防水绝缘电线电缆的制作方法

1.本实用新型涉及电缆技术领域，具体而言涉及防水绝缘电线电缆。


背景技术：

2.橡套防水绝缘电缆广泛使用于各种电器设备，例如日用电器，电动机械，电工装置和器具的移动式电源线，同时可在室内或户外环境条件下使用，矿用电动机械上使用的电缆为矿用特种防水绝缘电线电缆，适用于配套矿山各种移动电器设备以及采掘机械，其柔软性较好，可应对机械设备的大范围移动以及晃动，以及在恶劣环境下，例如井下恶劣的湿度环境和瓦斯环境下的使用。
3.现有的矿用橡套电缆为了保证其柔软性，均采用不同材质的橡胶护套对缆芯进行绝缘防护，而矿场环境较为复杂，特别是在地下煤矿中使用时，其使用环境光线较差，空间较为狭窄，矿井下的渗水环境导致环境恶劣，而且大型采矿设备容易对电缆造成碰撞或碾压，导致电缆断裂，电缆断裂处发生漏电，人员若无法及时发现，有触电的危险，且地下煤矿中瓦斯含量较高，电缆断裂时，断裂处可能会产生火花，极为危险。


技术实现要素：

4.本实用新型目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种防水绝缘电线电缆，包括：
5.三个动力导电单元；
6.控制导电单元，三个所述动力导电单元和一个所述控制导电单元相切布置；
7.阻燃绕包层，三个所述动力导电单元和一个所述控制导电单元两两相切的被所述阻燃绕包层包覆；
8.其中，所述阻燃绕包层的外侧挤包有用于覆盖断面的改性沥青层，所述改性沥青层的外侧壁编织有用于包裹所述改性沥青层的包覆层，所述包覆层的外侧包覆有滑动层，所述滑动层的外侧壁包覆有用于防护的外护套；
9.所述包覆层被设置成可包住所述改性沥青层，并在包覆层受压变形时，能挤压所述改性沥青层发生流动填补所述包覆层内的空间。
10.优选的，所述动力导电单元、所述控制导电单元的外壁和所述动力导电单元的内壁之间填充有用于导热的填充条。
11.优选的，所述包覆层为凯夫拉编织层。
12.优选的，所述滑动层为聚四氟乙烯薄膜层，所述滑动层挤包在所述包覆层的外侧壁。
13.优选的，所述滑动层为铝箔层，所述滑动层绕包在所述包覆层的外侧壁。
14.优选的，所述滑动层的搭盖率为25％-35％。
15.优选的，三个所述动力导电单元和一个所述控制导电单元相切位置处的外侧均设有一个用于监控的监视线芯，所述监视线芯的外侧壁挤包有监视线芯绝缘层。
16.优选的，所述动力导电单元包括由内到依次布置的动力线芯、内屏蔽层、动力线芯
绝缘层、外屏蔽层和金属屏蔽层。
17.优选的，所述控制导电单元包括三个布置的控制线芯和包覆在其外侧的控制线芯绝缘层，三个所述控制线芯绝缘层相切布置，三个相切布置的所述控制线芯绝缘层外侧包覆有金属带屏蔽层，所述金属带屏蔽层的外侧壁包覆有内护套。
18.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
19.本发明提出的防水绝缘电线电缆，在电缆受到外部压力时受压部位向内部凹陷，在形变量较大时，铜制的动力线芯和控制线芯会发生断裂，电缆受到冲击力凹陷的同时，受冲击力一侧的凯夫拉编织层同步向内凹陷，对sbs改性沥青进行包裹，使得高度粘稠状的sbs改性沥青发生形变，渗入凹陷断裂处，使得凯夫拉编织层两侧均包裹sbs改性沥青，并在挤压力作用下，流动至动力线芯和控制线芯的断面进行封堵，起到隔离防水绝缘的作用，防止出现漏电的现象，安全性较高。
20.应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。
21.结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
