一種新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜，包括設(shè)置在電纜中心的導(dǎo)體以及依次擠包在導(dǎo)體外的絕緣層、阻水層、隔火層、鎧裝屏蔽層；電纜最外層擠包外護套；本發(fā)明還公開了該電纜的生產(chǎn)方法。本發(fā)明不但具有常規(guī)直流牽引電纜優(yōu)異的電性能，較高的安全可靠性以及環(huán)保性能等，還具有柔軟易彎曲，能夠滿足于軌道交通電纜應(yīng)用于狹小環(huán)境中，能夠承受過度彎曲的需要。
【專利說明】一種新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜及其制備方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于電力電纜領(lǐng)域，具體涉及一種新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0003]21世紀是我國城市軌道交通迅速發(fā)展(包括地鐵、地面輕軌、高架輕軌)的時期，地鐵與其它交通工具相比，具有行車速度快、旅客運送量大、不占用地面空間、環(huán)保無尾氣排放等特點，是解決目前城市交通擁擠、尾氣排放造成空氣污染的有效辦法。隨著城市的快速發(fā)展，功能的日益復(fù)雜以及人口的急劇增多，建設(shè)快速的地下軌道交通網(wǎng)絡(luò)已刻不容緩。軌道交通1500V及以下直流牽引系統(tǒng)用電纜作為其重要配套產(chǎn)品，已得到了廣泛的應(yīng)用。目前應(yīng)用于軌道交通牽引系統(tǒng)的軌道交通直流牽引電纜主要為交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，該電纜在使用過程中暴露出的主要問題為:絕緣采用交聯(lián)聚乙烯，材質(zhì)比較硬，且交聯(lián)聚乙烯存在不耐水的問題，如果長時間遭受水汽侵襲，容易造成水樹擊穿，所以為了防止水汽進入，在纜芯外采用了鋁塑復(fù)合帶聚乙烯防水層，導(dǎo)致電纜更不易彎曲，而軌道交通用電纜的敷設(shè)環(huán)境一般都比較狹小，尤其是在地鐵隧道當(dāng)中，這樣就勢必造成電纜在狹小空間中使用時，彎曲過度，對電纜的內(nèi)部絕緣及元件造成損傷，最后導(dǎo)致電纜運行一段時間后，便出現(xiàn)擊穿等各種事故的發(fā)生，電纜的可靠性和使用壽命大大減低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的所要解決的技術(shù)問題就是提供一種新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜，該電纜不但具有常規(guī)直流牽引電纜優(yōu)異的電性能，較高的安全可靠性以及環(huán)保性能等，還具有柔軟易彎曲，能夠滿足于軌道交通電纜應(yīng)用于狹小環(huán)境中，能夠承受過度彎曲的需要。
[0005]本發(fā)明還提供了一種新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜的生產(chǎn)方法。
[0006]本發(fā)明所述的一種新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜，包括設(shè)置在電纜中心的導(dǎo)體以及依次擠包在導(dǎo)體外的絕緣層、阻水層、隔火層、鎧裝屏蔽層；電纜最外層擠包外護套。
[0007]進一步改進，所述的絕緣層采用由乙丙橡膠混合物彈性體材料構(gòu)成。
[0008]進一步改進，所述的阻水層采用遇水膨脹的雙面阻水帶結(jié)構(gòu)。
[0009]進一步改進，所述的隔火層采用具有高阻燃氧指數(shù)的聚烯烴材料。
[0010]進一步改進，所述的鎧裝層屏蔽層采用銅帶縱包軋紋氬弧焊焊接而成。
[0011]進一步改進，所述的外護套由無鹵低煙抗紫外線熱固性彈性體材料構(gòu)成。
[0012]一種新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
