權(quán)利要求書: 1.一種風(fēng)機橋架電纜,包括纜芯、包覆在導(dǎo)體外側(cè)的絕緣層和包覆在絕緣層外側(cè)的護套層,所述絕緣層通過擠橡機將絕緣料擠包在纜芯外側(cè)形成,其特征在于:所述絕緣料的配料成份中包含有硫化劑,所述絕緣層為EPC絕緣層,EPC為乙丙橡膠和PC的混合料;
所述護套層為阻燃CPE護套層;所述擠橡機包括低速擠出和高速擠出,所述低速擠出的工藝條件為:加料口溫度為70 75℃、螺桿溫度為80 85℃、機身第一段~ ~溫度為85 90℃、機身第二段溫度為90 95℃、機頭溫度為95 100℃;
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所述高速擠出的工藝條件為:加料口溫度為65 70℃、螺桿溫度為75 80℃、機身第一段~ ~溫度為80 90℃、機身第二段溫度為85 95℃、機頭溫度為75 85℃;
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所述擠橡機的速度為9 20m/min,所述擠橡機硫化管道中的蒸汽壓力為15 20bar;
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所述擠橡機擠出模具的模芯和模套之間的距離為3 5mm;
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所述護套層由護套料制成,所述護套料包括按重量份數(shù)計的以下各組份,氯化聚乙烯橡膠95 105份;
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POE彈性體8 12份;
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填充補強劑36 45份;
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白炭黑18 22份;
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耐磨炭黑3.6 4.4份;
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氧化鎂15 20份;
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鈣鋅穩(wěn)定劑6 10份;
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耐水劑1.5 2.5份;
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氫氧化鋁18 22份;
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石蠟8 12份;
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癸二酸二辛酯7 15份;
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三氯乙基磷酸酯7 15份;
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2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體1.2 1.6份;
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偶聯(lián)劑1.0 1.4份;
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過氧化二異丙苯4 5份;
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三烯丙基異氰脲酸酯1.5 2.5份。
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2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)機橋架電纜,其特征在于:所述護套料的制備方法包括以下步驟,(1)取全部份數(shù)的氯化聚乙烯橡膠、POE彈性體在45℃ 55℃密煉機中混煉均勻;
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(2)取全部份數(shù)的填充補強劑、白炭黑、耐磨炭黑、氧化鎂、鈣鋅穩(wěn)定劑、耐水劑、氫氧化鋁、石蠟、癸二酸二辛酯、三氯乙基磷酸酯、2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體加入步驟(1)中的密煉機中再次混煉均勻;
