乙丙橡膠絕緣光纖復(fù)合電力電纜及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種乙丙橡膠絕緣光纖復(fù)合電力電纜及制備方法，包括由內(nèi)到外依次設(shè)置的阻水導(dǎo)體，導(dǎo)體屏蔽層，絕緣層，絕緣屏蔽層，第一阻水帶繞包層，金屬屏蔽層，第二阻水帶繞包層，分相內(nèi)護(hù)層，填充層，包帶層，內(nèi)墊層，鎧裝層，外護(hù)層，在成纜間隙中設(shè)置有光纖單元和填充層，光纖單元由光纖、不銹鋼管、聚乙烯內(nèi)護(hù)層、鋼絲鎧裝層和聚乙烯外護(hù)層組成。本電纜將電力和通信傳輸“二纜合一”，節(jié)約海底電纜敷設(shè)通道資源，且具有費(fèi)用低、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，乙丙橡膠絕緣特有的耐油性、耐化學(xué)敷設(shè)、耐潮濕性、耐局部放電、彎曲性能優(yōu)異等特點(diǎn)，適合特殊復(fù)雜的海底環(huán)境下運(yùn)行。
【專利說明】
乙丙橡膠絕緣光纖復(fù)合電力電纜及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種光纖復(fù)合電力電纜，特別涉及一種乙丙橡膠絕緣并將電能傳輸和光纖通信功能綜合在一起的35kV及以下電壓等級(jí)的光纖復(fù)合中壓電力電纜，本發(fā)明屬于電力電纜制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋具有使用環(huán)境惡劣，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜、技術(shù)含量高端、生產(chǎn)工藝復(fù)雜特點(diǎn)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，海洋石油、天然氣開發(fā)將迎來一個(gè)高速發(fā)展時(shí)期，如陸上連接鉆井平臺(tái)或鉆井平臺(tái)間的互相連接等;這對(duì)海纜特殊性能要求越來越高，這就要求海纜具有高的耐潮濕性能，耐熱性能好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，室溫下具有較好的柔軟性，可以允許有較小的彎曲半徑，能耐許多化學(xué)溶劑的腐蝕。常規(guī)交聯(lián)聚乙烯絕緣海纜無法滿足耐油及耐化學(xué)溶劑等特殊性能，乙丙橡膠絕緣海纜在耐油、耐化學(xué)腐蝕、耐潮濕、耐高溫沖擊性能、耐局部放電等性能都優(yōu)于交聯(lián)聚乙烯絕緣。
[0003]現(xiàn)有的中壓乙丙橡膠絕緣材料，只采用三元乙丙橡膠作為基料，三元乙丙橡膠的電氣性能如體積電阻率、擊穿場(chǎng)強(qiáng)，比較差，導(dǎo)致形成的線芯在較高電壓下或短路瞬時(shí)高壓下容易發(fā)生絕緣擊穿，而且基料單單只使用三元乙丙橡膠，導(dǎo)致生產(chǎn)成本比較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)合了電纜和光纜的生產(chǎn)控制有點(diǎn)，并根據(jù)復(fù)合產(chǎn)品自身特點(diǎn)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)生產(chǎn)，具有電力傳輸和光通信傳輸雙重功能，節(jié)約路由資源，降低敷設(shè)成本，可以有效滿足江河湖海穿越、海洋油田開采、海底資源勘探等特殊復(fù)雜環(huán)境電力傳輸和信息傳輸?shù)钠惹行枰囊冶鹉z絕緣光纖復(fù)合電力電纜。