I)在導(dǎo)體外通過擠橡連續(xù)硫化將乙丙橡皮絕緣均勻的擠包在導(dǎo)體外，然后經(jīng)密閉的高壓蒸汽管道加熱連續(xù)硫化，再經(jīng)密閉的高壓冷卻水管道，對形成的絕緣線芯進行冷卻固定成形；該生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)為，擠橡塑化溫度:55?85°C，其中加料段溫度為55°C，塑化段溫度為75?85°C左右，蒸汽管段的壓力控制在0.9^1.1MPa之間，線速度控制在7?llmin/m之間；
2)通過繞包的方式將阻水帶均勻的繞包在絕緣線芯上；
3)將聚烯烴材料通過擠塑的生產(chǎn)工藝均勻的擠包在阻水帶外，形成隔火層；該工藝控制參數(shù)如下:擠塑螺桿采用等距不等深的低壓縮比螺桿，壓縮比控制測1.2^1.5之間；擠塑配模采用擠管式，拉伸比控制在2.(Γ3.5之間；擠塑機物料塑化溫度控制在95?155°C之間，其中加料段溫度為95?110°C，塑化段溫度為145?155°C之間，生產(chǎn)線速度控制在7?20min/m之間；
4)通過縱包機將銅帶縱向包覆在隔火層表面，然后通過氬弧焊對縱包接縫進行焊接，再通過壓紋機對銅帶進行壓紋處理，形成鎧裝屏蔽層；
5)最后再通過擠橡機將混煉膠均勻包覆在纜芯最外層，然后經(jīng)密閉的高壓蒸汽管道加熱連續(xù)硫化，再經(jīng)密閉的高壓冷卻水管道，對形成的電纜進行冷卻固定成形即可；生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)為:擠橡塑化溫度:6(T95°C，其中加料段溫度為60°C，塑化段溫度為8(T95°C左右，蒸汽管段的壓力控制在0.9"?.1MPa之間，線速度控制在7"l3min/m之間。
[0013]步驟I)中所述的導(dǎo)體通過采用束絞方式將銅單線形成股線，然后將股線經(jīng)過復(fù)絞方式形成。
[0014]步驟5)中所述的混煉膠是由乙丙橡膠、硫化劑、補強劑、防老劑進行混合，通過密煉機和開煉機進行混煉而成。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明絕緣采用乙丙橡皮彈性體材料，通過連續(xù)擠橡及硫化工藝，實現(xiàn)具有優(yōu)良電性能，同時乙丙橡皮混合物通過高溫高壓的蒸汽管道，由易于變形的熱塑性高分子聚合物變?yōu)榫哂懈邚椥?、較高韌性的熱固性高分子聚合物。與交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜相比，電纜絕緣更加柔軟，且具有彈性，能夠滿足于電纜在狹小環(huán)境中使用時，承受過度彎曲的要求。同時乙丙橡膠混合物絕緣與交聯(lián)聚乙烯絕緣相比，具有更好的耐水性，即使有水汽侵入，仍能保持有較高的絕緣電阻。
[0016]1、本發(fā)明的鎧裝屏蔽層，通過采用銅帶縱包搭蓋氬弧焊并軋紋工藝實現(xiàn)，與傳統(tǒng)的銅帶繞包或同時編織相比，由于通過縱包和對接縫焊接形成了一個全封閉的金屬層，其屏蔽效果極佳；另外對銅帶縱包后進行軋紋處理，對電纜的彎曲性能無任何影響，并且還能還能更好起到鎧裝層作用，保護電纜遭受外力沖擊和防止鼠類等小動物的啃咬；
2、本發(fā)明的護套層采用無鹵低煙防紫外線橡皮彈性體材料，通過連續(xù)擠橡及硫化工藝實現(xiàn)由易于變形的熱塑性高分子聚合物變?yōu)榫哂懈邚椥?、較高韌性的熱固性高分子聚合物；與常規(guī)軌道交通電纜采用塑料型的無鹵低煙聚烯烴材料相比，其抗拉強度等機械及無鹵低煙環(huán)保性和抗紫外線等安全性能相當(dāng)，但具有更好的柔韌性，高彈性能，保證了整個電纜的易于彎曲，且塑料型的護套相比，在受到過度彎曲時，不會出現(xiàn)開裂，保證電纜具有更高的安全可靠性。
[0017]3、電纜的最小彎曲半徑可到6D，常規(guī)交聯(lián)聚乙烯電纜的最小彎曲半徑為15D ;其彎曲半徑遠小于常規(guī)電纜，能夠承受更大程度的電纜彎曲。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0019]實施例1
如圖1所示，本發(fā)明所述的一種新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜，包括設(shè)置在電纜中心的導(dǎo)體I以及依次擠包在導(dǎo)體I外的絕緣層2、阻水層3、隔火層4、鎧裝屏蔽層5 ；電纜最外層擠包外護套6 ;所述的絕緣層2采用由乙丙橡膠混合物彈性體材料構(gòu)成；所述的阻水層3采用遇水膨脹的雙面阻水帶結(jié)構(gòu)；所述的隔火層4采用具有高阻燃氧指數(shù)的聚烯烴材料；所述的鎧裝層屏蔽層5采用銅帶縱包軋紋氬弧焊焊接而成；所述的外護套6由無鹵低煙抗紫外線熱固性彈性體材料構(gòu)成。