(3)取全部份數(shù)的偶聯(lián)劑、過氧化二異丙苯、三烯丙基異氰脲酸酯加入步驟(2)中的密煉機中三次混煉均勻,獲得制成所述護套材料的混煉膠料。
3.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)機橋架電纜,其特征在于:取所述混煉膠料在開煉機上薄通2~
3次、擺膠2 3次,隨后在壓延機上開條出片,輸出的橡頁冷卻后過滑石粉箱,制備獲得所述~護套材料。
4.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)機橋架電纜,其特征在于:所述擠橡機和機頭通過法蘭連接,所述法蘭上設(shè)有與其同軸安裝的過濾板,所述過濾板用于增加擠橡機內(nèi)絕緣料的壓力。
5.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)機橋架電纜,其特征在于:所述擠出模具的表面通過鍍層工藝加工鍍鉻層。
6.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)機橋架電纜,其特征在于:所述纜芯具有彼此絞合的多組導(dǎo)體,所述導(dǎo)體為絞合導(dǎo)體,所述絞合導(dǎo)體由多股銅絲絞合制成,絞線制成所述絞合導(dǎo)體時,最外層單絲絞線方向為左向,相鄰層單絲絞線方向相反,絞線的最外層節(jié)徑比為6 8倍。
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7.如權(quán)利要求6所述的風(fēng)機橋架電纜,其特征在于:所述多組導(dǎo)體之間填充有未經(jīng)硫化的CPE橡膠。
8.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)機橋架電纜,其特征在于:所述電纜成纜的最外層節(jié)徑比為8~
10倍,內(nèi)層節(jié)徑比逐漸增大,且成纜方向?qū)訉酉喾础?br />
說明書: 風(fēng)機橋架電纜技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及電力電纜制造技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種風(fēng)機橋架電纜。背景技術(shù)[0002] 自上世紀七十年代發(fā)生全球石油危機以來,為尋求替代石油、煤炭等化石燃料的能源,美國、西歐等主要發(fā)達國家開始制定可再生能源的發(fā)展規(guī)劃,并投入大量經(jīng)費研究可再生能源的利用途徑。經(jīng)過多年的研究和實踐,風(fēng)能、水能、太陽能等可再生能源的相關(guān)技術(shù)逐步成熟并得到大規(guī)模的應(yīng)用。其中,風(fēng)能成為除水能之外最接近商業(yè)化的可再生能源之一,風(fēng)力發(fā)電已成為新能源中技術(shù)成熟度、規(guī)模開發(fā)條件最高和商業(yè)化發(fā)展前景最好的發(fā)電方式,全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展速度令人矚目。國際可再生能源署發(fā)布的研究報告認為,在利好政策刺激下,隨著技術(shù)創(chuàng)新和成本下降的持續(xù),全球風(fēng)電在2030年將實現(xiàn)100GW的累計裝機,甚至有望達到280GW。作為風(fēng)力發(fā)電的配套產(chǎn)品-風(fēng)力發(fā)電用電纜正在成為有巨大市場潛力的電纜新產(chǎn)品。[0003] 美國線纜市場目前可謂是世界最大的區(qū)域性市場,目前美國風(fēng)電裝機容量為96.4GW,排名僅次中國,位居世界第二,全球知名能源咨詢顧問公司伍德麥肯茲預(yù)測美國未來十年新增容量環(huán)比增長16%,僅在2021年就上調(diào)3.8GW新增容量預(yù)測。另外加拿大的風(fēng)電裝機容量也達到12.8GW,排名世界第9位,歐美、北美及世界范圍內(nèi)的其他一些國家和地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電用電纜多選用美國UL標準,美標電線電纜的要求幾乎可以說是全球電線電纜行業(yè)產(chǎn)品的頂尖要求,這些國家和地區(qū)的行業(yè)準入體系中,通常執(zhí)行美國UL認證,因此大大提高了技術(shù)準入門檻。
