專利名稱：煤礦用金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電纜及其制造工藝，具體是一種煤礦用金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜及其制造工藝。
背景技術(shù)：
煤礦用移動金屬屏蔽監(jiān)視型橡套軟電纜是煤礦井下的主要電纜品種，隨著煤礦井下采掘設備裝機容量不斷增加，原有產(chǎn)品的電壓等級和截面已滿足不了煤礦使用要求， 因此新制訂的MT818-2009《煤礦用阻燃電纜》行業(yè)標準，已經(jīng)將產(chǎn)品的電壓等級等提高到 8. 7/10kV，制造截面最大為150mm2，但仍不能滿足煤礦發(fā)展使用要求。傳統(tǒng)的煤礦的供電系統(tǒng)的中性點不是直接接地的。電纜的地線芯直流電阻必須滿足有關(guān)規(guī)程規(guī)定。IOkV供電系統(tǒng)中保護裝置的應用不如低壓系統(tǒng)的普遍，電纜單相接地之后，往往不能及時處理，會引起另一相在不同區(qū)域?qū)Φ負舸?，造成兩相通過地線短路。故地線芯要有足夠截面。地線芯與動力線芯之間存在電容和互感，在實際應用中，地線芯必須良好接地，否則會引起嚴重的人身傷亡。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述之不足，本發(fā)明目的在于提供一種質(zhì)量好、安全可靠的煤礦用金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜。本發(fā)明的另一目的在于提供一種煤礦用金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜的制造工藝。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案煤礦用金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜，包括有三根導電線芯，三根導電線芯的外圍依次設有內(nèi)護層、絕緣包帶和外護套，其特征在于每個線芯是由鍍錫銅線芯導體、內(nèi)半導電層、 絕緣橡皮層和兼作地線的絕緣屏蔽層構(gòu)成，內(nèi)半導電層、絕緣橡皮層和兼作地線的絕緣屏蔽層依次設在鍍錫銅線芯導體的外圍；所述內(nèi)護層和絕緣包帶之間設有監(jiān)視線芯和半導電包帶層，通過半導電包帶層將監(jiān)視線芯固定在內(nèi)護層的外圍。所述鍍錫銅線芯導體是由多根直徑0. 5mm的鍍錫銅線束股絞制而成。所述內(nèi)半導電層為半導電尼龍帶和半導電橡皮組成。所述絕緣橡皮層采用以乙丙橡膠為基料的高電性絕緣膠料，絕緣橡皮層的厚度為 5. 5mmο所述兼作地線的絕緣屏蔽層是用一根截面積為23. 33mm2的編織線芯均勻纏繞在絕緣橡皮層的外圍以構(gòu)成絕緣屏蔽層。所述外護套是由氯丁橡膠材料制成。煤礦用金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜的制造工藝，包括鍍錫銅線芯導體的制備工序、 半導電屏蔽料擠包工序和絕緣擠包工序，所述鍍錫銅線芯導體的制備工序中，將1221根 Φ0. 50mm的鍍錫銅絲成束絞制而成，并在絞制好的鍍錫銅線芯導體外包一層半導電尼龍帶，將導電線芯表面包平整，以保證導體與絕緣層間達到平整接觸；所述半導電屏蔽料擠包工序中，利用Φ65擠出機用半擠管式將半導電屏蔽料擠包在線芯上；所述絕緣擠包工序中，從Φ65擠出機擠出的線芯經(jīng)一段冷卻后，才進入Φ120/Φ90擠出機的?？?，通過乙丙絕緣橡膠和絕緣屏蔽層同時擠包，可緊緊地包覆在線芯上，進行硫化、冷卻的過程中始終是在1. 5-2Mpa壓力狀態(tài)下完成。本發(fā)明的有益效果由于鍍錫銅線芯導體的外圍設了內(nèi)半導電層，故改善了線芯的電場分布，降低最大場強，減少了屏蔽與絕緣橡皮層間的間隙，大大提高了電纜的產(chǎn)品質(zhì)量，本發(fā)明的電纜的電壓等級可達8. 7/10kV，截面可達240mm2;由于采用兼作地線的絕緣屏蔽層，使整個成品電纜縮少了外徑和重量，并節(jié)省了原材料；由于增設了與地線配合使用的監(jiān)視線芯，為設置多道安全保護措施提供了條件，大大提高了電纜的安全可靠性能；另外， 本發(fā)明還具有阻燃能力強、節(jié)能環(huán)保的特點；乙丙橡膠中含有吸收硫化反應產(chǎn)生的極性物 (苯乙酮等)的功能，保證硫化乙丙橡皮有低的介電常數(shù)(ε =2.6)。采用縱包半導電尼龍綢帶的精確工藝，和特殊的配模，保證擠包內(nèi)半導電層的平坦外表面與絕緣乙丙混合膠光滑相接觸，從而能達到低的局部放電量(< 5pC)。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、鍍錫銅線芯導體；2、內(nèi)半導電層；3、絕緣橡皮層；4、絕緣屏蔽層；5、內(nèi)護層；6、監(jiān)視線芯；7、絕緣包帶；8、外護套；9、半導電包帶層。
