电缆及制造方法

1、一种电缆，它由中间缆芯和外导体构成，其特征在于所述的缆芯是由至少五支有色 金属线材或含有金属线的绝缘线绞合形成的绞合线，在该绞合线的正中心至少有由一根导 体或由绝缘的金属线或光纤构成的绝缘芯线；所述的绞合线的外圈部与外包覆的铝合金外 导体相互嵌合；且所述的铝合金外导体由镁锌铝合金制成。
2、一种如权利要求1所述的电缆的制造方法，它是先用常规的生产方式在电线电缆 的挤塑设备上制取由绝缘的金属线或光纤组成的绝缘芯线，再在绝缘芯线外用绞线设备绞 合多股金属线材或含有金属线的绝缘线以形成绞合线，将绞合线通过金属挤压包覆机的模 腔，将铝合金送入金属挤压包覆机内，使铝合金在挤压轮的旋转作用下，摩擦产生高温再 强行推入模腔形成良好结合后通过模口挤出无缝管状铝合金外导体，再将挤出的铝合金外 导体经过拉拔卡紧在绞合线上而制成电缆。
3、根据权利要求2所述的制造电缆的方法，其特征在于所述绝缘的金属线或光纤是 内为金属线或光纤的塑料绝缘线。
4、根据权利要求2所述的制造电缆的方法，其特征在于所述绞合线是以多支单根线 经电线电缆设备绞合成一根的多股线。
5、根据权利要求2所述的制造电缆的方法，其特征在于所述铝合金是由镁锌铝合金 材料制成。
6、根据权利要求2所述的制造电缆的方法，其特征在于所述的金属挤压包覆机的内 外模具的间隙是根据产品外导体的壁厚确定的，而绞合线和外导体内的单边间隙为绞合线 直径的20％。
7、根据权利要求2或6所述的制造电缆的方法，其特征在于金属挤压包覆机挤出管 状铝合金外导体后，该铝合金外导体再经过拉拔缩径，其拉拔缩径的模具外周或端面上套 有轴承，而且模具是五个以下并用润滑油冷却的。

技术领域\n本发明涉及的是一种输电或电信号传输的电缆及制备方法，尤其是一种铁路信号接地 电缆及制备工艺，它属于电线电缆制造技术领域。\n背景技术\n随着科技的进步和社会的发展，电力、通讯等信号的传输要求越来越高，需屏蔽的线 缆用途也越来越广泛，而且环保要求越来越重要；例如目前沿铁路干线全长铺设贯通地线， 不但要求该线接地电阻小，使设备接地安全可靠，而且要求与土壤有良好的接触并有稳定 的耐腐蚀性。\n目前国内、外使用的贯通地线是铅包铜线，在铜绞线外包覆一层铅套，利用铅的导电 性能和耐土壤腐蚀性满足贯通地线的要求，但使用中出现了如下问题：1.因铅是有毒的重 金属，尽管其防腐蚀性良好，当直接埋没在地下时会对土壤和水造成严重污染，在产品制 造过程中也会污染空气而对操作人员造成不良影响，因该产品不符合环保要求，国家环保 部门和铁道部已提出限制继续使用。2.现有的铅包铜贯通地线敷设在地下后如发生断线， 如施工，被盗等，运行管理部门则无法及时知晓，造成列车非正常运转，存在安全隐患。 3.铅的塑性差，小半径弯曲和受外力作用易开裂损坏，给施工和使用寿命带来不良影响。 4.外表不光洁，生产工艺陈旧，生产效率低，不适宜大长度生产。鉴于以上原因，铁道部 以及主管部门和有关设计、使用单位向生产贯通地线的生产企业提出，希望开发出符合环 保，电气性能和防腐蚀性能均满足要求，并具有断线报警功能的新型铁路贯通电缆。\n发明内容：\n本发明的目的在于克服上述存在的缺点，而提供一种技术先进，工艺合理，生产效率 高，复合质量好，长寿命，有含有通讯信号线，无环境污染的电缆及制造方法。\n本发明所述的电缆主要由中间缆芯和外导体构成，所述的缆芯是由至少五支有色金属 线材或含有金属线的绝缘线绞合并形成绞合线，在该绞合线的正中心至少有一根导体或绝 缘的金属线或光纤构成的绝缘芯线组成；所述的绞合线的外圈部与外包覆的铝合金外导体 相互嵌合；且所述的铝合金外导体由镁锌铝合金制成。