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種乙丙橡膠絕緣光纖復(fù)合電力電纜，包括阻水導(dǎo)體，導(dǎo)體屏蔽層，絕緣層，絕緣屏蔽層，第一阻水帶繞包層，金屬屏蔽層，第二阻水帶繞包層，分相內(nèi)護(hù)層，填充層，包帶層，內(nèi)墊層，鎧裝層，外護(hù)層以及光纖單元;在阻水導(dǎo)體外設(shè)置有導(dǎo)體屏蔽層，在導(dǎo)體屏蔽層外設(shè)置有絕緣層，在絕緣層外設(shè)置有絕緣屏蔽層，在絕緣屏蔽層外設(shè)置有第一阻水帶繞包層，在第一阻水帶繞包層外設(shè)置有金屬屏蔽層，在金屬屏蔽層外設(shè)置有第二阻水帶繞包層，在第二阻水帶繞包層外設(shè)置有分相內(nèi)護(hù)層，在成纜間隙中設(shè)置有光纖單元和填充層，在成纜線芯外設(shè)置有包帶層，在包帶層外設(shè)置有內(nèi)墊層，在內(nèi)墊層外設(shè)置有鎧裝層，在鎧裝層外設(shè)置有外護(hù)層，所述光纖單元由光纖、不銹鋼管、聚乙烯內(nèi)護(hù)層、鋼絲鎧裝層和聚乙烯外護(hù)層組成。
[0006]進(jìn)一步的，所述阻水導(dǎo)體采用鍍金屬層的退火銅導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)部采用分層繞包或縱包阻水帶，并纏繞阻水紗。
[0007]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)體屏蔽層采用半導(dǎo)電屏蔽料直接擠包在阻水導(dǎo)體上。
[0008]進(jìn)一步的，所述絕緣層由如下重量份數(shù)的材料制成: 三元乙丙橡膠15-20份，二元乙丙橡膠10-15份，線性低密度聚乙烯4-8份，石蠟烴油5-7份，氧化鋅6-8份，石蠟1-3份，硬脂酸01-0.5份，煅燒陶土 10-30份，超細(xì)滑石粉5-20份，表面活性劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1-0.5份，防老劑4，V—雙(α，α—二甲基芐基)二苯胺0.5-2份，硫化劑過氧化二異丙苯0.5-5份，助硫化劑三聚氰酸三烯丙酯0.5-1份，高耐磨炭黑1-3份，沉淀法白炭黑10-15份，碳酸鈣3-5份，三氧化二銻1-3份，一氧化鉛1-3份。
[0009]進(jìn)一步的，所述第一阻水帶繞包層采用0.3mm厚度雙面半導(dǎo)電阻水帶直接包覆在絕緣屏蔽層上;所述第二阻水帶繞包層采用0.3mm厚度雙面半導(dǎo)電阻水帶直接包覆在金屬屏蔽層上。
[0010]進(jìn)一步的，所述包帶層采用0.3mm厚度的包帶繞包而成;所述的內(nèi)墊層采用直徑2?4mm的高強(qiáng)度聚丙烯PP纖維繩繞包結(jié)構(gòu);所述的鎧裝層采用鍍鋅圓鋼絲或鍍鋅扁鋼絲纏繞而成;所述的外護(hù)層由瀝青涂覆的直徑2?4mm的聚丙烯PP纖維繩直接繞包在鎧裝層上。
[0011]進(jìn)一步的，所述絕緣層的制備工藝如下:
(1)將所述三元乙丙橡膠、所述二元乙丙橡膠、所述線性低密度聚乙烯、三氧化二銻、一氧化鉛，在100°c -120 °C密煉機(jī)中混煉5min-6min，混煉均勻；
(2)在所述密煉機(jī)中再加入所述氧化鋅、所述硬脂酸、所述超細(xì)滑石粉、高耐磨炭黑、沉淀法白炭黑、碳酸I丐，混煉2min-3min ；
(3 )接著在所述密煉機(jī)中加入所述石蠟烴油、所述石蠟、所述煅燒陶土、所述表面活性劑γ_氨丙基三乙氧基硅烷、所述防老劑4，4'一雙(α ,α- 二甲基芐基)二苯胺，混煉3min_5min ；
(4)在所述密煉機(jī)中最后加入所述硫化劑過氧化二異丙苯0.5%-1.5%、所述助硫化劑三聚氰酸三烯丙酯0.3%-1.4%，混煉0.5min-1.5min，然后排出混煉膠料；
(5)將所述混煉膠料在開煉機(jī)上薄通1-2次，同時(shí)擺膠2-3次，接著在三輥壓延機(jī)上開條出片，輸出的橡頁經(jīng)過冷卻輥冷卻，過滑石粉箱后，即制得成品。
