【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电缆领域，尤其涉及一种中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆的主体结构、应用材料及制造方法。
技术介绍
1、电力电缆是电力系统的重要组成部分，是城市能源的主动脉。
2、目前，电缆设备绝大部分采用交联聚乙烯材料作为电缆的绝缘材料。交联聚乙烯是热固性聚合物，在生产制造过程中能耗高并产生碳排放，电缆服役结束后，交联聚乙烯绝缘材料难以回收利用，也无法被再次熔融加工利用，造成很大环境压力，不利于环保。
3、对于退役后的废旧电缆的绝缘材料，目前通常采用焚烧、裂解、掩埋等处理手段进行处理。而上述的焚烧、裂解、掩埋等处理手段不仅消耗大量能源，还将对环境造成很大的负面影响。
4、交联聚乙烯电缆(亦称xlpe电缆)在正常环境中的使用寿命为20-30年左右，在国内的应用时间已达30年以上。在北京、上海等交联聚乙烯应用较早的城市，未来5-10年内待退役更换的老旧电缆设备量大，而城区电缆通道资源紧张，城市管理环保要求高。因此，亟需使用新型绝缘材料的环保型电缆来替代老旧电缆设备。
5、聚丙烯绝缘电力电缆是近年来新起的环保型电力电缆。聚丙烯电缆不但退役后材料可回收具有环保特性，还有诸多制造和应用方面的优势：如在电缆制造方面可大幅降低交联过程和去气工艺的制造能耗；不需要进行去气工艺，绝缘内部副产物杂质少；聚丙烯材料价格便宜，生产电缆具有成本优势；由于聚丙烯材料天然的抗水树性能，会简化高压电缆护套结构，具有使用优势；聚丙烯电缆的工作温度比传统交联聚乙烯电缆提高20％，聚丙烯材料电气性能优于交联聚乙烯，同等外
6、现有的交联聚乙烯材料，其熔点约为115～120℃，因此一般在交联聚乙烯电缆的三层挤出工序中，挤出机的温度基本为120℃，这是因为一方面120℃已经满足聚乙烯材料的熔融塑化要求，其次过高的温度使交联聚乙烯的交联剂提前产生交联反应，影响产品质量，在电压等级较高时，甚至造成电缆绝缘击穿。
7、授权公告日为2021年6月25日，授权公告号为cn 108178874 b的专利技术专利，公开了“一种高压电力电缆用聚丙烯绝缘料及其制备方法”，在该技术方案中，所述电缆料含有等规聚丙烯、无规聚丙烯、增韧树脂、抗氧剂和分散剂；其中，所述抗氧剂是天然抗氧剂和受阻酚抗氧剂；所述天然抗氧剂和受阻酚抗氧剂的重量比为1:1-5。该专利技术所公开的绝缘料具有高韧性、抗老化性同时可降解。
8、但是，在该专利所公开的内容中，只是公开了聚丙烯绝缘料的制备工艺，没有涉及到如何在现有的电缆三层挤出成型工序及挤出成型生产线上，采用聚丙烯绝缘料来生产电力电缆的具体生产工艺及相关生产设备的运行参数。
9、将聚丙烯绝缘料(亦称聚丙烯材料或聚丙烯电缆料)应用于电力电缆领域，首先要面对的是聚丙烯材料的挤出加工问题。
10、一般来说，聚丙烯材料的熔点约为160℃，然而在这个温度下无法保证聚丙烯材料的塑化；若是提高挤出温度，虽然可以加强材料的塑化效果，但由于聚丙烯材料的黏度与温度呈现非线性关系，因此提高温度必然会导致材料黏度的非线性下降，从而导致电缆的出胶量产生影响，也会直接导致电缆主线芯的外径不稳定。
11、因此，如何在现有的电缆三层挤出成型工序及挤出成型生产线(例如cdcc悬链式交联生产线)上，采用聚丙烯电缆料，稳定地实现电力电缆的制备和生产，是实际电力电缆生产过程中急待解决的实际技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆及其制造方法。其在现有电缆三层挤出成型工序及挤出成型生产线的基础上，通过设置一个带储料装置的大容量熔体泵，来保证电缆料的大容量、稳定的出胶量，降低由于聚丙烯材料剪切变稀的高分子特性导致的出胶量不稳定的问题。解决了现有技术中电力电缆绝缘材料聚丙烯温度敏感特性导致的出胶量不稳定等问题，能够提高螺杆挤出机的出胶量与稳定度，保证电缆绝缘层厚度(简称绝缘厚度)的稳定性。
2、本专利技术的技术方案是：提供一种中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆，其特征是：
3、所述改性聚丙烯绝缘电缆的结构由内向外依次包括：铜线芯、内屏蔽层、主绝缘层、外屏蔽层、金属屏蔽层、无纺布层、内护套层、铠装层及外护套层；
4、其中，所述铜线芯外周的内屏蔽层、主绝缘层和外屏蔽层为一次性同时挤出的三层共挤结构；
5、铜线芯与三层共挤结构共同构成一根主线芯；
6、所述主线芯的数量为一至五根；
7、所使用的电缆料为改性聚丙烯电缆料、改性聚丙烯半导电内屏蔽料、改性聚丙烯半导电外屏蔽料；
8、所述的改性聚丙烯电缆料、改性聚丙烯半导电内屏蔽料、改性聚丙烯半导电外屏蔽料中，均含有10％～80％的聚丙烯成分；
9、所述的聚丙烯为无规共聚物、均聚物、嵌段共聚物的一种或多种组合；
10、所述的聚丙烯电缆料为弹性体增韧体系、动态交联橡胶体系、接枝增韧体系的一种或多种组合；
11、构成所述内屏蔽层及外屏蔽层的半导电屏蔽料均为导电炭黑体系；
12、构成所述无纺布层的无纺布为聚丙烯材料编织制成；
13、构成所述内护套层与外护套层的高分子材料为包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯，聚氯乙烯在内的高分子材料。
14、具体的，所述电力电缆的电压等级为35kv及以下电压等级。
15、进一步的，所述主线芯的绝缘层包括由内到外依次设置的导体屏蔽层、改性聚丙烯绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层。
