高精度异形股线小直径电缆生产方法技术

一种高精度异形股线小直径电缆生产方法，包括步骤：1）制造电缆导体；2）挤包半导电氯丁橡胶制成导体屏蔽层；3）挤包乙丙橡胶制成绝缘层；4）挤包半导电氯丁橡胶制成绝缘屏蔽层；5）挤包半导电氯丁橡胶制成半导电护套层；6）涂覆纳米级半导电胶水制成半导电纳米涂层。本方法通过特定的导体加工处理工艺、各功能层的挤包工艺等，使得制得的电缆具有高精度特点，同时性能可满足高速轨道交通用电缆的敷设要求。解决了生产过程中通过工艺方法来提高产品精度的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
高精度异形股线小直径电缆生产方法
本专利技术涉及一种可用于高速轨道交通的异形股线的高精度小直径电缆生产方法，属于电缆制造

技术介绍
高速轨道交通用电缆用于列车运行的电力传输。沿线路的供电电缆用于对牵引电机的长定子供电。每条单线铁路有两组相互独立的三相电缆分别对高速铁路的两侧电机长定子供电。每一相都由多股导线组成，以降低电缆电抗。由于设计特殊，电缆在轨道中呈现“S”型布线，需满足弯曲半径小，防紫外线、耐腐蚀、抗震动、抗老化、阻燃、质量轻等特点。由于电缆要求外径小，可敷设在定子槽并不脱落，电缆的整体结构较为固定，很难采用对电缆附加功能/性能层来提高电缆的适用性能。所以，要在生产过程中通过工艺方法来提高产品的精度。如公告号为CN210667842U的“一种交通用电缆”，在为了保证使用，需要控制成品电缆外径尺寸尽可能小，以确保电缆能敷设在定子槽中不脱落。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种高精度异形股线小直径电缆生产方法，本方法通过生产工艺的控制，基于现有的设备以及模具，可实现电缆产品的高精度生产。具体来说：一种高精度异形股线小直径电缆生产方法，包括步骤：1）制造电缆导体；2）挤包半导电氯丁橡胶制成导体屏蔽层；3）挤包乙丙橡胶制成绝缘层；4）挤包半导电氯丁橡胶制成绝缘屏蔽层；5）挤包半导电氯丁橡胶制成半导电护套层；6）涂覆纳米级半导电胶水制成半导电纳米涂层。所述步骤1）包括：1.1）预制单丝：拉丝：将铝合金杆采用相应拉丝模具分别拉制成扇形单丝、Z形单丝和S形单丝；拉丝工艺：将铝杆按道次依次穿入11个拉丝模，将单丝弧面与模孔弧槽相对应，确保铝丝受力稳定，单丝截面无偏差；1.2）取步骤1.1）制得的三种单丝绞合构成导体，扇形单丝制成导体内层；Z形单丝和S形单丝依次包裹在导体内层外；设导体自内而外有n层，导体内层为第1层，n为自然数；相邻层导体的绞合方向相反；从第2层起，相邻层导体的单丝的断面是成镜像对称的，最终制成第n层导体，得到电缆导体；该工艺要求的技术原理以及效果为：将铝杆拉制成异型单丝，然后通过绞合工艺使异型单丝按序绞合成圆形，效果是导体弯曲时，单丝由于互相嵌合，不会出现炸开现象，确保了导体的紧密性。在具体实施时候，导体共三层，导体内层是由4根扇形单丝制成，导体中间层是由多根Z形单丝构成，导体外层是由多根S形单丝构成；所述步骤1.1）中，扇形单丝、Z形单丝和S形单丝都是将铝杆按道次依次穿入11个对应的拉丝模，将单丝弧面与模孔弧槽相对应，拉丝机的参数包括：扇形单丝：定速轮的速比为1.19，成品模直径4.20mm，排线节距0.1mm，拉丝速度8m/s；Z形单丝：定速轮的速比为1.16，成品模直径3.30mm，排线节距0.1mm，拉丝速度10m/s；S形单丝：定速轮的速比为1.16，成品模直径3.29mm，排线节距0.1mm，拉丝速度12m/s；所述步骤1.2）中，把三种单丝在绞线机上绞合，绞线机的参数包括：绞合导体内层的转速是40～45r/min；绞合导体中间层的转速是30～35r/min；绞合导体外层的转速是30～33r/min；成品的线速度是7～8m/min；1.3）在金属线材连续退火生产线上，对步骤1.2）制得的电缆导体进行退火处理，其中：加热阶段温度为500℃，加热时间为30～40min；保温阶段温度为500℃，保温时间为3h；降温阶段的降温速度为40℃/h，降温时间为12h。所述步骤2）～4）是三层共挤工艺实现：挤包半导电氯丁橡胶的第一挤橡机温区控制为：一区50～60℃、二区55～65℃、三区65～70℃、四区80～90℃、五区90～100℃；一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区和五区为均化段；挤包乙丙橡胶的第二挤橡机温区控制为：一区50～60℃、二区55～65℃、三区65～70℃、四区65～75℃、五区75～80℃；一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区和五区为均化段；挤包半导电氯丁橡胶的第三挤橡机温区控制为：一区50～60℃、二区55～65℃、三区65～70℃、四区80～90℃、五区90～100℃；一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区和五区为均化段；机头温度设定：110℃；上述挤包过程中，生产时蒸汽压力8～12bar，生产速度5～6m/min，第一挤橡机螺杆转速15～20r/min，第二挤橡机螺杆转速8～12r/min，第三挤橡机螺杆转速8～12r/min。