\n一种制造上述电缆的方法，它是先用常规的生产方式在电线电缆的挤塑设备上制取绝 缘的金属线或光纤组成的绝缘芯线，再在绝缘芯线外用绞线设备绞合多股金属线材或含有 金属线的绝缘线以形成绞合线，将绞合线通过金属挤压包覆机的模腔，将铝合金送入金属 挤压包覆机内，使铝合金在挤压轮的旋转作用下，摩擦产生高温再强行推入模腔形成良好 结合后通过模口挤出无缝管状铝合金外导体，再将挤出的铝合金外导体经过拉拔卡紧在绞 合线上而制成电缆。\n所述绝缘的金属线或光纤是内为金属线或光纤的塑料绝缘线。\n所述绞合线是以多支单根线经电线电缆设备绞合成一根的多股线。\n所述铝合金是由镁锌铝合金材料制成。\n所述的金属挤压包覆机的内外模具的间隙是根据产品外导体的壁厚确定的，而绞合线 和外导体内的单边间隙为绞合线直径的20％。\n所述对的金属挤压包覆机挤出管状铝合金外导体后，该铝合金外导体再经过拉拔缩 径，其拉拔缩径的模具外周或端面上套有轴承，而且模具是五个以下并用润滑油冷却的。\n本发明与现有技术相比，具有如下技术特点：1.用新型镁锌铝合金替代传统包覆材料 铅，导电性好、强度高、无污染，抗拉强度、耐腐蚀性等性能均有大的提高。2.将因施工、 盗窃、自然灾害引起的断线报警信号线与电力地线合二为一。3.采用最先进的铝合金冷 挤压包覆工艺，速度每分钟40米以上，生产效率大幅度提高。4.电缆产品表面光洁，壁 厚均匀，长度大，施工中不易损伤，耐腐蚀性能增强，使用年限在50年以上。5.目前国 内外用这种材料、工艺流程生产电气化铁路用贯通地线尚属空白。6.铅包铜贯通地线已 限制使用，该产品是理想的替代品。\n附图说明：\n图1是本发明的电缆产品结构示意图。\n图2是本发明的另一种电缆产品结构示意图。\n图3是本发明的又一种电缆产品结构示意图。\n图4是本发明的工艺装备和实施原理示意图。\n图5是本发明的金属挤压包覆机的挤出过程示意图。\n图6是本发明的拉拔缩径装置的结构示意图。\n具体实施方式：\n本发明所述的电缆，它由中间缆芯和外导体构成，所述的缆芯是由至少五支有色金属 线材或绝缘线绞合而成，在绞合线的正中心至少有一根导体或绝缘的金属线或光纤作为信 号线；所述的缆芯由五支以上金属线绞合而成，如铜或铝线。所述的金属绞合线的外圈部 与外包覆的铝合金外导体相接触或相互嵌合；所述的铝合金外导体为镁锌铝合金材料配 制。\n图1所示是本发明的无中心信号线的产品结构示意图，其电缆产品由五支以上金属绞 合线1和由镁锌铝合金外导体2组成。\n图2所示是本发明的中心有信号线的产品结构示意图，该电缆产品包括有信号线3， 绝缘体4，五支以上金属绞合线1，镁锌铝合金外导体2。\n图3所示是本发明的多股绞合线均为绝缘线的产品结构示意图，该电缆产品包括：金 属内导体信号线3，五支以上绝缘体绞合线1，镁锌铝合金外导体2。\n上述电缆产品，为了适应不同用途的需要，其镁锌铝合金可以用普通铝合金替代，或 者为了更延长使用寿命，在外导体的外面再加上塑胶护套。\n制造上述新型电缆的方法是：它是先用常规的生产方式在电线电缆制造的挤塑设备上 制取内为金属线如铜线、或光纤的绝缘芯线，在绝缘芯线外绞合上多支金属线，将金属绞 合线通过金属挤压包覆机的模腔中心，将合金铝送入金属挤压包覆机的模腔内，使铝材在 挤压轮的旋转作用下，摩擦产生高温再强行推入模腔形成良好结合后通过模口挤出无缝铝 合金管材，再将挤出的铝合金管经过拉拔卡紧在绞合线上而制成电缆。