一種絕緣材料、一種絕緣變頻電力電纜及其制造方法與流程

本技術涉及電纜，更具體地說，它涉及一種絕緣材料、一種絕緣變頻電力電纜及其制造方法。

背景技術：

1、電纜作為電力傳輸和分配的重要組成部分，在工業、建筑、交通等多個領域發揮著重要作用。

2、雖然行業整體已經具備較高的產能，但是行業供需存在兩極分化的局面，即供給結構不合理。大部分企業主要生產低附加值的中低壓電纜。而高端電纜產品的供給能力相對較差。

3、針對上述中的相關技術，發明人認為，目前市面上的電纜絕緣材料在ul技術標準規定的物理機械性能和垂直托架燃燒試驗中普遍無法同時達標，導致難以通過ul機構全性能試驗，限制了國產電纜產品的出口。

技術實現思路

1、相關技術中，市售的電纜絕緣材料由于在物理機械性能和垂直托架燃燒試驗中普遍無法同時達標，因此難以通過ul機構全性能試驗，限制了國產電纜產品的出口。為了改善這一缺陷，本技術提供一種絕緣材料、一種絕緣變頻電力電纜及其制造方法。

2、第一方面，本技術提供一種絕緣材料，采用如下的技術方案：

3、一種絕緣材料，包括如下重量份的組分：ldpe樹脂15-60份，eva樹脂15-60份，輔助組分25-30份，阻燃劑140-150份，加工助劑10-12份；所述輔助組分包括乙丙橡膠和馬來酸酐接枝物，所述阻燃劑包括無鹵阻燃劑，所述加工助劑包括潤滑劑、復合抗氧劑和交聯敏化劑，所述eva樹脂的va含量為12-30％。

4、通過采用上述技術方案，本技術將eva樹脂的va含量限定重量在12-30％范圍內，可以調節材料的柔韌性和彈性，輔助組分中的乙丙橡膠和馬來酸酐接枝物可以增強材料的耐老化性和耐化學腐蝕性，加工助劑中的潤滑劑、復合抗氧劑和交聯敏化劑有助于提高材料的加工性能和穩定性。因此，本技術的絕緣材料能夠適應多種惡劣環境，與傳統絕緣材料相比具有更廣的適用范圍。在本技術的配方體系中，通過無鹵阻燃劑的使用，不僅提高了材料的阻燃性能，而且避免了傳統鹵素阻燃劑可能產生的有毒煙霧，能夠更好地符合環保要求。本發明的絕緣材料具有優異的物理機械性能和阻燃性能，尤其是在物理機械性能和垂直托架燃燒試驗在這兩方面能夠充分滿足ul技術標準的要求。

5、作為優選，所述eva樹脂的va含量為14％。

6、通過采用上述技術方案，本技術對eva樹脂的va含量進行了優選，有助于提高絕緣材料的體積電阻率。

7、作為優選，所述阻燃劑還包括有機磷阻燃劑，所述有機磷阻燃劑和無鹵阻燃劑的重量比為1:(4-6)。

8、通過采用上述技術方案，本技術對阻燃劑進行了優選，將無鹵阻燃劑和有機磷阻燃劑配合使用。有機磷阻燃劑除了發揮阻燃作用外，還能夠改善阻燃劑與基體樹脂的相容性，因而能夠減少阻燃劑的添加對絕緣材料機械性能造成的影響，并且也有助于提高絕緣材料的阻燃效率，使得絕緣材料能夠更好地通過ul94測試。

9、作為優選，所述輔助組分還包括堿木質素，所述堿木質素的用量為乙丙橡膠和馬來酸酐接枝物總重量的10-20％。

10、通過采用上述技術方案，木質素分子是一種剛性大分子，在本技術的配方體系中，堿木質素的加入能夠使得絕緣材料的剛性增加，在物理性能上表現為抗拉強度的增大，有助于改善電纜的耐久性。

11、作為優選，所述馬來酸酐接枝物包括低密度聚乙烯接枝馬來酸酐。

12、通過采用上述技術方案，本技術優選了馬來酸酐接枝物的具體類型，低密度聚乙烯接枝馬來酸酐不僅在本技術的配方體系中具有良好的相容性，而且與堿木質素具有良好的界面結合作用，能夠提高絕緣材料的斷裂伸長率。

13、第二方面，本技術提供一種絕緣變頻電力電纜，采用如下的技術方案。

14、一種絕緣變頻電力電纜，包括同心式絞合導體、第一包帶層、鋁塑復合帶層、金屬編織層和外護套，所述第一包帶層包覆在同心式絞合導體表面，所述鋁塑復合帶層包覆在第一包帶層表面，所述金屬編織層包覆在鋁塑復合帶層表面，所述外護套包覆在金屬編織層表面；所述同心式絞合導體由多根線芯絞合而成，所述線芯包括金屬導體、第二包帶層和絕緣層；規格10awg以上的所述導體表面自內而外依次包覆有第二包帶層和絕緣層，規格10awg及以下的所述導體表面僅包覆有絕緣層，所述絕緣層的材質為以上任一所述的絕緣材料。

