本發(fā)明涉及一種智慧能源耐曲撓抗拉型復(fù)合電纜及生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

目前空中與地面連接的電纜使用量越來越大，但是傳統(tǒng)的吊裝電纜由于電纜自重及隨著風(fēng)向擺動而導(dǎo)致電纜纜芯斷裂，電纜的使用壽命大幅降低。設(shè)備結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜且智能化程度越來越高，因此設(shè)備需要電力電纜、控制電纜、電源電纜和信號電纜等，電纜排線容易亂且容易斷芯，因此需要對電纜進行加強和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。市場上很多廠家采用絞合鋼絲作為加強芯，但是鋼絲會增加電纜的重量，長時間使用會發(fā)生蠕變，電纜還是容易出現(xiàn)斷芯。常規(guī)結(jié)構(gòu)的電纜各個線芯受力不均勻且扭轉(zhuǎn)時摩擦力大，因此線芯容易斷芯。

凱芙拉纖維屬芳族聚酰胺類有機纖維，此纖維抗張強度是一般有機纖維的4倍，其模量為滌綸的9倍。由于凱芙拉纖維的比重小，所以它的比強度高于玻璃纖維、碳纖維和硼纖維。因此凱芙拉纖維編織繩是一種理想的加強芯。

聚四氟乙烯薄膜具有耐高溫的特點，它的摩擦系數(shù)極低，因此具有優(yōu)異的潤滑作用，采用聚四氟乙烯薄膜繞包線芯外可以起到潤滑和保護電纜線芯的作用。

熱塑性聚酯彈性體(TPEE)又稱聚酯橡膠，是一類含有PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)聚酯硬段和脂肪族聚酯或聚醚軟段的線型嵌段共聚物。具有以下特性：1.優(yōu)異的抗彎曲疲勞性能；2.極好的瞬間高溫性能；3.良好的抗撕裂性和耐磨性；4.出色的耐化學(xué)性和耐候性；5.優(yōu)異的電性能；6.優(yōu)異的機械性能；7.加工的多樣性和易與加，熔融流動性好，熔融狀態(tài)穩(wěn)定，收縮率低，結(jié)晶速度快。因此采用熱塑性聚酯彈性體作為絕緣層可以提高電纜的抗拉性能。

為了提高電纜的抗拉性能和耐曲撓性能，可從以下幾個方面改進：1.改進加強芯，采用重量輕、強度大、表觀光滑的凱芙拉纖維編織繩；2.電纜結(jié)構(gòu)優(yōu)化，各線芯承受的拉力基本相同；3.電纜填充要飽滿圓整；4.降低各線芯之間的摩擦力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一個目的是提供一種智慧能源耐曲撓抗拉型復(fù)合電纜。

實現(xiàn)本發(fā)明第一個目的的技術(shù)方案是一種智慧能源耐曲撓抗拉型復(fù)合電纜，包括加強芯、纜芯、邊隙填充、第三聚四氟乙烯帶和護套；所述纜芯包括2根信號傳輸纜芯、4根動力纜芯、9根控制纜芯和2根電源纜芯；所述9根控制纜芯每3根絞合成1個控制纜芯單元，共3個控制纜芯單元；所述2根電源纜芯絞合成1個電源纜芯單元；所述2根信號傳輸纜芯、4根動力纜芯、3個控制纜芯單元和1個電源纜芯單元分別設(shè)置在加強芯外部；所述邊隙填充填充于加強芯與纜芯之間；所述第三聚四氟乙烯帶和護套依次繞包在纜芯外部。

所述信號傳輸纜芯包括2根信號傳輸線芯、2個棉線填充、金屬屏蔽層和第一聚四氟乙烯帶；所述2根信號傳輸線芯相切設(shè)置，所述棉線填充填充于2根信號傳輸線芯與金屬屏蔽層之間。

所述邊隙填充為PP填充繩，包括3個，分別填充于加強芯、動力纜芯及控制纜芯單元之間。

所述加強芯為凱芙拉纖維編織繩，外徑為10mm。

所述信號傳輸線芯由內(nèi)到外依次為信號傳輸導(dǎo)體和信號傳輸絕緣；所述動力纜芯由內(nèi)到外依次為動力纜芯導(dǎo)體、動力纜芯絕緣和第二聚四氟乙烯帶；所述控制纜芯由內(nèi)到外依次為控制纜芯導(dǎo)體和控制纜芯絕緣；所述電源纜芯由內(nèi)到外依次為電源纜芯導(dǎo)體和電源纜芯絕緣。

