摘要：简述了一种耐拉、耐磨、耐高温金属液滴落特种电缆的使用环境和现状，对新设计的电缆结构和性能要求进行了分析，特别对外被材料的选用做了详细的验证。
关键词：耐拉；耐磨；耐高温金属液滴落；不锈钢编织。
Development of a special cable with tensile resistance and high temperature impact
Wangyingxin，Hezhiwei，Dengweiquan.
Abstract：In this paper，the application environment and current situation of a special cable with tensile，wear-resistant and high-temperature impact are briefly described.The structure and performance requirements of the newly designed cable are analyzed，and the selection of external materials is introduced in detail
Key words：Nelah；Wear resistance；High temperature impact resistance；Stainless steel knitting
0引言
通用的聚氯乙烯和交联聚乙烯材料电缆一般耐温等级为70℃或90℃，硅橡胶氟塑料材料的特种电缆耐温等级也不过是180℃或250℃。涉及到耐拉、耐磨、防油及防水的移动用弯曲的场合，上面的材料可能出现脆化、开裂、断裂现象，严重影响其正常使用。
随着工业生产的发展，一些金属熔炼车间需要把熔炼的金属液移动浇铸成型，在金属液移动的过程中，需要一种耐拉、耐磨、防油、防水的电缆随行供电，并且在移动的过程中金属液会惯性的作用下飞溅到移动的电缆上。尤其是铜金属液、不锈钢金属液的温度更高，因此一种耐拉耐磨耐高温金属液滴落特种电缆的研制，更是迫切需要。
1 电缆使用环境及现状
根据客户提供的信息，电缆使用在不锈钢熔炼车间，连接电源和熔炉，电缆要求有3条主线给熔炉供电，另外3条控制线控制熔炉温度，电缆使用环境温度最高为70℃。不锈钢水熔炼完成之后，需要行车吊起熔炉移动一段距离浇铸成型，在这个过程中电缆需要在地上随着熔炉移动，并且不锈钢水会飞煎到地面电缆上的可能。地面为了防止火灾，会长期有积水现象，其中有一段还会有油污现象，。
2 电缆设计
新电缆的设计不仅要满足3+3结构，还要根据客户的使用环境满足移动耐拉、与地面摩擦耐磨、防水老化、防油侵蚀护套等特点，更要防止不锈钢水的耐温冲击。因此选择一款合适的护套材料最为关键。
2.1 护套材料选择
材料的合理选用是电缆成功开发的关键，交联聚乙烯和氟塑料太硬，不适合本电缆的护套材料，硅橡胶虽然柔软但是抗撕裂不是特别好，冷却后的不锈钢渣，有刺破护套开裂的风险。聚氯乙烯塑料属于热塑性材料，在不锈钢水滴落在护套上时，瞬间高温，会使聚氯乙烯护套高温熔融，变形变软，更不适合本产品的设计。那么护套材料有两种选择，其中一种是采用不锈钢丝编织铠装，另一种采用热固性橡胶材料，这两个方法均柔软，耐磨，又不会遇水生锈，能否承受不锈钢水的滴落，还需要模拟客户的环境进行试验。
2.2 模拟客户使用环境的试验
根据客户的环境，我们找到一些不锈钢条，热固性橡套电缆、不锈钢编织铠装电缆进行试验。分别用氧气焊枪把不锈钢条进行烧溶滴落在不锈钢丝编织电缆和热固性电缆上，经过几分钟试验，发现两种设计均对电缆有很好的保护作用，未发现有不锈钢丝熔断和护套损伤的现象，但是细致观察，发现滴落的不锈钢水接触到热固性橡套电缆的时候，由于橡套电缆比较圆，橡胶有弹性，不锈钢水会瞬间滚落在地面。不锈钢编织电缆没有这么明显的效果，会有一些不锈钢渣残留在不锈钢编织夹缝里面。因此我们决定采用热固性橡胶作为此电缆的外护套
2.3电缆结构设计
