一种预制分支电缆的制作方法及预制分支电缆

文档序号:1906737 发布日期:2021-11-30 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 一种预制分支电缆的制作方法及预制分支电缆 (Manufacturing method of prefabricated branch cable and prefabricated branch cable ) 是由 王宝良 于 2021-09-13 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种预制分支电缆的制作方法及预制分支电缆,预制分支电缆的制作方法包括以下步骤:A1、剥去主干线电缆连接部位的绝缘层和防护层,以及剥去分支线电缆连接端的绝缘层和防护层;A2、将分支线电缆连接端的导体并接到主干线电缆连接部位的导体上;A3、将C型联接件卡接到分支线电缆与主干线电缆之间的并接处;A4、在主干线电缆连接部位绕包绝缘绕包层;A5、将主干线电缆、分支线电缆、C型联接件以及绝缘绕包层移到注塑模具内,通过螺杆式注塑机将热熔后的聚烯烃注入到注塑模具内,经保压、冷却后固化形成分支联接体;A6、打开注塑模具,取出制作完成的预制分支电缆;优点是有效提高主干线和分支线连接处的抗拉强度和密封性能。(The invention discloses a manufacturing method of a prefabricated branch cable and the prefabricated branch cable, wherein the manufacturing method of the prefabricated branch cable comprises the following steps: a1, stripping an insulating layer and a protective layer at the connecting part of a trunk cable and stripping an insulating layer and a protective layer at the connecting end of a branch cable; a2, connecting the conductors of the branch line cable connecting end to the conductors of the main line cable connecting part in parallel; a3, clamping a C-shaped connector to a joint between a branch line cable and a main trunk line cable; a4, wrapping an insulating wrapping layer at the connection part of the trunk cable; a5, transferring the trunk cable, the branch cable, the C-shaped connector and the insulating wrapping layer into an injection mold, injecting hot-melted polyolefin into the injection mold through a screw injection molding machine, and curing to form a branch connector after pressure maintaining and cooling; a6, opening an injection mold, and taking out the prefabricated branch cable which is manufactured; the advantage is effectively improving the tensile strength and the sealing performance of the junction of the trunk line and the branch line.)

一种预制分支电缆的制作方法及预制分支电缆

技术领域

本发明属于电缆制备技术领域,尤其是涉及一种预制分支电缆的制作方法及预制分支电缆。

背景技术

预制分支电缆是依据配电设计要求,由工厂在主干线电缆的规定位置预制分支线电缆,具有良好的供电可靠性,已广泛应用于中高层楼宇、电气竖井等具有支线电缆需求的场所。

预制分支电缆的主干线和分支线通过压接的方法连接后,一般会在连接处注塑成型一个分支联接体,以保护主干线和分支线的连接处,然而通过常规的注塑方法得到的分支联接体的抗拉强度和密封性能均较差,在对预制分支电缆进行铺设时,对分支线的拉力或多次弯折都存在造成主干线和分支线连接不稳的现象,影响分支电缆的使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种预制分支电缆的制作方法及预制分支电缆,有效提高主干线和分支线连接处的抗拉强度和密封性能。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种预制分支电缆的制作方法,包括以下步骤:

A1、剥去主干线电缆连接部位的绝缘层和防护层,使主干线电缆连接部位的导体裸露,以及剥去分支线电缆连接端的绝缘层和防护层,使分支线电缆连接端的导体裸露;

A2、将分支线电缆连接端的导体并接到主干线电缆连接部位的导体上;

A3、将C型联接件卡接到分支线电缆与主干线电缆之间的并接处,并通过对称围压冷压模具将C型联接件压接到分支线电缆的导体和主干线电缆的导体上;

A4、在主干线电缆连接部位绕包将C型联接件、分支线电缆和主干线电缆紧密结合的绝缘绕包层;

A5、将主干线电缆的连接部位、分支线电缆的连接端、C型联接件以及绝缘绕包层移到注塑模具内,通过螺杆式注塑机将热熔后的聚烯烃注入到注塑模具内,热熔后的聚烯烃包裹在主干线电缆连接部位、分支线电缆的连接端、C型联接件以及绝缘绕包层上,经保压、冷却后固化形成分支联接体;

A6、打开注塑模具,取出制作完成的预制分支电缆;

其中,在所述步骤A3中,对称围压冷压模具的压接面上设置有沿主干线电缆长度方向分布的多个凸脊,凸脊的延伸方向与主干线电缆的延伸方向相交,凸脊的高度为5~8mm,凸脊的宽度为3~5mm;C型联接件压接完成后,导体单丝间隙小于等于3%。