22.附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：
23.图1是本实用新型所示的防水绝缘电线电缆结构示意图；
24.图2为图1中a处放大示意图；
25.图3是本实用新型所示的防水绝缘电线电缆的动力导电单元结构示意图；
26.图4是本实用新型所示的防水绝缘电线电缆的控制导电单元结构示意图；
27.图5是本实用新型所示的防水绝缘电线电缆的受力形变示意图。
具体实施方式
28.为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
29.在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。
30.由于防水绝缘电线电缆在地下煤矿中使用时，其使用环境光线较差，空间较为狭窄，大型采矿设备容易对电缆造成碰撞或碾压，导致电缆断裂，电缆断裂处发生漏电，人员若无法及时发现，有触电的危险，且地下煤矿中瓦斯含量较高，电缆断裂时，断裂处可能会
产生火花，较为危险，因此，亟需一种防水绝缘电线电缆，在采矿设备对其碾压造成断裂时，同时对线缆芯断面进行封闭，防止电缆断裂处发生漏电现象。
31.结合图1、图3和图4所示，本实用新型提供一种防水绝缘电线电缆，尤其是适用于矿井下等恶劣环境下使用的防水绝缘电线电缆，其包括动力导电单元1、控制导电单元2和阻燃绕包层3。
32.其中，动力导电单元1包括由内到依次布置的动力线芯11、内屏蔽层12、动力线芯绝缘层13、外屏蔽层14和金属屏蔽层15。
33.在可选的实施例中，动力线芯11为若干股铜质导线相互绞合而成，内屏蔽层12和外屏蔽层14均为半导体尼龙材质，起到对动力线芯11电磁屏蔽的作用，动力线芯绝缘层13为xlpe绝缘材质，其具有极佳的电气性能，绝缘性较好，可有效的对动力线芯11进行绝缘隔离，金属屏蔽层15为铜丝编织的金属屏蔽网制成，其在起到屏蔽效果的同时，柔性较好，不会对电缆的柔性造成影响。
34.进一步的，控制导电单元2包括三个布置的控制线芯21和包覆在其外侧的控制线芯绝缘层22，三个控制线芯绝缘层22相切布置，三个相切布置的控制线芯绝缘层22外侧包覆有金属带屏蔽层23，金属带屏蔽层23的外侧壁包覆有内护套24。
35.在可选的实施例中，控制线芯21为若干股铜质导线相互绞合而成，控制线芯绝缘层22为xlpe绝缘材质，其具有极佳的电气性能，绝缘性较好，金属带屏蔽层23为铜带绕包制成，对控制线芯21进行良好的电磁屏蔽，保证控制电路电信号正常传输，内护套24为氯丁橡胶挤包制成，对控制线芯21进行防护。
36.进一步的，三个动力导电单元1和一个控制导电单元2两两相切的被阻燃绕包层3包覆。
37.在可选的实施例中，阻燃绕包层3可采用云母带进行绕包，其阻燃效果较好。
38.结合图1所示，阻燃绕包层3的外侧挤包有用于覆盖断面的改性沥青层4，改性沥青层4的外侧壁编织有用于包裹改性沥青层4的包覆层5。
39.在可选的实施例中，改性沥青层4采用阻燃sbs改性沥青挤包制成，为高度粘稠状，且受力易形变，其耐高温和抗低温性能较好，弹性和韧性较好，粘接力较强，且具有良好的绝缘性能，包覆层5为凯夫拉编织层，采用凯夫拉编织制成，其强度高、韧性好且耐高温。
40.如此，在电缆受到尖锐物体造成的过大挤压力时，电缆受压部位向内部凹陷，由于铜质的动力线芯11和控制线芯21弹性形变能力较差，在形变量较大时，铜质的动力线芯11和控制线芯21会发生断裂，而凯夫拉编织层具有良好的强度和韧性，不会发生断开，且改性沥青层4为高度粘稠状，不会发生分裂的断面。
41.尤其是电缆受到冲击力凹陷的同时，受冲击力一侧的凯夫拉编织层同步向内凹陷，凯夫拉在凹陷时，对与其融合的sbs改性沥青进行包裹和牵拉，使得高度粘稠状的sbs改性沥青发生形变，填充到动力线芯11和控制线芯21的断面处进行封堵，起到隔离防水绝缘的作用，防止出现漏电的现象，安全性较高。
