一种地下电缆保护管

技术领域

本发明涉及电力电缆技术领域，具体涉及一种地下电缆保护管。

背景技术

随着城市化的快速发展，生活也越来越智能化，因此需要消耗更多的电能，为了避免断电对生活产生巨大的影响，许多电缆也已由原来的架空越来越多的走到地下。由于负荷加大、自身老化以及部分施工单位在施工过程中对电力设施保护意识比较淡薄，野蛮施工导致电缆经常出现故障不能正常供电等因素的制约，外力破坏的隐患一直威胁着电缆线路的安全运行。现有的电缆保护管机械性能和耐腐蚀性能差，长期深埋在地下容易腐蚀或损坏，就需要对保护管进行更换，需停电配合，且施工周期长，需要开挖地表岩层，然后将损坏的电缆保护管拆卸，再套装原始的电缆线，因此施工周期很长，操作工序复杂，严重影响居民生活和生产，因此研制一种综合性能优异的保护管迫在眉睫。

公开号为CN109535598A的专利文献公开了一种电力电缆通讯保护管，属于电缆保护管技术领域，采用挤出成型结构，管道壁包括内壁与外壁，成型配料包括基料PVC68.5～72.5%，稳定剂三盐基硫酸铅2.9～3.5%、二盐基磷酸铅0.65～0.95%，填料碳酸钙11.5～14.5%，润滑剂硬脂酸铅0.45～0.68%、硬脂酸钠0.36～0.49%，生产助剂硫酸钡0.32～0.52%，分散剂石蜡0.45～0.65%，特性改良剂ACR401为1.6～2.7%、CPE为2.1～3.5%、DOP为1.5～2.8%；采用该配料组分及占比所获得的PVC管材的抗冲击强度、抗拉强度、承压力都提升到现有PVC管的两倍以上，在实际工程应用中也获得非常好的效果。

公开号为CN106905590A的专利文献公开了一种电力电缆保护管及其制备方法，该电力电缆保护管包括从外到内依次设置的外层、中间层和内层，外层、中间层和内层的厚度比为1：1.8～2.0：0.8～1.1，外层包括特定比例的聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、环氧树脂、硬脂酸锌、微晶纤维素、填料，中间层包括特定比例的聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、环氧树脂、硬脂酸锌、微晶纤维素和填料，内层包括特定比例的聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、环氧树脂、硬脂酸锌、微晶纤维素和填料，具有降低高盐度下放置后机械性能发生变化的可能性。

上述两种保护管都能对电缆起到一定的保护作用，但阻燃性能差，且机械性能有待提高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种地下电缆保护管。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种地下电缆保护管，包括金属网和包裹在所示金属网两面的橡胶层。

进一步的，所述橡胶层包含以下重量份数的原料：乙丙橡胶25-30份、丁苯橡胶12-18份、氢化松香甘油酯4-8份、白炭黑1.5-2.5份、阻燃剂0.8-1.5份、凹凸棒石5.5-8份、丙酮80-100份、填料1.8-2.5份。