作为优选,在所述步骤A1中,主干线电缆连接部位的裸露导体的长度为C型联接件长度的1.5~2.5倍。

作为优选,在所述步骤A3中,C型联接件开口处的厚度小于C型联接件其余部位的厚度。

作为优选,在所述步骤A3中,将C型联接件的开口的宽度记为L1,将主干线电缆的直径记为L2,将分支线电缆的直径记为L3,当L2≥L3时,4mm≤L1-L2≤6mm,当L2<L3时,4mm≤L1-L3≤6mm。

作为优选,在所述步骤A3中,分支线电缆连接端的端部与C型联接件之间的间距记为L4,L4满足:8mm≤L4≤12mm。

作为优选,在所述步骤A4中,绝缘绕包层包括由内到外分布的热熔胶带、四氟乙烯热缩带、玻璃纤维带。

作为优选,在所述步骤A6具体包括以下步骤:

B1、聚烯烃塑料在料筒內经加热热熔后达到流动状态,聚烯烃流动温度为160~180℃,喷嘴温度低于聚烯烃流动最高温度的180℃;

B2、通过螺杆推动合模和注射座前移,使喷嘴贴紧注塑模具的浇口道;

B3、向注射缸内通入压力油,使螺杆向前推进,将热熔的聚烯烃注入闭合的注塑模具內,填充射压为140~160MPa,聚烯烃流动速度为40g/s,直至充满注塑模具的型腔的94~96%;

B4、采用突变螺杆式注塑,螺杆向前推进持续施加压力,压力为填充聚烯烃熔料最大压力的83~87%,直至浇口道热熔的聚烯烃固化封口;

B5、冷却注塑模具,冷却时间为30~120s,注塑模具的型腔内的温度低于110℃。

作为优选,在所述步骤B4中,注塑模具的型腔内的平均压力为20~45MPa。

本发明还提供一种预制分支电缆,包括主干线电缆和分支线电缆,通过上述的预制分支电缆的制作方法制作而成。

与现有技术相比,本发明的优点在于通过本预制分支电缆的制作方法得到的预制分支电缆,其导体抗拉强度下降率≤原始值的8-10%,抗拉强度较好,在浸水电压试验中分支联接体优于常规的预制分支电缆的分支联接体,密封性较好。

附图说明

图1为本发明中预制分支电缆的结构示意图;

图2为本发明中C型联接件压制成型的示意图;

图3为螺杆式注塑机的结构示意图。

图中:1、主干线电缆;2、分支线电缆;3、C型联接件;4、对称围压冷压模具;5、凸脊;6、绝缘绕包层;7、分支联接体。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一:如图1至图3所示,一种预制分支电缆的制作方法,包括以下步骤:

A1、剥去主干线电缆连接部位的绝缘层和防护层,使主干线电缆连接部位的导体裸露,以及剥去分支线电缆连接端的绝缘层和防护层,使分支线电缆连接端的导体裸露;

A2、将分支线电缆连接端的导体并接到主干线电缆连接部位的导体上;

A3、将C型联接件卡接到分支线电缆与主干线电缆之间的并接处,并通过对称围压冷压模具将C型联接件压接到分支线电缆的导体和主干线电缆导体上;

A4、在主干线电缆连接部位绕包将C型联接件、分支线电缆和主干线电缆紧密结合的绝缘绕包层;

A5、将主干线电缆的连接部位、分支线电缆的连接端、C型联接件以及绝缘绕包层移到注塑模具内,通过螺杆式注塑机将热熔后的聚烯烃注入到注塑模具内,热熔后的聚烯烃包裹在主干线电缆连接部位、分支线电缆的连接端、C型联接件以及绝缘绕包层上,经保压、冷却后固化形成分支联接体;

A6、打开注塑模具,取出制作完成的预制分支电缆;

其中,在步骤A3中,对称围压冷压模具的压接面上设置有沿主干线电缆长度方向分布的多个凸脊,凸脊的延伸方向与主干线电缆的延伸方向相交,凸脊的高度为5~8mm,凸脊的宽度为3~5mm;C型联接件压接完成后,导体单丝间隙小于等于3%。

对称围压模具內壁的凸脊设计,C型联接件率先被凸脊部分接触挤压,避免普通制作工艺的C型联接件内壁平面与导体压接,容易压接力不足导体滑移,或压接力过大导体变形过盈致使导体截面不足。本设计中的对称围压模具合模力880KN,内壁与C型联接件形成相对应的阴阳啮合的凸脊,加强稳固紧压联接,保证足够的压接力和接触面,C型联接件使主干线电缆的导体和分支线电缆的导体紧密牢固联接,能够实现压接后的导体单丝间隙只占3%,使电流过程中空隙中的热空气不良导体减少,使线温降低,耐热的安全系数提升,满足接触电阻的等效长度导体电阻,以及连接后分支线电缆的导体抗拉强度不小于连接前抗拉强度的80%,压缩连接不减小主干线电缆的导体和分支线电缆的导体原有的实际截面积,此外,压接后开口处允许留有1~2mm细缝的基本闭合态。

