艦船用400Hz直流單芯電纜及其製造方法
2023-12-02 17:23:36 1
專利名稱：艦船用400Hz直流單芯電纜及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種單芯電纜，特別涉及一種艦船用400Hz直流單芯電纜。本發明還涉及一種艦船用400Hz直流單芯電纜的製造方法。
背景技術：
傳統艦船裝備電力系統採用的均是50Hz，已與流行的配套設備等保持一致，便於設備選型。但隨著艦船向大型化、大功率化以及發電機組輕型靈便化發展，目前400Hz的裝備系統逐漸用於大型艦船裝備，要求有400Hz的專用電纜與之配套。現有技術50Hz的電纜用於400Hz系統時，電纜的電阻因頻率增加會有很大的增加，從而帶來使用過程中線路電壓降增大，制約工程實現預期目的；若進行相同電流負載，採用50Hz電纜則需要增加很大 的導體截面，造成成本和費用的增加，以及導體銅材的浪費，而我國很大一部分銅材需要進口，不符合節能要求。公開號為CN200997323Y的中國實用新型專利公開了一種多功能組合電纜，包括電力電纜線芯和外護套，電力電纜線芯包括電力電纜導體和絕緣層，還包括信號控制電纜線芯，信號控制電纜線芯為兩組，每組包括兩根線芯導體，每根線芯導體外層為絕緣層，每組信號控制電纜線芯外層為鍍錫銅絲編織屏蔽層；兩組信號控制電纜線芯與電力電纜線芯對稱分布。公開號為CN102446587A的中國發明專利申請，公開了一種多纜複合型高壓電力電纜，高壓電力電纜與附加電纜由外護套、保護層、內護套包裹於一條電纜內，組成多纜複合型高壓電力電纜。附加電纜可為光纜、射頻電纜、通信電纜、控制電纜的任意一種或幾種電纜。以上兩專利，雖然實現了電力電纜和控制電纜的結合，但電力電纜線芯由電力電纜導體包裹電力電纜絕緣層而成，控制電纜線芯由控制電纜導體包裹控制電纜絕緣層而成，即電力電纜線芯和控制電纜線芯是相互獨立的，只是包裹在一個外護套中，這樣就造成電纜整體的外徑很大。應用於400Hz系統時，要麼載流能力不足，要麼佔據空間太大，不能滿足艦船400Hz系統的需要。
發明內容
本發明的首要目的在於，克服現有技術中存在的問題，提供一種艦船用400Hz直流單芯電纜，同時具有電力電纜和控制電纜的功能，且外徑尺寸和彎曲半徑小，載流量大。為實現以上目的，本發明所提供的一種艦船用400Hz直流單芯電纜，控制電纜導體的外周擠包有控制電纜內絕緣層和控制電纜外絕緣層構成控制電纜線芯，所述控制電纜線芯與多股電力電纜導體束絞合成纜芯，所述纜芯的外周擠包有電力電纜絕緣層，所述電力電纜絕緣層的外周擠包有彩色內護套，所述彩色內護套的外周擠包有外護套。相對於現有技術，本發明取得了以下有益效果本發明將控制電纜線芯直接與電力電纜導體束進行絞合，打破了將電力電纜線芯與控制電纜線芯各自成絕緣線芯後再絞合的傳統，大大降低了電纜整體的外徑，同時使控制電纜線芯得到了很好的固定，在相同外徑的情況下，大大提高了電纜的載流能力；控制電纜導體外採用雙層絕緣且嵌套在電力電纜絕緣層內避免了銅導體毛刺刺穿絕緣造成對控制信號傳輸的幹擾；艦船空間狹小且電纜眾多，某根電纜發生損壞很難被檢查出，往往需要進行逐根大規模排查，該電纜設有雙層護套，外護套內設有彩色內護套，一旦發生外護套開裂或劃傷使彩色內護套得以暴露，可以直接認定該電纜報廢，彩色比較醒目容易被識別，大大減輕排查的難度，節約時間。作為本發明的優選方案，所述電力電纜導體束由多根直徑為O. 25、· 3mm的鍍錫退火銅絲同向束絞而成，束絞節徑比為1(Γ12倍，束絞成股線後按照計算束絞外徑的989Γ99%配比正圓型壓縮模，並對每股所述電力電纜導體束進行壓模處理。