稀土电力电缆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种稀土电力电缆，在其缆芯和填充层上绕包有包带层、屏蔽层、内护套、金属铠装层、外护套、稀土耐火层和稀土阻水层；屏蔽带通过两侧的波型重叠段相包覆搭接；铠装钢带通过两侧的钢带搭接段相互搭接，稀土铝合金导体的稀土铝合金材料组分包括：Fe，Cu，B，Mg，Si，Zr，Ni，Ag，Cr，Mn，Ti，V，Zn，RE，余为AL；稀土耐火层材料组分包括：氟橡胶，氢氧化铝，稀土氧化物，丙三醇，碳化硅，磷酸镧，锆酸钆，余为环氧树脂；稀土阻水层材料组分包括：环氧树脂，桐油，稀土氧化物，氧化镁，氧化锌，余为丁睛橡胶。该电力电缆不仅具有良好的导电性能和机械强度，而且具有极高的耐高温阻水性能。

Rare earth power cable

The utility model discloses a rare earth power cable, in which the core and filling layer are wrapped with a cladding layer, a shielding layer, an inner sheath, a metal armor layer, an outer sheath, a rare earth refractory layer and a rare earth water barrier layer; the shielding band is overlapped by waveform overlapping sections on both sides; the armored steel band is overlapped by overlapping sections on both sides; and the rare earth aluminium alloy material of rare earth aluminium alloy conductor is overlapped. Components include: Fe, Cu, B, Mg, Si, Zr, Ni, Ag, Cr, Mn, Ti, V, Zn, RE and AL; Rare earth refractory material components include: fluororubber, aluminium hydroxide, rare earth oxide, glycerol, silicon carbide, lanthanum phosphate, gadolinium zirconate, residual epoxy resin; Rare earth water barrier material components include: epoxy resin, Tung oil, rare earth oxide, magnesium oxide, zinc oxide, residual. It's butadiene-eye rubber. The power cable not only has good electrical conductivity and mechanical strength, but also has very high resistance to high temperature and water.

【技术实现步骤摘要】
稀土电力电缆
本技术涉及一种用于输送电能的电力电缆，尤其涉及具有高效阻水防潮和耐高温的铝合金电力电缆。
技术介绍
电力电缆是在电力系统主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，常用于城市电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及水下输电线路，在电力线路中电缆所占比重正在逐渐增加并决定着输电线路的输电性能。电力电缆的基本结构主要包括导体线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层，其中导体线芯是电力电缆的导电部分，用来输送电能，是电力电缆的主要部分。目前电力电缆的导体线芯大都采用铜质材料，铜材具有极好的导电性能，是电线电缆制造业离不开的原料。