具体实施例中所用 的金属线可以是铜、铝等导线。\n本发明所述绝缘芯线是内为金属线或光纤的单根或多根塑料绝缘线。\n本发明所述绞合线是以多支单根金属线经电线电缆设备绞合成一根的多股金属线。\n本发明所述合金铝是由镁锌铝合金配制而成。\n本发明所述的有关用传统塑料挤出机生产塑料绝缘信号线的方法和用传统的绞线机 将多根单支金属线绞合的工艺属于常规技术，在此不再繁述。具体的制作方法见图4所示， 图中所示的标号为：5是配制混合经加工好的实芯铝合金线材，6是调直机，7是去毛机， 8是清洗机，9是绞合线，10是连续挤压包覆机，11是冷却水槽，12是小牵引机，13是 调整臂，14是拉拔站，15是清洗机，16是牵引机，17是收线机。\n铝合金线材经5调直，6清除表面杂质，7清洗后进入连续挤压包覆机10，挤出园空 芯铝管，经11冷却和12小牵引，经13后进入14进行拉拔缩小直径卡紧在多股绞线上， 拉拔中为降温和保证产品表面光洁度必须使用润滑油，15清除拉拔后的油污，挤出后的管 由16牵引拉动。\n当挤出圆空心铝管经过11，12，13，14，15，16正常时，将绞线9送入连续挤压包 覆机10，此时绞线9随同铝管由牵引机16拉动，待产品正常后将其收线于17上。\n本发明主要分为三道工序流程：第一道为利用传统的电线电缆的挤塑设备生产绝缘导 线；第二道为利用传统的电线电缆绞线设备绞合多股线；第三道为挤压包覆工序。具体结 合图5进行说明：图5所示，18是经配制好的盘状铝合金，经过6调直，7清除表面杂质， 8清洗后送入挤压轮19和压轮20，挤压轮19是由动力驱动旋转的，旋转中产生高压高温 使铝合金临界熔点将其强行送入腔体21内，腔体的后侧设有档料座22，被强行送入的铝合 金只能从内模23和外模24的模具间隙口挤出铝合金管25；挤出的铝合金管25经11冷却 后，接上引绳，引绳穿过拉拔站14和清洗机15，再进入拖动整条产品的牵引机16，此时 产生了空铝合金管材。\n将绞线9穿入内模23和外模24中间，此时绞线9随铝合金管25经11冷却，再经小 牵引16和调整臂，拉拔站14和清洗机15，进入牵引机16，由收线机收盘而实施了该项 产品。\n本发明的技术难点是：一.铝管挤出是高温的，未冷却前不能碰到绞线，否则产生粘 滞后致铝管起皱使该项目无法实施，同时因温度过高而破坏绝缘芯线。因绞线的螺旋型带 有沟渠，而且由于绞线的重量导致下垂，极易与未经冷却的铝合金管25相碰而产生粘接， 造成整根产品拉断或铝合金管25随绞线9的螺旋纹路产生折皱；所以，绞线9与铝合金 管25之间的间隙极为重要，实践证明应取绞线直径的20％左右为单面间隙。\n二.拉拔缩径使铝合金管25卡紧在绞线9上时因绞线9的螺旋纹路而导致产品扭转， 从而造成铝合金管25的厚薄严重不匀，内部绞线和信号线受损严重或造成整根产品拉断 使该项目无法实施。\n动力由牵引机16拉动，绞线在铝合金管25中经过拉拔模具26卡紧的同时是直线运 动的，挤出铝合金管25直径大于产品结构尺寸，在铝合金管25快速挤出的情况下要将铝 合金管25直径一次性缩小到产品结构尺寸，缩径拉拔变得十分困难；因绞合线9呈螺旋 形并有沟渠，铝合金管24会顺着绞线的螺旋形沟渠产生扭转，生产时产品是无限长度的， 故而扭转的逐步积累而导致拉拔模具26不能进入，导致拉断整根产品。\n为此，该项目在模具25的外周(或端面)上，设置有轴承27和轴承座28，使产品在 拉拔卡紧过程中的不规则扭转由模具26和轴承27进行自由调节，让不规则的扭转角泄放 于拉拔站14至收线机17之间。