採用直徑為 O. 25、. 3mm的鍍錫退火銅絲束絞可以保證成纜後比較柔軟，易於彎曲，便於適應艦船的空間環境；股線採用按照計算束絞外徑989Γ99%的正圓型壓縮模進行壓模，可以使其更密實，進一步減小導體股線的外徑。作為本發明的優選方案，所述鍍錫退火銅絲採用IEC 60228標準的Class 6種類。該類銅絲載流能力大，機械性能好。 作為本發明的優選方案，所述控制電纜線芯有兩組，每組兩根，四根所述控制電纜線芯與所述電力電纜導體束復絞構成所述纜芯，復絞採用與所述電力電纜導體束的自身絞合方向相反的方向進行，復絞節徑比為13 15倍；每組所述控制電纜線芯對稱分布在纜芯外周。兩根控制電纜構成一個迴路作為一組，兩組對稱分布在纜芯外周一方面避免了兩組控制電纜之間產生信號幹擾；另一方面由於控制電纜嵌套在電力電纜絕緣層內，將其分布在電力電纜導體束外周可以便於其向外散熱，而位於纜芯中心的電力電纜導體束由於金屬的導熱係數大可以很容易地將熱量傳遞到外周。作為本發明的優選方案，所述控制電纜內絕緣層為高絕緣電阻乙丙橡膠絕緣層，所述控制電纜外絕緣層為高耐熱乙丙橡膠絕緣層。控制電纜內絕緣層採用高絕緣電阻乙丙橡膠確保其絕緣性能，控制電纜外絕緣層採用高耐熱乙丙橡膠可以防止控制電纜的外形產生形變。作為本發明的優選方案，所述電力電纜絕緣層為介電常數不大於2. 5的乙丙橡膠絕緣層，其耐熱溫度為105°C，所述電力電纜絕緣層的標稱厚度為2. 0mm，最小厚度不小於標稱值的90%，最大厚度不大於標稱值的110%，且任一垂直截面測得的直徑偏差不超過10%。介電常數不大於2. 5的乙丙橡膠其絕緣性能好，選用耐熱溫度為105°C的乙丙橡膠絕緣層可以提高電力電纜的載流能力。作為本發明的優選方案，所述彩色內護套為阻燃聚氨酯內護套，所述外護套為耐低溫耐磨聚氨酯外護套，所述阻燃聚氨酯內護套的擠包厚度為護套總厚度的50%飛0%。一旦發生外護套開裂或劃傷使彩色內護套得以暴露，說明409Γ50%的護套厚度已經損壞，可以直接認定該電纜報廢，容易被識別出來，大大減輕排查的難度，節約時間；內護套採用阻燃聚氨酯以保證阻燃性能，外護套採用耐低溫耐磨聚氨酯以滿足艦船惡劣的工作環境。本發明的另一個目的在於，提供一種艦船用400Hz直流單芯電纜的製造方法，該方法製造而成的電纜同時具有電力電纜和控制電纜的功能，且外徑尺寸和彎曲半徑小，載流量大。為實現以上目的，本發明所提供的艦船用400Hz直流單芯電纜的製造方法，依次包括以下步驟將多根直徑為O. 25、. 3mm的鍍錫退火銅絲同向束絞成電力電纜導體束，束絞節徑比為1(Γ12倍，束絞成股線後按照計算束絞外徑的989Γ99%配比正圓型壓縮模，並對每股所述電力電纜導體束進行壓模處理；在控制電纜導體的外周擠包有控制電纜內絕緣層和控制電纜外絕緣層構成控制電纜線芯，將所述控制電纜線芯與多股所述電力電纜導體束絞合成纜芯，然後在所述纜芯的外周擠包電力電纜絕緣層，在所述電力電纜絕緣層的外周擠包彩色內護套和外護套。相對於現有技術，本發明取得了以下有益效果本發明將控制電纜線芯直接與電力電纜導體束進行絞合，打破了將電力電纜線芯與控制電纜線芯各自成絕緣線芯後再絞合的傳統，大大降低了電纜整體的外徑，同時使控制電纜線芯得到了很好的固定，在相同外徑的情況下，大大提高了電纜的載流能力；採用直徑為O. 25、. 3mm的鍍錫退火銅絲束絞可以保證成纜後比較柔軟，易於彎曲，便於適應艦船的空間環境；股線採用按照計算束絞外徑989Γ99%的正圓型壓縮模進行壓模，可以使其更密實，進一步減小導體股線的外徑。