[0012]有益效果:本發(fā)明的有益效果如下:
(I)乙丙橡膠絕緣光纖復(fù)合電力電纜，使電力和通信傳輸“二纜合一”，節(jié)約電纜敷設(shè)通道資源，且具有費(fèi)用低、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，乙丙橡膠絕緣特有的耐油性、耐化學(xué)敷設(shè)、耐潮濕性、耐局部放電、彎曲性能優(yōu)異等特點(diǎn)，適合特殊復(fù)雜的海底環(huán)境下運(yùn)行，引領(lǐng)了我國(guó)海工線纜產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。
[0013](2)中壓乙丙橡膠絕緣材料中，三元乙丙橡膠、二元乙丙橡膠、線性低密度聚乙烯構(gòu)成了基料，其中二元乙丙橡膠、線性低密度聚乙烯價(jià)格低廉，成本低，二元乙丙橡膠的電氣性能還優(yōu)于三元乙丙橡膠，這樣綜合多種原料的性能，取長(zhǎng)補(bǔ)短，達(dá)到降低成本，提高電氣性能的目的。通過實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明的中壓乙丙橡膠絕緣材料的體積電阻率達(dá)到1014Ω.m，擊穿場(chǎng)強(qiáng)大于3 OKV/mm，具有優(yōu)異的電氣性能、較高的熱老化性能和物理機(jī)械性能，且制備工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明電纜的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明電纜中的光纖單元結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1和圖2所示的一種乙丙橡膠絕緣光纖復(fù)合電力電纜，包括阻水導(dǎo)體1，導(dǎo)體屏蔽層2，絕緣層3，絕緣屏蔽層4，第一阻水帶繞包層5，金屬屏蔽層6，第二阻水帶繞包層7，分相內(nèi)護(hù)層8，填充層9，包帶層10，內(nèi)墊層11，鎧裝層12，外護(hù)層13以及光纖單元14;在阻水導(dǎo)體I外設(shè)置有導(dǎo)體屏蔽層2，在導(dǎo)體屏蔽層2外設(shè)置有絕緣層3，在絕緣層3外設(shè)置有絕緣屏蔽層4，在絕緣屏蔽層4外設(shè)置有第一阻水帶繞包層5，在第一阻水帶繞包層5外設(shè)置有金屬屏蔽層6，在金屬屏蔽層6外設(shè)置有第二阻水帶繞包層7，在第二阻水帶繞包層7外設(shè)置有分相內(nèi)護(hù)層8，在成纜間隙中設(shè)置有光纖單元14和填充層9，在成纜線芯外設(shè)置有包帶層10，在包帶層10外設(shè)置有內(nèi)墊層11，在內(nèi)墊層11外設(shè)置有鎧裝層12，在鎧裝層12外設(shè)置有外護(hù)層13，所述光纖單元14由光纖15、不銹鋼管16、聚乙烯內(nèi)護(hù)層17、鋼絲鎧裝層18和聚乙烯外護(hù)層19組成。
[0016]進(jìn)一步的，所述阻水導(dǎo)體I采用鍍金屬層的退火銅導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)部采用分層繞包或縱包阻水帶，并纏繞阻水紗。
[0017]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)體屏蔽層2采用半導(dǎo)電屏蔽料直接擠包在阻水導(dǎo)體I上。
[0018]進(jìn)一步的，所述絕緣層3由如下重量份數(shù)的材料制成:
