一種鎧裝聚磷腈絕緣電纜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及了一種鎧裝聚磷腈絕緣電纜，包括位于電纜中心的導(dǎo)體和外層的金屬護套，導(dǎo)體由兩股以上導(dǎo)線組成，導(dǎo)線的外層均包裹有阻燃耐熱絕緣層，金屬護套內(nèi)側(cè)設(shè)置有鋼絲鎧裝層，金屬護套的外表包裹阻燃耐熱絕緣層；阻燃耐熱絕緣層采用聚磷腈絕緣膠制成，金屬護套與導(dǎo)體之間設(shè)有填充層，填充層采用氫氧化鋁制成。區(qū)別現(xiàn)有技術(shù)，金屬護套外表包裹阻燃耐熱絕緣層，導(dǎo)線的外層均包裹有阻燃耐熱絕緣層，填充層采用氫氧化鋁，聚磷腈絕緣膠本身具有優(yōu)異的電氣絕緣性能、耐熱性高、阻燃性能好的優(yōu)點，而且形成了雙層保護；氫氧化鋁燃燒產(chǎn)生的水與阻燃耐熱絕緣層相互配合進行阻燃，提高電纜阻燃性能、加強環(huán)保。
【專利說明】
一種鎧裝聚磷腈絕緣電纜
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電力傳輸領(lǐng)域，特別涉及一種鎧裝聚磷腈絕緣電纜。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子電氣事業(yè)的發(fā)展和電機電器技術(shù)的提高，大功率電氣、電子產(chǎn)品的等高 性能的科技產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，一種既能滿足電纜使用要求同時具有阻燃耐熱的電纜絕緣膠 顯得極為重要。隨著科技的發(fā)展和社會的進步，因聚氯乙烯和含鹵阻燃劑的電纜線在燃燒 時可產(chǎn)生的煙霧對人體有害，致使火災(zāi)中很多人員室息而死，精密設(shè)備癱瘓，含鹵電纜料將 逐漸被淘汰。因而設(shè)計和制備對人無害、綠色環(huán)保，同時又具備優(yōu)異的阻燃性能和絕緣性能 的電纜線具有重要意義。
[0003] 鎧裝電纜是由不同的材料導(dǎo)體裝在有絕緣材料的金屬套管中，被加工成可彎曲的 堅實組合體，鎧裝電纜機械保護層可以加到任何結(jié)構(gòu)的電纜上，以增加電纜的機械強度，提 高防侵蝕能力，是為易受機械破壞及極易受侵蝕的地區(qū)而設(shè)計的電線電纜，如用于巖石地 區(qū)的直埋敷設(shè)。鎧裝電纜一般是固定敷設(shè)電力電纜，通俗來說就是固定在一個地方而基本 不移動。而現(xiàn)有的電力電纜故障排除需要人工進入地下電纜通道中進行，或是將電纜拉地 表上進行排查，排查的效率低、勞動量大，且不易找到斷線的具體位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為此，需要提供一種鎧裝聚磷腈絕緣電纜，用于解決現(xiàn)有電纜燃燒時對人體危害 大，阻燃性能差、鎧裝性能差的技術(shù)問題。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，發(fā)明人提供了一種鎧裝聚磷腈絕緣電纜，
[0006] 包括位于電纜中心的導(dǎo)體和外層的金屬護套，所述導(dǎo)體由兩股以上導(dǎo)線組成，導(dǎo) 線的外層均包裹有阻燃耐熱絕緣層，所述金屬護套內(nèi)側(cè)設(shè)置有鋼絲鎧裝層，金屬護套的外 表包裹阻燃耐熱絕緣層；
[0007] 所述阻燃耐熱絕緣層采用聚磷腈絕緣膠制成，所述金屬護套與導(dǎo)體之間設(shè)有填充 層，所述填充層采用氫氧化鋁制成。
[0008] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)所述金屬護套內(nèi)還有兩條測試導(dǎo)線，其中一測試導(dǎo)線 沿導(dǎo)線長度方向等間距的設(shè)置有第一金屬片，另一測試導(dǎo)線上設(shè)置有與所述第一金屬片平 行的第二金屬片，第一金屬片與第二金屬片之間設(shè)置有絕緣介質(zhì)。
[0009] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述兩條測試導(dǎo)線通過螺旋纏繞設(shè)置在導(dǎo)體上。
