倍容量电缆及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种倍容量电缆，它包括在多根所述碳/铝纤维复合芯表面包裹软铝导电层制得的倍容线芯和设置在倍容线芯上由内而外分布的硅烷交联聚乙烯绝缘层、阻燃改性聚醚砜阻燃层、由玄武岩纤维布带加强的隔热阻燃加强层、镀锌铝带铠装层、镀锡铜丝屏蔽层、不饱和羧酸盐甲基丙烯酸锂改性乙烯‑醋酸乙烯酯橡胶抗老化层和分子量为300万～400万的耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层。本发明专利技术所述的倍容量电缆结构合理设计，克服了电缆线路架空架设弧垂度大及接地敷设时抗老化问题，较少了热损耗、提高了电缆的载流量。本发明专利技术提供一种倍容量电缆的制备方法，该方法工艺简单、易于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
倍容量电缆及其制备方法
本专利技术涉及电缆
，具体的说，涉及了一种倍容量电缆及其制备方法。
技术介绍
传统的电力电缆在结构设计和选材上因受到传统的生产工艺等方面的影响，在实际使用中，电缆会因钢芯等材料的抗拉强度不够，致使线路架设弧垂增大，并且易造成断线。同时，钢芯类电缆在通电后钢芯产生的热损耗，使线损增加致使电缆载流量减小。为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种结构设计合理、具有较高的抗拉强度、抗老化性能好且制作工艺简单的倍容量电缆及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种倍容量电缆，它包括倍容线芯和设置在倍容线芯上由内而外分布的硅烷交联聚乙烯绝缘层、阻燃改性聚醚砜阻燃层、玄武岩纤维布带加强的隔热阻燃加强层、镀锌铝带铠装层、镀锡铜丝屏蔽层、不饱和羧酸盐甲基丙烯酸锂改性乙烯-醋酸乙烯酯橡胶抗老化层和分子量为300万～400万的耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层；所述倍容线芯是由多根碳/铝纤维复合芯和包裹在多根所述碳/铝纤维复合芯表面的软铝导电层构成；且所述碳/铝纤维复合芯包括以下质量百分数的原料：铝纤维20%～40%、生物碳纤维30%～60%和环氧树脂15%～30%；在所述耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层的外壁上还设置有向外延伸的肋状凸起，在所述耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层外包绕有兼作穿管的保护套管，且所述保护套管内壁、所述耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层外壁、以及肋状凸起的侧壁之间形成空腔；其中，所述不饱和羧酸盐甲基丙烯酸锂改性乙烯-醋酸乙烯酯橡胶抗老化层是通过以下步骤制得的：混炼先将乙烯-醋酸乙烯酯橡胶投入到转矩流变仪的混合室中混炼至转矩稳定，然后向其中加入LiOH并逐滴滴加甲基丙烯酸进行混炼5min～20min,最后加入LaCl3及过氧化二异丙苯再进行混炼5min～20min得到混炼胶；硫化将所述混炼胶在开炼机上出片，在真空烘箱中干燥至恒重，在开炼机上再次返炼，最后在平板硫化机上进行硫化处理，得到所述不饱和羧酸盐甲基丙烯酸锂改性乙烯-醋酸乙烯酯橡胶抗老化层。基于上述，所述碳/铝纤维复合芯由铰合在一起的呈现圆柱状的多根碳/铝纤维复合导线组成。基于上述，所述碳/铝纤维复合芯的密度为1.5g/cm3～2.5g/cm3；所述碳/铝纤维复合芯的抗拉强度为2000Mpa～3000Mpa。基于上述，所述硅烷交联聚乙烯绝缘层的横截面为多个实心扇形拼合而成的圆形结构。基于上述，所述耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层是由分子量为300万～400万的超高分子量聚乙烯颗粒和作为耐磨内衬的碳化硅高硬度耐磨材料混炼制得的。