镝17～23，钪13～16，镥15～20，镧7～11，铒1.8～2.3，钐3.7～8.3，钬9～17。本专利技术一个较佳实施例的新型电缆，其铝合金材料中下列各成分的重量百分比含量为：碳纳米管4.1％～8.2％，锰0.25％～0.37％，硅0.19％～0.31％，铁0.17％～0.19％，镓0.13％～0.17％，混合稀土元素0.03％～0.045％，锡0.02％～0.03％，镁0.021％～0.029％，锗0.05％～0.11％，钛0.02％～0.07％，铬0.02％～0.06％，镍0.03％～0.07％，铜0.02％～0.05％，借以获得更佳的电导率。其中，为了获得更佳的电导率，更进一步的，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧25～28，镱19～21，钷12～16，铽11～13，钕8～12，铕6～8，钪4～5。本专利技术一个较佳实施例的新型电缆，其铝合金材料包含如下重量百分比的成分：碳纳米管6.2％，锰0.33％，硅0.29％，铁0.18％，镓0.16％，混合稀土元素0.04％，锡0.028％，镁0.025％，锗0.08％，钛0.03％，铬0.04％，镍0.05％，铜0.036％，借以获得更佳的电导率。其中，为了获得更佳的电导率，更进一步的，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧26.1，镱20.3，钷14.6，铽12.7，钕10.3，铕7.1，钪4.6。本专利技术一个较佳实施例的新型电缆，其绝缘层中下列各成分的重量份为：TPU142～165，SEBS76.7～92.3，聚丙烯21.9～34.5，增容剂SEBS-g-MAH21.7～23.2，导热硅胶9.7～13.6，石墨4.3～6.8，钕0.68～0.79，紫外线吸收剂1.85～2.46，橡胶级硬脂酸2.18～3.41，二氧化钛15.2～21.3，钛酸正丁酯0.87～1.01，二碱式亚磷酸铅1.83～2.67，氢氧化铝10.7～13.6，氧化镁39.6～53.7，纳米氧化锌3.82～4.95，硅橡胶级沉淀二氧化硅21.8～29.7，独居石32.8～41.3，借以获得更佳的热阻性能。本专利技术一个较佳实施例的新型电缆，其绝缘层包含如下重量份的成分：TPU157，SEBS83.4，聚丙烯30.1，增容剂SEBS-g-MAH22.3，导热硅胶11.7，石墨5.82，钕0.78，紫外线吸收剂2.31，橡胶级硬脂酸2.93，二氧化钛17.34，钛酸正丁酯0.98，二碱式亚磷酸铅2.34，氢氧化铝12.75，氧化镁46.57，纳米氧化锌4.34，硅橡胶级沉淀二氧化硅25.7，独居石36.5，借以获得更佳的热阻性能。本专利技术一个较佳实施例的新型电缆，其导电芯体包括中心导体和外层导体，以及设于二者之间的绝缘夹层，外层导体由若干扇环构成，绝缘夹层由上述任一种绝缘层的材质制成。其中，中心导体由多个扇形股块绞合而成，相邻扇形股块之间设置有第二绝缘夹层，外层导体的相邻扇环之间设置有第三绝缘夹层，第二绝缘夹层由上述任一种绝缘层的材质制成，第三绝缘夹层由上述任一种绝缘层的材质制成。进一步的，其包裹层还包括：半导电层、半导电屏蔽层、缓冲层、金属护套和外被层，其中，半导电层、绝缘层、半导电屏蔽层、缓冲层、金属护套和外被层由内至外依次设置。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术的新型电缆，通过对其中的导电材料的改进，降低了电阻率，获得了更佳的电导率，降低了电力输送过程中的能耗，且具有更佳的抗拉强度；通过对其中的绝缘层的改进，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型电缆，其特征在于，其包括：导电芯体和其外部的包裹层，其导电芯体由铝合金材料制成，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：碳纳米管1.1％～8.3％，锰0.15％～0.43％，硅0.14％～0.33％，铁0.16％～0.23％，镓0.08％～0.18％，混合稀土元素0.02％～0.05％，锡0.02％～0