一种智能矿物绝缘电缆的制作方法

本发明涉及一种智能矿物绝缘电缆，属于电线电缆技术领域。

背景技术：

现有仪器设备很难对地埋电缆或在建筑物墙体内敷设的电缆进行实时监控，只有在电缆发生故障后，才能通过故障测试仪来判断故障点，此时造成破坏已经在所难免。如果能实时监控电缆运行数据，在电缆受到伤害之初，就能收到电缆及时预警，人们及时判断电缆受伤位置、类型，就会对电缆及时保护从而减少次生灾害的发生。

近几年,国内大型的公共娱乐场所、商厦、煤炭、化工等火灾造成的人民生命和财产损失,使人们对消防、防火安全有了更加深刻的认识,根据消防系统的统计,发生的火灾中,建筑火灾60%是由电气设备、线路故障引起。这就要求在发生火灾时,电缆则需要具有一定的防火功能,从而保障线路瘫痪前,数据能够得到有效保存,降低数据流失的风险,并且确保在传输电力过程中,电缆能够保证电气设备与线路的安全运行。现有的防火电缆产品在火灾发生时,数据流失风险大,信息与电力传输效果不佳，不能满足实际需要。因此,亟需开发一种一种智能矿物绝缘电缆，即电缆在火灾发生前期能及时预警，火灾发生后能及时判断着火位置，并能尽可能长时间的保持线路的完整性，为防灾、救灾创造条件。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明目的是提供一种智能矿物绝缘电缆，是把分布式光纤温度传感系统借助3d打印技术应用到矿物绝缘电缆，让电缆在输送电能的同时还能用于矿物绝缘电缆进行周围应力、温度、液体流速、声压、液压和磁场等物理量的测量，其突出优势体现在能够随工况变化智能检测矿物绝缘电缆周围应力、温度、液体流速、声压、液压和磁场等物理量，让矿物绝缘电缆处于最佳工作状态，突破传统矿物绝缘电缆只能输送电能，不能检测矿物绝缘电缆所处环境的弊端。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种智能矿物绝缘电缆，包括电缆内芯结构和电缆护层结构，所述的电缆内芯结构包括分布式光纤温度传感系统、光纤、pbt护层、铜导体、矿物绝缘层；电缆护层结构由内到外依次为无卤低烟阻燃聚烯烃内护层、石英网层、云母带层、陶瓷化聚烯烃护层、尼龙护套层、无卤低烟阻燃聚烯烃护套层；电缆内芯结构和电缆护层结构之间为填充。

所述的内芯结构包括分布式光纤温度传感系统、光单元、电力传输单元。

所述的分布式光纤温度传感系统是用3d打印技术在光纤表面附着具有形状记忆合金的特性信息系统。

所述的陶瓷化聚烯烃护层由质量比1:1.6的聚烯烃与陶瓷料组成，其中，聚烯烃包括乙烯一醋酸乙烯共聚物、乙烯一丙烯共聚物、氟化乙烯一丙烯共聚物、分散剂、润滑剂;陶瓷料选自硼砂、低熔点玻璃粉、滑石粉、锻烧陶土、轻质氧化镁、膨润土、氧化铝中的一种或多种组合物。

所述的尼龙护套层由聚酰胺树脂占40-80份，受阻酚类抗氧剂占2-20份，硫代二丙酸双酯占1-10份，硬脂酸钙占1-8份，受阻胺类光稳定剂占1-5份，乙撑双硬酯酰胺占0.2-3份、硅酮粉占0.5-2份，纳米滑石粉占0.1-3份。

所述的填充为阻燃填充绳。

本发明的有益效果是：一种智能矿物绝缘电缆，在电力传输的同时，还能传输光信号，能够随工况变化智能检测矿物绝缘电缆周围应力、温度、液体流速、声压、液压和磁场等物理量，让矿物绝缘电缆处于最佳工作状态，突破传统矿物绝缘电缆只能输送电能，不能检测矿物绝缘电缆所处环境的弊端。该电缆具有优异的防火阻燃、绿色环保性能，陶瓷化聚烯烃具有优异的防火耐火特性，能在600℃以上高温或火焰下迅速被烧成坚硬、致密、完整的陶瓷状壳体，该壳体在长时间高温下不熔融、不开裂、不滴落，可有效隔离外部高温、火焰对内部材料的侵蚀，起到非常好的隔火隔热作用。并配以尼龙护套，不仅延长了电缆的使用寿命，还能防鼠、蚁噬咬而且安装方便，提高了电缆工作的安全可靠性。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为本发明实施例提供的一种矿物绝缘电缆横截面示意图。

图中，1、分布式光纤温度传感系统，2、光纤，3、pbt护层，4、铜导体，5、矿物绝缘层，6、无卤低烟阻燃聚烯烃内护层，7、石英网层，8、云母带层，9、陶瓷化聚烯烃护层，10、尼龙护套层，11、无卤低烟阻燃聚烯烃护套层，12、填充。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，是本发明实施例提供的一种智能矿物绝缘电缆，包括电缆内芯结构和电缆护层结构，所述的电缆内芯结构包括分布式光纤温度传感系统1、光纤2、pbt护层3、铜导体4、矿物绝缘层5。

