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1、(10)申请公布号 CN 102262938 A (43)申请公布日 2011.11.30 CN 102262938 A *CN102262938A* (21)申请号 201110185516.4 (22)申请日 2011.07.04 H01B 11/06(2006.01) H01B 7/32(2006.01) H01B 7/295(2006.01) H01B 3/28(2006.01) H01B 13/02(2006.01) H01B 13/14(2006.01) H01B 13/24(2006.01) (71)申请人 上海胜华电缆厂有限公司 地址 201314 上海市浦东新区新场镇奉新公 。
2、路 102 号 (72)发明人 旷天申 张胜飞 罗风魁 (54) 发明名称 煤矿用金属屏蔽监视型软电缆及其制造工艺 (57) 摘要 本发明公开了一种煤矿用金属屏蔽监视型软 电缆及其制造工艺， 包括有三根导电线芯， 三根导 电线芯的外围依次设有内护层、 绝缘包带和外护 套， 其特征在于 ： 每个线芯是由镀锡铜线芯导体、 内半导电层、 绝缘橡皮层和兼作地线的绝缘屏蔽 层构成， 内半导电层、 绝缘橡皮层和兼作地线的绝 缘屏蔽层依次设在镀锡铜线芯导体的外围 ； 所述 内护层和绝缘包带之间设有监视线芯和半导电包 带层， 通过半导电包带层将监视线芯固定在内护 层的外围。由于镀锡铜线芯导体的外围设了内半 导。
3、电层， 故改善了线芯的电场分布， 电缆的电压等 级可达 8.7/10kV， 截面可达 240mm2； 由于采用兼 作地线的绝缘屏蔽层， 缩少了电缆外径和重量， 节 省了原材料 ； 由于增设了监视线芯， 大大提高了 电缆的安全可靠性能。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 CN 102262952 A1/1 页 2 1. 一种煤矿用金属屏蔽监视型软电缆， 包括有三根导电线芯， 三根导电线芯的外围依 次设有内护层(5)、 绝缘包带(7)和外护套(8)， 其特征在于 ： 每个线芯是由镀锡铜线芯导体 (1。
4、)、 内半导电层 (2)、 绝缘橡皮层 (3) 和兼作地线的绝缘屏蔽层 (4) 构成， 内半导电层 (2)、 绝缘橡皮层 (3) 和兼作地线的绝缘屏蔽层 (4) 依次设在镀锡铜线芯导体 (1) 的外围 ； 所述 内护层(5)和绝缘包带(7)之间设有监视线芯(6)和半导电包带层(9)， 通过半导电包带层 (9) 将监视线芯 (6) 固定在内护层 (5) 的外围。 2. 根据权利要求 1 所述的煤矿用金属屏蔽监视型软电缆， 其特征在于 ： 所述镀锡铜线 芯导体 (1) 是由多根直径 0.5mm 的镀锡铜线束股绞制而成。 3. 根据权利要求 1 所述的煤矿用金属屏蔽监视型软电缆， 其特征在于 ： 所。
5、述内半导电 层 (2) 为半导电尼龙带和半导电橡皮组成。 4. 根据权利要求 1 所述的煤矿用金属屏蔽监视型软电缆， 其特征在于 ： 所述绝缘橡皮 层 (3) 采用以乙丙橡胶为基料的高电性绝缘胶料， 绝缘橡皮层的厚度为 5.5mm。 5. 根据权利要求 1 所述的煤矿用金属屏蔽监视型软电缆， 其特征在于 ： 所述兼作地线 的绝缘屏蔽层 (4) 是用一根截面积为 23.33mm2的编织线芯均匀缠绕在绝缘橡皮层 (3) 的 外围以构成绝缘屏蔽层。 6.根据权利要求1所述的煤矿用金属屏蔽监视型软电缆， 其特征在于 ： 所述外护套(8) 是由氯丁橡胶材料制成。 7. 权利要求 1 所述的煤矿用金属屏蔽。
6、监视型软电缆的制造工艺， 其特征在于 ： 包括镀 锡铜线芯导体的制备工序、 半导电屏蔽料挤包工序和绝缘挤包工序， 所述镀锡铜线芯导体 的制备工序中， 将 1221 根 0.50mm 的镀锡铜丝成束绞制而成， 并在绞制好的镀锡铜线芯 导体外包一层半导电尼龙带， 将导电线芯表面包平整， 以保证导体与绝缘层间达到平整接 触 ； 所述半导电屏蔽料挤包工序中， 利用 65 挤出机用半挤管式将半导电屏蔽料挤包在线 芯上 ； 所述绝缘挤包工序中， 从 65 挤出机挤出的线芯经一段冷却后， 才进入 120/90 挤出机的模口， 通过乙丙绝缘橡胶和绝缘屏蔽层同时挤包， 可紧紧地包覆在线芯上， 进行硫 化、 冷却。