[0020]一種新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
1)在導(dǎo)體外通過擠橡連續(xù)硫化將乙丙橡皮絕緣均勻的擠包在導(dǎo)體外，然后經(jīng)密閉的高壓蒸汽管道加熱連續(xù)硫化，再經(jīng)密閉的高壓冷卻水管道，對形成的絕緣線芯進行冷卻固定成形；該生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)為，擠橡塑化溫度:55°c，其中加料段溫度為55°C，塑化段溫度為75°C左右，蒸汽管段的壓力控制在0.9MPa之間，線速度控制在7min/m之間；
2)通過繞包的方式將阻水帶均勻的繞包在絕緣線芯上；
3)將聚烯烴材料通過擠塑的生產(chǎn)工藝均勻的擠包在阻水帶外，形成隔火層；該工藝控制參數(shù)如下:擠塑螺桿采用等距不等深的低壓縮比螺桿，壓縮比控制測1.2 ;擠塑配模采用擠管式，拉伸比控制在2.0,拉伸比不能過大，防止擠塑過程出現(xiàn)熔體破裂；擠塑機物料塑化溫度控制在95°C之間，其中加料段溫度為95°C，塑化段溫度為145°C之間，擠塑溫度要根據(jù)實際情況進行調(diào)節(jié)，既要防止溫度過高造成無機阻燃劑分解出現(xiàn)氣孔，又要防止溫度過低造成擠出材料擠出困難；生產(chǎn)線速度控制在7min/m之間；
4)通過縱包機將銅帶縱向包覆在隔火層表面，然后通過氬弧焊對縱包接縫進行焊接，再通過壓紋機對銅帶進行壓紋處理，形成鎧裝屏蔽層；
5)最后再通過擠橡機將混煉膠均勻包覆在纜芯最外層，然后經(jīng)密閉的高壓蒸汽管道加熱連續(xù)硫化，再經(jīng)密閉的高壓冷卻水管道，對形成的電纜進行冷卻固定成形即可；生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)為:擠橡塑化溫度:60°C，其中加料段溫度為60°C，塑化段溫度為80°C左右，蒸汽管段的壓力控制在0.9MPa之間，線速度控制在7min/m之間。
[0021]步驟I)中所述的導(dǎo)體通過采用束絞方式將銅單線形成股線，然后將股線經(jīng)過復(fù)絞方式形成；
步驟5)中所述的混煉膠是由乙丙橡膠、硫化劑、補強劑、防老劑進行混合，通過密煉機和開煉機進行混煉而成。
[0022]實施例2
如圖1所示，本發(fā)明所述的一種新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜，包括設(shè)置在電纜中心的導(dǎo)體I以及依次擠包在導(dǎo)體I外的絕緣層2、阻水層3、隔火層4、鎧裝屏蔽層5 ；電纜最外層擠包外護套6 ;所述的絕緣層2采用由乙丙橡膠混合物彈性體材料構(gòu)成；所述的阻水層3采用遇水膨脹的雙面阻水帶結(jié)構(gòu)；所述的隔火層4采用具有高阻燃氧指數(shù)的聚烯烴材料；所述的鎧裝層屏蔽層5采用銅帶縱包軋紋氬弧焊焊接而成；所述的外護套6由無鹵低煙抗紫外線熱固性彈性體材料構(gòu)成。
[0023]一種新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
1)在導(dǎo)體外通過擠橡連續(xù)硫化將乙丙橡皮絕緣均勻的擠包在導(dǎo)體外，然后經(jīng)密閉的高壓蒸汽管道加熱連續(xù)硫化，再經(jīng)密閉的高壓冷卻水管道，對形成的絕緣線芯進行冷卻固定成形；該生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)為，擠橡塑化溫度:70°C，其中加料段溫度為55°C，塑化段溫度為80°C左右，蒸汽管段的壓力控制在1.0MPa之間，線速度控制在9min/m之間；
2)通過繞包的方式將阻水帶均勻的繞包在絕緣線芯上；
3)將聚烯烴材料通過擠塑的生產(chǎn)工藝均勻的擠包在阻水帶外，形成隔火層；該工藝控制參數(shù)如下:擠塑螺桿采用等距不等深的低壓縮比螺桿，壓縮比控制測1.35 ;擠塑配模采用擠管式，拉伸比控制在3.0,拉伸比不能過大，防止擠塑過程出現(xiàn)熔體破裂；擠塑機物料塑化溫度控制在120°C之間，其中加料段溫度為105°C，塑化段溫度為150°C之間，擠塑溫度要根據(jù)實際情況進行調(diào)節(jié)，既要防止溫度過高造成無機阻燃劑分解出現(xiàn)氣孔，又要防止溫度過低造成擠出材料擠出困難；生產(chǎn)線速度控制在14min/m之間；
