[发明专利]一种超柔性电缆

说明书

 

技术领域

本发明属于电力电缆领域，具体是一种使用在移动设备（如港口机械，采掘机械，冶金罐车，风电设备，机器人手臂等）上的超柔性电缆，该电缆要求具备优异的弯曲、卷挠、扭转、拉伸性能，从而满足一些特殊场合的需要。

背景技术

    几乎所有的港口码头均使用吊装机械进行运输作业，矿井下的开采已使用了效率更高的采掘设备，冶金行业的高炉由于环境条件的限制，溶化的金属只能通过有轨罐车运输……，这些场合的机械设备必须使用一种特殊的电缆，它的一头连接固定端上，另一头连接到这些机械设备的控制箱、电缆卷筒或发电设备上，它随着机械设备进行频繁移动，反复弯曲、卷挠、拉伸及扭转，我们把此类电缆称为柔性电缆。

    目前，柔性电缆大部分为进口，少量为国产。试验数据表明，柔性电缆的平均断裂弯曲次数不超过2万次，拉伸强度只有220～240Mpa，因此平均使用寿命不超过3个月，由于这些使用场合的特殊性，一旦电缆损坏，使生产中断，造成巨大的经济损失，还给维修及更换带来很大的麻烦。

    柔性电缆使用寿命短的主要原因是电缆在使用过程中导电线芯发生断裂，这一因素约占了95%以上，通过对导电线芯的模拟使用状况实验，发现发生断裂有二种情况，一是拉断，二是弯曲折断。分析断裂的原因发现：柔性电缆的导电线芯均为多根相同直径的细铜单线按同一方向束合（称为束线），或由多股束线绞合而成（称为束绞线）。因铜材的抗拉强度为220～240Mpa，因此，小截面导电缆芯随设备移动承受较大拉力作用时很容易发生拉断。又因束线是非正规绞合，各单线之间的位置互相不固定，当电缆弯曲时各单线产生以下二种情形：一是各单线滑动余量不相同，二是各单线一侧受拉伸，另一侧面受压缩；当向另一方向弯曲时，原来受拉伸的变成了压缩；受压缩的变成了拉伸；在反复弯曲中，滑动余量小的单线首先开始折断，随着弯曲次数的增加，越来越多的单线不断折断，直到全部断裂，或折断到达一定数量后，当剩余导体的抗拉强度小于拉伸力时，导电线芯将被拉断。

发明内容

     本发明所要解决的技术问题是提供一种结构合理，抗拉性能更好的超柔性电缆。

本发明所述的超柔性电缆，包括电缆导电缆芯，在电缆导电缆芯中间放置电工用钢丝、电工用钢丝绳、芳纶丝或芳纶绳作为加强芯。

上述导电线芯采用编织机以铜股线围绕加强芯编织而成。

上述电工用钢丝选用直径为0.20～1.0mm，电工用钢丝绳选用直径为1.0～5.0mm，抗拉强度都在850～1550Mpa之间。

上述芳纶丝选用直经为0.20～1.0mm，芳纶绳选用直径为1.0～5.0mm。

本发明通过对制造电缆所用材料的优化以及电缆结构的合理设计，使电缆具备超柔性，优异的弯曲、卷挠、扭转、拉伸性能，从而满足一些特殊场合的需要，该电缆抗拉强度达1000 Mpa以上，平均断裂弯曲次数十万次以上，平均使用寿命达一年以上。

附图说明

     图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1，本发明所述的一种超柔性电缆，包括电缆导电缆芯1，在电缆导电缆芯1中间放置电工用钢丝、电工用钢丝绳、芳纶丝或芳纶绳作为加强芯2，在导电缆芯外挤包绝缘层3。导电线芯采用编织机以铜股线围绕加强芯编织而成。电工用钢丝选用直径为0.20～1.0mm，电工用钢丝绳选用直径为1.0～5.0mm，抗拉强度都在850～1550Mpa之间。芳纶丝选用直经为0.20～1.0mm，芳纶绳选用直径为1.0～5.0mm。

本发明在电缆导电缆芯中间放置电工用高强度细钢丝（绳），芳纶丝（绳）作为加强芯，并采用编织机用铜股线围绕加强芯编织而成导电线芯。

本发明中的电工用钢丝选用直径为0.20～1.0mm，钢丝绳选用直径为1.0～5.0mm，抗拉强度在850～1550Mpa之间，因其抗拉、抗挤压、耐磨性、柔韧性、抗冲击性等综合性能最适宜加强芯要求。

    芳纶丝选用直经为0.20～1.0mm，芳纶绳选用直径为1.0～5.0mm，芳纶全称为聚对苯二甲酸对苯二胺，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度，高耐疲劳性、高柔软性、挠弯性能好、高模量和耐高温性、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，其强度是2700 Mpa，重量仅为钢丝的1/5左右。在560度高温下不分解、不熔化，具有很好的抗老化性能，具有很长的生命周期。