[0004] 現(xiàn)國內(nèi)的常規(guī)美標低壓風(fēng)機橋架電纜通常使用乙丙橡膠絕緣和CPE橡膠護套。阻燃性能只能通過UL1685中規(guī)定的阻燃CT試驗;絕緣材料的抗拉強度較低(4.2Mpa),且乙丙絕緣的阻燃性能較差;護套耐油指標(100℃,24h,抗張強度和斷裂伸長率的變化率±40%)較低;阻燃、高機械性能、耐寒和耐油等性能未能同時滿足。發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明提供一種高阻燃風(fēng)機橋架電纜,絕緣抗張強度達到12.3MPa,滿足UL1277中PRI耐油性能,兼具電力信號傳輸和控制信號傳輸?shù)哪芰Γ瑫r滿足阻燃、高機械性能、耐寒和耐油性能。[0006] 為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種風(fēng)機橋架電纜,包括纜芯、包覆在纜芯外側(cè)的絕緣層和包覆在絕緣層外側(cè)的護套層,所述絕緣層通過擠橡機將絕緣料擠包在纜芯外側(cè)形成,所述絕緣料的配料成份中包含有硫化劑,所述絕緣層為EPC絕緣層,所述護套層為阻燃CPE護套層;所述擠橡機包括低速擠出和高速擠出,[0007] 所述低速擠出的工藝條件為:加料口溫度為70~75℃、螺桿溫度為80~85℃、機身第一段溫度為85~90℃、機身第二段溫度為90~95℃、機頭溫度為95~100℃;[0008] 所述高速擠出的工藝條件為:加料口溫度為65~70℃、螺桿溫度為75~80℃、機身第一段溫度為80~90℃、機身第二段溫度為85~95℃、機頭溫度為75~85℃;[0009] 所述擠橡機的速度為9~20m/min,所述擠橡機硫化管道中的蒸汽壓力為15~20bar。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案可以看出,本發(fā)明的電纜采用EPC絕緣層包覆纜芯,EPC是乙丙橡膠和PC的混合料,具有橡膠優(yōu)異的彈性和高填充性,以及塑料出色的力學(xué)性能和加工性能,由EPC擠出的絕緣層不僅具有優(yōu)異的力學(xué)性能和電氣性能,而且具有極佳的阻燃性能,絕緣抗?jié)q強度達到12.3MPa,超過普通乙丙橡膠材料(4.2MPa)近2倍,使得絕緣纜芯就可達到W-1阻燃等級。采用CPE護套具有優(yōu)異的耐老化、耐低溫性能,同時具有高強度、耐油、高氧指數(shù)性能;EPC絕緣層和CPE護套層的使用使得電纜成品可以通過UL1685中阻燃FT4試驗。[0011] 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案可以看出,EPC絕緣料的硬度大,擠出溫度高,易摩擦生熱,根據(jù)這一實際情況,擠橡機的擠出工藝采用低速擠出工藝和高速擠出工藝配合,轉(zhuǎn)速小于10r/min的低速工藝的工藝溫度比轉(zhuǎn)速大于10r/min的高速工藝的工藝溫度,其中,低速工藝的生產(chǎn)速度慢,外界的高溫輔助絕緣料塑化;高速工藝的生產(chǎn)速度快,絕緣料的摩擦熱增加,通過降低外界溫度來解決因絕緣料預(yù)硫化產(chǎn)生的硬塊導(dǎo)致的絕緣線芯火花擊穿問題,確保連續(xù)生產(chǎn)。[0012] 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案可以看出,通過控制擠橡機的速度為9~20m/min、硫化管道中蒸汽壓力為15~20ba,確保絕緣橡膠硫化充分,硫化后的絕緣層強度高于13MPa,以此確保擠塑護套后絕緣層不會變形。[0013] 本發(fā)明一個較佳實施例中,進一步包括所述護套層由護套料制成,所述護套料包括按重量份數(shù)計的以下各組份,[0014] 氯化聚乙烯橡膠95~105份;[0015] POE彈性體8~12份;[0016] 填充補強劑36~45份;[0017] 白炭黑18~22份;[0018] 耐磨炭黑3.6~4.4份;[0019] 氧化鎂15~20份;[0020] 鈣鋅穩(wěn)定劑6~10份;[0021] 耐水劑1.5~2.5份;[0022] 氫氧化鋁18~22份;[0023] 石蠟8~12份;[0024] 癸二酸二辛酯7~15份;[0025] 三氯乙基磷酸酯7~15份;[0026] 2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體1.2~1.6份;[0027] 偶聯(lián)劑1.0~1.4份;[0028] 過氧化二異丙苯4~5份;[0029] 三烯丙基異氰脲酸酯1.5~2.5份。