4)通過縱包機將銅帶縱向包覆在隔火層表面，然后通過氬弧焊對縱包接縫進行焊接，再通過壓紋機對銅帶進行壓紋處理，形成鎧裝屏蔽層；
5)最后再通過擠橡機將混煉膠均勻包覆在纜芯最外層，然后經(jīng)密閉的高壓蒸汽管道加熱連續(xù)硫化，再經(jīng)密閉的高壓冷卻水管道，對形成的電纜進行冷卻固定成形即可；生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)為:擠橡塑化溫度:75°C，其中加料段溫度為60°C，塑化段溫度為88°C左右，蒸汽管段的壓力控制在1.0MPa之間，線速度控制在10min/m之間。
[0024]步驟I)中所述的導(dǎo)體通過采用束絞方式將銅單線形成股線，然后將股線經(jīng)過復(fù)絞方式形成；
步驟5)中所述的混煉膠是由乙丙橡膠、硫化劑、補強劑、防老劑進行混合，通過密煉機和開煉機進行混煉而成。
[0025]實施例3
如圖1所示，本發(fā)明所述的一種新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜，包括設(shè)置在電纜中心的導(dǎo)體I以及依次擠包在導(dǎo)體I外的絕緣層2、阻水層3、隔火層4、鎧裝屏蔽層5 ；電纜最外層擠包外護套6 ;所述的絕緣層2采用由乙丙橡膠混合物彈性體材料構(gòu)成；所述的阻水層3采用遇水膨脹的雙面阻水帶結(jié)構(gòu)；所述的隔火層4采用具有高阻燃氧指數(shù)的聚烯烴材料；所述的鎧裝層屏蔽層5采用銅帶縱包軋紋氬弧焊焊接而成；所述的外護套6由無鹵低煙抗紫外線熱固性彈性體材料構(gòu)成。
[0026]一種新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
1)在導(dǎo)體外通過擠橡連續(xù)硫化將乙丙橡皮絕緣均勻的擠包在導(dǎo)體外，然后經(jīng)密閉的高壓蒸汽管道加熱連續(xù)硫化，再經(jīng)密閉的高壓冷卻水管道，對形成的絕緣線芯進行冷卻固定成形；該生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)為，擠橡塑化溫度:85°C，其中加料段溫度為55°C，塑化段溫度為85°C左右，蒸汽管段的壓力控制在1.1MPa之間，線速度控制在llmin/m之間；
2)通過繞包的方式將阻水帶均勻的繞包在絕緣線芯上；
3)將聚烯烴材料通過擠塑的生產(chǎn)工藝均勻的擠包在阻水帶外，形成隔火層；該工藝控制參數(shù)如下:擠塑螺桿采用等距不等深的低壓縮比螺桿，壓縮比控制測1.5 ;擠塑配模采用擠管式，拉伸比控制在3.5，拉伸比不能過大，防止擠塑過程出現(xiàn)熔體破裂；擠塑機物料塑化溫度控制在155°C之間，其中加料段溫度為110°C，塑化段溫度為155°C之間，擠塑溫度要根據(jù)實際情況進行調(diào)節(jié)，既要防止溫度過高造成無機阻燃劑分解出現(xiàn)氣孔，又要防止溫度過低造成擠出材料擠出困難；生產(chǎn)線速度控制在20min/m之間；
4)通過縱包機將銅帶縱向包覆在隔火層表面，然后通過氬弧焊對縱包接縫進行焊接，再通過壓紋機對銅帶進行壓紋處理，形成鎧裝屏蔽層；
5)最后再通過擠橡機將混煉膠均勻包覆在纜芯最外層，然后經(jīng)密閉的高壓蒸汽管道加熱連續(xù)硫化，再經(jīng)密閉的高壓冷卻水管道，對形成的電纜進行冷卻固定成形即可；生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)為:擠橡塑化溫度:95°C，其中加料段溫度為60°C，塑化段溫度為95°C左右，蒸汽管段的壓力控制在1.1MPa之間，線速度控制在13min/m之間。
[0027]步驟I)中所述的導(dǎo)體通過采用束絞方式將銅單線形成股線，然后將股線經(jīng)過復(fù)絞方式形成；
步驟5)中所述的混煉膠是由乙丙橡膠、硫化劑、補強劑、防老劑進行混合，通過密煉機和開煉機進行混煉而成。
