技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電纜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種柔性交流額定電壓3kV軌道交通機車車輛用電纜及其制備方法。
背景技術(shù)：
21世紀是我國城市軌道交通及城際鐵路迅速發(fā)展（包括地鐵、地面輕軌、高架輕軌）的時期，地鐵與其它交通工具相比，具有行車速度快、旅客運送量大、不占用地面空間、環(huán)保無尾氣排放等特點，是解決目前城市交通擁擠、尾氣排放造成空氣污染的有效辦法。隨著城市的快速發(fā)展，功能的日益復雜以及人口的急劇增多，建設(shè)快速的地下軌道交通網(wǎng)絡(luò)已刻不容緩。交流額定電壓3kV軌道交通機車車輛內(nèi)部專用用電纜，作為其重要配套產(chǎn)品，已得到了廣泛的應用。目前應用軌道交通機車車輛內(nèi)部的專用電纜主要為普通的無鹵交聯(lián)聚烯烴絕緣電纜，該電纜在使用過程中暴露出的主要問題為：絕緣采用無鹵交聯(lián)聚烯烴材料，該材料屬于塑料，材料較硬，而機車內(nèi)部電纜的使用環(huán)境非常狹小，出現(xiàn)電纜不易彎曲，彎曲過度存在開裂的風險；電纜的耐油性能不好，不能同時耐油燃料油和礦物油，導致電纜長期和油污接觸，出現(xiàn)膨脹，存在安全隱患?？傊壳坝玫某Ｒ?guī)電纜在使用特性、對環(huán)境的適應性能、安全可靠性、環(huán)保性能等均不能滿足要求，往往會造成傳輸性能下降、可靠性能低、故障率高等問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了一種柔性交流額定電壓3kV軌道交通機車車輛用電纜，該電纜不但具有優(yōu)異的電氣絕緣性能，同時還有優(yōu)良的耐油性，能同時耐受礦物油和燃料油，而且電纜由于材料和橡膠彈性體材料，確保電纜本體的柔韌性，滿足電纜過度彎曲安裝的需要，電纜整個所用材料都為不含鹵素的環(huán)保材料，滿足電纜電纜無鹵低煙的安全環(huán)保特性要求。
本發(fā)明還公開了該電纜的制備方法。
本發(fā)明所述的一種柔性交流額定電壓3kV軌道交通機車車輛用電纜，包括設(shè)置在電纜最中心的導體，在導體外依次設(shè)有隔離層、內(nèi)絕緣層、外絕緣層。
進一步改進，所述導體采用符合國標GB/T2956-2008規(guī)定的第6種鍍錫銅芯軟導體。進一步改進，所述的隔離層采用具有柔軟易折的電隔紙材料。
進一步改進，所述的內(nèi)絕緣層采用乙丙橡膠混合物彈性體材料，具有較高柔韌性和優(yōu)異電性能。
進一步改進，所述的外絕緣層采用無鹵橡膠彈性體材料，具有優(yōu)良耐油性能（同時耐礦物油和燃料油）。
一種柔性交流額定電壓3kV軌道交通機車車輛用電纜的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
1）導體采用符合GB/T3956-2008第6類結(jié)構(gòu)的鍍錫銅芯軟導體，導體生產(chǎn)經(jīng)過拉絲—退火—鍍錫—束絲—復絞幾個階段，先通過采用束絞的將銅單線形成股線，然后將股線經(jīng)過復絞方式形成導體，生產(chǎn)過程通過拉絲機、退火機、鍍錫機、束絲機和絞線機完成；
2）隔離層采用繞包的形式，通過繞包機在導體束絞的同時，重疊繞包在導體表面，形成隔離層。
3）內(nèi)絕緣層的制備：將乙丙橡膠和硫化劑、補強劑、防老劑、補強劑進行混合，通過密煉機和開煉機進行混煉，制成性能符合要求，且適應于擠出生產(chǎn)的混煉膠；乙丙橡膠采用進口美國陶氏化學牌號為3722P，通過添加多種配合劑制成的乙丙橡膠混合物彈性體材料；
4）外層絕緣層的制備：采用EVA乙烯-醋酸乙烯共聚物為基料，添加不含鹵素的硫化劑、補強劑、防老劑、填充劑進行混合通過密煉機和開煉機進行混煉，制成性能符合要求的橡膠彈性體材料；
5）內(nèi)絕緣層和外絕緣層通過雙層共擠連續(xù)硫化設(shè)備完成，通過調(diào)整各層模具的距離調(diào)整好擠出壓力，同時要準確進行校模，防止擠出出現(xiàn)偏心，具體由Φ90、Φ120兩臺螺桿長徑比在16：1的擠橡機通過對擠機頭一次性擠包在隔離層表面，形成緊密的一體；然后擠包好的絕緣層經(jīng)密閉的高壓蒸汽管道加熱連續(xù)硫化，再經(jīng)密閉的高壓冷卻水管道，對線芯進行冷卻固定成形，整個裝置采用高壓蒸汽硫化、水冷卻管道自動連續(xù)完整；生產(chǎn)過程中主要的工藝參數(shù)為：Ф90擠出內(nèi)絕緣擠橡塑化溫度：55~85℃，其中加料段為55℃，塑化段為75~85℃，Ф120擠出外絕緣擠橡塑化溫度：65~90℃，其中加料段為65℃，塑化段為85~90℃，蒸汽管段的壓力控制在0.8~1.0MPa之間，線速度控制在6~10min/m之間，依據(jù)蒸汽壓力和線速度二者進行適當?shù)拇钆湔{(diào)整，確保絕緣橡皮得到充分硫化。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果在于：