进一步的，所述阻燃剂为磷酸三苯酯或聚磷酸铵。

进一步的，所述填料为氮化硅、纳米二氧化钛、氧化锌中的一种或多种。

进一步的，所述填料为氮化硅、纳米二氧化钛、氧化锌的混合物，氮化硅：纳米二氧化钛：氧化锌的重量比为1:0.3-0.5:2-3。

进一步的，所述凹凸棒石粒度为200-300目。

进一步的，所述橡胶层还包括剑麻纤维和玻璃纤维。

进一步的，所述剑麻纤维和玻璃纤维的重量份数为：剑麻纤维2-3份、玻璃纤维3-4.5份。

目前电缆下地 在城市电网建设和改造中大范围使用，使得电缆保护管得到了越来越广泛的应用。电缆保护管的使用，对电缆起到了较好的保护作用，大大的减少了因外力破坏而引起的电缆故障，还避免了电缆之间相互影响以及地下其他管线对电缆本身的影响，提高电缆运行的可靠性和安全性，延长电缆的使用寿命。电缆下地工程使得保护管得到了迅速的发展，保护管由原先的预制混凝土套管、钢管发展到现在的PE管、PVC管、玻璃钢管等。但是，仍然不能满足对高要求的需要，本领域的技术人员的常规研究思路是，用改性剂改性主剂，例如，公开号为CN107033518A的专利文献公开了一种非开挖电力电缆保护管及其制备方法，该非开挖电力电缆保护管包括马来酸酐接枝改性聚丙烯、环氧树脂、纳米二氧化钛和甲基丙烯酸甲酯，马来酸酐接枝改性聚丙烯、环氧树脂、纳米二氧化钛和甲基丙烯酸甲酯的质量比为100：10～15：5～8：5～8，具有适用于非开挖的机械性能。或者加入一些功能性物质提高材料的性能，例如公开号为CN109135291A的专利文献公开了一种高强度耐老化电力电缆保护管，涉及电力线缆保护管技术领域，包括以下原料：苯醚撑硅橡胶、4-4’-二硫化二吗啉、铌钇尾矿粉、高铁微珠、羟基丙烯酸树脂、10万粘度HPMC、普利散PL-80、交联助剂、复合防老剂、复合偶联剂。这些改进，虽然能够在一定程度上提高材料的机械性能，但是，不能满足地下电缆保护管高冲击强度、拉伸强度和阻燃性能的需求。

本发明的有益效果是：

乙丙橡胶是以乙烯、丙烯为主要单体的合成橡胶，具有优异的耐热、耐腐蚀性能和电绝缘性能，并与耐磨、耐老化、耐热性能优异的丁苯橡胶相结合，氢化松香甘油酯改善乙丙橡胶粘接性能不理想的缺陷，并增强体系的稳定性。阻燃剂磷酸三苯酯和聚磷酸铵，增强材料的阻燃性能，在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出。填料和白炭黑提高橡胶的机械性能和耐磨性能，氮化硅耐磨损、抗氧化；纳米二氧化钛热稳定性好，耐老化，分散性能好；氧化锌与阻燃剂协同作用，提高材料的阻燃性能。凹凸棒石增强材料的稳定性，且具有较好的长径比和丰富的内孔道，既是较好的增强材料又具有阻燃作用，在高温下失去结构水而产生水蒸气，可以阻隔氧气。

另外，本发明还添加了玻璃纤维和剑麻纤维，填充在体系中，增强橡胶的绝缘性能、耐磨性能和拉伸性能。凹凸棒石采用改性的凹凸棒石，用酸活化处理后，和硅烷偶联剂加入到有机溶剂中改性，增强分散性，并用淀粉包覆，炭化，增强凹凸棒石与橡胶材料的符合，提高材料的机械性能和阻燃性能。

本发明橡胶材料均表现出良好的综合性能：拉伸强度为21.7MPa-24MPa，伸长率为655%-739%，冲击强度为354-362 J/m

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种地下电缆保护管，包括金属网和包裹在所示金属网两面的橡胶层。

所述橡胶层由以下重量份数的原料制成：乙丙橡胶25份、丁苯橡胶12份、氢化松香甘油酯4份、白炭黑1.5份、阻燃剂0.8份、凹凸棒石5.5份、丙酮80份、填料1.8份。所述阻燃剂为磷酸三苯酯。所述填料为氧化锌。所述凹凸棒石粒度为200目。

实施例2

一种地下电缆保护管，包括金属网和包裹在所示金属网两面的橡胶层。

所述橡胶层由以下重量份数的原料制成：乙丙橡胶27份、丁苯橡胶15份、氢化松香甘油酯6份、白炭黑1.8份、阻燃剂1份、凹凸棒石6份、丙酮85份、填料2份。

所述阻燃剂为聚磷酸铵。

所述填料为氮化硅、纳米二氧化钛、氧化锌的混合物，氮化硅：纳米二氧化钛：氧化锌的重量比为1:0.3:2。所述凹凸棒石粒度为200目。

实施例3

一种地下电缆保护管，包括金属网和包裹在所示金属网两面的橡胶层。

所述橡胶层由以下重量份数的原料制成：乙丙橡胶28份、丁苯橡胶16份、氢化松香甘油酯7份、白炭黑2.2份、阻燃剂1.2份、凹凸棒石7份、丙酮90份、填料2.2份。

所述阻燃剂为磷酸三苯酯或聚磷酸铵。

所述填料为氮化硅、纳米二氧化钛、氧化锌的混合物，氮化硅：纳米二氧化钛：氧化锌的重量比为1:0.4:2.5。所述凹凸棒石粒度为300目。

实施例4

一种地下电缆保护管，包括金属网和包裹在所示金属网两面的橡胶层。

所述橡胶层由以下重量份数的原料制成：乙丙橡胶30份、丁苯橡胶18份、氢化松香甘油酯8份、白炭黑2.5份、阻燃剂1.5份、凹凸棒石8份、丙酮100份、填料2.5份。