[0028]本發(fā)明提供了一種新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜及其生產(chǎn)方法，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方法，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜，其特征在于:包括設(shè)置在電纜中心的導(dǎo)體(I)以及依次擠包在導(dǎo)體(I)外的絕緣層(2)、阻水層(3)、隔火層(4)、鎧裝屏蔽層(5);電纜最外層擠包外護套(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜，其特征在于，所述的絕緣層(2)采用由乙丙橡膠混合物彈性體材料構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜，其特征在于，所述的阻水層(3)采用遇水膨脹的雙面阻水帶結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜，其特征在于，所述的隔火層(4)采用具有高阻燃氧指數(shù)的聚烯烴材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜，其特征在于，所述的鎧裝層屏蔽層(5)采用銅帶縱包軋紋氬弧焊焊接而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜，其特征在于，所述的外護套(6)由無鹵低煙抗紫外線熱固性彈性體材料構(gòu)成。
7.—種如權(quán)利要求1-7任一項所述的新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜的生產(chǎn)方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)在導(dǎo)體外通過擠橡連續(xù)硫化將乙丙橡皮絕緣均勻的擠包在導(dǎo)體外，然后經(jīng)密閉的高壓蒸汽管道加熱連續(xù)硫化，再經(jīng)密閉的高壓冷卻水管道，對形成的絕緣線芯進行冷卻固定成形；該生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)為，擠橡塑化溫度:55?85°C，其中加料段溫度為55°C，塑化段溫度為75?85°C左右，蒸汽管段的壓力控制在0.9^1.1MPa之間，線速度控制在7?llmin/m之間； 2)通過繞包的方式將阻水帶均勻的繞包在絕緣線芯上； 3)將聚烯烴材料通過擠塑的生產(chǎn)工藝均勻的擠包在阻水帶外，形成隔火層；該工藝控制參數(shù)如下:擠塑螺桿采用等距不等深的低壓縮比螺桿，壓縮比控制測1.2^1.5之間；擠塑配模采用擠管式，拉伸比控制在2.(Γ3.5之間；擠塑機物料塑化溫度控制在95?155°C之間，其中加料段溫度為95?110°C，塑化段溫度為145?155°C之間，生產(chǎn)線速度控制在7?20min/m之間； 4)通過縱包機將銅帶縱向包覆在隔火層表面，然后通過氬弧焊對縱包接縫進行焊接，再通過壓紋機對銅帶進行壓紋處理，形成鎧裝屏蔽層； 5)最后再通過擠橡機將混煉膠均勻包覆在纜芯最外層，然后經(jīng)密閉的高壓蒸汽管道加熱連續(xù)硫化，再經(jīng)密閉的高壓冷卻水管道，對形成的電纜進行冷卻固定成形即可；生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)為:擠橡塑化溫度:6(T95°C，其中加料段溫度為60°C，塑化段溫度為8(T95°C左右，蒸汽管段的壓力控制在0.9"?.1MPa之間，線速度控制在7"l3min/m之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜的生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟I)中所述的導(dǎo)體通過采用束絞方式將銅單線形成股線，然后將股線經(jīng)過復(fù)絞方式形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型柔軟抗彎曲軌道交通直流牽引電纜的生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟5)中所述的混煉膠是由乙丙橡膠、硫化劑、補強劑、防老劑進行混合，通過密煉機和開煉機進行混煉而成。
【文檔編號】H01B7/04GK104332245SQ201410590427
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】劉家朝 申請人:無錫市明珠電纜有限公司