7、的过程中始终是在 1.5-2Mpa 压力状态下完成。 权 利 要 求 书 CN 102262938 A CN 102262952 A1/3 页 3 煤矿用金属屏蔽监视型软电缆及其制造工艺 技术领域 0001 本发明涉及一种电缆及其制造工艺， 具体是一种煤矿用金属屏蔽监视型软电缆及 其制造工艺。 背景技术 0002 煤矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆是煤矿井下的主要电缆品种， 随着煤矿 井下采掘设备装机容量不断增加， 原有产品的电压等级和截面已满足不了煤矿使用要求， 因此新制订的 MT818-2009煤矿用阻燃电缆 行业标准， 已经将产品的电压等级等提高到 8.7/10kV， 制造截面最大为 1。
8、50mm2， 但仍不能满足煤矿发展使用要求。 0003 传统的煤矿的供电系统的中性点不是直接接地的。 电缆的地线芯直流电阻必须满 足有关规程规定。10kV 供电系统中保护装置的应用不如低压系统的普遍， 电缆单相接地之 后， 往往不能及时处理， 会引起另一相在不同区域对地击穿， 造成两相通过地线短路。故地 线芯要有足够截面。 地线芯与动力线芯之间存在电容和互感， 在实际应用中， 地线芯必须良 好接地， 否则会引起严重的人身伤亡。 发明内容 0004 为了克服上述之不足， 本发明目的在于提供一种质量好、 安全可靠的煤矿用金属 屏蔽监视型软电缆。 0005 本发明的另一目的在于提供一种煤矿用金属屏蔽。
9、监视型软电缆的制造工艺。 0006 为了实现上述目的， 本发明采用以下的技术方案 ： 0007 煤矿用金属屏蔽监视型软电缆， 包括有三根导电线芯， 三根导电线芯的外围依次 设有内护层、 绝缘包带和外护套， 其特征在于 ： 每个线芯是由镀锡铜线芯导体、 内半导电层、 绝缘橡皮层和兼作地线的绝缘屏蔽层构成， 内半导电层、 绝缘橡皮层和兼作地线的绝缘屏 蔽层依次设在镀锡铜线芯导体的外围 ； 所述内护层和绝缘包带之间设有监视线芯和半导电 包带层， 通过半导电包带层将监视线芯固定在内护层的外围。 0008 所述镀锡铜线芯导体是由多根直径 0.5mm 的镀锡铜线束股绞制而成。 0009 所述内半导电层为半。
10、导电尼龙带和半导电橡皮组成。 0010 所述绝缘橡皮层采用以乙丙橡胶为基料的高电性绝缘胶料， 绝缘橡皮层的厚度为 5.5mm。 0011 所述兼作地线的绝缘屏蔽层是用一根截面积为 23.33mm2的编织线芯均匀缠绕在 绝缘橡皮层的外围以构成绝缘屏蔽层。 0012 所述外护套是由氯丁橡胶材料制成。 0013 煤矿用金属屏蔽监视型软电缆的制造工艺， 包括镀锡铜线芯导体的制备工序、 半导电屏蔽料挤包工序和绝缘挤包工序， 所述镀锡铜线芯导体的制备工序中， 将 1221 根 0.50mm 的镀锡铜丝成束绞制而成， 并在绞制好的镀锡铜线芯导体外包一层半导电尼龙 带， 将导电线芯表面包平整， 以保证导体与绝。
11、缘层间达到平整接触 ； 所述半导电屏蔽料挤包 说 明 书 CN 102262938 A CN 102262952 A2/3 页 4 工序中， 利用 65 挤出机用半挤管式将半导电屏蔽料挤包在线芯上 ； 所述绝缘挤包工序 中， 从 65 挤出机挤出的线芯经一段冷却后， 才进入 120/90 挤出机的模口， 通过乙丙 绝缘橡胶和绝缘屏蔽层同时挤包， 可紧紧地包覆在线芯上， 进行硫化、 冷却的过程中始终是 在 1.5-2Mpa 压力状态下完成。 0014 本发明的有益效果 ： 由于镀锡铜线芯导体的外围设了内半导电层， 故改善了线芯 的电场分布， 降低最大场强， 减少了屏蔽与绝缘橡皮层间的间隙， 大大。
12、提高了电缆的产品质 量， 本发明的电缆的电压等级可达8.7/10kV， 截面可达240mm2； 由于采用兼作地线的绝缘屏 蔽层， 使整个成品电缆缩少了外径和重量， 并节省了原材料 ； 由于增设了与地线配合使用的 监视线芯， 为设置多道安全保护措施提供了条件， 大大提高了电缆的安全可靠性能 ； 另外， 本发明还具有阻燃能力强、 节能环保的特点 ； 乙丙橡胶中含有吸收硫化反应产生的极性物 ( 苯乙酮等 ) 的功能， 保证硫化乙丙橡皮有低的介电常数 ( 2.6)。采用纵包半导电尼 龙绸带的精确工艺， 和特殊的配模， 保证挤包内半导电层的平坦外表面与绝缘乙丙混合胶 光滑相接触， 从而能达到低的局部放电。