具體實施例方式如圖1所示，煤礦用金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜，包括有三根導電線芯，三根導電線芯的外圍依次設有內(nèi)護層5、絕緣包帶7和外護套8，其特征在于每個線芯是由鍍錫銅線芯導體1、內(nèi)半導電層2、絕緣橡皮層3和兼作地線的絕緣屏蔽層4構(gòu)成，內(nèi)半導電層2、絕緣橡皮層3和兼作地線的絕緣屏蔽層4依次設在鍍錫銅線芯導體1的外圍；所述內(nèi)護層5和絕緣包帶7之間設有監(jiān)視線芯6和半導電包帶層9，通過半導電包帶層9將監(jiān)視線芯6固定在內(nèi)護層5的外圍。所述內(nèi)半導電層2為半導電尼龍帶和半導電橡皮組成。所述絕緣橡皮層3 采用以乙丙橡膠為基料的高電性絕緣膠料，絕緣橡皮層的厚度為5. 5mm。煤礦用金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜的制造工藝，包括鍍錫銅線芯導體的制備工序、 半導電屏蔽料擠包工序和絕緣擠包工序，所述鍍錫銅線芯導體的制備工序中，將1221根 Φ0. 50mm的鍍錫銅絲成束絞制而成，并在絞制好的鍍錫銅線芯導體外包一層半導電尼龍帶，將導電線芯表面包平整，以保證導體與絕緣層間達到平整接觸；所述半導電屏蔽料擠包工序中，利用Φ65擠出機用半擠管式將半導電屏蔽料擠包在線芯上；所述絕緣擠包工序中，從Φ65擠出機擠出的線芯經(jīng)一段冷卻后，才進入Φ120/Φ90擠出機的?？?，通過乙丙絕緣橡膠和絕緣屏蔽層同時擠包，可緊緊地包覆在線芯上，進行硫化、冷卻的過程中始終是在1. 5-2Mpa壓力狀態(tài)下完成。工作原理本設計方案中，地線芯的總截面積設計確定70mm2。將地線芯總截面積的1/3分別用編織形式繞在3根主線芯上，安裝使用時，一起連接在接地裝置上；既滿足接地要求，又起到屏蔽作用，整個成品電纜縮少了外徑和重量，并節(jié)省了結(jié)構(gòu)材料；監(jiān)視線芯是煤礦用高電壓(6kV及以上)移動礦用橡皮軟電纜特有要求設置，其作用是與電纜的接地線芯一起構(gòu)成監(jiān)視回路，以實現(xiàn)對接地系統(tǒng)完整性的連續(xù)監(jiān)視，當電纜受到外來損傷，接地線芯發(fā)生斷裂時，通過監(jiān)視回路直流電阻的變化導致監(jiān)視保護器的動作，及時切斷電源，確保井下安全。除此電纜監(jiān)視線芯的同軸式層狀結(jié)構(gòu)還有附帶的保護功能，當電纜受到外機械損傷，內(nèi)護層被破壞時，監(jiān)視曾與金屬編織地線間發(fā)生短路，監(jiān)視回路直流電阻也會發(fā)生變化，可使監(jiān)視保護器的電纜其它部件完好情況下提前動作，發(fā)出警報或跳間。這是第二道安全保護措施。另外，為了提搞電纜阻燃能力，本電纜的外護套基材仍用氯丁橡膠。即在護套氯丁橡膠配方中，采用國內(nèi)首創(chuàng)高效抑煙阻燃劑，以加強外護套層的阻燃能力。從物質(zhì)燃燒三要素，即可燃物、熱量(溫度)、氧氣、對其中之一加以限制，即可達到燃燒不能進行的目的。由此容易看出，使受熱或燃燒的電纜的熱量得到控制，是提高電纜的阻燃能力行之有效的途徑。無論是哪種阻燃電纜，欲能通過MT-386要求的成束燃燒試驗和負荷下燃燒試驗， 其所用材料的氧指數(shù)OI (衡量材料難燃程度特性)和合理采用電纜的結(jié)構(gòu)則是關(guān)鍵。設計的阻燃電纜要性能好、結(jié)構(gòu)最佳。通常對構(gòu)成電纜幾種可燃材料的OI來計算電纜的平衡氧指數(shù)。然后，用電纜的平均氧指數(shù)來初步評估電纜的阻燃能力，所計算的電纜平均氧指數(shù)越高，則通過MT-386要求的燃燒試驗的可能性就越大。但氧指數(shù)的提高將帶來成本增加。一般經(jīng)驗按平均氧指數(shù)約為31-34時，MYPTJ的外護套氧指數(shù)要達到34為好，煤礦井下用電纜要求既柔軟，還要抗重負荷沖砸等機械力作用，從國內(nèi)外的研究試驗和試驗應用結(jié)果，氯丁橡膠是最合適的礦用電纜外護套彈性體材料。
權(quán)利要求