控制電纜導體外採用雙層絕緣且嵌套在電力電纜絕緣層內避免了銅導體毛刺刺穿絕緣造成對控制信號傳輸的幹擾；艦船空間狹小且電纜眾多，某根電纜發生損壞很難被檢查出，往往需要進行逐根大規模排查，該電纜設有雙層護套，外護套內設有彩色內護套，一旦發生外護套開裂或劃傷使彩色內護套得以暴露，可以直接認定該電纜報廢，容易被識別出來，大大減輕排查的難度，節約時間。作為本發明的優選方案，所述控制電纜線芯有兩組，每組兩根，四根所述控制電纜線芯與所述電力電纜導體束復絞構成所述纜芯，復絞採用與所述電力電纜導體束的自身絞合方向相反的方向進行，復絞節徑比為13 15倍；每組所述控制電纜線芯對稱分布在所述纜芯外周。作為本發明的優選方案，所述控制電纜內絕緣層為高絕緣電阻乙丙橡膠絕緣層，所述控制電纜外絕緣層為高耐熱乙丙橡膠絕緣層；所述電力電纜絕緣層為介電常數不大於2. 5的乙丙橡膠絕緣層，其耐熱溫度為105°C，所述電力電纜絕緣層的標稱厚度為2. 0mm，最小厚度不小於標稱值的90%，最大厚度不大於標稱值的110%，且任一垂直截面測得的直徑偏差不超過10%;所述彩色內護套為阻燃聚氨酯內護套，所述外護套為耐低溫耐磨聚氨酯 外護套，所述阻燃聚氨酯內護套的擠包厚度為護套總厚度的50%飛0%，護套總標稱厚度為
2.Omm0
圖I為本發明艦船用400Hz直流單芯電纜的結構示意圖。圖中1.電力電纜導體束；2.控制電纜導體；3.控制電纜內絕緣層；4.控制電纜外絕緣層；5.電力電纜絕緣層；6.彩色內護套；7.外護套。
具體實施例方式實施例一
如圖I所示，本發明的艦船用400Hz直流單芯電纜按以下步驟製造將多根直徑為O. 25mm的鍍錫退火銅絲同向束絞成電力電纜導體束1，束絞節徑比為10倍，束絞成股線後按照計算束絞外徑的98%配比正圓型壓縮模，並對每股電力電纜導體束I進行壓模處理，鍍錫退火銅絲採用IEC 60228標準的Class 6種類。在控制電纜導體2的外周擠包有控制電纜內絕緣層3和控制電纜外絕緣層4構成控制電纜線芯，控制電纜內絕緣層3採用高絕緣電阻乙丙橡膠絕緣層，控制電纜外絕緣層4採用高耐熱乙丙橡膠絕緣層，控制電纜內絕緣層3和控制電纜外絕緣層4的絕緣電阻和耐溫等級均高於電力線芯最高額定工作溫度，且進行雙層共擠。控制電纜線芯設有兩組，每組兩根，四根控制電纜線芯與電力電纜導體束復絞構成纜芯，復絞採用與電力電纜導體束的自身絞合方向相反的方向進行，復絞節徑比為13倍，每組控制電纜線芯對稱分布在纜芯外周。接著在纜芯的外周擠包電力電纜絕緣層5，電力電纜絕緣層5採用介電常數不大於2. 5的乙丙橡膠絕緣層，其耐熱溫度為105°C，電力電纜絕緣層的標稱厚度為2. 0mm，最小厚度不小於標稱值的90%，最大厚度不大於標稱值的110%，且任一垂直截面測得的直徑偏差不超過10%。
最後在電力電纜絕緣層5的外周擠包彩色內護套6和外護套7。彩色內護套6採用橙色阻燃聚氨酯內護套，外護套7採用耐低溫耐磨聚氨酯外護套，阻燃聚氨酯內護套的擠包厚度為護套總厚度的50%，護套總標稱厚度為2. 0mm。實施例二