16、本专利技术的技术方案，还提供了一种上述中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆的制造方法，其特征是：
17、1)所述主线芯的制造步骤包括铜线拉丝、铜丝绞合以及三层共挤；
18、2)所使用的设备依次包括拉丝机、框绞机、单螺杆挤出机、熔体泵、牵引机、硫化管及冷却系统；
19、3)在主线芯导体线芯的前进方向上，同时设置有分别由单螺杆挤出机构成的内屏蔽层挤出机、主绝缘挤出机以及外屏蔽层挤出机，三台单螺杆挤出机的出料口汇集于设置在主线芯导体线芯前进方向上的机头中；其中，内屏蔽层挤出机在经过机头的导体线芯外周生成内屏蔽层，然后主绝缘挤出机在内屏蔽层外周生成主绝缘层，最后外屏蔽层挤出机在主绝缘层外周生成外屏蔽层；
20、4)在导体线芯经过机头部位时，所述的内屏蔽层、主绝缘层及外屏蔽层同步挤包一次生成，构成一次性同时挤出的三层共挤结构；
21、5)待绝缘线芯从机头的下密封口出来后，启动水气平衡设置，增加氮气压力值10个大气压，硫化管不进行加温；
22、6)所述的导体线芯经过机头后，成为一根带有内屏蔽层、主绝缘层及外屏蔽层的绝缘主线芯；
23、7)所述的绝缘主线芯成缆后，再经过包覆衬层及护套工序，生成一根符合要求的中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆。
24、具体的，在至少一台单螺杆挤本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆，其特征是：
2.按照权利要求1所述的中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆，其特征是所述电力电缆的电压等级为35kV及以下电压等级。
3.按照权利要求1所述的中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆，其特征是所述主线芯的绝缘层包括由内到外依次设置的导体屏蔽层、改性聚丙烯绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层。
4.一种权利要求1所述中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆的制造方法，其特征是：
5.按照权利要求4所述中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆的制造方法，其特征是在至少一台单螺杆挤出机的出料口与机头进料口之间，设置一台熔体泵；
6.按照权利要求5所述中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆的制造方法，其特征是所述的熔体泵为双齿轮啮合结构；
7.按照权利要求5所述中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆的制造方法，其特征是在单螺杆挤出机的出料口与熔体泵入口的连接处之间，或者，在熔体泵出口与机头进料口的连接处之间，设置有滤网。
8.按照权利要求4所述中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆的制造方法，其特征是所述中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆
9.按照权利要求8所述中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆的制造方法，其特征是在所述中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆的生产过程中，不需要硫化管加热，但仍对电缆线芯施加高压氮气，保持水气平衡。
10.按照权利要求4或8所述中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆的制造方法，其特征是所述单螺杆挤出机构的螺杆转速：15rpm；
...【技术特征摘要】
1.一种中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆，其特征是：
2.按照权利要求1所述的中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆，其特征是所述电力电缆的电压等级为35kv及以下电压等级。
3.按照权利要求1所述的中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆，其特征是所述主线芯的绝缘层包括由内到外依次设置的导体屏蔽层、改性聚丙烯绝缘层、绝缘屏蔽层和金属屏蔽层。
4.一种权利要求1所述中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆的制造方法，其特征是：
5.按照权利要求4所述中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆的制造方法，其特征是在至少一台单螺杆挤出机的出料口与机头进料口之间，设置一台熔体泵；
6.按照权利要求5所述中低压改性聚丙烯绝缘电力电缆的制造方法，其特征是所述的熔体...
【专利技术属性】
技术研发人员：成立鸿，程少勇，计初喜，杨帆，周雁，张军，江平开，
申请(专利权)人：上海华普电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：
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