一种高性能铝镁硅合金导体防水电缆的制作方法

本发明涉及电缆制造，尤其涉及一种高性能铝镁硅合金导体防水电缆。

背景技术：

1、电缆是电力输送过程中不可缺少的材料之一，随着技术条件的不断发展，各行各业对电缆的要求也越来越高。在海洋装备的电气部件中，电缆的防水性能对设备安全运行至关重要。相关技术中，在海洋潮湿环境下，电缆通过在缆芯外设置一层防水层，以防止水的渗入，从而延长电缆的使用寿命。

2、如中国专利cn111446039b公开的一种防水电缆，通过由内至外依次套装在一起的缆芯、绝缘层、第一防水层和第二防水层，同时通过第一螺旋槽和第二螺旋槽，可以有效地降低水在第二防水层的外周壁和内周壁上流动时径向上的速度，虽然降低水朝向电缆内部渗入的速率，有效延长电缆的使用寿命，但是使得电缆不具有防护能力，导致电缆的防水效果差的缺陷。

3、同时现有技术中，电缆的制备过程中存在以下的缺陷：

4、1.侵入性检测方法：现有技术如扫描电子显微镜(sem)和透射电子显微镜(tem)虽然提供了高分辨率的微观结构图像，但这些方法是侵入性的。它们通常需要对样品进行显著的前期处理，如切片、涂覆等，这会破坏样品，不适用于连续生产过程中的实时监控。

5、2.离线检测限制：多数现有方法为离线检测，无法提供即时的生产线反馈。这限制了生产过程的动态调整能力，降低了生产效率并可能导致更高的不合格品率。

6、3.防水电缆无法主动防护，导致防水电缆的防水效果差；

7、为了解决本领域普遍存在检测手段缺乏、质量评估能力不足、电缆缺乏主动防护、智能程度差、电缆的防水性能弱和制备能力不足等等问题，作出了本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种高性能铝镁硅合金导体防水电缆。

2、为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

3、一种高性能铝镁硅合金导体防水电缆，所述防水电缆包括铝镁硅合金、内绝缘层、微胶囊自愈合层、屏蔽层、护套层、外防水层和外护套层，所述防水电缆的制造步骤包括：

4、s1、通过牵拉模块对铝镁硅合金进行牵拉，以实现对铝镁硅合金的供应；

5、s2、通过挤出模块将绝缘保护材料挤出并包裹在所述铝镁硅合金的外周形成内绝缘层，其中，所述内绝缘层对内部的所述铝镁硅合金导体进行保护；

6、s3、通过自愈防护模块将微胶囊和聚合物基材挤出并包裹在所述内绝缘层的外周形成微胶囊自愈合层；

7、其中，通过质量评估模块采集微胶囊自愈合层的状态数据，并根据采集得到状态数据对所述微胶囊自愈合层进行评估形成评估结果，并动态反馈至所述自愈合防护模块中，以使得自愈合防护模块根据评估结果动态调整挤出参数；

8、s4、通过绕包模块将屏蔽材料绕包在所述微胶囊自愈合层的外周形成所述屏蔽层；

9、s5、通过挤塑模块将聚氯乙烯材料挤出包裹在所述屏蔽层的外壁形成护套层；

10、s6、通过防水模块将高分子复合材料层均匀涂布并层压在所述护套层的表面形成外防水层；

11、s7、通过注塑模块将耐磨材料挤出并包裹在外防水层外周形成外护套层，并对外护套层进行降温形成防水电缆；

12、s8、通过牵拉模块对形成防水电缆进行牵拉，以使得加工工序连续运行。

13、可选的，所述挤出模块在挤出所述绝缘保护材料后，并对形成的所述绝缘层进行冷却；其中，所述挤出模块包括挤出单元和第一冷却单元，所述挤出单元将绝缘保护材料挤出并包裹在所述铝镁硅合金的外周形成内绝缘层，所述第一冷却单元对挤出的所述内绝缘层进行冷却。

14、可选的，所述自愈防护模块包括基材挤料单元、胶囊供应单元、混合单元和第二冷却单元，所述胶囊供应单元将所述微胶囊供应至所述混合单元中，所述混合单元将所述聚合物基材和所述微胶囊进行混合，并向所述基材挤料单元供应，所述基材挤料单元将聚合物基材和微胶囊的混合物挤出并包裹在所述内绝缘层的外周形成微胶囊自愈合层，所述第二冷却单元对挤出形成的所述微胶囊自愈合层进行冷却。

15、可选的，所述质量评估模块包括采样单元和质量评估单元，所述采样单元采集微胶囊自愈合层的状态数据，所述质量评估单元根据采集得到状态数据对所述微胶囊自愈合层进行评估形成评估结果；