然而我国是世界上用铜量最大的国家，同时又是一个极度缺铜的国家，每年大约有80%的铜产品都是靠进口来满足国内需求。铜资源的快速枯竭致使铜的价格上升，增加了电线电缆制造业的成本，这对我国电线电缆工业的发展极为不利。相反我国铝土矿产资源相对丰富，价格比铜便宜很多，而且铝金属相对铜导线重量也较轻，因此人们开始尝试使用铝材代替铜材。但是，铝导体的电阻率较铜导体大，机械性能也相对较差，使纯铝导体的电缆在实际工程中难以应用。而铝合金电缆则在电工铝中加入铜、铁、镁等合金元素，同时通过工艺调整，使得铝合金导体的机械性能得到提高；但铝合金电缆的导体材料组分更直接影响着铝合金电缆的电气性能、抗蠕变性和机械强度，材料组分的优化是铝合金电缆电性能提升的重要途径。电力电缆保护层的作用是保护电缆并防止外力直接损坏电力电缆。由于电力电缆使用场合越来越多，应用范围越来越广，电缆的种类也随之不断增加。高层建筑、地铁、隧道、发电厂及核电站等重要场所对电力电缆在高温或火灾条件下的安全性还提出了更高的要求。传统的高温电力电缆的外护层主要采用阻燃外护层，这种结构一般温度情况下可以阻止火势的燃延，但是在1000℃乃至达到3500℃的温度下，护套阻燃和耐火层就会失去保护作用使得得电缆不能发挥传输电能的作用，甚至造成人员生命危险以及“二次危害”。电力电缆的寿命往往由其绝缘层的老化程度决定，而当电缆处于潮湿工作环境中时，水分会侵入电缆保护层和绝缘层，在绝缘层中形成水树和电树等树枝放电现象，水树是由于水分渗入交联聚乙烯绝缘，在电场作用下形成的树枝状物，水树的产生，将会造成绝缘介质损耗增加，同时降低绝缘电阻及绝缘击穿电压，加快绝缘老化速度，缩短电缆使用寿命。特别是当电缆在运行过程中长期浸泡在水中或处于潮湿环境时，如果没有很好的阻水结构或措施，那么电缆极容易导致绝缘因水树而产生老化，最终出现电缆绝缘层被击穿，大大缩短电缆的使用寿命，甚至造成电力运行事故。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种稀土电力电缆，该电力电缆的铝合金导体材料具有较高的导电性能和机械强度，能实现电力传输电缆导体材料的铝代铜，而且该电力电缆还具有极高的耐高温阻燃性能，以及良好的阻水防潮性能，适用范围更广。为了解决上述技术问题，本技术的稀土电力电缆，包括缆芯和填充层，缆芯埋设于填充层中；该缆芯由三根稀土铝合金导体构成，在每根稀土铝合金导体上依次包覆有导体屏蔽层和导体绝缘层，在所述缆芯和填充层上绕包有包带层，所述包带层上从里向外依次包覆有屏蔽层、内护套、金属铠装层、外护套、稀土耐火层和稀土阻水层；屏蔽带通过两侧的波型重叠段相包覆搭接而形成所述屏蔽层；铠装钢带通过两侧的钢带搭接段相互包覆搭接而形成所述金属铠装层，在铠装钢带一侧的钢带搭接段上设有嵌接孔，铠装钢带另一侧的钢带搭接段上设有嵌接凸台，搭接时该嵌接凸台嵌入于嵌接孔中；所述稀土铝合金导体的稀土铝合金材料组分包括：Fe：0.30wt%-0.60wt%，Cu：0.20wt%-0.30wt%，B：0.01wt%-0.02wt%，Mg：0.03wt%-0.05wt%，Si：0.05wt%-0.10wt%，Zr：0.10wt%-0.15wt%，Ni：0.03wt%-0.06wt%，Ag：0.01wt%-0.02wt%，Cr：0.01wt%-0.03wt%，Mn：0.01wt%-0.03wt%，Ti：0.02wt%-0.04wt%，V：0.02wt%-0.05wt%，Zn：0.01wt%-0.04wt%，RE：0.30wt%-0.60wt%，余为AL；所述稀土耐火层材料组分包括：氟橡胶8wt%-12wt%，氢氧化铝5wt%-8wt%，稀土氧化物2wt%-4wt%，丙三醇1wt%-2wt%，碳化硅2wt%-4wt%，磷酸镧3wt%-6wt%，锆酸钆6wt%-8wt%，余为环氧树脂；所述稀土阻水层材料组分包括：环氧树脂30wt%-35wt%，桐油5wt%-8wt%，稀土氧化物2wt%-4wt%，氧化镁3wt%-5wt%，氧化锌2wt%-6wt%，余为丁睛橡胶。在本技术中，由于钢带屏蔽层是通过屏蔽带两侧的波型重叠段相互搭接包裹在缆芯上而构成，这种结构的屏蔽带搭接定位准确，搭接牢靠，屏蔽层的张力和重叠率能够得到精准控制，便于包覆成型，生产效率高，有利于电缆制造成本的降低，该搭接结构还使得屏蔽带的两侧边始终可靠且严密地相互重叠贴合，避免了屏蔽带搭接侧边皱折张口和接触缝隙的产生，构成了更加严密可靠的屏蔽效果，有效地避免了缆芯导体内部电磁信号的辐射外泄，减少了电力电缆对周围电器设备的电磁干扰。