[0030] 本發(fā)明一個較佳實施例中,進一步包括所述護套料的制備方法包括以下步驟,[0031] (1)取全部份數(shù)的氯化聚乙烯橡膠、POE彈性體在45℃~55℃密煉機中混煉均勻;[0032] (2)取全部份數(shù)的填充補強劑、白炭黑、耐磨炭黑、氧化鎂、鈣鋅穩(wěn)定劑、耐水劑、氫氧化鋁、石蠟、癸二酸二辛酯、三氯乙基磷酸酯、2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體加入步驟(1)中的密煉機中再次混煉均勻;[0033] (3)取全部份數(shù)的偶聯(lián)劑、過氧化二異丙苯、三烯丙基異氰脲酸酯加入步驟(2)中的密煉機中三次混煉均勻,獲得制成所述護套材料的混煉膠料;[0034] 本發(fā)明一個較佳實施例中,進一步包括取所述混煉膠料在開煉機上薄通2~3次、擺膠2~3次,隨后在壓延機上開條出片,輸出的橡頁冷卻后過滑石粉箱,制備獲得所述護套材料。[0035] 本發(fā)明一個較佳實施例中,進一步包括所述擠橡機和機頭通過法蘭連接,所述法蘭上設(shè)有與其同軸安裝的過濾板,所述過濾板用于增加擠橡機內(nèi)絕緣料的壓力。[0036] 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案可以看出,通過在擠橡機與機頭連接的法蘭上加裝過濾板,增加螺筒內(nèi)絕緣料的壓力,使材料塑化保證絕緣層的擠包緊密型和勻稱性。[0037] 本發(fā)明一個較佳實施例中,進一步包括所述擠橡機擠出模具的模芯和模套之間的距離為3~5mm。[0038] 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案可以看出,擠出模具的模型和模套之間的間距相較于傳統(tǒng)的2~4mm增加1mm,在確保生產(chǎn)過程中不出現(xiàn)倒料現(xiàn)象的前提下,充分增加絕緣橡膠料擠出時的壓力,使得絕緣層更加緊密的包覆在纜芯表面,避免電纜絕緣層的鼓包問題。[0039] 本發(fā)明一個較佳實施例中,進一步包括所述擠出模具的表面通過鍍層工藝加工鍍鉻層。[0040] 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案可以看出,擠出模具的表面進行鍍鉻處理,增加模具表面的光潔度,防止焦料在模口堆積而引起護套表面出現(xiàn)劃痕,鍍鉻處理的擠出模具擠出的護套表面光滑,無焦燒、無鼓包氣泡現(xiàn)象。[0041] 本發(fā)明一個較佳實施例中,進一步包括所述纜芯具有彼此絞合的多組導(dǎo)體,所述導(dǎo)體為絞合導(dǎo)體,所述絞合導(dǎo)體由多股銅絲絞合制成,絞線制成所述絞合導(dǎo)體時,最外層單絲絞線方向為左向,相鄰層單絲絞線方向相反,絞線的最外層節(jié)徑比為6~8倍。[0042] 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案可以看出,本發(fā)明電纜的纜芯采用絞合纜芯,能增加纜芯的柔軟性,通過控制絞線的方向和節(jié)徑使得電纜在使用時有更小的彎曲半徑,節(jié)省機艙內(nèi)空間。[0043] 本發(fā)明一個較佳實施例中,進一步包括所述多組導(dǎo)體之間填充有未經(jīng)硫化的CPE橡膠。[0044] 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案可以看出,電纜纜芯內(nèi)部填充未經(jīng)硫化的CPE橡膠,能夠保證絕緣纜芯不受擠壓,在受熱時可根據(jù)實際成纜結(jié)構(gòu)改變形狀,防止擠壓絕緣而導(dǎo)致絕緣線芯變形。[0045] 本發(fā)明一個較佳實施例中,進一步包括所述電纜成纜的最外層節(jié)徑比為8~10倍,內(nèi)層節(jié)徑比逐漸增大,且成纜方向?qū)訉酉喾?。?7芯成纜為例,最外層(18根層)節(jié)徑比8~10倍,成纜方向為右向;次外層(12根層)節(jié)徑比10~12倍,內(nèi)層(6根層)節(jié)徑比12~14倍。
[0046] 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案可以看出,通過控制成纜參數(shù)來保證電纜柔軟程度。[0047] 本發(fā)明的有益效果:[0048] 本發(fā)明實施例的風(fēng)機橋架電纜應(yīng)用于風(fēng)機的機艙柜、主控柜、變流柜等設(shè)備,間距傳輸電力信號和控制信號的能力,絕緣抗張強度達到12.3MPa,滿足UL1277中PRI耐油性能,滿足FT4阻燃等級,因其高阻燃性能提高電纜的使用安全性,因其高絕緣性提高電纜的電氣安全性,在一定程度上延長電纜的使用壽命,降低后期維護成本。[0049] 電纜成品可以通過UL1685中阻燃FT4試驗,滿足UL1277中PRI的耐油性能(100℃,96小時,抗張強度和斷裂伸長率的保留率大于等于50%),遠遠高于常規(guī)風(fēng)能電纜的耐油指標(100℃,24小時,抗張強度和斷裂伸長率的變化率±40%)。