在步骤A1中,主干线电缆连接部位的裸露导体的长度为C型联接件长度的1.5~2.5倍。若主干线电缆连接部位的裸露导体的长度过短,则不便于主干线电缆、分支线电缆与C型联接件连接操作,甚至影响压接作业;若主干线电缆连接部位的裸露导体的长度过长,则可能耗费更多的C型联接件外绕包绝缘层材料,甚至影响分支联接体注塑包覆成型的质量,优选的,主干线电缆连接部位的裸露导体的长度为C型联接件长度的2倍。

在步骤A3中,C型联接件开口处的厚度小于C型联接件其余部位的厚度,冷压模具压接时易将C型联接件的开口闭合,同时由于C型联接件其余部位固有一定的材料厚度,能承接足够的冷压力而塑性变化,有利于牢固的将C型联接件与分支线电缆的导体、主干线电缆的导体压实连接。此外,C型联接件采用铜或铜合金材料,不得含有使用时产生有害的腐蚀性和引起开裂的成分,室温抗拉强度为2.16~2.45Mpa,伸长率为45~50%,布氏硬度(HB)为35~45,具有一定的可塑性。

在步骤A3中,将C型联接件的开口的宽度记为L1,将主干线电缆的直径记为L2,将分支线电缆的直径记为L3,当L2≥L3时,4mm≤L1-L2≤6mm,当L2<L3时,4mm≤L1-L3≤6mm,便于将C型联接件卡接到分支线电缆和主干线电缆上。通常,当L2≥L3时,L1-L2=5mm,当L2<L3时,L1-L3=5mm。

在步骤A3中,分支线电缆连接端的端部与C型联接件之间的间距记为L4,L4满足:8mm≤L4≤12mm,以利于稳定牢固压接,优选的,L4取10mm。

在步骤A4中,绝缘绕包层包括由内到外分布的热熔胶带、四氟乙烯热缩带、玻璃纤维带。

热熔胶带的熔融粘度8000CPs/180℃,软化点85℃±5℃,初粘性>20#铜球,剥离强度>4.3N/in2,融化温度160~180℃,固体含量100%,具有空隙填充性和密封性。热熔胶带紧贴C型联接件和导体右斜30°绕包,“软”和“粘”特性绝缘材料利于很好的与异性金属材料的接触绕包,加上耐温指数足以承担导体一旦自身升温的热量。

四氟乙烯热缩带的工作温度达250℃,具有良好的机械韧性,即使温度下降到-196℃,也可保持5%的伸长率,四氟乙烯热缩带具有无毒性、不污染所接触的介质、不会老化、柔韧性较好、高度可压缩性以及良好的抗蠕变性能。四氟乙烯热缩带在热熔胶带外左斜30°绕包,该材料所具备的物理机械性能的绕包设计,加强了联接体绝缘的稳固性。

玻璃纤维带是无碱玻璃纤维以Si-0为链,比有机纤维材料的C-C链键能大,因此耐高温性能较好,可在538℃下长期工作,在250℃的高温下强度无大变化,机械强度(纤维强度2000-3000MPa和延伸率3%)、化学稳定性及绝缘性能良好,自身结实无气孔,不吸水和蒸汽。玻璃纤维带在四氟乙烯热缩带外右斜30°绕包,在电缆外环境带来的潮气、高温甚至火情的条件下,该材料耐高温性和防水性设置,更利于抵御高温和防水。

该绝缘绕包层的设计,避免普通制作工艺的C形联接体压接后直接联接体注塑,注塑部分有不密闭瑕疵或被损伤时,将影响导体正常使用。上述热熔胶带、四氟乙烯热缩带、玻璃纤维带交叠约30MPa拉力、搭盖率20%的平整绕包,各自的密封性、柔韧性和防水性特点的集成应用设计,促进了该绝缘绕包层性能的提升,具有牢固密闭性。

实施例二:其余部分与实施例一相同,其不同之处在于在步骤A6具体包括以下步骤:

B1、聚烯烃塑料在料筒內经加热热熔后达到流动状态,聚烯烃流动温度为160~180℃,喷嘴温度低于聚烯烃流动最高温度的180℃;

B2、通过螺杆推动合模和注射座前移,使喷嘴贴紧注塑模具的浇口道;

B3、向注射缸内通入压力油,使螺杆向前推进,将热熔的聚烯烃注入闭合的注塑模具內,填充射压为140~160MPa,聚烯烃流动速度为40g/s,直至充满注塑模具的型腔的94~96%;