[0010] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述第一金屬片在測試導(dǎo)線上的間距為6~10米。
[0011] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述絕緣介質(zhì)為油浸紙片或陶瓷片。
[0012] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述金屬護套為乳紋的金屬銅護套或乳紋的不銹鋼 護套，所述銅護套厚度為0.4~0.8mm，所述不銹鋼護套厚度為0.25~0.4mm。
[0013] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述鋼絲鎧裝層由鍍鋅圓鋼絲交織而成。
[0014] 區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：
[0015] 1、金屬護套外表包裹阻燃耐熱絕緣層，導(dǎo)線的外層均包裹有阻燃耐熱絕緣層，填 充層采用氫氧化鋁，聚磷腈絕緣膠本身具有優(yōu)異的電氣絕緣性能、耐熱性高、阻燃性能好的 優(yōu)點，而且形成了雙層保護;金屬護套的金屬熔點高，起到有益的防火效果;氫氧化鋁燃燒 產(chǎn)生的水與阻燃耐熱絕緣層相互配合進行阻燃。
[0016] 2、兩測試導(dǎo)線之間等間距的設(shè)置有第一金屬片和第二金屬片，第一金屬片和第二 金屬片以及之間的絕緣介質(zhì)組成電容器件，因此當電纜發(fā)生斷線故障時，所述測試導(dǎo)線也 會斷裂，因此根據(jù)兩測試導(dǎo)線之間的電容值可計算出斷線的具體位置，大大提高了電纜斷 線排查的效率。
[0017] 3、兩條測試導(dǎo)線通過螺旋纏繞設(shè)置在導(dǎo)體上，避免電纜只是部分斷裂的情況出 現(xiàn)，大大減小兩條測試導(dǎo)線失靈的概率，電纜只要稍微在導(dǎo)體上有哪一段斷裂的話就可以 檢測到，提尚斷線排查的檢測精度。
【附圖說明】
[0018] 圖1為具體實施例所述鎧裝聚磷腈絕緣電纜的剖面示意圖；
[0019] 圖2為具體實施例所述鎧裝聚磷腈絕緣電纜的導(dǎo)體三維圖；
[0020] 圖3為【具體實施方式】所述測試導(dǎo)線與電阻的電路連接示意圖。
[0021] 附圖標記說明：
[0022] 10、導(dǎo)體；
[0023] 11、鋁芯導(dǎo)線；
[0024] 20、金屬護套；
[0025] 21、鋼絲鎧裝層；
[0026] 30、阻燃耐熱絕緣層；
[0027] 40、填充物；
[0028] 50、測試導(dǎo)線；
[0029] 51、第一金屬片；
[0030] 52、第二金屬片；
[0031] 53、絕緣介質(zhì)。
【具體實施方式】
[0032] 為詳細說明技術(shù)方案的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合具體實 施例并配合附圖詳予說明。
[0033] 請參閱圖1，本實施例一種鎧裝聚磷腈絕緣電纜，包括位于電纜中心的導(dǎo)體10和外 層的金屬護套20,本實施例中的導(dǎo)體由三股鋁芯導(dǎo)線11同心絞繞組成，每股鋁芯導(dǎo)線11均 包裹有阻燃耐熱絕緣層30,阻燃耐熱絕緣層30采用聚磷腈絕緣膠制成，聚磷腈絕緣膠為聚 磷腈高分子制成；
[0034]聚磷腈高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：
[0036] 聚磷腈高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)式中的取代基R1為二氟苯酚、三氟甲基苯酚、三氟甲氧 基苯酚、五氟乙氧基苯酚、碳硼烷雙酚單己基醚、碳硼烷雙酚單辛基醚、碳硼烷雙酚單癸基 醚、碳硼烷雙酚單十二烷基醚的任意一種或任意兩種的組合；
[0037] 聚磷腈高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)式中的取代基R2為碳硼烷雙酚單己基醚、碳硼烷雙酚單 辛基醚、碳硼烷雙酚單癸基醚、碳硼烷雙酚單十二烷基醚的任意一種。