.04％，镁0.02％～0.035％，锗0.02％～0.16％，钛0.01％～0.13％，铬0.01％～0.11％，镍0.01％～0.08％，铜0.01％～0.06％，其余为铝和不可避免的杂质，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧22～31，镱18～23，钷11～26，铽9～17，钕7～13，铕5～10，钪3～6；其外部的包裹层包括绝缘层，绝缘层由如下重量份的成分组成：TPU135～178，SEBS67～103，聚丙烯19～45，增容剂SEBS‑g‑MAH17～32，导热硅胶7～16，石墨3～8，钕0.62～0.85，紫外线吸收剂1.5～3.6，橡胶级硬脂酸1.8～4.1，二氧化钛12～23，钛酸正丁酯0.8～1.1，二碱式亚磷酸铅1.3～3.4，氢氧化铝8.7～16.5，氧化镁36～57，纳米氧化锌3.2～5.4，硅橡胶级沉淀二氧化硅18～34，独居石28～43，以及不可避免的杂质，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镝17～23，钪13～16，镥15～20，镧7～11，铒1.8～2.3，钐3.7～8.3，钬9～17。...

【技术特征摘要】
1.一种新型电缆，其特征在于，其包括：导电芯体和其外部的包裹层，其导电芯体由铝合金材料制成，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：碳纳米管1.1％～8.3％，锰0.15％～0.43％，硅0.14％～0.33％，铁0.16％～0.23％，镓0.08％～0.18％，混合稀土元素0.02％～0.05％，锡0.02％～0.04％，镁0.02％～0.035％，锗0.02％～0.16％，钛0.01％～0.13％，铬0.01％～0.11％，镍0.01％～0.08％，铜0.01％～0.06％，其余为铝和不可避免的杂质，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧22～31，镱18～23，钷11～26，铽9～17，钕7～13，铕5～10，钪3～6；其外部的包裹层包括绝缘层，绝缘层由如下重量份的成分组成：TPU135～178，SEBS67～103，聚丙烯19～45，增容剂SEBS-g-MAH17～32，导热硅胶7～16，石墨3～8，钕0.62～0.85，紫外线吸收剂1.5～3.6，橡胶级硬脂酸1.8～4.1，二氧化钛12～23，钛酸正丁酯0.8～1.1，二碱式亚磷酸铅1.3～3.4，氢氧化铝8.7～16.5，氧化镁36～57，纳米氧化锌3.2～5.4，硅橡胶级沉淀二氧化硅18～34，独居石28～43，以及不可避免的杂质，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镝17～23，钪13～16，镥15～20，镧7～11，铒1.8～2.3，钐3.7～8.3，钬9～17。2.如权利要求2所述的新型电缆，其特征在于，其铝合金材料中下列各成分的重量百分比含量为：碳纳米管4.1％～8.2％，锰0.25％～0.37％，硅0.19％～0.31％，铁0.17％～0.19％，镓0.13％～0.17％，混合稀土元素0.03％～0.045％，锡0.02％～0.03％，镁0.021％～0.029％，锗0.05％～0.11％，钛0.02％～0.07％，铬0.02％～0.06％，镍0.03％～0.07％，铜0.02％～0.05％。3.如权利要求2所述的新型电缆，其特征在于，其铝合金材料包含如下重量百分比的成分：碳纳米管6.2％，锰0.33％，硅0.29％，铁0.18％，镓0.16％，混合稀土元素0.04％，锡0.028％，镁0.025％，锗0.08％，钛0.03％，铬0.04％，镍0.05％，铜0.036...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈杰，王磊，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网山东省电力公司济宁市任城区供电公司，
类型：发明
国别省市：北京,11