[发明专利]一种柔性矿物阻燃绝缘碳纤维电缆

说明书

技术领域

本发明属于电缆材料技术领域，具体涉及一种柔性矿物阻燃绝缘碳纤维电缆。

背景技术

随着电力行业的发展，对输电导线的线芯和保护套的要求也越来越高。20世纪90年代，日本学者研究用碳纤维芯代替钢芯，开发了一种新型复合材料合成导线，即碳纤维芯铝绞线(ACFR)，这种新型导线与常规ACSR导线相比，具有重量轻、线膨胀系数小、弧度特性良好，此后，碳纤维线芯得到了发展应用。但现有技术中的碳纤维电缆因护套防护性能差，导致碳纤维电缆一般存在低温下柔性差、阻燃绝缘等综合性能差的问题。

发明内容

基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种柔性矿物阻燃绝缘碳纤维电缆，以多根碳纤维加捻成股得到缆芯，缆芯外设置保护套，保护套内添加矿物质及其他功能助剂，进而使得碳纤维电缆具备优异的耐高温、耐低温及低温下柔软性、阻燃等性能。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种柔性矿物阻燃绝缘碳纤维电缆，包括缆芯和保护套，所述缆芯由多根碳纤维加捻成股得到；所述保护套套设在缆芯外，保护套的组分及质量份数配比为：三元乙丙橡胶30-50份、偶联剂10-30份、硬脂酸5-10份、己二酸二辛酯10-20份、增韧剂5-8份、抗老化剂2-5份、氧化锌2-5份、云母粉3-8份、石英粉3-8份、纳米二氧化硅2-5份、纳米碳酸钙2-5份、炭黑2-6份、陶瓷纤维2-5份、促进剂0.1-0.2份。

优选地，所述纳米二氧化硅和纳米碳酸钙的粒径为50-100nm。

优选地，所述云母粉和石英粉的粒径为100-300nm。

优选地，所述促进剂包括促进剂CZ和促进剂TMTD，促进剂CZ和促进剂TMTD的质量份数比为1:1。

优选地，所述陶瓷纤维的纤维长度为1.0-3.5毫米，陶瓷纤维的直径为3.0-8.0微米。

优选地，所述每根碳纤维的四周还包覆有玻璃纤维，且每根碳纤维和玻璃纤维的张力为0.3至0.4kg。

优选地，所述每根碳纤维外还设置有绝缘套。

优选地，所述保护套的平均厚度为2.5mm。

优选地，所述保护套的耐火度大于1200℃，耐低温性能达-60℃。

本发明的保护套为电缆提供高温阻燃及低温防护，其中保护套的组分作用机理为：

本发明的保护套以三元乙丙橡胶为基料，三元乙丙橡胶具有优异的电绝缘性和强度，保证了电缆的绝缘性和抗拉伸性；基料中加入硬脂酸作为活化剂，配合己二酸二辛酯共同作用，使得保护套良好的低温柔软性，并且能够改善保护套的回弹性，降低压缩永久变形，成品电缆弯曲半径小，为电缆直径的4-6倍。基料中加入矿物质成分云母粉和石英粉，云母粉和石英粉起到隔氧阻燃的作用，且增强了保护套的耐高温性能；基料中加入纳米二氧化硅、纳米碳酸钙和炭黑，增强了保护套的耐磨性能。基料中还加入陶瓷纤维，陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热容小及耐机械震动等优点，主要化学成分为硅酸铝，陶瓷纤维的加入赋予保护套抗腐蚀、高强度、阻燃、耐高温等性能，耐火性能优良，而且无毒、无害、环保。通过上述组分的共同作用，使得本发明的电缆耐高温性能优异，耐火度大于1200℃，耐低温性能达-60℃，且低温下保护套的柔软度高。

综上所述，与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1.本发明的柔性矿物绝缘碳纤维电缆耐高温性能以阻燃性能优异，耐火度大于1200℃。

2.本发明的柔性矿物绝缘碳纤维电缆耐低温性能达-60℃，工作温度范围宽，且在低温下仍能保持一定的软度。

3.本发明的柔性矿物绝缘碳纤维电缆耐老化、耐磨损，使用寿命长。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种柔性矿物阻燃绝缘碳纤维电缆，包括缆芯和保护套，所述缆芯由多根碳纤维加捻成股得到；所述保护套套设在缆芯外，保护套的组分及质量份数配比为：三元乙丙橡胶40份、偶联剂20份、硬脂酸8份、己二酸二辛酯15份、增韧剂6份、抗老化剂4份、氧化锌3份、云母粉5份、石英粉5份、纳米二氧化硅4份、纳米碳酸钙4份、炭黑5份、陶瓷纤维4份、促进剂CZ 0.06份和促进剂TMTD 0.06份。

实施例2