[0038] 聚磷腈絕緣膠的具體制備方法，包括以下步驟：：
[0039] S1、取58g聚氯化磷腈，加入400mL四氫呋喃溶液中，攪拌至聚氯化磷腈完全溶解， 得到聚氯化磷腈四氫呋喃溶液，備用；
[0040] S2、取162. lg對三氟甲基苯酚溶于150mL四氫呋喃溶液中，通過攪拌器緩慢加入 40g氫氧化鈉，將溶液的溫度調(diào)至40°C恒溫，在攪拌下反應(yīng)1小時至對三氟甲基苯酚完全反 應(yīng)為對三氟甲基酚氧基鈉為止，得中間產(chǎn)物溶液（n )，備用；
[00411 33、取設(shè)有攪拌器、冷凝管和恒壓滴液漏斗的10001^三口燒瓶，加入33.28的1，7-二(4-羥基苯基)-碳硼烷，通過攪拌器緩慢加入4g氫氧化鈉，再加入150mL四氫呋喃溶液和 21.2g溴代辛烷至三口燒瓶中，并往反應(yīng)溶液中通氮氣，在100°C下攪拌反應(yīng)2小時后，將溫 度降至50°C，得到反應(yīng)后的三口燒瓶；
[0042] S4、分別將步驟S1和步驟S2中的得到的聚氯化磷腈四氫呋喃溶液和中間產(chǎn)物溶液 (II )，通過恒壓滴液漏斗慢慢滴入步驟S3反應(yīng)后的三口燒瓶中進行反應(yīng)，得到反應(yīng)液；
[0043] S5、將反應(yīng)液倒入盛有自來水的燒杯中進行攪拌，攪拌lOmin后，得到溶液中凝聚 的橡膠狀固體，將凝聚的橡膠狀固體和溶液進行分離，分離后通過四氫呋喃溶液對橡膠狀 固體進行溶解，再將溶液倒入盛有自來水的燒杯中重復(fù)本步驟，直至洗去橡膠狀固體中的 鹽分，最終得到的橡膠狀固體為三氟甲基酚氧基單辛基醚碳硼烷雙酚氧基聚磷腈。二三氟 甲基酚氧基單辛基醚碳硼烷雙酚氧基聚磷腈即為聚磷腈絕緣膠的一種。
[0044] 聚磷腈絕緣膠中的聚磷腈高分子的主鏈由磷、氮元素組成，側(cè)基由含氟酚氧基和 碳硼烷雙酚單烷基醚組成。碳硼烷作為取代基引入聚磷腈?zhèn)孺溨?，不破壞碳硼烷的籠狀結(jié) 構(gòu)合成側(cè)鏈帶碳硼烷結(jié)構(gòu)的聚磷腈高分子。所述聚磷腈高分子是一種具有阻燃耐熱絕緣體 材料，是一種對燃燒安全性要求很高的電絕緣場合的理想材料。同時，本實施例中的聚磷腈 絕緣膠是一種非鹵化的、耐火焰、低生煙的絕緣膠和絕熱泡沫膠。該絕緣膠導(dǎo)熱性好、耐熱 性高，制備方法簡單，有優(yōu)異的電氣電纜絕緣性能，應(yīng)用領(lǐng)域廣。
[0045] 將聚磷腈絕緣膠加入擠出機中，通過擠出包覆在鋁芯導(dǎo)線11上，輻射交聯(lián)即，得到 阻燃耐熱的導(dǎo)線。
[0046] 如圖2及圖3所示，三股鋁芯導(dǎo)線11同心絞繞組成導(dǎo)體10,不只是限定在三股鋁芯 導(dǎo)線11，可以是兩股以上的其他導(dǎo)線11通過其他方式繞線均可以，在導(dǎo)體上螺旋纏繞設(shè)置 有兩條測試導(dǎo)線50,其中一測試導(dǎo)線50沿導(dǎo)線長度方向等間距的設(shè)置有第一金屬片51，另 一測試導(dǎo)線50上設(shè)置有與所述第一金屬片51平行的第二金屬片52,第一金屬片51與第二金 屬片52之間設(shè)置有絕緣介質(zhì)53,所述絕緣介質(zhì)53可以是絕緣介質(zhì)為云母片、油浸紙片或陶 瓷片。
[0047]測試導(dǎo)線50用于判斷電纜斷線故障時的具體斷線位置，所述第一金屬片51與第二 金屬片52以及設(shè)置于之間的絕緣介質(zhì)53構(gòu)成了一具有一定容量的電容器件，而該電容器件 是等間距的設(shè)置于測試導(dǎo)線50上的，且每個電容器件的容量是相同的，因此兩測試導(dǎo)線50 之間的電容容量與并聯(lián)的電容器件的個數(shù)相關(guān)（即第一金屬片51和第二金屬片52的個數(shù)）， 當電纜完整無斷線時，兩測試電線間的電容值為所有電容器件并聯(lián)的值(理論上接近于無 窮大），而當電纜斷線時(測試導(dǎo)線也一同斷線），此時兩測試導(dǎo)線之間的電容值為測試點到 斷線點之間所并聯(lián)的電容器件的電容值，因此，根據(jù)所測量得到的兩測試導(dǎo)線50之間的電 容值以及每個電容器件的電容值和間距可計算出斷線點距測量點的距離。本電力電纜可通 過在一端測量測試電線的電容值確定斷線點，無需人工進入地下電纜通道中進行斷線點排 查，或是將電纜拉地表上進行排查，大大提高電纜斷線排查的效率。