上述步骤完成后，在冷水槽中水冷，冷却时间为15min；冷水槽的水温控制为5～10℃。所述步骤5）挤包半导电氯丁橡胶制成半导电护套层：对步骤4）制得线缆，在第四挤橡机中挤包半导电氯丁橡胶，第四挤橡机的温区控制为：一区50～60℃、二区55～65℃、三区65～70℃、四区65～75℃、五区75～80℃；一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区和五区为均化段；生产时蒸汽压力7～8bar，生产速度5～6m/min，第四挤橡机螺杆转速18～20r/min；在冷水槽中水冷，冷却时间为20min；冷水槽的水温控制为5～10℃。所述步骤6）在步骤5）制得线缆外，在线涂覆纳米级半导电胶水，涂覆步骤为：电缆在涂覆机上走线，半导电胶进行喷涂，红外加热管进行加热烘干固化。传统的电缆半导电层多是采用覆有纳米级半导电层的薄膜或带制品（如聚酯薄膜、半导电无纺布），这类薄膜是采用绕包方式包裹在线缆外。对于本电缆来说，这种方式增加了线缆外径。为了进一步减少线缆外径，特采用直接涂覆纳米级半导电胶水的方式。现有技术中，这类胶水产品是用于制造纳米级半导电薄膜，主要是包含有纳米碳黑或碳管道的油性丙烯酸乳液和乙脂等混合物。涂胶时，线缆的线速度是4～5m/min，胶水固化时间为5min，本工艺制得的半导电纳米涂层的厚度范围可达5～50μm，非常薄，并且牢固程度好。半导电胶水的粘度控制在15～18秒（恩氏粘度），采用电压力筒匀速搅拌均匀；涂层厚度的调节：电缆输送速度与喷涂压力同步，电缆输送速度是4～5m/min，喷涂压力是0.8～1MPa，确保电缆每个面的胶水厚度均匀；烘干温度的控制：红外加热管加热烘干，固化加热温度是200℃，电缆横截面表面温度均匀一致。电缆输送：电缆在喷涂过程中，始终位于喷涂机中央，防止涂层被刮伤，并且厚度均匀。所述步骤1）中，导体采用的铝合金是AA8000系列铝合金。用来提高机械强度及抗蠕变性能。通过本生产工艺，在产品精度上，电缆导体外径控制偏差±0.1mm，绝缘线芯外径控制偏差±0.2mm，成品电缆外径控制偏差±0.2mm，确保了电缆能敷设在定子槽中不脱落。通过对导体的退火工艺控制，使导体具有柔软度高，曲折应力小，敷设后不变形、不松散、抗蠕变等优点。而且，经检测，中心导体的断裂伸长率在25%～35%。本高精度异形股线小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度异形股线小直径电缆生产方法，包括步骤：1）制造电缆导体；2）挤包半导电氯丁橡胶制成导体屏蔽层；3）挤包乙丙橡胶制成绝缘层；4）挤包半导电氯丁橡胶制成绝缘屏蔽层；5）挤包半导电氯丁橡胶制成半导电护套层；6）涂覆纳米级半导电胶水制成半导电纳米涂层，其特征是/n所述步骤1）包括：/n1.1）预制单丝：/n拉丝：将铝合金杆采用相应拉丝模具分别拉制成扇形单丝、Z形单丝和S形单丝；/n拉丝工艺：将铝杆按道次依次穿入11个拉丝模，将单丝弧面与模孔弧槽相对应，确保铝丝受力稳定，单丝截面无偏差；/n1.2）取步骤1.1）制得的三种单丝绞合构成导体，/n扇形单丝制成导体内层；Z形单丝和S形单丝依次包裹在导体内层外；/n设导体自内而外有n层，导体内层为第1层，n为自然数；相邻层导体的绞合方向相反；从第2层起，相邻层导体的单丝的断面是成镜像对称的，最终制成第n层导体，得到电缆导体；/n1.3）在金属线材连续退火生产线上，对步骤1.2）制得的电缆导体进行退火处理，其中：加热阶段温度为500℃，加热时间为30～40min；保温阶段温度为500℃，保温时间为3h；降温阶段的降温速度为40℃/h，降温时间为12h；/n所述步骤2）～4）是三层共挤工艺实现：/n挤包半导电氯丁橡胶的第一挤橡机温区控制为：一区50～60℃、二区55～65℃、三区65～70℃、四区80～90℃、五区90～100℃；一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区和五区为均化段；/n挤包乙丙橡胶的第二挤橡机温区控制为：一区50～60℃、二区55～65℃、三区65～70℃、四区65～75℃、五区75～80℃；一