42.在优选的实施例中，凯夫拉编织层存在编织空隙，优选的，凯夫拉编织层的编织密度为70-85％，可提高凯夫拉编织层表面与改性沥青层4的结合能力，使凯夫拉编织层在发生变形和位移时，可有效的将粘附在其表面的高度粘稠状的sbs改性沥青发生移动，防止sbs改性沥青在电缆发生挤压后，向远离挤压部位发生轴向移动，导致导体断裂处填充量
少。
43.具体的，改性沥青层4填充在编织空隙内，使凯夫拉编织层与sbs改性沥青相互融合，并在受压处，能穿过凯夫拉编织层填充在凯夫拉编织层两侧的空隙中，提高绝缘和防水效果。
44.进一步的，包覆层5的外侧包覆有滑动层6。
45.滑动层6的外侧壁包覆有用于防护的外护套7。
46.在可选的实施例中，滑动层6为聚四氟乙烯薄膜层，滑动层6挤包在包覆层5的外侧壁。
47.由于聚四氟乙烯薄膜摩擦系数极低，在受到外界冲击力时，电缆发生凹陷，包覆层5和外护套7同步向内凹陷，由于外护套7位于包覆层5外侧，且不同材质的形变性能不同，因此，外护套7和包覆层5凹陷时的形变量不同，包覆层5与外护套7沿形变方向发生相对滑动，位于包覆层5和外护套7之间的聚四氟乙烯薄膜起到润滑的作用，防止因外护套7和包覆层5之间产生过大摩擦力而导致的外护套7断裂。
48.在可选的实施例中，滑动层6为铝箔层，滑动层6绕包在包覆层5的外侧壁，铝箔层绕包的滑动层6在起到一定的隔离润滑作用时，具有良好的电磁屏蔽效果，保证电缆内部电磁环境的稳定。
49.在可选的实施例中，滑动层6采用薄的铝箔层，滑动层6的搭盖率为25％-35％，在电缆弯曲时，铝箔依然能够相互搭盖，保证屏蔽效果。
50.进一步的，外护套7采用聚氯乙烯材质，其具有较好的电气绝缘性能，不易被酸、碱腐蚀，可有效的阻隔外界环境的腐蚀作用，保证电缆的安全正常运行。
51.进一步的，动力导电单元1、控制导电单元2的外壁和动力导电单元1的内壁之间填充有用于导热的填充条8。
52.在可选的实施例中，填充条8采用导热硅橡胶材质，其具有一良好的导热性能，在起到填充间隙作用的同时，可将动力导电单元1和控制导电单元2自身产生的热量传导至改性沥青层4上，保证改性沥青层4始终处于粘稠状态。
53.进一步的，三个动力导电单元1和一个控制导电单元2相切位置处的外侧均设有一个用于监控的监视线芯9，监视线芯9的外侧壁挤包有监视线芯绝缘层91。
54.在可选的实施例中，监视线芯9采用单股铜芯导线，监视线芯绝缘层91采用阻燃pvc材质，其绝缘效果较好。
55.如此，在缆芯发生断裂时，电缆屏蔽层发生断开，断裂处的电磁场变化，监视线芯9检测到电磁场发生变化时，远程控制设备断开电路，防止造成漏电。
56.本实用新型还提出一种前述实施例的防水绝缘电线电缆的制备工艺，包括以下步骤：
57.步骤1、制作动力导电单元1：
58.1-1)使用挤出机在动力线芯11外侧挤包形成三层共挤层，由内到外分别为内屏蔽层12、动力线芯绝缘层13和外屏蔽层14；
59.1-2)使用编织机并采用直径为0.2mm的铜丝在外屏蔽层14外侧编织成金属网，最终形成金属屏蔽层15。
60.步骤2、制作控制导电单元2：
61.2-1)使用挤出机将xlpe绝缘材料挤包在控制线芯21外侧，形成控制线芯绝缘层22；
62.2-2)使用绞线机将三个挤包有控制线芯绝缘层22的控制线芯21相互绞合在一起，然后使用绕卷机将铜带绕包在相互绞合在一起的控制线芯21外侧，形成金属带屏蔽层23；
63.2-3)最后使用挤出机将氯丁橡胶挤包在金属带屏蔽层23外侧，形成内护套24。
64.步骤3、制作监视导线：