[0048]本實施方式中，所述第一金屬片51在測試導(dǎo)線50上的間距為8米。由于在城市中， 地下電網(wǎng)的通道口之間的距離在10米以上，將第一金屬片51之間的間距設(shè)置為8米可確保 每個通道口之間的電纜之間都會有至少一個電容器件，使斷線點的判斷精度在8米之內(nèi)，便 于故障斷線點確定。
[0049]本實施例中，金屬護套20與導(dǎo)體10之間設(shè)有填充層，填充層由填充物40氫氧化鋁 制成，通過填充物40將第一金屬片51、第二金屬片52以及絕緣介質(zhì)53固定在一起。，在不含 鹵素的聚磷腈絕緣膠中加人大量的氫氧化鋁填充劑，它們在電纜燃燒時釋放結(jié)晶水，吸收 大量熱量，從而抑制聚磷腈絕緣膠溫度上升，延緩熱分解，降低燃燒速度。另外，脫水分解產(chǎn) 生的水蒸汽，能稀釋可燃性氣體，產(chǎn)生阻燃效果。聚磷腈絕緣膠的阻燃性，通常用氧指數(shù)法 來評定，它表示試樣在氧氣和氮氣的混合物中燃燒時所需要的最低含氧量，指數(shù)越大，表示 可燃性越小，阻燃性越好。一般氧指數(shù)(01)至少為28才具有不燃特性。
[0050]在實施例中，金屬護套20的內(nèi)側(cè)設(shè)置有鋼絲鎧裝層21，所述鋼絲鎧裝層21由多根 鍍鋅圓鋼絲交織而成。金屬護套20為乳紋的金屬銅護套或乳紋的不銹鋼護套，所述銅護套 厚度為〇. 4~0.8mm，所述不銹鋼護套厚度為0.25~0.4mm。金屬護套20采用金屬銅護套，進 一步保證導(dǎo)體10與銅護套間的絕緣性能，以及電纜外形圓整度滿足規(guī)定要求，再采用T2軟 銅帶縱包、焊接，形成銅護套，并對銅護套進行乳紋處理，為保證銅護套的防火性能以及線 纜的柔性，銅護套厚度控制在〇. 4mm?；蛘呓饘僮o套20采用乳紋的不銹鋼護套，形成不銹鋼 護套，并對不銹鋼護套5進行乳紋處理，為保證電纜防火性能與柔性，不銹鋼護套厚度控制 在0?25mm 〇
[00511本實施例中，金屬護套20的外表包裹阻燃耐熱絕緣層30，一方面由于金屬熔點高， 起到有益的防火效果，另一方面，金屬護套20也在一定程度上防止外部水氣對阻燃耐熱絕 緣層30的影響，金屬護套20外包阻燃耐熱絕緣層30,又可防止金屬被外界腐蝕，起到保護作 用。阻燃耐熱絕緣層30同樣由聚磷腈絕緣膠制成，將聚磷腈絕緣膠加入擠出機中，通過擠出 包覆在金屬護套20上，輻射交聯(lián)即，得到阻燃耐熱的電纜。
[0052]本實施例，采用雙層保護，金屬護套20上一層阻燃耐熱絕緣層30,各導(dǎo)線上一層阻 燃耐熱絕緣層30,阻燃耐熱絕緣層30均為聚磷腈絕緣膠制成，聚磷腈絕緣膠本身具有優(yōu)異 的電氣絕緣性能、耐熱性高、阻燃性能好的優(yōu)點，而且形成了雙層保護，對電纜進行全面保 護。填充層采用氫氧化鋁，氫氧化鋁燃燒產(chǎn)生的水與阻燃耐熱絕緣層30相互配合進行阻燃。 導(dǎo)體10上設(shè)有兩條測試導(dǎo)線50,兩測試導(dǎo)線50之間等間距的設(shè)置有第一金屬片51和第二金 屬片52,第一金屬片51和第二金屬片52以及之間的絕緣介質(zhì)53組成電容器件，因此當電纜 發(fā)生斷線故障時，所述測試導(dǎo)線50也會斷裂，因此根據(jù)兩測試導(dǎo)線之間的電容值可計算出 斷線的具體位置，大大提高了電纜斷線排查的效率。兩條測試導(dǎo)線50通過螺旋纏繞設(shè)置在 導(dǎo)體10上，避免電纜只是部分斷裂的情況出現(xiàn)，大大減小兩條測試導(dǎo)線50失靈的概率，電纜 只要稍微在導(dǎo)體10上有哪一段斷裂的話就可以檢測到，提高斷線排查的檢測精度。