本专利技术还提供一种倍容量电缆的制备方法，包括以下步骤：按照质量百分数分别称取20%～40%的铝纤维、30%～60%生物碳纤维和15%～30%的环氧树脂，将称取的所述铝纤维、所述生物碳纤维和所述环氧树脂制备成碳/铝纤维复合导线，然后将多根所述碳/铝纤维复合导线铰合压制在一起形成呈现圆柱状的碳/铝纤维复合芯；在所述碳/铝纤维复合芯上通过机械包裹软铝导电层，从而制得倍容线芯；在所述倍容线芯外表面通过电缆挤出机依次包裹一层硅烷交联聚乙烯绝缘层和阻燃改性聚醚砜阻燃层；依次在所述阻燃改性聚醚砜阻燃层表面通过机械包裹玄武岩纤维布带加强的隔热阻燃加强层、镀锌铝带铠装层和镀锡铜丝屏蔽层；并在所述镀锡铜丝屏蔽层表面包裹一层不饱和羧酸盐甲基丙烯酸锂改性乙烯-醋酸乙烯酯橡胶抗老化层和分子量为300万～400万的带有肋状凸起的耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层；最后在所述耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层的外壁套装粘结所述保护套管，从而制得倍容量电缆。本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本专利技术采用铝纤维与生物碳纤维制成碳/铝纤维复合芯取代传统的电缆钢丝作为该倍容量电缆的承载芯，在降低电缆承载芯重量的同时，有效提高了电缆承载芯的抗拉强度与导电率；同时，本专利技术在所述碳/铝纤维复合芯表面包裹所述软铝导电层，有效提升了所述倍容量电缆结构中承载芯的导电率、增加了该电缆的载流量并降低了输电损失，达到载流量加倍的效果。进一步讲，本专利技术在所述倍容线芯上由内而外设置所述硅烷交联聚乙烯绝缘层、所述由玄武岩纤维布带加强的隔热阻燃加强层、镀锌铝带铠装层和所述耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层，使得所述容量电缆的倍容线芯与外界完全隔离，提高了电缆的阻燃性能，可有效避免因电缆气火发生的火灾事故，且电缆亦不易击穿，提高了电缆使用的安全性能。所述由玄武岩纤维布带加强的隔热阻燃加强层采用了低烟无卤阻燃绝缘材料，具有一定的阻燃作用，电缆燃烧时放出的气体无毒、低烟。所述分子量为300万～400万的耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层具有较高的耐磨性能，提高了该倍容量电缆的表面抗腐蚀和抗机械破坏性能。所述不饱和羧酸盐甲基丙烯酸锂改性乙烯-醋酸乙烯酯橡胶抗老化层可协同提高电缆的耐候性能和抗老化性能。更进一步讲，在所述耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层的外壁上设置所述保护套管，使得电缆挤出时就具有了兼作穿管的保护套管，不需另外再穿管就可直接敷设，从而提高了工作效率高。本专利技术还提供一种倍容量电缆的制备方法，该方法工艺简单、易于工业化生产。附图说明图1是本专利技术提供的倍容量电缆径向截面结构示意图。图中：1、倍容线芯；101、碳/铝纤维复合芯；102、软铝导电层；2、硅烷交联聚乙烯绝缘层；3、阻燃改性聚醚砜阻燃层；4、玄武岩纤维布带加强的隔热阻燃加强层；5、镀锌铝带铠装层；6、镀锡铜丝屏蔽层；7、不饱和羧酸盐甲基丙烯酸锂改性乙烯-醋酸乙烯酯橡胶抗老化层；8、耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层；9、肋状凸起；10、保护套管；11、空腔。具体实施方式下面通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。实施例1如图1所示，本实施例提供一种倍容量电缆，它包括倍容线芯1和设置在倍容线芯1上由内而外分布的硅烷交联聚乙烯绝缘层2、阻燃改性聚醚砜阻燃层3、玄武岩纤维布带加强的隔热阻燃加强层4、镀锌铝带铠装层5、镀锡铜丝屏蔽层6、不饱和羧酸盐甲基丙烯酸锂改性乙烯-醋酸乙烯酯橡胶抗老化层7和分子量为300万～400万的耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层8；所述倍容线芯1是由多根碳/铝纤维复合芯101和包裹在多根所述碳/铝纤维复合芯表面的软铝导电层102构成；且所述碳/铝纤维复合芯包括以下质量百分比的原料：铝纤维30%、生物碳纤维45%和环氧树脂25%。其中，在所述耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层8的外壁上还设有向外延伸的肋状凸起9，在所述耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层8外包绕有兼作穿管的保护套管10，且所述保护套管10的内壁、所述耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层8的外壁、以及肋状凸起9侧壁之间形成空腔11。