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区和五区为均化段；/n挤包半导电氯丁橡胶的第三挤橡机温区控制为：一区50～60℃、二区55～65℃、三区65～70℃、四区80～90℃、五区90～100℃；一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区和五区为均化段；/n机头温度设定：110℃/n挤包过程中，生产时蒸汽压力8～12bar，生产速度5～6m/min，第一挤橡机螺杆转速15～20r/min，第二挤橡机螺杆转速8～12r/min，第三挤橡机螺杆转速8～12r/min；/n在冷水槽中水冷，冷却时间为15min；冷水槽的水温控制为5～10℃；/n所述步骤5）挤包半导电氯丁橡胶制成半导电护套层；/n对步骤4）制得线缆，在第四挤橡机中挤包半导电氯丁橡胶，第四挤橡机的温区控制为：一区50～60℃、二区55～65℃、三区65～70℃、四区65～75℃、五区75～80℃；一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区和五区为均化段；/n生产时蒸汽压力7～8bar，生产速度5～6m/min，第四挤橡机螺杆转速18～20r/min；/n在冷水槽中水冷，冷却时间为20min；冷水槽的水温控制为5～10℃；/n所述步骤6）在步骤5）制得线缆外，在线涂覆纳米级半导电胶水，涂覆步骤为：电缆在涂覆机上走线，半导电胶水进行喷涂，红外加热管进行加热烘干；涂胶时，线缆的线速度是4～5m/min；胶水固化时间为5min。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高精度异形股线小直径电缆生产方法，包括步骤：1）制造电缆导体；2）挤包半导电氯丁橡胶制成导体屏蔽层；3）挤包乙丙橡胶制成绝缘层；4）挤包半导电氯丁橡胶制成绝缘屏蔽层；5）挤包半导电氯丁橡胶制成半导电护套层；6）涂覆纳米级半导电胶水制成半导电纳米涂层，其特征是
所述步骤1）包括：
1.1）预制单丝：
拉丝：将铝合金杆采用相应拉丝模具分别拉制成扇形单丝、Z形单丝和S形单丝；
拉丝工艺：将铝杆按道次依次穿入11个拉丝模，将单丝弧面与模孔弧槽相对应，确保铝丝受力稳定，单丝截面无偏差；
1.2）取步骤1.1）制得的三种单丝绞合构成导体，
扇形单丝制成导体内层；Z形单丝和S形单丝依次包裹在导体内层外；
设导体自内而外有n层，导体内层为第1层，n为自然数；相邻层导体的绞合方向相反；从第2层起，相邻层导体的单丝的断面是成镜像对称的，最终制成第n层导体，得到电缆导体；
1.3）在金属线材连续退火生产线上，对步骤1.2）制得的电缆导体进行退火处理，其中：加热阶段温度为500℃，加热时间为30～40min；保温阶段温度为500℃，保温时间为3h；降温阶段的降温速度为40℃/h，降温时间为12h；
所述步骤2）～4）是三层共挤工艺实现：
挤包半导电氯丁橡胶的第一挤橡机温区控制为：一区50～60℃、二区55～65℃、三区65～70℃、四区80～90℃、五区90～100℃；一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区和五区为均化段；
挤包乙丙橡胶的第二挤橡机温区控制为：一区50～60℃、二区55～65℃、三区65～70℃、四区65～75℃、五区75～80℃；一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区和五区为均化段；
挤包半导电氯丁橡胶的第三挤橡机温区控制为：一区50～60℃、二区55～65℃、三区65～70℃、四区80～90℃、五区90～100℃；一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区和五区为均化段；
机头温度设定：110℃
挤包过程中，生产时蒸汽压力8～12bar，生产速度5～6m/min，第一挤橡机螺杆转速15～20r/min，第二挤橡机螺杆转速8～12r/min，第三挤橡机螺杆转速8～12r/min；
在冷水槽中水冷，冷却时间为15min；冷水槽的水温控制为5～10℃；
所述步骤5）挤包半导电氯丁橡胶制成半导电护套层；
对步骤4）制得线缆，在第四挤橡机中挤包半导电氯丁橡胶，第四挤橡机的温区控制为：一区50～60℃、二区...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤陈旦，夏正军，李斌，祝军，梁福才，袁杰，
申请(专利权)人：江苏上上电缆集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32