大棚地熱超長加溫電纜的制作方法
【專利摘要】一種大棚地熱超長加溫電纜，包括兩個并列布置的導電體，每個導電體外包裹有絕緣層，絕緣層外包裹聚酯薄膜內襯層，內襯層外包裹護套層；在所述絕緣層和內襯層之間填充碳纖維加熱體，其特殊之處是：所述碳纖維加熱體采用由多根經燒結的單根碳纖維絞合并粘接在一起構成的碳纖維繩，所述碳纖維加熱體為多段結構，每段碳纖維加熱體的起點和終點依次交替與兩個導電體連接形成折線式并接且與二個導電體構成回路；所述導電體為退火后的鋁合金，所述絕緣層為125℃改性聚乙烯絕緣材料，所述護套層為125℃交聯聚乙烯。該大棚地熱超長加溫電纜長度長、節能、使用壽命長、抗拉強度高、產品成本低，可在大棚內正常使用。
【專利說明】大棚地熱超長加溫電纜
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種大棚地熱超長加溫電纜。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著農業種植結構的調整，大棚蔬菜的種植面積也在逐年擴大，不僅豐富了城鄉“菜籃子”，而且有利于農民增收。但是由于大棚蔬菜生產具有高投入、高產出、高科技含量的特點，生產過程中存在很多技術問題亟待解決。如植物倒茬、棚內有害氣體、病蟲害、地溫低等問題。棚內地溫低，特別是北方低溫時間較長，土壤溫度較長時間處于界限溫度(12°C )以下時植物根部受害，阻止了植物生長，會出現大面積無頭株，花、果脫落。輕者減產減收，重者凍死絕收。為了提高地溫，可以采取電加熱方式。目前只有解決小面積育苗的加溫電纜。此種加溫電纜的主要缺陷有:1、并聯接法長度太短，只有6-10米左右不利于大棚正常使用。敷設復雜不便、田間管理不便，不適用大面積大棚使用。2、電纜加熱材料采用的是金屬絲，電能轉換為熱能的效率只有70%左右，耗電能太大。大棚生產成本增加，經濟效益低。3、電纜使用壽命短，主要是加熱金屬絲易氧化、燒斷。4、金屬電纜生產工藝復雜，廣品價格較聞。
【發明內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題是提供一種長度長、節能、使用壽命長、抗拉強度高、產品成本低，可在大棚內正常使用的大棚地熱超長加溫電纜。
[0004]本實用新型涉及的一種大棚地熱超長加溫電纜，它有兩個并列布置的導電體，每個導電體外包裹有絕緣層，絕緣層外包裹聚酯薄膜內襯層，內襯層外包裹護套層；在所述絕緣層和內襯層之間填充碳纖維加熱體，所述碳纖維加熱體采用由多根經燒結的單根碳纖維絞合并粘接在一起構成的碳纖維繩，所述碳纖維加熱體為多段結構，每段碳纖維加熱體的起點和終點依次交替與兩個導電體連接形成折線式并接且與二個導電體構成回路；所述導電體為退火后的鋁合金，所述絕緣層為125°C改性聚乙烯絕緣材料，所述護套層為125°C交聯聚乙烯。
[0005]本實用新型的有益效果是:
[0006]1、超長
[0007]本電纜加熱體與導電體之間為折線并聯接法，設計成一字型加熱電纜，其有效長度可達200-1000米，敷設方便、實用。
[0008]2、節能
[0009]采用燒結后的碳纖維構成的碳纖維繩為加熱體，能獲得穩定電阻值，電熱轉換效率高達98%，高溫狀態下使用不氧化，其單位面積的電流的負荷不發生改變。另外熱傳導速度與發熱體表面積成正比，而絞合并粘接在一起的單根碳纖維直徑只有0.02mm,碳纖維加熱體的散熱表面積之大是合金電熱體無法可比的。因此，碳纖維加熱電纜與傳統的合金電熱體相比可實現節能達到30%以上。
[0010]3、電纜抗拉強度高、使用壽命長
[0011]傳統加熱電纜單根加熱線并聯使用長度較短，對電纜抗拉強度要求不高。而本超長碳纖維電纜，對電纜抗拉強度要求較高。碳纖維在冷態時自身的特性就有抗拉強度高(是鋼材抗拉強度10倍左右)、比重輕、無氧化、高模量、耐高溫、抗疲勞、抗蠕變的特點，使用壽命長，完全能滿足本電纜抗拉強度的要求。
[0012]退火后的鋁合金導體表面有一層氧化鋁膜，在200°C以下起到抗氧化作用。發熱體是非金屬碳纖維材料，抗腐蝕、不氧化、高抗拉強度、碳纖維可抗高溫1000°c以上。絕緣、護套選用長期使用溫度125°c的改性聚乙烯材料，90°C條件下不會發生斷裂和老化，延長了電纜的使用壽命。
[0013]4、選擇優質材料、降低生產成本
