一种可旋转自由滑动式电力电缆的制作方法

本发明涉及电力电缆技术领域，尤其涉及一种可旋转自由滑动式电力电缆。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线。在电力线路中，电缆所占比重正逐渐增加。电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，包括1-500kv以及以上各种电压等级，各种绝缘的电力电缆。

电力电缆的基本结构由线芯(导体)、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成。线芯是电力电缆的导电部分，用来输送电能，是电力电缆的主要部分。绝缘层是将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离，保证电能输送，是电力电缆结构中不可缺少的组成部分。15kv及以上的电力电缆一般都有导体屏蔽层和绝缘屏蔽层。保护层的作用是保护电力电缆免受外界杂质和水分的侵入，以及防止外力直接损坏电力电缆。

发明人发现，目前市场上的常规电力电缆只能满足固定敷设要求，并且在敷设过程中无法应对电缆受到的各种应力，以及垂直敷设时电缆自重产生的重力，在电缆弯曲或扭转时，电缆易发生断裂或扭断等缺陷。具体情况如下：

目前电力电缆大多采用第2类绞合铜导体作为导电线芯，虽然导电线芯由多根铜导体绞合而成，相比单根实心导体在柔软性方面有了很大提升，但是在实际使用敷设过程中由于弯曲半径过小，尤其在转角处，其弯曲半径严重低于电缆的允许弯曲半径，造成电缆过度弯曲，一旦发生过载或过电压操作时，由于导体温度的升高造成绝缘材料受热，首先会在弯曲处造成绝缘软化或变形，发生电气事故。

目前电力电缆由于传输容量的增大，其截面积也逐步增大，电缆重量尤其增大。电缆重量的增大使得其在敷设过程中更加困难。并且由于电缆自重重量较大，使铜导体由于时间的增长会出现蠕变现象，使得电缆接头容易出现松动而造成接触电阻增大，通过电流时急剧生热，造成绝缘材料加速老化。

电缆垂直敷设时由于电缆自重原因易造成导体延伸而造成导电线芯电阻增大，加速导体发热现象，造成绝缘材料过度老化；减小电缆的使用寿命。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出了一种可旋转自由滑动式电力电缆，具有柔软度高，可自由旋转及滑动，抗承载能力强等特点。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种可旋转自由滑动式电力电缆,包括：环形排布的若干绝缘线芯，所述若干绝缘线芯的中心设置承载滑动装置，所述承载滑动装置包括：中心层以及设置在中心层外、能够相对于中心层转动的转动层；所述转动层外与绝缘线芯相对应的位置设置凸起部，所述凸起部与绝缘线芯上设置的凹槽相匹配，形成能够承载绝缘线芯滑动的滑移部。

中心承载式滑动装置可以依靠中心设置的高强度碳纤维复合材料自由旋转，并且中心添加了润滑膏，极大提高了电缆抗拉强度，并且可以实现电缆自由旋转。避免了在电缆敷设或使用过程中由于电缆沿圆周方向扭转造成的电缆导体韧性减小或者电缆断裂的问题。

在绝缘层一侧设置有与承载滑动装置相互配套的凹形滑移轨道，凸起部设置为十字型，使得每个轨道内形成3个小型滑移轨道，在滑移轨道内涂以润滑膏。此种结构设计可以使得电缆能够在电缆轴向方向有一定的滑移性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)线芯(导体)由第6类软铜导体绞合而成，并且在内层与外层导体之间设置固体润滑层，使内外层导体之间可以自由滑动并且相互隔离。使电缆在敷设过程中可以有较小的弯曲半径，使得电缆具有更好的耐弯曲性。

(2)在绝缘层一侧设置有与承载滑动装置相互配套的凹形滑移轨道，每个轨道内设置3个小型滑移轨道，在滑移轨道内涂以润滑膏。此种结构设计可以使得电缆能够在电缆轴向方向有一定的滑移性。

(3)承载滑动装置中心设置碳纤维材料，碳纤维材料具有超强的抗拉强度，无论在垂直敷设或水平敷设时，都可以将电缆的受力完全由碳钎维材料承受，电缆导电线芯可以不承担来自水平或垂直方向的外力，有效的延长了电缆的使用寿命。中心碳纤维材料与外层转动层之间设有润滑膏，极大提高了电缆抗拉强度，并且可以实现外层转动层的自由旋转。

(4)绝缘线芯之间设置镀锌钢丝，可以使得电缆自重产生的重力完全由镀锌钢丝承担，有效减小了电缆的承重，提高了电缆垂直敷设时的抗拉强度。

(5)电缆缆芯外设置挤压式填充层，在不占用电缆有效的空间的前提下可以填满线芯之间的空隙，有效提高了电缆承受水平方向的侧压力，并且可以避免电缆在弯曲时出现受力不均现象。

(6)电缆护套设置环形凹槽，相比于圆形护套而言，可以在固定电缆时具有一定的固定装置，防止电缆固定不牢固。

附图说明

图1为本发明实施例一中可旋转自由滑动式电力电缆结构示意图；

其中，1.内层导体，2.固体润滑膏层，3.外层导体，4.滑移轨道，5.凸起状锯齿，6.绝缘，7.高强度镀锌钢丝，8.碳纤维复合材料，9.固体润滑膏，10.承载滑动装置，11.电缆填充层，12.电缆护套，13.环形固定槽。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一