如圖I所示，本發明的艦船用400Hz直流單芯電纜按以下步驟製造將多根直徑為O. 28mm的鍍錫退火銅絲同向束絞成電力電纜導體束I，束絞節徑比為11倍，束絞成股線後按照計算束絞外徑的98%配比正圓型壓縮模，並對每股電力電纜導體束I進行壓模處理，鍍錫退火銅絲採用IEC 60228標準的Class 6種類。在控制電纜導體2的外周擠包有控制電纜內絕緣層3和控制電纜外絕緣層4構成控制電纜線芯，控制電纜內絕緣層3採用高絕緣電阻乙丙橡膠絕緣層，控制電纜外絕緣層4採用高耐熱乙丙橡膠絕緣層，控制電纜內絕緣層3和控制電纜外絕緣層4的絕緣電阻和耐溫等級均高於電力線芯最高額定工作溫度，且進行雙層共擠。控制電纜線芯設有兩組，每組兩根，四根控制電纜線芯與電力電纜導體束復絞構成纜芯，復絞採用與電力電纜導體束的自身絞合方向相反的方向進行，復絞節徑比為14倍，每組控制電纜線芯對稱分布在纜芯外周。接著在纜芯的外周擠包電力電纜絕緣層5，電力電纜絕緣層5採用介電常數不大於2. 5的乙丙橡膠絕緣層，其耐熱溫度為105°C，電力電纜絕緣層的標稱厚度為2. 0mm，最小厚度不小於標稱值的90%，最大厚度不大於標稱值的110%，且任一垂直截面測得的直徑偏差不超過10%。最後在電力電纜絕緣層5的外周擠包彩色內護套6和外護套7。彩色內護套6採用黃色阻燃聚氨酯內護套，外護套7採用耐低溫耐磨聚氨酯外護套，阻燃聚氨酯內護套的擠包厚度為護套總厚度的55%，護套總標稱厚度為2. 0mm。實施例三
如圖I所示，本發明的艦船用400HZ直流單芯電纜按以下步驟製造將多根直徑為O. 3mm的鍍錫退火銅絲同向束絞成電力電纜導體束1，束絞節徑比為12倍，束絞成股線後按照計算束絞外徑的99%配比正圓型壓縮模，並對每股電力電纜導體束I進行壓模處理，鍍錫退火銅絲採用IEC 60228標準的Class 6種類。
在控制電纜導體2的外周擠包有控制電纜內絕緣層3和控制電纜外絕緣層4構成控制電纜線芯，控制電纜內絕緣層3採用高絕緣電阻乙丙橡膠絕緣層，控制電纜外絕緣層4採用高耐熱乙丙橡膠絕緣層，控制電纜內絕緣層3和控制電纜外絕緣層4的絕緣電阻和耐溫等級均高於電力線芯最高額定工作溫度，且進行雙層共擠。控制電纜線芯設有兩組，每組兩根，四根控制電纜線芯與電力電纜導體束復絞構成纜芯，復絞採用與電力電纜導體束的自身絞合方向相反的方向進行，復絞節徑比為15倍，每組控制電纜線芯對稱分布在纜芯外周。接著在纜芯的外周擠包電力電纜絕緣層5，電力電纜絕緣層5採用介電常數不大於2. 5的乙丙橡膠絕緣層，其耐熱溫度為105°C，電力電纜絕緣層的標稱厚度為2. 0mm，最小厚度不小於標稱值的90%，最大厚度不大於標稱值的110%，且任一垂直截面測得的直徑偏差不超過10%。最後在電力電纜絕緣層5的外周擠包彩色內護套6和外護套7。彩色內護套6採用紅色阻燃聚氨酯內護套，外護套7採用耐低溫耐磨聚氨酯外護套，阻燃聚氨酯內護套的擠包厚度為護套總厚度的60%，護套總標稱厚度為2. 0_。對實施例一至實施例三的電纜進行最小彎曲半徑測試，測試結果如表I所示。表I
權利要求
1.一種艦船用400Hz直流單芯電纜，其特徵在於控制電纜導體的外周擠包有控制電纜內絕緣層和控制電纜外絕緣層構成控制電纜線芯，所述控制電纜線芯與多股電力電纜導體束絞合成纜芯，所述纜芯的外周擠包有電力電纜絕緣層，所述電力電纜絕緣層的外周擠包有彩色內護套，所述彩色內護套的外周擠包有外護套。
2.根據權利要求I所述的艦船用400Hz直流單芯電纜，其特徵在於，所述電力電纜導體束由多根直徑為O. 25、. 3mm的鍍錫退火銅絲同向束絞而成，束絞節徑比為1(Γ 2倍，束絞成股線後按照計算束絞外徑的989Γ99%配比正圓型壓縮模，並對每股所述電力電纜導體束進行壓模處理。
3.根據權利要求2所述的艦船用400Hz直流單芯電纜，其特徵在於，所述鍍錫退火銅絲採用IEC 60228標準的Class 6種類。