本实施例采用铝纤维与生物碳纤维制成碳/铝纤维复合芯取代传统的电缆钢丝作为该倍容量电缆的承载芯，在降低电缆承载芯重量的同时，有效提高了电缆承载芯的抗拉强度与导电率。同时，本实施例在所述碳/铝纤维复合芯101表面包裹所述软铝导电层102，有效提升了所述倍容量电缆结构中承载芯的导电率、增加了该电缆的载流量并降低了输电损失，达到载流量加倍的效果。本专利技术在所述倍容线芯1上由内而外设置所述硅烷交联聚乙烯绝缘层2、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种倍容量电缆，其特征在于，它包括倍容线芯和设置在倍容线芯上由内而外分布的硅烷交联聚乙烯绝缘层、阻燃改性聚醚砜阻燃层、玄武岩纤维布带加强的隔热阻燃加强层、镀锌铝带铠装层、镀锡铜丝屏蔽层、不饱和羧酸盐甲基丙烯酸锂改性乙烯‑醋酸乙烯酯橡胶抗老化层和分子量为300万～400万的耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层；所述倍容线芯是由多根碳/铝纤维复合芯和包裹在多根所述碳/铝纤维复合芯表面的软铝导电层构成；且所述碳/铝纤维复合芯包括以下质量百分数的原料：铝纤维20%～40%、生物碳纤维30%～60%和环氧树脂15%～30%；在所述耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层的外壁上还设置有向外延伸的肋状凸起，在所述耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层外包绕有兼作穿管的保护套管，且所述保护套管内壁、所述耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层外壁、以及肋状凸起的侧壁之间形成空腔；其中，所述不饱和羧酸盐甲基丙烯酸锂改性乙烯‑醋酸乙烯酯橡胶抗老化层是通过以下步骤制得的：混炼  先将乙烯‑醋酸乙烯酯橡胶投入到转矩流变仪的混合室中混炼至转矩稳定，然后向其中加入LiOH并逐滴滴加甲基丙烯酸进行混炼5min～20min，最后加入LaCl3及过氧化二异丙苯再进行混炼5min～20min得到混炼胶；硫化  将所述混炼胶在开炼机上出片，在真空烘箱中干燥至恒重，在开炼机上再次返炼，最后在平板硫化机上进行硫化处理，得到所述不饱和羧酸盐甲基丙烯酸锂改性乙烯‑醋酸乙烯酯橡胶抗老化层。...

【技术特征摘要】
1.一种倍容量电缆，其特征在于，它包括倍容线芯和设置在倍容线芯上由内而外分布的硅烷交联聚乙烯绝缘层、阻燃改性聚醚砜阻燃层、玄武岩纤维布带加强的隔热阻燃加强层、镀锌铝带铠装层、镀锡铜丝屏蔽层、不饱和羧酸盐甲基丙烯酸锂改性乙烯-醋酸乙烯酯橡胶抗老化层和分子量为300万～400万的耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层；所述倍容线芯是由多根碳/铝纤维复合芯和包裹在多根所述碳/铝纤维复合芯表面的软铝导电层构成；且所述碳/铝纤维复合芯包括以下质量百分数的原料：铝纤维20%～40%、生物碳纤维30%～60%和环氧树脂15%～30%；在所述耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层的外壁上还设置有向外延伸的肋状凸起，在所述耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层外包绕有兼作穿管的保护套管，且所述保护套管内壁、所述耐磨内衬超高分子量聚乙烯护套层外壁、以及肋状凸起的侧壁之间形成空腔；其中，所述不饱和羧酸盐甲基丙烯酸锂改性乙烯-醋酸乙烯酯橡胶抗老化层是通过以下步骤制得的：混炼先将乙烯-醋酸乙烯酯橡胶投入到转矩流变仪的混合室中混炼至转矩稳定，然后向其中加入LiOH并逐滴滴加甲基丙烯酸进行混炼5min～20min，最后加入LaCl3及过氧化二异丙苯再进行混炼5min～20min得到混炼胶；硫化将所述混炼胶在开炼机上出片，在真空烘箱中干燥至恒重，在开炼机上再次返炼，最后在平板硫化机上进行硫化处理，得到所述不饱和羧酸盐甲基丙烯酸锂改性乙烯-醋酸乙烯酯橡胶抗老化层。2.根据权利要求1所述的倍容量电缆，其特征在于，所述碳/铝纤维复合芯由铰合在一起的呈现圆柱状的多...

【专利技术属性】
技术研发人员：马士新，陈昊剑，马瑜，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网河南省电力公司信阳供电公司，
类型：发明
国别省市：北京,11