15、通過采用上述技術方案，本發明的絕緣變頻電力電纜具有優異的電氣性能和機械保護性能。同心式絞合導體的設計可以提高電纜的抗拉強度和抗扭曲性能，適用于各種復雜的安裝環境；鋁塑復合帶層和金屬編織層的設置可以進一步提高電纜的抗電磁干擾能力和機械強度；外護套的使用可以保護電纜免受外界環境的侵蝕，延長電纜的使用壽命；絕緣層采用本發明的絕緣材料，保證了電纜的電氣絕緣性能，滿足了變頻電力傳輸的要求。通過采取上述設置方式，本技術的電纜能夠更好地通過ul機構全性能試驗，而通過采用高性能要求的絕緣材料，使得本技術的電纜能夠在耐用性、抗腐蝕性和抗污染性要求較高的各種復雜的電氣環境下保持穩定的運行，并減少對環境的影響。在使用壽命結束后，電纜可以以較為環保的方式進行處理。可見，本技術的電纜與傳統電纜產品相比具有更明顯的出口優勢。

16、作為優選，所述線芯為三根動力芯和三根地線芯。

17、通過采用上述技術方案，基于導線互換效應和對稱平衡的幾何關系，三根動力芯和三根地線芯的組合方式能夠將電纜受到的干擾減小至較為理想的水平。

18、作為優選，所述金屬編織層由鍍錫銅絲編織而成，所述鍍錫銅絲的單絲直徑為0.15-0.4mm，所述金屬編織層的編織密度為84-88％，所述金屬編織層的編織角為36-42°。

19、通過采用上述技術方案，本技術優選了金屬編織層的編織方式，通過采用上述方式進行編織，得到的金屬編織層能夠更好地與鋁塑復合帶層相互配合。在這種情況下，通過采用鋁塑復合帶層+金屬編織層的組合屏蔽設計方案，能夠抵抗電磁感應、接地不良和電源線傳導干擾，并減小電感，防止感應電動勢過大，以及抑制電磁波的對外發射，此外還能作為短路電流的通道，起到對線芯的有效保護。

20、第三方面，本技術提供一種絕緣變頻電力電纜的制造方法，采用如下的技術方案。

21、一種絕緣變頻電力電纜的制造方法，包括以下步驟：

22、s1.將規格10awg以上的導體先縱包一層聚酯帶，聚酯帶外層擠包一層絕緣材料，將規格10awg及以下的導體與絕緣材料共擠出，得到線芯半成品；

23、s2.使用電子加速器對線芯半成品進行輻照加工，得到線芯；

24、s3.對線芯進行絞合加工，得到同心式絞合導體，在同心式絞合導體表面繞包一層聚酯帶，得到第一包帶層；

25、s4.在第一包帶層表面繞包一層鋁塑復合帶，得到鋁塑復合帶層；

26、s5.在鋁塑復合帶層表面設置一層金屬編織層，再在金屬編織層外包覆一層外護套，得到絕緣變頻電力電纜。

27、通過采用上述技術方案，本技術的方法通過精確控制不同規格導體的共擠出工藝，確保了導體與絕緣材料的緊密結合，從而優化了電纜的電氣絕緣特性。電子加速器輻照加工的應用，實現了線芯半成品的有效交聯，增強了電纜的機械性能和環境適應性，顯著提升了其耐用性和長期穩定性。同心式絞合導體的構造設計配合多層鋁塑復合帶的繞包不僅提升了電纜的屏蔽性能，有效抵御了外部電磁干擾，還增強了電纜的抗腐蝕和抗機械損傷能力。金屬編織層的設置為電纜提供了更為嚴密的二次屏蔽，確保了信號傳輸的高保真度和系統的穩定運行。外護套的包覆為電纜提供了一道堅固的保護屏障，使其能夠適應各種惡劣環境條件。綜合來看，這種制造方法所制備的絕緣變頻電力電纜，在電氣絕緣性、機械強度、抗干擾性、環境適應性和長期穩定性能夠更好地滿足ul44、ul1277等美國標準的相關要求，適用于多種變頻電力傳輸和分配場合。

28、作為優選，所述制造方法的步驟s2.中，對規格為10awg及以下的線芯半成品進行加工時，電子束能量為1.5mev，對規格為8awg-4/0awg的線芯半成品進行加工時，電子束能量為3.0mev。

29、通過采用上述技術方案，本技術優選了對半成品線芯進行輻照加工的工藝條件，能夠充分實現半成品線芯的交聯。

30、綜上所述，本技術具有以下有益效果：

31、1、在絕緣材料的配方體系中，本技術限定了eva樹脂的va含量，并添加了與之相匹配的輔助組分、阻燃劑和助劑。本技術的絕緣材料能夠適應多種惡劣環境，與傳統絕緣材料相比具有更廣的適用范圍，而且具有優異的物理機械性能和阻燃性能，尤其是在物理機械性能和垂直托架燃燒試驗在這兩方面，能夠充分滿足ul技術標準的要求，具有較強的市場競爭力。

32、2、本技術的電纜能夠在耐用性、抗腐蝕性和抗污染性要求較高的各種復雜的電氣環境下保持穩定的運行，并減少對環境的影響。在使用壽命結束后，電纜可以以較為環保的方式進行處理，與傳統電纜產品相比具有更明顯的出口優勢。

33、3、按照本技術的方法制備的絕緣變頻電力電纜，在電氣絕緣性、機械強度、抗干擾性、環境適應性和長期穩定性等方面能夠更好地滿足ul系列美國標準的相關要求，適用于多種變頻電力傳輸和分配場合，而且能夠實現高效率低成本的批量生產。