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高抗拉信号传输卷筒电缆工艺要求及其应用

浏览次数: 日期:2018-05-15 20:59

  目前钢铁冶炼和海洋运输行业的繁荣使起重及重型搬运机械得到了迅速发展,但起重及重型搬运机械因吊装、拖拽频繁,配套用的电缆经常需要做高速移动,运行时承受较大的拉力和弯曲,而传统的卷筒电缆因性能一般,使用很短时间就会发生破损,需要维修处理,不仅影响其中设备使用,还额外的增加了使用成本,为此,研制新型的高性能卷筒电缆与之配套就显得非常必要。目前国内已有知名企业根据起重设备使用条件及相关国内外资料,研发出了一种新型的高抗拉信号传输卷筒电缆。下文中将主要对新型高抗拉信号传输卷筒电缆的技术性能、材料选用以及工艺的要求进行阐述。

  通过对国内外卷筒电缆剖析研究并根据相关的技术要求,新型的高性能抗拉信号传输卷筒电缆应具有以下技术性能:

  (1)卷筒电缆应具有优异的抗拉性能,在处于抗扭转应力高的频繁绕线和退绕、拖拽状态下以及拉力消除后,不发生外观及内部结构变性,不出现导电线芯断裂现象,并保证与之配套的设备长期安全有效地运行;

  (2)电缆能在环境温度为-20~+95℃的条件下正常工作,不发生护套开裂,电缆导体的最高长期工作温度为105℃;

  (3)成品电缆最小弯曲半径不小于6倍的电缆最大半径,柔软性高,能适用于安装和频繁地高速移动;

  (4)成品电缆应通过IEC 60332规定的阻燃要求,使用与阻燃等级要求高的场所。此外成品电缆还应具有优异的耐油、耐磨性能,使用与油污耐磨场合;

  导体:对于卷筒电缆而言,导体的抗拉、抗扭转性能尤其重要,否则会经常出现电缆段芯现象,影响电缆的正常运行。针对这一现象,国内企业通过摸索和验证,确定用镀锌钢丝加强芯和铜丝或镀锡铜丝编织层作为导体的组合结构。这样的导体不仅具有扭转稳定性,同时还具有优良的抗冲击性以及耐弯折性;

  外护套:为确保电缆具有阻燃、耐油、耐磨和柔软性能,新型的高抗拉信号传输卷筒电缆的外护套应选用105℃高柔性阻燃丁腈复合物作为护套材料;

  绝缘:新型的高抗拉信号传输卷筒电缆的绝缘最好采用105℃高柔性阻燃PVC绝缘材料,这种材料会在确保电缆优异的电气绝缘性能的前提下,保证电缆的耐热、柔软、阻燃和机械性能;

  屏蔽:屏蔽采用以塑料薄膜为基材,单面或双面涂覆铝粉而制成的铝塑复合带。由于铝塑复合带在高温氧化时能吸收大量的热能,铝的融化温度为660℃,融化热达到11670J/mol,并生成三氧化铝层进而形成热的屏障,阻止热量向内部传递,同时减缓了火源冲击力,较好地保护了绝缘层无机壳体的形成,间接地起到了阻燃作用,并且采用此屏蔽方式既能减小接地电阻,增强抗干扰效果,又可作为挡潮层保护电缆线芯,起到防水、防腐蚀作用;

  铠装:考虑到电缆在使用过程会经常受到外力作用,在电缆外乎层外增加不锈钢丝编织铠装层。钢丝不仅可作为电缆的机械保护层,进而延长电缆的寿命,同时它也起到附加屏蔽作用,这样就等同于在生产过程中采用了两种不同屏蔽材料,在电磁波屏蔽上起到一定的互补作用,屏蔽效果将较一种屏蔽材料的电缆更好;

  填充及内衬层:为了保持产品内部缆芯结构稳定性和圆整性,增强电缆的抗拉性能,填充采用额外的麻绳填充。为了保证屏蔽层与线芯的耐电压冲击性,内衬层采用重叠绕包双层聚酯带,此外聚酯带还具有较高的机械强度、卓越的绝缘性能,从而增强了电缆的电气及机械性能。

  导体:在满足选材的标准上,镀锌软钢丝必须为多股复绞结构,并且严谨表面出现接头毛刺。铜丝编织过程中,编织层无洞疤,线芯表面的毛头必须修复完整以消除编织导体的毛刺或凸起。编织密度应确保在90%以上且编织层节距均匀,以确保电缆优异的信号传输性能;

  绝缘:绝缘挤制应采用挤压式模具,挤出时压力、出料控制适当,以利于绝缘能充分挤入导体缝隙中。线芯挤包过程中,还应特别注重原材料的净化、绝缘偏心度与绝缘外径的一致性。以减少界面效应,提高电气性能;

  屏蔽:铝塑复合带绕包屏蔽,绕包紧凑,大概率25%~30%;屏蔽层内放置一股镀锡铜丝作引流线)以确保屏蔽的电气连续性并方便安装接地;

  成缆:成缆时采用双层聚酯带重叠绕包,麻绳填充,成缆节径比不大于12,成缆后缆芯应填充紧密、圆整;

  铠装:电缆外护套首先绕包双层高温玻纤带,重叠率不小于15%,以确保电缆外护套不被钢丝编织层扎破;其次,不锈钢丝编织铠装时,编织密度控制在85%以上,同时编织层表面无洞疤,毛头修复平整。

  目前该种新型的高抗拉信号传输卷筒电缆已有部分企业涉足该领域,设计并制造,经前期测试以及使用结果来看,新型的高抗拉信号传输卷筒电缆符合使用要求。但是该种电缆还有待完善的地方,由于材料选择的局限性,在较低的温度下该电缆会出现绝缘和护套开裂的现象,因此该产品目前只适用于-20℃以上的低温环境。不过我们可以相信,企业对技术的将会不断完善,不断地探索研究,研制出适合于较低温度下的卷筒电缆以满足市场需求指日可待。

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