所述信號傳輸絕緣、動力纜芯絕緣、控制纜芯絕緣和電源纜芯絕緣均采用熱塑性聚酯彈性體；所述護套采用熱塑性聚氨酯彈性體。

所述信號傳輸導(dǎo)體為鍍錫銅導(dǎo)體，截面積為1.0mm²；所述信號傳輸絕緣的厚度為0.3mm；所述棉線填充中棉線的直徑為0.3mm，根數(shù)為40根；所述金屬屏蔽層為鍍錫銅絲編織，編織密度為80％～82％，銅絲絲徑為0.15mm，錠數(shù)為16，每錠根數(shù)為5根，節(jié)距不大于15mm；所述第一聚四氟乙烯帶的厚度為0.05mm，寬度為15mm，搭蓋率為20％～30％；所述動力纜芯導(dǎo)體為鍍錫銅導(dǎo)體，截面積為10mm²；所述動力纜芯絕緣的厚度為0.7mm；所述第二聚四氟乙烯帶的厚度為0.05mm，寬度為20mm，搭蓋率為20％～30％；所述控制纜芯導(dǎo)體為鍍錫銅導(dǎo)體，截面積為1.0mm²；所述控制纜芯絕緣的厚度為0.3mm；所述電源纜芯導(dǎo)體為鍍錫銅導(dǎo)體，截面積為2.0mm²；所述電源纜芯絕緣的厚度為0.3mm；所述每個邊隙填充的外徑為2.5mm；所述第三聚四氟乙烯帶的厚度為0.05mm，寬度為40mm，搭蓋率為20％～30％；所述護套的厚度為3.0mm。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種智慧能源耐曲撓抗拉型復(fù)合電纜的生產(chǎn)工藝。

實現(xiàn)本發(fā)明第二個目的的技術(shù)方案是一種智慧能源耐曲撓抗拉型復(fù)合電纜的生產(chǎn)工藝，包含以下步驟：

步驟一：確定電纜結(jié)構(gòu)；

步驟二：制備信號傳輸纜芯：信號傳輸導(dǎo)體采用鍍錫銅絲絞合，根數(shù)為32，絲徑為0.195mm，絞合節(jié)距不大于32mm；信號傳輸絕緣為熱塑性聚酯彈性體，信號傳輸絕緣的厚度為0.30mm；棉線填充中棉線的直徑為0.3mm，根數(shù)為40根；2根信號傳輸線芯和2個棉線填充進行絞合，絞合節(jié)距不大于32mm；然后編織金屬屏蔽層和繞包第一聚四氟乙烯帶；金屬屏蔽層為鍍錫銅絲編織，編織密度為80％～82％，銅絲絲徑為0.15mm，錠數(shù)為16，每錠根數(shù)為5根，節(jié)距不大于15mm；第一聚四氟乙烯帶的厚度為0.05mm，寬度為15mm，搭蓋率為20％～30％；

步驟三：制備動力纜芯：動力纜芯導(dǎo)體采用鍍錫銅絲絞合，根數(shù)為84，絲徑為0.385mm，絞合節(jié)距大于68mm；動力纜芯絕緣為熱塑性聚酯彈性體，動力纜芯絕緣的厚度為0.70mm；繞包第二聚四氟乙烯帶；第二聚四氟乙烯帶的厚度為0.05mm，寬度為20mm，搭蓋率為20％～30％；

步驟四：制備控制纜芯：控制纜芯導(dǎo)體采用鍍錫銅絲絞合，根數(shù)為32，絲徑為0.195mm，絞合節(jié)距大于32mm；控制纜芯絕緣為熱塑性聚酯彈性體，控制纜芯絕緣的厚度為0.30mm；每3根控制纜芯進行絞合成一個控制纜芯單元，絞合節(jié)距不大于32mm；