附圖說明[0050] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例中風(fēng)機橋架電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。[0051] 圖中標號說明:2-導(dǎo)體,4-纜芯,6-絕緣層,8-填充,10-包帶,12-護套。具體實施方式[0052] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明,以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明并能予以實施,但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。[0053] 實施例[0054] 本實施例公開一種風(fēng)機橋架電纜,參照圖1所示,該電纜包括纜芯4、EPC絕緣層6和CPE護套層12,纜芯4具有彼此絞合的多組導(dǎo)體2,多組導(dǎo)體2之間填充有未經(jīng)硫化的CPE橡膠(即填料8),上述導(dǎo)體2為絞合導(dǎo)體,上述絞合導(dǎo)體由多股銅絲絞合制成,絞線制成上述絞合導(dǎo)體時,最外層單絲絞線方向為左向,相鄰層單絲絞線方向相反,絞線的最外層節(jié)徑比為6~8倍。
[0055] 每個導(dǎo)體2的外側(cè)均包覆絕緣層6,多個導(dǎo)體2的外部繞包包帶10后在外側(cè)包覆護套層12。[0056] 上述EPC絕緣層6通過擠橡機將絕緣料擠包在導(dǎo)體2外側(cè)形成,其中,擠橡機和機頭通過法蘭連接,上述法蘭上設(shè)有與其同軸安裝的過濾板,上述擠橡機擠出模具的模芯和模套之間的距離為3~5mm,上述擠出模具的表面通過鍍層工藝加工鍍鉻層。[0057] EPC絕緣層6的絕緣料中至少具有乙丙橡膠和PC混合料,以及硫化劑。[0058] 上述擠橡機的速度為9~20m/min,上述擠橡機硫化管道中的蒸汽壓力為15~20bar;上述擠橡機包括低速擠出和高速擠出:
[0059] 其中,上述低速擠出的工藝條件為:加料口溫度為70~75℃、螺桿溫度為80~85℃、機身第一段溫度為85~90℃、機身第二段溫度為90~95℃、機頭溫度為95~100℃;[0060] 上述高速擠出的工藝條件為:加料口溫度為65~70℃、螺桿溫度為75~80℃、機身第一段溫度為80~90℃、機身第二段溫度為85~95℃、機頭溫度為75~85℃;[0061] 上述電纜成纜的最外層節(jié)徑比為8~10倍,內(nèi)層節(jié)徑比逐漸增大,且成纜方向?qū)訉酉喾?。[0062] 本實施例技術(shù)方案中,以主料為氯化聚乙烯橡膠的護套料擠塑成型護套層12,護套料的具體組份如下表1:[0063] 表1[0064][0065][0066] 護套料的制備方法包含以下步驟:[0067] (1)取全部份數(shù)的氯化聚乙烯橡膠、POE彈性體在45℃~55℃密煉機中混煉均勻;[0068] (2)取全部份數(shù)的填充補強劑、白炭黑、耐磨炭黑、氧化鎂、鈣鋅穩(wěn)定劑、耐水劑、氫氧化鋁、石蠟、癸二酸二辛酯、三氯乙基磷酸酯、2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體加入步驟(1)中的密煉機中再次混煉均勻;[0069] (3)取全部份數(shù)的偶聯(lián)劑、過氧化二異丙苯、三烯丙基異氰脲酸酯加入步驟(2)中的密煉機中三次混煉均勻,獲得制成上述護套材料的混煉膠料;[0070] (4)取上述混煉膠料在開煉機上薄通2~3次、擺膠2~3次,隨后在壓延機上開條出片,輸出的橡頁冷卻后過滑石粉箱,制備獲得上述護套材料。[0071] 取實施例二中各組份制成的護套料制成護套層的電纜,其各項測試性能如下表2所示:[0072] 表2[0073][0074] 以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例,本發(fā)明的保護范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換,均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準。
聲明:
“風(fēng)機橋架電纜” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)