[0014]本產品主要選用四大材料導體、加熱體、絕緣和護套材料。導體選擇退火后鋁合金絲，利用它具有良好抗壓蠕變性、比重小、輕便、抗氧化、成本低特性。加熱體選擇碳纖維，利用它具有節能、高強度、不氧化、比重小、耐高溫特性。絕緣、護套材料選擇125°C交聯聚乙烯，利用它具有絕緣性能、抗拉、耐磨、耐油、耐酸、耐腐蝕、耐老化、防腐、無毒、易加工的特性。選擇材料標準是滿足電纜使用環境要求，提高了電纜使用壽命，在正常安裝使用下，不受機械損傷，可做到免維護。綜上所述所生產的超長加熱電纜可降低成本20%左右。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0016]圖2是本實用新型的加熱體與導電體縱向連接結構示意圖；
[0017]圖3是圖1中端點C處橫剖示意圖；
[0018]圖4是圖1中端點D處橫剖示意圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖所示，本實用新型涉及的大棚地熱超長加溫電纜，包括兩個并列布置的導電體I，分別為導電體A、導電體B。導電體I外包裹有絕緣層2，絕緣層2外為聚酯薄膜內襯層4，內襯層4外為護套層5 ;在絕緣層2和內襯層4之間填充碳纖維加熱體3，所述碳纖維加熱體3采用由多根碳纖維絞合并粘接在一起構成的碳纖維繩且為多段結構，其中單根碳纖維燒結溫度為800-850°C，時間為40-60s。每段碳纖維加熱體3的兩個端點C和D依次交替與兩個導電體A、B連接形成折線式并接且與二個導電體構成回路，端點C與導電體A位于包裹導電體A的絕緣層2內、端點D與導電體B位于包裹導電體B的絕緣層2內；所述導電體I為退火后的鋁合金，所述絕緣層2為125°C改性聚乙烯絕緣材料，所述碳纖維加熱體3經過高溫燒結后的碳纖維繩，所述護套層5為125°C交聯聚乙烯。
[0020]生產工藝流程:
[0021]1、導體拉制
[0022]根據電纜使用溫度、長度、功率確定截面。
[0023]2、退火
[0024]鋁合金退火溫度:320— 370°C，恒溫時間:2_4小時。
[0025]3、125°C改性聚乙烯絕緣擠出(絕緣層)
[0026]根據電壓值確定絕緣厚度。同時在線火花打壓試驗。按電纜的電壓等級，確定試驗電壓值，試驗率要達到100%。
[0027]4、成纜、梯形并接
[0028]4、I漏電打孔
[0029]根據電纜的加熱功率、電纜長度確定打孔尺寸。
[0030]4、2碳纖維燒結
[0031]根據電纜的加熱功率、電纜長度來確定碳纖維規格、股數、阻值。燒結溫度800-850°C，時間為40-60S，確保阻值穩定。
[0032]4、3按工藝參數值，進行接點緊壓鋁合金帶，同時對電纜進行電阻檢測，確保達到參數值；繞包內襯層。
[0033]5、125°C交聯聚乙烯護套層擠出
[0034]根據電纜外徑確定護套厚度。
[0035]本電纜以單相220V電壓供電方式，兩根導電體為通導電體，以高強度碳纖維繩為發熱體。在電纜中碳纖維加熱體與兩根導電體經過折線式并接后形成回路，通電后碳纖維加熱體產生熱量，達到90°C通過護套層傳導土壤，進而達到理想地溫。
[0036]本產品具有熱轉換效率高的特性，與現在常規電纜相比，它具有節能、重量輕、超長、壽命長、免維護、抗拉能力強、加熱均勻升溫速度快等特點。
[0037]主要性能參數:
[0038]I)電纜表面溫度:90°C
[0039]2)電纜每米功率:14W
[0040]3)電纜抗拉強度:抗拉強度彡3000Mpa
[0041]4)電纜最大使用長度:L ( 1000米
[0042]5 )額定電壓:單相50V?220V
[0043]6)絕緣電阻:20°C彡相對溫度80 %時不小于20ΜΩ
[0044]7)電纜長期使用耐熱極限溫度:0°C?125°C。
【權利要求】
1.大棚地熱超長加溫電纜，包括兩個并列布置的導電體，每個導電體外包裹有絕緣層，絕緣層外包裹聚酯薄膜內襯層，內襯層外包裹護套層；在所述絕緣層和內襯層之間填充碳纖維加熱體，其特征是:所述碳纖維加熱體采用由多根經燒結的單根碳纖維絞合并粘接在一起構成的碳纖維繩，所述碳纖維加熱體為多段結構，每段碳纖維加熱體的起點和終點依次交替與兩個導電體連接形成折線式并接且與二個導電體構成回路；所述導電體為退火后的鋁合金，所述絕緣層為125°c改性聚乙烯絕緣材料，所述護套層為125°C交聯聚乙烯。
【文檔編號】H05B3/56GK204104156SQ201420412749
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】李萌, 李季, 劉朝鵬, 黨明芳, 孟希, 王碩 申請人:沈興線纜集團有限公司, 李季