步驟五：制備電源纜芯：電源纜芯導(dǎo)體采用鍍錫銅絲絞合，根數(shù)為41，絲徑為0.245mm，絞合節(jié)距大于45mm；電源纜芯導(dǎo)體為熱塑性聚酯彈性體，電源纜芯絕緣的厚度為0.30mm；2根電源纜芯進行絞合成電源纜芯單元，絞合節(jié)距不大于32mm；

步驟六：總成纜：中心設(shè)置一根加強芯，加強芯外順時針排列的線芯順序為：1根信號傳輸纜芯、1根動力纜芯、1個控制纜芯單元、電源纜芯單元、1個控制纜芯單元、1根信號傳輸纜芯、1個控制纜芯單元、1根動力纜芯、1根信號傳輸纜芯和1根動力纜芯相切排列成纜，動力纜芯與3個控制纜芯單元之間的空隙處填充3個邊隙填充，成纜節(jié)距為220～240mm，邊隙填充為PP填充繩，所述邊隙填充的外徑為2.5mm；

步驟七：成纜后繞包第三聚四氟乙烯帶，第三聚四氟乙烯帶的厚度為0.05mm，寬度為40mm，搭蓋率為20％～30％；

步驟八：第三聚四氟乙烯帶外擠包護套，護套的厚度為3.0mm。

所述步驟二中信號傳輸絕緣、步驟三中動力纜芯絕緣、步驟四中控制纜芯絕緣和步驟五中電源纜芯絕緣的加工步驟為：采用感應(yīng)式預(yù)熱設(shè)備預(yù)熱信號傳輸導(dǎo)體、動力纜芯導(dǎo)體、控制纜芯導(dǎo)體和電源纜芯導(dǎo)體，當(dāng)信號傳輸導(dǎo)體、動力纜芯導(dǎo)體、控制纜芯導(dǎo)體和電源纜芯導(dǎo)體的溫度達到100℃～120℃時，采用擠壓式模具擠出絕緣材料，機身溫度為180～190℃，機頭擠出溫度為200～220℃；

所述步驟三中繞包第二聚四氟乙烯帶后，將動力纜芯進入采用燒結(jié)設(shè)備進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為400～420℃，線芯的傳輸速度為4～5m/min。

所述步驟八中護套的擠出溫度：一區(qū)90℃、二區(qū)160℃、三區(qū)170℃、四區(qū)180℃、機頭溫度為185℃，采用壓縮比為1.8的螺桿。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明專利具有以下有益結(jié)果：

(1)本發(fā)明電纜的纜芯在加強芯和邊隙填充外相切排列，各纜芯受力均勻，有效的提高了電纜的耐曲撓性。

(2)本發(fā)明電纜中心采用凱芙拉纖維編織繩作為加強芯，減輕了電纜的重量，有效的提高了電纜的抗拉性能。

(3)本發(fā)明電纜的動力纜芯和信號傳輸纜芯外繞包了聚四氟乙烯帶，成纜后繞包聚四氟乙烯帶，減小了電纜因曲撓運動而導(dǎo)致的纜芯移動產(chǎn)生摩擦力，同時保護絕緣層不受損傷，有效的提高了電纜的耐曲撓性。

(4)本發(fā)明的電纜將2根信號傳輸纜芯、4根動力纜芯、9根控制纜芯和2根電源纜芯成纜，結(jié)構(gòu)圓整緊湊，可以解決布線繁雜的問題。

(5)本發(fā)明的電纜采用熱塑性聚酯彈性體作為絕緣層，采用熱塑性聚氨酯彈性體作為護套，有效的提高電纜的抗拉性能。

附圖說明

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中標(biāo)號為：加強芯1、纜芯2、信號傳輸纜芯21、信號傳輸線芯21-1、信號傳輸導(dǎo)體21-1-1、信號傳輸絕緣21-1-2、棉線填充21-2、金屬屏蔽層21-3、第一聚四氟乙烯帶21-4、動力纜芯22、動力纜芯導(dǎo)體22-1、動力纜芯絕緣22-2、第二聚四氟乙烯帶22-3、控制纜芯23、控制纜芯導(dǎo)體23-1、控制纜芯絕緣23-2、電源纜芯24、電源纜芯導(dǎo)體24-1、電源纜芯絕緣24-2、邊隙填充3、第三聚四氟乙烯帶4、護套5。