三元乙丙橡膠15-20份，二元乙丙橡膠10-15份，線性低密度聚乙烯4-8份，石蠟烴油5-7份，氧化鋅6-8份，石蠟1-3份，硬脂酸01-0.5份，煅燒陶土 10-30份，超細(xì)滑石粉5-20份，表面活性劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1-0.5份，防老劑4，V—雙(α，α—二甲基芐基)二苯胺0.5-2份，硫化劑過氧化二異丙苯0.5-5份，助硫化劑三聚氰酸三烯丙酯0.5-1份，高耐磨炭黑1-3份，沉淀法白炭黑10-15份，碳酸鈣3-5份，三氧化二銻1-3份，一氧化鉛1-3份。
[0019]進(jìn)一步的，所述第一阻水帶繞包層5采用0.3_厚度雙面半導(dǎo)電阻水帶直接包覆在絕緣屏蔽層4上;所述第二阻水帶繞包層7采用0.3mm厚度雙面半導(dǎo)電阻水帶直接包覆在金屬屏蔽層6上。
[°02°] 進(jìn)一步的，所述包帶層10采用0.3mm厚度的包帶繞包而成;所述的內(nèi)墊層11采用直徑2?4mm的高強(qiáng)度聚丙烯PP纖維繩繞包結(jié)構(gòu);所述的鎧裝層12采用鍍鋅圓鋼絲或鍍鋅扁鋼絲纏繞而成;所述的外護(hù)層13由瀝青涂覆的直徑2?4mm的聚丙烯PP纖維繩直接繞包在鎧裝層12上。
[0021]進(jìn)一步的，所述絕緣層3的制備工藝如下:
(1)將所述三元乙丙橡膠、所述二元乙丙橡膠、所述線性低密度聚乙烯、三氧化二銻、一氧化鉛，在100°C -120 °C密煉機(jī)中混煉5min-6min，混煉均勻；
(2)在所述密煉機(jī)中再加入所述氧化鋅、所述硬脂酸、所述超細(xì)滑石粉、高耐磨炭黑、沉淀法白炭黑、碳酸I丐，混煉2min-3min ；
(3 )接著在所述密煉機(jī)中加入所述石蠟烴油、所述石蠟、所述煅燒陶土、所述表面活性劑γ_氨丙基三乙氧基硅烷、所述防老劑4，4'一雙(α ,α- 二甲基芐基)二苯胺，混煉3min_5min ；
(4)在所述密煉機(jī)中最后加入所述硫化劑過氧化二異丙苯0.5%-1.5%、所述助硫化劑三聚氰酸三烯丙酯0.3%-1.4%，混煉0.5min-1.5min，然后排出混煉膠料； (5)將所述混煉膠料在開煉機(jī)上薄通1-2次，同時(shí)擺膠2-3次，接著在三輥壓延機(jī)上開條出片，輸出的橡頁經(jīng)過冷卻輥冷卻，過滑石粉箱后，即制得成品。
[0022]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種乙丙橡膠絕緣光纖復(fù)合電力電纜，其特征在于:包括阻水導(dǎo)體(I)，導(dǎo)體屏蔽層(2)，絕緣層(3)，絕緣屏蔽層(4)，第一阻水帶繞包層(5)，金屬屏蔽層(6)，第二阻水帶繞包層(7)，分相內(nèi)護(hù)層(8)，填充層(9)，包帶層(10)，內(nèi)墊層(11)，鎧裝層(12)，外護(hù)層(13)以及光纖單元(14);在阻水導(dǎo)體(I)外設(shè)置有導(dǎo)體屏蔽層(2)，在導(dǎo)體屏蔽層(2)外設(shè)置有絕緣層(3)，在絕緣層(3)外設(shè)置有絕緣屏蔽層(4)，在絕緣屏蔽層(4)外設(shè)置有第一阻水帶繞包層(5)，在第一阻水帶繞包層(5)外設(shè)置有金屬屏蔽層(6)，在金屬屏蔽層(6)外設(shè)置有第二阻水帶繞包層(7)，在第二阻水帶繞包層(7)外設(shè)置有分相內(nèi)護(hù)層(8)，在成纜間隙中設(shè)置有光纖單元(14)和填充層(9)，在成纜線芯外設(shè)置有包帶層(10)，在包帶層(10)外設(shè)置有內(nèi)墊層(11)，在內(nèi)墊層(11)外設(shè)置有鎧裝層(12)，在鎧裝層(12)外設(shè)置有外護(hù)層(13)，所述光纖單元(14)由光纖(15)、不銹鋼管(16)、聚乙烯內(nèi)護(hù)層(17)、鋼絲鎧裝層(18)和聚乙烯外護(hù)層(19)組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乙丙橡膠絕緣光纖復(fù)合電力電纜，其特征在于:所述阻水導(dǎo)體(I)采用鍍金屬層的退火銅導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)部采用分層繞包或縱包阻水帶，并纏繞阻水紗。