[0053]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實 體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存 在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋 非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備不僅包括那些 要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終 端設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括……"或"包含……"限定的 要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備中還存在另外的要素。此 外，在本文中，"大于"、"小于"、"超過"等理解為不包括本數(shù)；"以上"、"以下"、"以內(nèi)"等理解 為包括本數(shù)。
[0054]盡管已經(jīng)對上述各實施例進行了描述，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng) 造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改，所以以上所述僅為本發(fā)明的實施例， 并非因此限制本發(fā)明的專利保護范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu) 或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利 保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種鎧裝聚磷腈絕緣電纜，其特征在于： 包括位于電纜中心的導(dǎo)體和外層的金屬護套，所述導(dǎo)體由兩股以上導(dǎo)線組成，導(dǎo)線的 外層均包裹有阻燃耐熱絕緣層，所述金屬護套內(nèi)側(cè)設(shè)置有鋼絲鎧裝層，金屬護套的外表包 裹阻燃耐熱絕緣層； 所述阻燃耐熱絕緣層采用聚磷腈絕緣膠制成，所述金屬護套與導(dǎo)體之間設(shè)有填充層， 所述填充層采用氫氧化鋁制成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎧裝聚磷腈絕緣電纜，其特征在于:所述金屬護套內(nèi)還有兩條 測試導(dǎo)線，其中一測試導(dǎo)線沿導(dǎo)線長度方向等間距的設(shè)置有第一金屬片，另一測試導(dǎo)線上 設(shè)置有與所述第一金屬片平行的第二金屬片，第一金屬片與第二金屬片之間設(shè)置有絕緣介 質(zhì)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎧裝聚磷腈絕緣電纜，其特征在于:所述兩條測試導(dǎo)線通過螺 旋纏繞設(shè)置在導(dǎo)體上。4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鎧裝聚磷腈絕緣電纜，其特征在于:所述第一金屬片在測 試導(dǎo)線上的間距為6~10米。5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鎧裝聚磷腈絕緣電纜，其特征在于:所述絕緣介質(zhì)為油浸 紙片或陶瓷片。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎧裝聚磷腈絕緣電纜，其特征在于:所述金屬護套為乳紋的金 屬銅護套或乳紋的不銹鋼護套，所述銅護套厚度為〇 . 4~0.8mm，所述不銹鋼護套厚度為 0·25~0·4mm〇7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎧裝聚磷腈絕緣電纜，其特征在于:所述鋼絲鎧裝層由鍍鋅圓 鋼絲交織而成。
【文檔編號】H01B7/04GK105957603SQ201610520674
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月4日
【發(fā)明人】鄭飛
【申請人】福州通爾達電線電纜有限公司