具體實施方式

(實施例1)

見圖1，本實施例的一種智慧能源耐曲撓抗拉型復(fù)合電纜，包括加強芯1、纜芯2、邊隙填充3、第三聚四氟乙烯帶4和護套5；纜芯2包括2根信號傳輸纜芯21、4根動力纜芯22、9根控制纜芯23和2根電源纜芯24；9根控制纜芯23每3根絞合成1個控制纜芯單元，共3個控制纜芯單元；2根電源纜芯24絞合成1個電源纜芯單元；2根信號傳輸纜芯21、4根動力纜芯22、3個控制纜芯單元和1個電源纜芯單元分別設(shè)置在加強芯1外部；邊隙填充3填充于加強芯1與纜芯2之間；第三聚四氟乙烯帶4和護套5依次繞包在纜芯2外部。信號傳輸纜芯21包括2根信號傳輸線芯21-1、2個棉線填充21-2、金屬屏蔽層21-3和第一聚四氟乙烯帶21-4；2根信號傳輸線芯21-1相切設(shè)置，棉線填充21-2填充于2根信號傳輸線芯21-1與金屬屏蔽層21-3之間。邊隙填充3為PP填充繩，包括3個，分別填充于加強芯1、動力纜芯22及控制纜芯單元之間。加強芯1為凱芙拉纖維編織繩，外徑為10mm。信號傳輸線芯21-1由內(nèi)到外依次為信號傳輸導(dǎo)體21-1-1和信號傳輸絕緣21-1-2；動力纜芯22由內(nèi)到外依次為動力纜芯導(dǎo)體22-1、動力纜芯絕緣22-2和第二聚四氟乙烯帶22-3；控制纜芯23由內(nèi)到外依次為控制纜芯導(dǎo)體23-1和控制纜芯絕緣23-2；電源纜芯24由內(nèi)到外依次為電源纜芯導(dǎo)體24-1和電源纜芯絕緣24-2。信號傳輸絕緣21-1-2、動力纜芯絕緣22-2、控制纜芯絕緣23-2和電源纜芯絕緣24-2均采用熱塑性聚酯彈性體；護套5采用熱塑性聚氨酯彈性體。信號傳輸導(dǎo)體21-1-1為鍍錫銅導(dǎo)體，截面積為1.0mm²；信號傳輸絕緣21-12的厚度為0.3mm；棉線填充21-2中棉線的直徑為0.3mm，根數(shù)為40根；金屬屏蔽層21-3為鍍錫銅絲編織，編織密度為80％～82％，銅絲絲徑為0.15mm，錠數(shù)為16，每錠根數(shù)為5根，節(jié)距不大于15mm；第一聚四氟乙烯帶21-4的厚度為0.05mm，寬度為15mm，搭蓋率為20％～30％；動力纜芯導(dǎo)體22-1為鍍錫銅導(dǎo)體，截面積為10mm²；動力纜芯絕緣22-2的厚度為0.7mm；第二聚四氟乙烯帶22-3的厚度為0.05mm，寬度為20mm，搭蓋率為20％～30％；控制纜芯導(dǎo)體23-1為鍍錫銅導(dǎo)體，截面積為1.0mm²；控制纜芯絕緣23-2的厚度為0.3mm；電源纜芯導(dǎo)體24-1為鍍錫銅導(dǎo)體，截面積為2.0mm²；電源纜芯絕緣24-2的厚度為0.3mm；每個邊隙填充3的外徑為2.5mm；第三聚四氟乙烯帶4的厚度為0.05mm，寬度為40mm，搭蓋率為20％～30％；護套5的厚度為3.0mm。