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乙丙橡膠絕緣光纖復(fù)合電力電纜，其特征在于:所述導(dǎo)體屏蔽層(2)采用半導(dǎo)電屏蔽料直接擠包在阻水導(dǎo)體(I)上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乙丙橡膠絕緣光纖復(fù)合電力電纜，其特征在于:所述絕緣層(3)由如下重量份數(shù)的材料制成: 三元乙丙橡膠15-20份，二元乙丙橡膠10-15份，線性低密度聚乙烯4-8份，石蠟烴油5-7份，氧化鋅6-8份，石蠟1-3份，硬脂酸01-0.5份，煅燒陶土 10-30份，超細(xì)滑石粉5-20份，表面活性劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1-0.5份，防老劑4，V—雙(α，α—二甲基芐基)二苯胺0.5-2份，硫化劑過氧化二異丙苯0.5-5份，助硫化劑三聚氰酸三烯丙酯0.5-1份，高耐磨炭黑1-3份，沉淀法白炭黑10-15份，碳酸鈣3-5份，三氧化二銻1-3份，一氧化鉛1-3份。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乙丙橡膠絕緣光纖復(fù)合電力電纜，其特征在于:所述第一阻水帶繞包層(5)采用0.3_厚度雙面半導(dǎo)電阻水帶直接包覆在絕緣屏蔽層(4)上;所述第二阻水帶繞包層(7)采用0.3_厚度雙面半導(dǎo)電阻水帶直接包覆在金屬屏蔽層(6)上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乙丙橡膠絕緣光纖復(fù)合電力電纜，其特征在于:所述包帶層(10)采用0.3mm厚度的包帶繞包而成;所述的內(nèi)墊層(I I)采用直徑2?4mm的高強(qiáng)度聚丙稀PP纖維繩繞包結(jié)構(gòu)；所述的鎧裝層(12)采用鍍鋅圓鋼絲或鍍鋅扁鋼絲纏繞而成;所述的外護(hù)層(13)由瀝青涂覆的直徑2?4mm的聚丙烯PP纖維繩直接繞包在鎧裝層(12)上。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種乙丙橡膠絕緣光纖復(fù)合電力電纜，其特征在于:所述絕緣層(3)的制備工藝如下: (1)將所述三元乙丙橡膠、所述二元乙丙橡膠、所述線性低密度聚乙烯、三氧化二銻、一氧化鉛，在100°C -120 °C密煉機(jī)中混煉5min-6min，混煉均勻； (2)在所述密煉機(jī)中再加入所述氧化鋅、所述硬脂酸、所述超細(xì)滑石粉、高耐磨炭黑、沉淀法白炭黑、碳酸I丐，混煉2min-3min ；(3 )接著在所述密煉機(jī)中加入所述石蠟烴油、所述石蠟、所述煅燒陶土、所述表面活性劑γ_氨丙基三乙氧基硅烷、所述防老劑4，4'一雙(α ,α- 二甲基芐基)二苯胺，混煉3min_5min ； (4)在所述密煉機(jī)中最后加入所述硫化劑過氧化二異丙苯0.5%-1.5%、所述助硫化劑三聚氰酸三烯丙酯0.3%-1.4%，混煉0.5min-1.5min，然后排出混煉膠料； (5)將所述混煉膠料在開煉機(jī)上薄通1-2次，同時(shí)擺膠2-3次，接著在三輥壓延機(jī)上開條出片，輸出的橡頁經(jīng)過冷卻輥冷卻，過滑石粉箱后，即制得成品。
【文檔編號(hào)】H01B11/22GK105825949SQ201610276005
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】邵斌斌
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