电缆护层结构由内到外依次为无卤低烟阻燃聚烯烃内护层6、石英网层7、云母带层8、陶瓷化聚烯烃护层9、尼龙护套层10、无卤低烟阻燃聚烯烃护套层11。

电缆内芯结构和电缆外套结构之间为填充12。

制造时，把分布式光纤温度传感系统借助3d打印技术打印到一根光纤上，制成分布式光纤温度传感系统1，分布式光纤温度传感系统1和光纤2通过束管挤出机，挤制成pbt护层3；电缆的铜导体4由许多根软圆铜单线按同心分层式绞合或紧压而成；在铜导体4外面挤包一层矿物绝缘层5，电力传输单元制造完成；在成缆机上把电力传输单元、包含分布式光纤温度传感系统1和光纤2的pbt护层3，绞合成电缆内芯结构；在绞合成电缆内芯时，电缆内芯空隙处填充阻燃填充12，在电缆内芯结构外面用挤出机挤制无卤低烟阻燃聚烯烃内护层6，在无卤低烟阻燃聚烯烃内护层6外面用编织机编织石英网层7，石英网层7外面用云母带绕包机绕包云母带层8，云母带层8外面用挤出机挤制陶瓷化聚烯烃护层9，在陶瓷化聚烯烃护层9外面用挤出机挤制尼龙护套层10，在尼龙护套层10外面用挤出机挤制无卤低烟阻燃聚烯烃护套层11，并在无卤低烟阻燃聚烯烃护套层11表面喷印识别标识，即制造完成了。

陶瓷化聚烯烃护层9由质量比1:1.8的聚烯烃与陶瓷料组成，其中，聚烯烃包括乙烯一醋酸乙烯共聚物、乙烯一丙烯共聚物、氟化乙烯一丙烯共聚物、分散剂、润滑剂;陶瓷料选自硼砂、低熔点玻璃粉、滑石粉、锻烧陶土、轻质氧化镁、膨润土、氧化铝中的一种或多种组合物。

尼龙护套层由聚酰胺树脂占40-80份，受阻酚类抗氧剂占2-20份，硫代二丙酸双酯占1-10份，硬脂酸钙占1-8份，受阻胺类光稳定剂占1-5份，乙撑双硬酯酰胺占0.2-3份、硅酮粉占0.5-2份，纳米滑石粉占0.1-3份。

本发明具有多层绝缘层，整体具有很好的绝缘效果，其次，采用尼龙护套层10，尼龙护套层10具有诸多优异的物理、化学性能，如:机械强度高、硬度大、耐磨、抗撕裂、电气绝缘性能优越，且耐酸(包括蚁酸)、碱、大部分无机盐溶液，用该尼龙复合材料制备的电线电缆护套可以防白蚁、防老鼠、耐磨、耐腐蚀、经久耐用、无毒环保。

目前，常用于电缆行业的聚酰胺树脂（简称pa，俗称尼龙）有四种：聚酰胺树脂pa66、聚酰胺树脂pa6、聚酰胺树脂pa12、聚酰胺树脂pa1010，可以根据电缆使用场合来选择，具体制备方法如下：

实施例1：一种防鼠蚁耐磨无毒环保尼龙护套材料的制备方法及其特征包括以下步骤：

步骤一、在高速混料机中投入52.9份聚酰胺树脂pa66，19份受阻酚类抗氧剂，9份硫代二丙酸双酯，7.5份硬脂酸钙，4份受阻胺类光稳定剂，3份乙撑双硬酯酰胺、1.8份硅酮粉，2.8份纳米滑石粉,混合5分钟，得共混物料；

步骤二、将步骤一所得共混物料投入螺杆挤出机，温度为300℃，转速为200r/min,熔融混炼后挤出;

步骤三、冷却后切粒筛分包装，即得所述一种防鼠蚁耐磨无毒环保尼龙护套材料。

实施例2：一种防鼠蚁耐磨无毒环保尼龙护套材料的制备方法及其特征包括以下步骤：

步骤一、在高速混料机中投入59份聚酰胺树脂pa6，15份受阻酚类抗氧剂，8份硫代二丙酸双酯，7份硬脂酸钙，3份受阻胺类光稳定剂，3份乙撑双硬酯酰胺、2份硅酮粉，3份纳米滑石粉,混合5分钟，得共混物料；

步骤二、将步骤一所得共混物料投入螺杆挤出机，温度为220℃，转速为300r/min,熔融混炼后挤出;

步骤三、冷却后切粒筛分包装，即得所述一种防鼠蚁耐磨无毒环保尼龙护套材料。

实施例3：一种防鼠蚁耐磨无毒环保尼龙护套材料的制备方法及其特征包括以下步骤：

步骤一、在高速混料机中投入76份聚酰胺树脂pa12，5份受阻酚类抗氧剂，4份硫代二丙酸双酯，5份硬脂酸钙，3份受阻胺类光稳定剂，2份乙撑双硬酯酰胺、2份硅酮粉，3份纳米滑石粉,混合5分钟，得共混物料；

步骤二、将步骤一所得共混物料投入螺杆挤出机，温度为228℃，转速为200r/min,熔融混炼后挤出;

步骤三、冷却后切粒筛分包装，即得所述一种防鼠蚁耐磨无毒环保尼龙护套材料。

实施例4：一种防鼠蚁耐磨无毒环保尼龙护套材料的制备方法及其特征包括以下步骤：

步骤一、在高速混料机中投入63份聚酰胺树脂pa1010，11份受阻酚类抗氧剂，7份硫代二丙酸双酯，7份硬脂酸钙，4份受阻胺类光稳定剂，3份乙撑双硬酯酰胺、2份硅酮粉，3份纳米滑石粉,混合5分钟，得共混物料；

步骤二、将步骤一所得共混物料投入螺杆挤出机，温度为255℃，转速为260r/min,熔融混炼后挤出;

步骤三、冷却后切粒筛分包装，即得所述一种防鼠蚁耐磨无毒环保尼龙护套材料。