[發明專利]一種水面漂浮電纜

在審

• 申請號: 201710674726.7
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107578842A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 趙影;王杰;王佳新;黃松
• 申請（專利權）人: 中船重工（葫蘆島）特種電纜有限責任公司
• 主分類號: H01B7/04
• 分類號: H01B7/04;H01B7/12;H01B7/02;H01B7/18;H01B9/00;H01B1/04
• 代理公司: 葫蘆島天開專利商標代理事務所(特殊普通合伙)21230
• 代理人: 魏勇

技術領域

本發明提出的是電氣領域的電纜，主要應用于水面作業的船只、平臺設備的臨時供電。具體地說是一種水面漂浮電纜。

背景技術

電線電纜主要以金屬導體作為導電體，各種塑料或橡膠作為絕緣及護層。其中構成電纜的材料90%以上的密度均大于水的密度lg／cm³，所以常規設計制造的電纜的密度均會超過lg／cm³，根本無法漂浮在水面上。根據阿基米德定律，要實現電纜在水面上的漂浮，在設計該電纜結構時，必須降低電纜本身的自重，增加電纜的體積加大排水量，在電纜結構設計時各構成元件必須使用密度較輕的材料，采用中空的結構，使用發泡材料降低密度等方法。

電線電纜導電元件使用的材料一般為銅、鋁，主要考慮到這兩種材料來源豐富、價格低、具有一定的機械強度、具有導熱性、可加工和高導電性，但密度較大。其中銅抗拉強度206～275Mpa，鋁抗拉強度147～176Mpa；銅導電率100%IACS，鋁導電率63%IACS；銅8.89 g／cm³，鋁2.7 g／cm³。電纜結構設計中導電元件材料選擇鋁最為合適，通過絕緣，填充及護層材料的合理選擇，會使電纜的密度減低到l g／cm³以下，實現電纜在水面漂浮。由于鋁自身的特點，不能拉制到直徑0.2mm以下鋁絲，不能制成柔軟的導體，不易卷繞收放，由于強度低，多次卷繞后容易斷裂，綜上所述現有電纜不能滿足電纜多次卷繞收放的使用要求。

如采用銅作為導電元件材料，填充元件體積會很大，造成電纜外徑增大。

發明內容

為了能夠使得電纜在水面漂浮，本發明提出了一種水面漂浮電纜。該電纜通過連續導電碳纖維作導電體、三元乙丙橡膠作絕緣層、聚乙烯作填充體和聚醚型聚氨酯彈性體作為保護層，解決電纜水面漂浮的技術問題。

本發明解決技術問題所采用的方案是：

由多根圓形橫截面的導電體外包敷有絕緣層，組成導線，導線外包裹有保護層，在保護層與導線組間隙處充填有填充體。

所述導電體為連續導電碳纖維。

所述絕緣層采用三元乙丙橡膠。

所述填充體采用氮氣發泡的聚乙烯。

所述保護層選擇耐水解的聚醚型聚氨酯彈性體混合料。

積極效果，由于本發明采用連續導電碳纖維作導電材料、三元乙丙橡膠作絕緣材料、聚乙烯作填充材料和聚醚型聚氨酯彈性體作為護層材料，諸使用材料重量輕，使得電纜的密度小于水的密度，能夠在水面漂??；抗拉強度高和柔軟性好，能夠實現多次的卷繞收放動作，而不損壞電纜；根據不同的使用環境選擇不同的護層材料，以適應使用場合的需要，確保電纜的達到預期使用壽命。適宜作為水面電纜使用。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖中，1.導電體，2.絕緣層，3.填充體，4.保護層。

具體實施方式

據圖所示，由多根圓形橫截面的導電體1外包敷有絕緣層2，組成導線，導線外包裹有保護層4，在保護層與導線組間隙處充填有填充體3。

所述導電體為連續導電碳纖維；

碳纖維密度在1.73～1.935 g／cm³，抗張強度≥3500Mpa，導電率50%IACS，根據傳輸功率的不同選擇不同根數的直徑約為0.91mm的長纖導電碳纖維絞合在一起。

所述絕緣層采用三元乙丙橡膠；

乙丙橡膠密度約0.87 g／cm³，制成的混合料密度約0.94 g／cm³。采用常規的擠橡連續硫化設備上進行加工。

所述填充體采用氮氣發泡的聚乙烯；

氮氣發泡的聚乙烯，其中氮氣密度為0.00125 g／cm³；

聚乙烯密度0.94 g／cm³，按發泡率80%計算，發泡填充的密度為0.198 g／cm³。在熔融的聚乙烯材料注入壓力≥1.9倍溶體壓力的氮氣，使聚乙烯發泡，通過成型模具擠包到電纜纜芯上，并迅速冷卻定性。

所述保護層選擇耐水解的聚醚型聚氨酯彈性體混合料，既柔軟耐磨，又具有高強度，密度1.28g/cm³。使用擠塑機加工保護層。不同規格的電纜通過改變填充體的體積來增加電纜的體積來降低電纜的密度。

實施例密度計算：

一種電纜的設計結構參數見下表：

理論計算電纜密度：