生產(chǎn)工藝為：

步驟一：確定如圖1所示的電纜結(jié)構(gòu)；

步驟二：制備信號傳輸纜芯21：信號傳輸導(dǎo)體21-1-1采用鍍錫銅絲絞合，根數(shù)為32，絲徑為0.195mm，絞合節(jié)距不大于32mm；信號傳輸絕緣21-1-2為熱塑性聚酯彈性體，信號傳輸絕緣21-12的厚度為0.30mm；棉線填充21-2中棉線的直徑為0.3mm，根數(shù)為40根；2根信號傳輸線芯21-1和2個棉線填充21-2進行絞合，絞合節(jié)距不大于32mm；然后編織金屬屏蔽層21-3和繞包第一聚四氟乙烯帶21-4；金屬屏蔽層21-3為鍍錫銅絲編織，編織密度為80％～82％，銅絲絲徑為0.15mm，錠數(shù)為16，每錠根數(shù)為5根，節(jié)距不大于15mm；第一聚四氟乙烯帶21-4的厚度為0.05mm，寬度為15mm，搭蓋率為20％～30％；

步驟三：制備動力纜芯22：動力纜芯導(dǎo)體22-1采用鍍錫銅絲絞合，根數(shù)為84，絲徑為0.385mm，絞合節(jié)距大于68mm；動力纜芯絕緣22-2為熱塑性聚酯彈性體，動力纜芯絕緣22-2的厚度為0.70mm；繞包第二聚四氟乙烯帶22-3；第二聚四氟乙烯帶22-3的厚度為0.05mm，寬度為20mm，搭蓋率為20％～30％；繞包第二聚四氟乙烯帶22-3后，將動力纜芯22進入采用燒結(jié)設(shè)備進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為400～420℃，線芯的傳輸速度為4～5m/min

步驟四：制備控制纜芯23：控制纜芯導(dǎo)體23-1采用鍍錫銅絲絞合，根數(shù)為32，絲徑為0.195mm，絞合節(jié)距大于32mm；控制纜芯絕緣23-2為熱塑性聚酯彈性體，控制纜芯絕緣23-2的厚度為0.30mm；每3根控制纜芯23進行絞合成一個控制纜芯單元，絞合節(jié)距不大于32mm；

步驟五：制備電源纜芯24：電源纜芯導(dǎo)體24-1采用鍍錫銅絲絞合，根數(shù)為41，絲徑為0.245mm，絞合節(jié)距大于45mm；電源纜芯導(dǎo)體24-1為熱塑性聚酯彈性體，電源纜芯絕緣24-2的厚度為0.30mm；2根電源纜芯24進行絞合成電源纜芯單元，絞合節(jié)距不大于32mm；

步驟六：總成纜：中心設(shè)置一根加強芯1，加強芯1外順時針排列的線芯順序為：1根信號傳輸纜芯21、1根動力纜芯22、1個控制纜芯單元、電源纜芯單元、1個控制纜芯單元、1根信號傳輸纜芯21、1個控制纜芯單元、1根動力纜芯22、1根信號傳輸纜芯21和1根動力纜芯22相切排列成纜，動力纜芯22與3個控制纜芯單元之間的空隙處填充3個邊隙填充3，成纜節(jié)距為220～240mm，邊隙填充3為PP填充繩，邊隙填充3的外徑為2.5mm；

步驟七：成纜后繞包第三聚四氟乙烯帶4，第三聚四氟乙烯帶4的厚度為0.05mm，寬度為40mm，搭蓋率為20％～30％；

步驟八：第三聚四氟乙烯帶4外擠包護套5，護套5的厚度為3.0mm。護套5的擠出溫度：一區(qū)90℃、二區(qū)160℃、三區(qū)170℃、四區(qū)180℃、機頭溫度為185℃，采用壓縮比為1.8的螺桿

其中，步驟二中信號傳輸絕緣21-1-2、步驟三中動力纜芯絕緣22-2、步驟四中控制纜芯絕緣23-2和步驟五中電源纜芯絕緣24-2的加工步驟為：采用感應(yīng)式預(yù)熱設(shè)備預(yù)熱信號傳輸導(dǎo)體21-1-1、動力纜芯導(dǎo)體22-1、控制纜芯導(dǎo)體23-1和電源纜芯導(dǎo)體24-1，當(dāng)信號傳輸導(dǎo)體21-1-1、動力纜芯導(dǎo)體22-1、控制纜芯導(dǎo)體23-1和電源纜芯導(dǎo)體24-1的溫度達到100℃～120℃時，采用擠壓式模具擠出絕緣材料，機身溫度為180～190℃，機頭擠出溫度為200～220℃。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明專利的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。