本發(fā)明內(nèi)層絕緣采用耐熱100℃乙丙橡皮彈性體材料，通過連續(xù)擠橡及硫化工藝，實現(xiàn)具有優(yōu)良電性能，同時乙丙橡皮混合物通過高溫高壓的蒸汽管道，由易于變形的熱塑性高分子聚合物變?yōu)榫哂懈邚椥?、較高韌性的熱固性高分子聚合物。與無鹵交聯(lián)聚烯烴絕緣電纜相比，電纜絕緣更加柔軟，且具有彈性，能夠滿足于電纜在狹小環(huán)境中使用時，承受過度彎曲的要求。同時絕緣經(jīng)過硫化處理，轉(zhuǎn)變?yōu)闊峁绦詮椥泽w保證了電纜的耐溫等級的要求。
本發(fā)明的外絕緣采用無鹵低煙耐油EVA橡膠彈性體材料，通過連續(xù)擠橡及硫化工藝實現(xiàn)由易于變形的熱塑性高分子聚合物變?yōu)榫哂懈邚椥?、較高韌性的熱固性高分子聚合物。與常規(guī)電纜采用塑料型的無鹵低煙交聯(lián)聚烯烴材料相比，由于無鹵低煙交聯(lián)聚烯烴采用的是輻照交聯(lián)工藝，在輻照的均勻性控制上的難度比較大，容易導致電纜不能通過燃料油和礦物油試驗。而該材料交聯(lián)工藝采用高壓蒸汽硫化，工藝易控制，電纜硫化均勻，確保電纜完全能夠通過燃料油和礦物油試驗。同時由于電纜為熱固性彈性體，與塑料型護套相比，電纜具有更好的柔韌性和彈性，避免了塑料型護套在過度彎曲使用時存在的開裂風險。
本發(fā)明電纜的性能特征：電纜的最小彎曲半徑可到6D，常規(guī)交聯(lián)聚乙烯電纜的最小彎曲半徑為15D；其彎曲半徑遠小于常規(guī)電纜，能夠承受更大程度的電纜彎曲；電纜的耐油性能等綜合性能較交聯(lián)聚烯烴相比，性能更穩(wěn)定，生產(chǎn)工藝易控制。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示的柔性交流額定電壓3kV軌道交通機車車輛用電纜，該電纜由設(shè)置在電纜最中心的導體1以及導體外依次設(shè)有隔離層2、內(nèi)絕緣層3、外絕緣層4構(gòu)成；其中，導體采用符合國標GB/T2956-2008規(guī)定的第6種鍍錫銅芯軟導體，隔離層采用具有柔軟易折的電隔紙材料，內(nèi)絕緣層采用具有較高柔韌性和優(yōu)異電性能的乙丙橡膠混合物彈性體材料，外絕緣層采用具有優(yōu)良耐油性能同時耐礦物油和燃料油的無鹵橡膠彈性體材料。
該柔性交流額定電壓3kV軌道交通機車車輛用電纜的制備方法，包括如下步驟：
1）導體采用符合GB/T3956-2008第6類結(jié)構(gòu)的鍍錫銅芯軟導體，導體生產(chǎn)經(jīng)過拉絲—退火—鍍錫—束絲—復絞幾個階段，先通過采用束絞的將銅單線形成股線，然后將股線經(jīng)過復絞方式形成導體，生產(chǎn)過程通過拉絲機、退火機、鍍錫機、束絲機和絞線機完成；
2）隔離層采用繞包的形式，通過繞包機在導體束絞的同時，重疊繞包在導體表面，形成隔離層。
3）內(nèi)絕緣層的制備：將乙丙橡膠和硫化劑、補強劑、防老劑、補強劑進行混合，通過密煉機和開煉機進行混煉，制成性能符合要求，且適應于擠出生產(chǎn)的混煉膠；乙丙橡膠采用進口美國陶氏化學牌號為3722P，通過添加多種配合劑制成的乙丙橡膠混合物彈性體材料；
4）外層絕緣層的制備：采用EVA乙烯-醋酸乙烯共聚物為基料，添加不含鹵素的硫化劑、補強劑、防老劑、填充劑進行混合通過密煉機和開煉機進行混煉，制成性能符合要求的橡膠彈性體材料；
5）內(nèi)絕緣層和外絕緣層通過雙層共擠連續(xù)硫化設(shè)備完成，通過調(diào)整各層模具的距離調(diào)整好擠出壓力，同時要準確進行校模，防止擠出出現(xiàn)偏心，具體由Φ90、Φ120兩臺螺桿長徑比在16：1的擠橡機通過對擠機頭一次性擠包在隔離層表面，形成緊密的一體；然后擠包好的絕緣層經(jīng)密閉的高壓蒸汽管道加熱連續(xù)硫化，再經(jīng)密閉的高壓冷卻水管道，對線芯進行冷卻固定成形，整個裝置采用高壓蒸汽硫化、水冷卻管道自動連續(xù)完整；生產(chǎn)過程中主要的工藝參數(shù)為：Ф90擠出內(nèi)絕緣擠橡塑化溫度：55~85℃，其中加料段為55℃，塑化段為75~85℃，Ф120擠出外絕緣擠橡塑化溫度：65~90℃，其中加料段為65℃，塑化段為85~90℃，蒸汽管段的壓力控制在0.8~1.0MPa之間，線速度控制在6~10min/m之間，依據(jù)蒸汽壓力和線速度二者進行適當?shù)拇钆湔{(diào)整，確保絕緣橡皮得到充分硫化。
本發(fā)明具體應用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發(fā)明的保護范圍。