电缆的结构设计，不仅关系到电缆的制造成本、加工工艺、生产难易程度，还关系到整个电缆的性能设计能否实现。
根据客户的采购需求，主线芯为35mm2，控制线为2.5mm2。为了提高电缆的柔软性，采用单线直径为0.20mm的退火软铜线，节距不超过15倍，股线、复绕均为同向；绝缘为乙丙橡胶，分不同颜色方便客户安装识别，控制线增大绝缘厚度，使外径成为3*35的合适填充；成缆节距不超过10倍，不需要绕包带；挤包一层热固性橡皮做内护套；铜电缆比较重，为了提高电缆的随行过程中耐拉性能，采用304牌号的不锈钢丝编织铠装，编织密度不小于98%；采用阻燃热固性橡皮做外护套，防止地面积水、油污以及滴落的不锈钢水对电缆的损坏。
2.4电缆截面示意图
综合上述选择与设计，并结果客户的使用环境，设计出一种耐拉耐磨耐高温金属液滴落的特种电缆3*35+3*2.5，电缆的结构见图1。
图1 3*35+3*2.5mm2软电缆截面示意图
导体采用广东电缆厂有限公司自己生产的无氧电工铜，绝缘和护套采用杭州高新橡塑材料股份有限公司生产的乙丙橡胶和阻燃高强度SE4料，编织钢丝采用湖南华菱湘潭钢铁有限公司的304牌号不锈钢丝。
3 工艺特点和注意事项
从电缆结构不难看出，新设计的特种电缆的结构设计和通用电缆应该没有特别大的区别，但是很多小细节还是要注意一下：
3.1 导体生产。导体采用束绞复绕同向绞合，目的为了防止反向股线退扭，有利于导体外径更小，电缆更加柔软，束线的时候要测量单线直径的伸长率，务必大于20%，保证导体的柔软性。
3.2 绝缘挤出。绝缘采用乙丙橡胶连硫工艺生产，为了保证电缆的结构稳定，设计绝缘和内垫层粘连的结构，让电缆在移动、拖曳的过程中，绝缘线芯不会走位发生导体扭断、绝缘破裂等现象。因此连硫工艺9成硫化，假如乙丙橡胶完全没有硫化，那么成缆的时候会变形，如果过分硫化，护套挤出之后，粘连效果不好。所以连硫工艺控制非常关键并且不可以涂粉隔离。
3.3 成缆工艺。由于是3+3的结构，要求张力一定要均匀，并且绝缘线芯要退扭，建议用1+6成缆机，前面三个绞笼装控制线芯，后面三个绞笼装主线芯，假如前面三个装主线芯，三个控制电缆放在填充绳的位置，由于张力不均匀，内护套挤出的时候，控制线芯会后退卡死模具。
3.4 内垫层挤出工艺。由于设计的电缆为绝缘和内护套粘连工艺，所有内护套生产要求蒸汽压力大一些，使绝缘和护套接触的地方高温发生硫化渗透作用，起到绝缘和护套粘连在一起的效果。要求挤出模具的对模距离合适，挤出橡胶可以充分填满外层的间隙位置，同绝缘线芯充分接触。
3.5 编织铠装工艺。编织铠装的目的，防止电缆在弯曲移动的过程中绝缘线芯走位，同时电缆比较重，随着熔炉移动的过程中，要有足够的抗拉力，所以采用不锈钢编织铠装，在不锈钢编织工艺中，要求并丝张力均匀，编织机的锭子张力合适，编织不锈钢丝发生断丝等现象的时候，要修平整齐，防止刺破内护套或绝缘产生电缆短路现象。
3.6 外护套工艺。外护套采用阻燃高强度SE4材料，生产工艺比较成熟，不在详细说明。
4 试验结果
经过对电缆的电性能、结构尺寸进行试验，均符合相关标准，为了验证电缆耐磨耐热耐弯曲试验，公司自主开发了一台大型动态曲饶试验机，进行10万次反复移动，电缆无短路及断路现象，取电缆一小段采用氧气抢对不锈钢条烧溶滴落5分钟，发现电缆表面只有烟灰痕迹，用手套擦拭，发现护套无烧伤等痕迹。
5 结束语
设计的电缆样品在客户的熔炼车间使用1年之后，经过回访，发现电缆运行正常，并无出现护套开裂、穿孔、发胀等异常现象。
参考文献：
[1] 徐应麟.电线电缆手册 第二册【M】.北京机械工业出版社，2001
[2] 新型抗损伤耐低温软电缆的研制.电线电缆，2013（4）22-25
作者简介：
王迎欣（1984-），男，工程师
论文作者:王迎欣,何志伟,邓伟权
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/13
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