4.根據權利要求I或2或3所述的艦船用400Hz直流單芯電纜，其特徵在於，所述控制電纜線芯有兩組，每組兩根，四根所述控制電纜線芯與所述電力電纜導體束復絞構成所述纜芯，復絞採用與所述電力電纜導體束的自身絞合方向相反的方向進行，復絞節徑比為13^15倍；每組所述控制電纜線芯對稱分布在所述纜芯外周。
5.根據權利要求I所述的艦船用400Hz直流單芯電纜，其特徵在於，所述控制電纜內絕緣層為高絕緣電阻乙丙橡膠絕緣層，所述控制電纜外絕緣層為高耐熱乙丙橡膠絕緣層。
6.根據權利要求I所述的艦船用400Hz直流單芯電纜，其特徵在於，所述電力電纜絕緣層為介電常數不大於2. 5的乙丙橡膠絕緣層，其耐熱溫度為105°C，所述電力電纜絕緣層的標稱厚度為2. 0mm，最小厚度不小於標稱值的90%，最大厚度不大於標稱值的110%，且任一垂直截面測得的直徑偏差不超過10%。
7.根據權利要求I所述的艦船用400Hz直流單芯電纜，其特徵在於，所述彩色內護套為阻燃聚氨酯內護套，所述外護套為耐低溫耐磨聚氨酯外護套，所述阻燃聚氨酯內護套的擠包厚度為護套總厚度的50%飛0%。
8.一種艦船用400Hz直流單芯電纜的製造方法，其特徵是，依次包括以下步驟將多根直徑為O. 25、. 3mm的鍍錫退火銅絲同向束絞成電力電纜導體束，束絞節徑比為1(Γ 2倍，束絞成股線後按照計算束絞外徑的989Γ99%配比正圓型壓縮模，並對每股所述電力電纜導體束進行壓模處理；在控制電纜導體的外周擠包有控制電纜內絕緣層和控制電纜外絕緣層構成控制電纜線芯，將所述控制電纜線芯與多股所述電力電纜導體束絞合成纜芯，然後在所述纜芯的外周擠包電力電纜絕緣層，在所述電力電纜絕緣層的外周擠包彩色內護套和外護套。
9.根據權利要求8所述的艦船用400Hz直流單芯電纜的製造方法，其特徵在於，所述控制電纜線芯有兩組，每組兩根，四根所述控制電纜線芯與所述電力電纜導體束復絞構成所述纜芯，復絞採用與所述電力電纜導體束的自身絞合方向相反的方向進行，復絞節徑比為13^15倍；每組所述控制電纜線芯對稱分布在所述纜芯外周。
10.根據權利要求8所述的艦船用400Hz直流單芯電纜的製造方法，其特徵在於，所述控制電纜內絕緣層為高絕緣電阻乙丙橡膠絕緣層，所述控制電纜外絕緣層為高耐熱乙丙橡膠絕緣層；所述電力電纜絕緣層為介電常數不大於2. 5的乙丙橡膠絕緣層，其耐熱溫度為105°C，所述電力電纜絕緣層的標稱厚度為2. 0mm，最小厚度不小於標稱值的90%，最大厚度不大於標稱值的110%，且任一垂直截面測得的直徑偏差不超過10% ;所述彩色內護套為阻燃聚氨酯內護套，所述外護套為耐低溫耐磨聚氨酯外護套，所述阻燃聚氨酯內護套的擠包 厚度為護套總厚度的50°/Γ60%，護套總標稱厚度為2. Omm。
全文摘要
本發明涉及一種艦船用400Hz直流單芯電纜及其製造方法，將多根直徑為0.25~0.3mm的鍍錫退火銅絲同向束絞成電力電纜導體束，束絞節徑比為10~12倍，束絞成股線後按照計算束絞外徑的98%~99%配比正圓型壓縮模，並對每股電力電纜導體束進行壓模處理；在控制電纜導體的外周擠包有控制電纜內絕緣層構成控制電纜線芯，將控制電纜線芯與多股電力電纜導體束絞合成纜芯，然後在纜芯的外周擠包電力電纜絕緣層，在電力電纜絕緣層的外周擠包彩色內護套和外護套。該電纜同時具有電力電纜和控制電纜的功能，且外徑尺寸和彎曲半徑小，載流量大。
文檔編號H01B7/04GK102969045SQ20121046271
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月16日 優先權日2012年11月16日
發明者李永江, 陸雲春 申請人:江蘇遠洋東澤電纜股份有限公司