13、量 ( 5pC)。 附图说明 0015 下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。 0016 图 1 为本发明的结构示意图。 0017 图中 ： 1、 镀锡铜线芯导体 ； 2、 内半导电层 ； 3、 绝缘橡皮层 ； 4、 绝缘屏蔽层 ； 5、 内护 层 ； 6、 监视线芯 ； 7、 绝缘包带 ； 8、 外护套 ； 9、 半导电包带层。 具体实施方式 0018 如图 1 所示， 煤矿用金属屏蔽监视型软电缆， 包括有三根导电线芯， 三根导电线芯 的外围依次设有内护层5、 绝缘包带7和外护套8， 其特征在于 ： 每个线芯是由镀锡铜线芯导 体1、 内半导电层2、 绝缘橡皮层3和兼作地线的绝缘屏蔽层4构成。
14、， 内半导电层2、 绝缘橡皮 层 3 和兼作地线的绝缘屏蔽层 4 依次设在镀锡铜线芯导体 1 的外围 ； 所述内护层 5 和绝缘 包带7之间设有监视线芯6和半导电包带层9， 通过半导电包带层9将监视线芯6固定在内 护层 5 的外围。所述内半导电层 2 为半导电尼龙带和半导电橡皮组成。所述绝缘橡皮层 3 采用以乙丙橡胶为基料的高电性绝缘胶料， 绝缘橡皮层的厚度为 5.5mm。 0019 煤矿用金属屏蔽监视型软电缆的制造工艺， 包括镀锡铜线芯导体的制备工序、 半导电屏蔽料挤包工序和绝缘挤包工序， 所述镀锡铜线芯导体的制备工序中， 将 1221 根 0.50mm 的镀锡铜丝成束绞制而成， 并在绞制好。
15、的镀锡铜线芯导体外包一层半导电尼龙 带， 将导电线芯表面包平整， 以保证导体与绝缘层间达到平整接触 ； 所述半导电屏蔽料挤包 工序中， 利用 65 挤出机用半挤管式将半导电屏蔽料挤包在线芯上 ； 所述绝缘挤包工序 中， 从 65 挤出机挤出的线芯经一段冷却后， 才进入 120/90 挤出机的模口， 通过乙丙 绝缘橡胶和绝缘屏蔽层同时挤包， 可紧紧地包覆在线芯上， 进行硫化、 冷却的过程中始终是 在 1.5-2Mpa 压力状态下完成。 0020 工作原理 ： 本设计方案中， 地线芯的总截面积设计确定 70mm2。将地线芯总截面积 的 1/3 分别用编织形式绕在 3 根主线芯上， 安装使用时， 一。
16、起连接在接地装置上 ； 既满足接 地要求， 又起到屏蔽作用， 整个成品电缆缩少了外径和重量， 并节省了结构材料 ； 监视线芯 说 明 书 CN 102262938 A CN 102262952 A3/3 页 5 是煤矿用高电压(6kV及以上)移动矿用橡皮软电缆特有要求设置， 其作用是与电缆的接地 线芯一起构成监视回路， 以实现对接地系统完整性的连续监视， 当电缆受到外来损伤， 接地 线芯发生断裂时， 通过监视回路直流电阻的变化导致监视保护器的动作， 及时切断电源， 确 保井下安全。除此电缆监视线芯的同轴式层状结构还有附带的保护功能， 当电缆受到外机 械损伤， 内护层被破坏时， 监视曾与金属编织。
17、地线间发生短路， 监视回路直流电阻也会发生 变化， 可使监视保护器的电缆其它部件完好情况下提前动作， 发出警报或跳闸。 这是第二道 安全保护措施。 0021 另外， 为了提搞电缆阻燃能力， 本电缆的外护套基材仍用氯丁橡胶。即在护套氯 丁橡胶配方中， 采用国内首创高效抑烟阻燃剂， 以加强外护套层的阻燃能力。从物质燃烧 三要素， 即可燃物、 热量 ( 温度 )、 氧气、 对其中之一加以限制， 即可达到燃烧不能进行的目 的。 由此容易看出， 使受热或燃烧的电缆的热量得到控制， 是提高电缆的阻燃能力行之有效 的途径。无论是哪种阻燃电缆， 欲能通过 MT-386 要求的成束燃烧试验和负荷下燃烧试验， 其。
18、所用材料的氧指数 OI( 衡量材料难燃程度特性 ) 和合理采用电缆的结构则是关键。设计 的阻燃电缆要性能好、 结构最佳。通常对构成电缆几种可燃材料的 OI 来计算电缆的平衡氧 指数。 然后， 用电缆的平均氧指数来初步评估电缆的阻燃能力， 所计算的电缆平均氧指数越 高， 则通过 MT-386 要求的燃烧试验的可能性就越大。但氧指数的提高将带来成本增加。 0022 一般经验按平均氧指数约为 31-34 时， MYPTJ 的外护套氧指数要达到 34 为好， 煤 矿井下用电缆要求既柔软， 还要抗重负荷冲砸等机械力作用， 从国内外的研究试验和试验 应用结果， 氯丁橡胶是最合适的矿用电缆外护套弹性体材料。 说 明 书 CN 102262938 A CN 102262952 A1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102262938 A 。