65.使用挤出机将阻燃pvc挤包在监视线芯9外侧，形成监视线芯绝缘层91。
66.步骤4、制作缆芯：
67.4-1)使用绞线机将一个控制导电单元2、三个动力导电单元1和四个监视导线9相互绞合在一起，使得一个控制导电单元2和三个动力导电单元1两两相切布置，四个监视导线9分别位于一个控制导电单元2和三个动力导电单元1相切位置处外侧；
68.4-2)使用绕卷机将云母带对相互绞合的一个控制导电单元2、三个动力导电单元1进行绕包，形成阻燃绕包层3；
69.4-3)然后在阻燃绕包层3、控制导电单元2、动力导电单元1和监视导线9之间的空隙内嵌入导热硅橡胶材质的填充条8。
70.步骤5、制作改性沥青层4：
71.使用挤出机将sbs改性沥青挤包在阻燃绕包层3外侧，形成改性沥青层4，挤包厚度为5mm，挤包后呈高度黏稠状，其在正常状态下不流动，在受力状态下易发生形变。
72.步骤6、制作包覆层5：
73.使用编织机将凯夫拉纤维编织在改性沥青层4外侧，形成包覆层5，且编织厚度为1mm，编织率为80％。
74.步骤7、制作滑动层6：
75.当滑动层6采用聚四氟乙烯材质时，使用挤出机将聚四氟乙烯挤包在包覆层5外侧，当滑动层6采用铝箔材质时，使用绕卷机将铝箔绕包在包覆层5外侧，且铝箔绕包的搭盖率为25％-35％。
76.步骤8、制作外护套7：
77.使用挤出机将聚氯乙烯挤包在滑动层6外侧，形成外护套7。
78.综合以上实施例，在电缆受到尖锐物体造成的过大挤压力时，电缆受压部位向内部凹陷，由于铜制的动力线芯11和控制线芯21弹性形变能力较差，在形变量较大时，铜制的动力线芯11和控制线芯21会发生断裂，而凯夫拉编织层具有良好的强度和韧性，不会发生断开，改性沥青层4为高度粘稠状，不会发生分裂的断面，电缆受到冲击力凹陷的同时，受冲击力一侧的凯夫拉编织层同步向内凹陷。
79.由于凯夫拉编织层存在编织空隙，其表面摩擦力较大，粘稠状流体的sbs改性沥青会填充至编织空隙内，凯夫拉编织层与sbs改性沥青相互融合，凯夫拉在凹陷时，对与其融合的sbs改性沥青进行进一步包裹和牵拉，使得高度粘稠状的sbs改性沥青发生形变，深入凹陷断裂处的凯夫拉编织层两侧均包裹有sbs改性沥青(如图5所示)，并在挤压力作用下，流动至动力线芯11和控制线芯21的断面进行封堵，起到隔离防水绝缘的作用，防止出现漏电的现象，安全性较高。
80.在可选的实施例中，如前述的，滑动层6采用聚四氟乙烯薄膜层，滑动层6挤包在包
覆层5的外侧壁，聚四氟乙烯薄膜摩擦系数极低，在受到外界冲击力时，电缆发生凹陷，包覆层5和外护套7同步向内凹陷，由于外护套7位于包覆层5外侧，且不同材质的形变性能不同，因此，外护套7和包覆层5凹陷时的形变量不同，包覆层5与外护套7沿形变方向发生相对滑动，位于包覆层5和外护套7之间的聚四氟乙烯薄膜起到润滑的作用，防止因外护套7和包覆层5之间产生过大摩擦力而导致的外护套7断裂。
81.在另外的实施例中，滑动层6为铝箔层，滑动层6绕包在包覆层5的外侧壁，铝箔层绕包的滑动层6在起到一定的隔离润滑作用时，具有良好的电磁屏蔽效果，保证电缆内部电磁环境的稳定。
82.通过本实用新型制备的电缆产品经检测，其有益特性在于：
83.1)抗剪切性能
84.产品经检测，在电缆径向上采用厚度为1mm，长度大于电缆整体直径的剪切刀对电缆进行冲击，电缆在受到100j能量的冲击下，电缆的包覆层未发生明显断裂。
85.2)阻燃性能
86.产品经检测，成品电缆通过gb/t18380-2008的电缆在火焰条件下的燃烧实验。
87.3)烟密度性能
88.产品经检测，实测电缆通过gb/t 17651-2008的烟密度试验。
89.虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。