16、其中，所述采样单元包括采集构件和转向构件，所述采集构件采集微胶囊自愈合层的状态数据，所述转向构件对所述采集构件的采集位置进行调整；

17、所述采集构件包括采集座、超声波发射器、接收器和数据存储器，所述超声波发射器和所述接收器均设置在所述采集座上，且所述超声波发射器向所述微胶囊自愈合层发射超声波数据，所述接收器用于接收穿过微胶囊自愈合层的声波信号，所述数据存储器用于存储所述超声波发射器发射的声波强度和所述接收器接收得到的声波信号。

18、可选的，所述质量评估单元获取所述采样单元采集得到所述微胶囊自愈合层的状态数据，并根据下式计算所述微胶囊自愈合层分布指数distribution：

19、

20、

21、式中，为频率为f的超声波在所有测量角度所得到的振幅的平均值，是频率为f的超声波在所有测量角度所得到的功率谱密度的平均值，σa(f)是频率为f的超声波在所有测量角度所得到的振幅标准偏差，σp(f)是频率为f的超声波在所有测量角度所得到的功率谱密度的标准偏差，fmin为所述采集构件发射和接收的最低频率，fmax为所述采集构件发射和接收的最大频率，df为频率微元间隔；

22、若所述微胶囊自愈合层的分布指数distribution未落入设定的监控阈值范围[uniform1,uniform2]，则触发所述自愈防护模块对挤出参数进行调整。

23、可选的，所述绕包模块包括绕包单元和材料传输单元，所述材料传输单元用于将屏蔽材料向所述绕包单元供应，所述绕包单元用于将材料传输单元传输的屏蔽材料绕包卷绕在所述微胶囊自愈合层外周；

24、其中，所述绕包单元的绕包方式采用双线绕包的方式进行操作。

25、可选的，所述挤塑模块包括挤塑单元和第三冷却单元，所述挤塑单元将所述聚氯乙烯材料挤出包裹在所述屏蔽层的外壁形成护套层，所述第三冷却单元对挤出形成的所述护套层进行冷却；

26、其中，所述挤塑单元包括挤塑螺杆、原料加工腔、加热构件、电子通断阀、挤塑驱动机构、挤塑腔和挤塑模具，所述加热构件设置在所述原料加工腔中，并对投入所述原料加工腔中的聚氯乙烯材料进行加热形成熔融状态的的聚氯乙烯材料，所述原料加工腔与所述挤塑腔内部连接，并通过所述电子通断阀进行通断控制，所述挤塑螺杆的一端与所述挤塑驱动机构驱动连接形成挤塑部，所述挤塑部设置在所述挤塑腔外，以使得所述挤塑螺杆的一端贯穿所述挤塑腔并将加热后的聚氯乙烯材料挤出到挤塑模具中，以使得熔融状态的聚氯乙烯材料包裹在所述屏蔽层的外壁形成护套层。

27、可选的，所述防水模块包括涂覆单元和层压单元，所述涂覆单元将粘胶均匀涂布在所述护套层的外周，所述层压单元将所述高分子复合材料层压在所述护套层外周形成外防水层。

28、可选的，所述注塑模块包括注塑单元和降温单元，所述注塑单元将所述耐磨材料挤出并包裹在所述外防水层外形成所述外护套层，所述降温单元对挤出形成的外护套层进行降温；

29、其中，所述降温单元的降温速度与所述注塑单元的挤出速度相适配。

30、可选的，所述防水电缆的制造步骤还包括：通过牵拉模块从导体的供应端和电缆形成端进行牵引。

31、本发明所取得的有益效果是：

32、1.通过质量评估模块和自愈防护模块的相互配合，使得电缆的制备更加精准可靠，保证整个系统具有检测手段精准、质量评估能力佳、电缆主动防护能力强和智能程度高的优点；

33、2.通过自愈防护模块对微胶囊自愈合层的制备，提升了电缆的防水自愈能力，保证整个制造系统所制成的电缆具有自愈防护能力和防水性能；

34、3.通过绕包模块和自愈防护模块的相互配合，使得电缆的微胶囊自愈合层能主动防护，还兼顾提升电缆的屏蔽能力和耐磨程度，保证整个制造系统具有主动防护能力强、检测能力强、质量评估能力佳、智能程度高和制备能力强的优点；

35、4.通过防水模块对电缆内制备一个特定的防水层，提升电缆整体的防水能力，保证整个电缆具有防水性能，还保证整个电缆制造具有智能程度高、防护能力强的优点；

36、5.通过牵拉模块对导体以及制成的防水电缆进行牵拉，使得整个制造系统稳定性和可靠性，保证整个系统具有制造过程控制精准、智能程度高、制备能力高效的优点。