1.一種煤礦用金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜，包括有三根導電線芯，三根導電線芯的外圍依次設有內(nèi)護層(5)、絕緣包帶(7)和外護套(8)，其特征在于每個線芯是由鍍錫銅線芯導體 (1)、內(nèi)半導電層O)、絕緣橡皮層(3)和兼作地線的絕緣屏蔽層(4)構(gòu)成，內(nèi)半導電層O)、 絕緣橡皮層(3)和兼作地線的絕緣屏蔽層(4)依次設在鍍錫銅線芯導體(1)的外圍；所述內(nèi)護層(5)和絕緣包帶(7)之間設有監(jiān)視線芯(6)和半導電包帶層(9)，通過半導電包帶層 (9)將監(jiān)視線芯(6)固定在內(nèi)護層(5)的外圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦用金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜，其特征在于所述鍍錫銅線芯導體(1)是由多根直徑0. 5mm的鍍錫銅線束股絞制而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦用金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜，其特征在于所述內(nèi)半導電層( 為半導電尼龍帶和半導電橡皮組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦用金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜，其特征在于所述絕緣橡皮層C3)采用以乙丙橡膠為基料的高電性絕緣膠料，絕緣橡皮層的厚度為5. 5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦用金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜，其特征在于所述兼作地線的絕緣屏蔽層(4)是用一根截面積為23. 33mm2的編織線芯均勻纏繞在絕緣橡皮層(3)的外圍以構(gòu)成絕緣屏蔽層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦用金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜，其特征在于所述外護套(8) 是由氯丁橡膠材料制成。
7.權(quán)利要求1所述的煤礦用金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜的制造工藝，其特征在于包括鍍錫銅線芯導體的制備工序、半導電屏蔽料擠包工序和絕緣擠包工序，所述鍍錫銅線芯導體的制備工序中，將1221根Φ0. 50mm的鍍錫銅絲成束絞制而成，并在絞制好的鍍錫銅線芯導體外包一層半導電尼龍帶，將導電線芯表面包平整，以保證導體與絕緣層間達到平整接觸；所述半導電屏蔽料擠包工序中，利用Φ65擠出機用半擠管式將半導電屏蔽料擠包在線芯上；所述絕緣擠包工序中，從Φ65擠出機擠出的線芯經(jīng)一段冷卻后，才進入Φ120/Φ90 擠出機的?？?，通過乙丙絕緣橡膠和絕緣屏蔽層同時擠包，可緊緊地包覆在線芯上，進行硫化、冷卻的過程中始終是在1. 5-2Mpa壓力狀態(tài)下完成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤礦用金屬屏蔽監(jiān)視型軟電纜及其制造工藝，包括有三根導電線芯，三根導電線芯的外圍依次設有內(nèi)護層、絕緣包帶和外護套，其特征在于每個線芯是由鍍錫銅線芯導體、內(nèi)半導電層、絕緣橡皮層和兼作地線的絕緣屏蔽層構(gòu)成，內(nèi)半導電層、絕緣橡皮層和兼作地線的絕緣屏蔽層依次設在鍍錫銅線芯導體的外圍；所述內(nèi)護層和絕緣包帶之間設有監(jiān)視線芯和半導電包帶層，通過半導電包帶層將監(jiān)視線芯固定在內(nèi)護層的外圍。由于鍍錫銅線芯導體的外圍設了內(nèi)半導電層，故改善了線芯的電場分布，電纜的電壓等級可達8.7/10kV，截面可達240mm2；由于采用兼作地線的絕緣屏蔽層，縮少了電纜外徑和重量，節(jié)省了原材料；由于增設了監(jiān)視線芯，大大提高了電纜的安全可靠性能。
文檔編號H01B13/24GK102262938SQ20111018551
公開日2011年11月30日 申請日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者張勝飛, 曠天申, 羅風魁 申請人:上海勝華電纜廠有限公司