又由于金属铠装层通过铠装钢带两侧的钢带搭接段相互嵌套连接，通过钢带搭接段嵌接凸台和嵌接孔的相互嵌接而圈接成截面形状十分稳定的环状结构，使得铠装层的钢带卡接严密，消除了铠装钢带的接合缝隙，使铠装层能够承受更高的径向力，具有良好的抗压强度，使用范围广泛。严密稳定的铠装结构还起到了良好的屏蔽作用，该铠装结构和屏蔽结构起到了双重屏蔽作用，特别适用于高可靠性的使用场合，具有增强电缆机械强度、提高电缆屏蔽性能的双重技术效果。在本技术的电力电缆外护套上，还设置了稀土耐火层和稀土阻水层，大大增强了电力电缆阻燃耐高温和阻水防潮等特定功能，并且在耐火层材料和阻水层材料中添加了稀土元素，使电缆的阻燃防水性能得到了极大的提高。本技术的稀土铝合金导体材料以铝为基体，添加了适量的多种元素，大大地提高了其导电性能和连接性能；尤其是在合金中添加的铁元素产生了高强度的抗蠕变性能，在电流过载时铁发挥持续的连接作用，使铝合金导体不会发生蠕变，铁还可以改善铝合金的抗拉强度等机械性能；在铝合金的制备过程中，部分Fe以Al3Fe、Al2Fe3及Al4Fe5等形式析出。实际试验证明，铁含量过高则会降低铝合金的电性能与抗疲劳性能，过低的铁含量又难以达到较好的抗蠕变性，本技术中恰当的选择Fe的含量为0.30wt%-0.60wt%，达到的铝合金电性能和抗蠕变性综合平衡。本技术中还添加了适量的稀土元素，在铝合金成分中的稀土元素能够起到净化、提高纯度、填补表层缺陷的作用，并细化晶粒，提高晶界结合强度，稀土元素还起到固溶强化和弥散强化的作用，既增强了铝合金材料的力学性能，又提高了铝合金电缆的耐腐蚀。本技术中还添加适量的铜元素，铜与铝形成θ相，而θ相的强化作用，有效地提高了铝合金的高温抗疲劳性和抗蠕变性。铝合金中适量的硅元素，作为还原剂和脱氧剂具有净化铝液的作用，硅还能从共晶到过共晶得到最好的流动性，并改善铝合金的抗拉强度。当铝合金中加入微量Zr时，Zr本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土电力电缆，包括缆芯和填充层（4），缆芯埋设于填充层（4）中；该缆芯由三根稀土铝合金导体（1）构成，在每根稀土铝合金导体（1）上依次包覆有导体屏蔽层（2）和导体绝缘层（3），在所述缆芯和填充层（4）上绕包有包带层（5），其特征在于：所述包带层（5）上从里向外依次包覆有屏蔽层（6）、内护套（7）、金属铠装层（8）、外护套（9）、稀土耐火层（10）和稀土阻水层（11）；屏蔽带（61）通过两侧的波型重叠段（62）相包覆搭接而形成所述屏蔽层（6）；铠装钢带（81）通过两侧的钢带搭接段（82）相互包覆搭接而形成所述金属铠装层（8），在铠装钢带（81）一侧的钢带搭接段（82）上设有嵌接孔（84），铠装钢带（81）另一侧的钢带搭接段（82）上设有嵌接凸台（83），搭接时该嵌接凸台（83）嵌入于嵌接孔（84）中。

【技术特征摘要】
1.一种稀土电力电缆，包括缆芯和填充层（4），缆芯埋设于填充层（4）中；该缆芯由三根稀土铝合金导体（1）构成，在每根稀土铝合金导体（1）上依次包覆有导体屏蔽层（2）和导体绝缘层（3），在所述缆芯和填充层（4）上绕包有包带层（5），其特征在于：所述包带层（5）上从里向外依次包覆有屏蔽层（6）、内护套（7）、金属铠装层（8）、外护套（9）、稀土耐火层（10）和稀土阻水层（11）；屏蔽带（61）通过两侧的波型重叠段（62）相包覆搭接而形成所述屏蔽层（6）；铠装钢带（81）通过两侧的钢带搭接段（82）相互包覆搭接而形成所述金属铠装层（8），在铠装钢带（81）一侧的钢带搭接段（82）上设有嵌接孔（84），铠装钢带（81）另一侧的钢带搭接段（82）上设有嵌接凸台（83），搭接时该嵌接凸台（83）嵌入于嵌接孔（84）中。2.根据权利要求1所述的稀土电力电缆，其特征在于：所述屏蔽带（61）宽度方向的两侧为波型重叠段（62），该波型重叠段（62）截面呈折线段或波形...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子纯，崔淦泉，吴荣美，徐亚东，唐秀芹，陈彩云，
申请(专利权)人：江苏东强股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32