在一个或多个实施例中，公开了一种可旋转自由滑动式电力电缆，如图1所示，具体包括：环形排布的若干绝缘线芯，绝缘线芯包括：线芯以及挤包在线芯外的绝缘层；若干绝缘线芯的中心设置承载滑动装置10，承载滑动装置10包括：中心层以及设置在中心层外、能够相对于中心层转动的转动层；转动层外与绝缘线芯相对应的位置设置凸起部，凸起部上设有能够承载绝缘线芯滑动的滑移轨道4。

线芯由内层导体1、固体润滑膏9层2、外层导体3和绝缘6共同组成，其线芯整体通过绝缘6上设置的凹槽与承载装置的凸起相互配合形成滑移轨道4，并且在凸起和凹槽相互接触部分设置润滑层，以实现线芯的滑移。

本实施例中，电力电缆由第6类软铜导体复绞而成，导体分2层复绞形成，两层导体之间设置有固体润滑膏9，使各层导体之间可以相互滑移且相互隔离。

常规导体层与层之间一般相互接触且绞向相反，在电缆使用过程中因层与层之间的摩擦和导体绞合时产生的内应力而导致导体使用寿命严重减少，尤其对于移动软电缆此现象更为严重。本实施例在层与层之间设置润滑膏，使层与层之间不会相互接触，电缆弯曲过程中不会产生导体之间的摩擦，同时由于润滑作用极大的减小了弯曲中的内应力；提高了电缆的使用寿命和耐弯曲性。

中心承载滑动装置10由高强度热塑性聚氨酯弹性体材料，中心承载式滑动装置中心为高强度碳纤维复合材料8，碳纤维复合材料8外填充固体润滑膏9，以使承载装置可以自由旋转，承载滑动装置10由5个凸起状锯齿5组成，每个锯齿由三个小型突起锯齿组成，绝缘线芯成直线分别排列在承载滑动装置10的5个锯齿，以形成圆形。

凸起状锯齿5的作用是：用于固定绝缘线芯以及在凸起状锯齿5上设置滑移轨道4，使得绝缘线芯可以在固定设置的轨道上沿电缆轴向滑移。将绝缘线芯设计为可自由滑动的形式，并且绝缘线芯呈直线设置于中心承载滑动装置10上，有效减小了螺旋状成缆中绝缘线芯的长度以及成缆线芯长度不一致的问题。

在电缆敷设或使用过程中经常会遇到电缆沿圆周方向扭转的情况，因电缆本身无法扭转，在被迫扭转时会产生扭转力，严重时或扭转角度过大时会严重损伤电缆，造成电缆导体韧性减小，严重时会造成电缆断裂。本实施例的中心承载式滑动装置可以依靠中心设置的高强度碳纤维复合材料8自由旋转，并且中心添加了润滑膏，极大提高了电缆抗拉强度，并且可以实现电缆自由旋转。

中心承载滑动装置10取代了常规电缆填充绳，使得电缆在敷设中、弯曲中、垂直敷设时、移动中可以自由旋转或滑动，大大降低了电缆受到的各种外力作用。提高了电缆的使用寿命。

绝缘层为聚氨酯弹性体材料挤包而成，绝缘层一侧留有与承载滑动装置10相互配套的凹形滑移轨道4，凸起部设置为十字型，使得每个轨道内形成3个小型的滑移轨道4。

绝缘6的作用是在电气设备中把电势不同的带电部分隔离开来。因此绝缘材料首先应具有较高的绝缘电阻和耐压强度，并能避免发生漏电、击穿等事故。其次耐热性能要好，避免因长期过热而老化变质；此外，还应有良好的导热性、耐潮防雷性和较高的机械强度以及工艺加工方便等特点。根据上述要求，常用绝缘材料的性能指标有绝缘强度、抗张强度、比重、膨胀系数等。

热塑性聚氨脂弹性体材料，是一种新型的有机高分子合成材料,属于化合物，是一种各项性能优异，可以代替橡胶，软性聚氯乙烯材料，优异的物理性能，例如耐磨性，回弹力都好过普通聚氨酯，pvc，耐老化性好过橡胶。

在绝缘线芯与线芯之间设置高强度镀锌钢丝7，钢丝与线芯相互独立。设置高强度镀锌钢丝7可以极大的提高电缆垂直方向的抗拉强度，有利于电缆垂直敷设，在电缆垂直敷设时可以使电缆自身产生的重力完全由钢丝承担，电缆导体本身无需承载拉力。有效减小了电缆因自重而产生的损伤。

在缆芯外挤压式挤包高强度热塑性聚氨酯弹性体材料构成电缆填充层11。填充层外挤包三元乙丙橡胶护套材料以构成电缆护套12，在护套上设置有相隔72度的沟槽，以便于电缆敷设时加强对电缆的固定。

设置电缆填充层11的目的是在不增加电缆外径的前提下有效填充电缆线芯之间的间隙，使线芯之间减小相互摩擦，并且可以有效减小电缆弯曲时受力不均现象。

电缆线芯之间的空隙采用挤压式挤出填充，在不占用电缆空间的前提下可以有效减小电缆线芯的受力不均现象，并且提高了电缆的抗挤压性能。

电缆护套12设计为带环形固定槽13的形式，可以在固定电缆时具有一定的固定作用，防止电缆固定不牢固。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。