B4、采用突变螺杆式注塑,螺杆向前推进持续施加压力,压力为填充聚烯烃熔料最大压力的83~87%,直至浇口道热熔的聚烯烃固化封口;

B5、冷却注塑模具,冷却时间为30~120s,注塑模具的型腔内的温度低于110℃。

在步骤B4中,注塑模具的型腔内的平均压力为20~45MPa。

注塑材料为聚烯烃,它具有轻质密度小(0.83~0.96g/cm3),对电和热有良好的隔绝性能,聚烯烃材料与主干线电缆的外护套、分支线电缆的外护套材料型号相同,确保分支联接体材料和主干线电缆、分支线电缆有效粘合后气密性、水密性,分支联接体成型后,耐压AC3500V,施压5min不击穿,绝缘电阻≥200MΩ。

在步骤B1中,喷嘴温度低于聚烯烃流动最高温度,是为了防止熔料在直通式喷嘴可能发生的让流体以一定速度从喷嘴口流出来的“流延现象”,喷嘴温度不能过低,否则会造成熔料的早凝而将喷嘴堵塞,或者由于早凝料注入膜腔而影响联接体的性能。

采用螺杆式注塑机注射熔料,螺杆顶部熔料在螺杆转动的后退时所受到的压力为塑化压力(亦称背压),当转速不变,增加塑化压力加强剪切作用,提高熔体的温度,有利于熔体温度均匀、混合均匀和排出熔体中的气体,在保证分支联接体质量的前提下越低越好,一般不超过注塑压力的20%,聚烯烃熔体塑化压力很少超过20kg/cm2,但过低会减小塑化的效率,增大逆流和漏流,增加驱动功率。塑化压力是克服塑料从料筒流向型腔的流动阻力,给予熔料填充的速率以及对熔料进行压实,分支联接体大小时间各异,小则一般在2min左右,大则一般在10~15min,注塑时间是塑料熔体充满型腔所需的时间,合理的注塑时间有助于熔体理想填充,而且对于提高分支联接体的表面质量以及减小尺寸公差有着重要的意义,聚烯烃注塑时间大约为冷却时间的1/10~1/15,远远低于冷却时间。

在步骤B3中,填充过程中必须保证足够的压力和速度,聚烯烃熔体沿流动方向的模腔压力的分布趋势逐渐下降,在模腔入口处压力最大,在熔体前沿处下降到零,在等温条件中,压力线性下降,在非等温条件中,由于温度的影响,压力偏离线性下降。从模腔中心到模壁,聚烯烃熔体温度的分布趋势逐渐下降,但前沿处受喷泉流动的影响,温度的分布是均匀的,中心处熔体的温度基本上保持入口温度不变,靠近模壁处温度则从入口处开始逐渐下降,在前沿处开始升高。

在步骤B4中,通过持续施加压力压实熔体,增加聚烯烃密度,以补偿聚烯烃的收缩行为。在保压过程中,由于模腔中已经填满聚烯烃,采用突变螺杆式注塑,压缩段较短,占螺杆总长度的5~15%,塑化时能量转化较剧烈,螺杆顶部聚烯烃熔料在螺杆转动的后退时所受的塑化压力即背压较高,模具闭合后,供给模具的锁模力要大于成塑模具腔内聚烯烃熔料的膨胀力,以抵制熔融聚烯烃塑料进入膜腔产生的膜腔压力,防止模具开缝造成分支联接体的不良现状。

在保压阶段,膜腔內平均压力一般在20~45MPa之间,由于压力相当高,聚烯烃呈现部分可压缩特性,在压力较高区域,聚烯烃较为密实,密度较高,填充最大压力的85%;在压力较低区域,聚烯烃较为疏松,密度较低,时间根据联接体大小和外护套层厚度一般在20~120s之间。因此造成密度分布随位置及时间发生变化,保压过程中聚烯烃流速极低,流动不再起主导作用,压力成为影响保压过程的主要因素。

在步骤B5中,冷却时间的终点应以保证联接体脱模时不引起变动为原则,脱模阶段塑料聚烯烃温度应冷却至低于聚烯烃的110℃软化温度以下,以防止分支联接体因残余应力导致的松弛现象或脱模外力所造成的翘曲及变形。

实施例三:一种预制分支电缆,包括主干线电缆1和分支线电缆2,通过上述的预制分支电缆的制作方法制作而成。

本实施例中,主干线电缆1和分支线电缆2均由导体、聚乙烯绕包绝缘层和聚烯烃外护套,聚乙烯绕包绝缘层包覆在导体外侧,聚烯烃外护套包覆在聚乙烯绕包绝缘层外侧。

本预制分支电缆与常规的预制分支电缆相比,具有以下优点,参见表1:

表1

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述,显然本发明的实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围内。

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