所述阻燃剂为磷酸三苯酯或聚磷酸铵。

所述填料为氮化硅、纳米二氧化钛、氧化锌的混合物，氮化硅：纳米二氧化钛：氧化锌的重量比为1: 0.5: 3。所述凹凸棒石粒度为300目。

实施例5

一种地下电缆保护管，包括金属网和包裹在所示金属网两面的橡胶层。

所述橡胶层由以下重量份数的原料制成：乙丙橡胶28份、丁苯橡胶16份、氢化松香甘油酯7份、白炭黑2.2份、阻燃剂1.2份、凹凸棒石7份、丙酮90份、填料2.2份、剑麻纤维3份、玻璃纤维4.5份。所述凹凸棒石粒度为300目。

所述阻燃剂为磷酸三苯酯或聚磷酸铵。

所述填料为氮化硅、纳米二氧化钛、氧化锌的混合物，氮化硅：纳米二氧化钛：氧化锌的重量比为1:0.4:2.5。

实施例6

一种地下电缆保护管，包括金属网和包裹在所示金属网两面的橡胶层。

所述橡胶层由以下重量份数的原料制成：乙丙橡胶28份、丁苯橡胶16份、氢化松香甘油酯7份、白炭黑2.2份、阻燃剂1.2份、凹凸棒石7份、丙酮90份、填料2.2份、剑麻纤维2份、玻璃纤维3份。所述凹凸棒石粒度为300目。

所述阻燃剂为磷酸三苯酯或聚磷酸铵。

所述填料为氮化硅、纳米二氧化钛、氧化锌的混合物，氮化硅：纳米二氧化钛：氧化锌的重量比为1:0.4:2.5。

实施例7

一种地下电缆保护管，包括金属网和包裹在所示金属网两面的橡胶层。

所述橡胶层由以下重量份数的原料制成：乙丙橡胶28份、丁苯橡胶16份、氢化松香甘油酯7份、白炭黑2.2份、阻燃剂1.2份、凹凸棒石7份、丙酮90份、填料2.2份、剑麻纤维2份、玻璃纤维3份。所述凹凸棒石粒度为300目。

所述阻燃剂为磷酸三苯酯或聚磷酸铵。

所述填料为氮化硅、纳米二氧化钛、氧化锌的混合物，氮化硅：纳米二氧化钛：氧化锌的重量比为1:0.4:2.5。

所述凹凸棒石为改性凹凸棒石，所述改性凹凸棒石的成分及重量份数为：凹凸棒石5份、硅烷偶联剂0.8份、淀粉8份、正己烷30份。

实施例8

一种地下电缆保护管，包括金属网和包裹在所示金属网两面的橡胶层。

所述橡胶层由以下重量份数的原料制成：乙丙橡胶28份、丁苯橡胶16份、氢化松香甘油酯7份、白炭黑2.2份、阻燃剂1.2份、凹凸棒石7份、丙酮90份、填料2.2份、剑麻纤维2份、玻璃纤维3份。所述凹凸棒石粒度为300目。

所述阻燃剂为磷酸三苯酯或聚磷酸铵。

所述填料为氮化硅、纳米二氧化钛、氧化锌的混合物，氮化硅：纳米二氧化钛：氧化锌的重量比为1:0.4:2.5。

所述凹凸棒石为改性凹凸棒石，所述改性凹凸棒石的成分及重量份数为：凹凸棒石5份、硅烷偶联剂0.9份、淀粉8.5份、正己烷35份。

实施例1-4中，所述橡胶层的制备方法是：将乙丙橡胶、丁苯橡胶、丙酮置于密炼机中，60℃，以200r/min的速度密炼30min,然后加入白炭黑、氢化松香甘油酯、阻燃剂、凹凸棒石、填料，保持温度和转速不变，继续密炼60min，固化。

实施例5-8中，所述橡胶层的制备方法是：将剑麻纤维和玻璃纤维置于苯乙烯中浸泡30min后，与乙丙橡胶、丁苯橡胶、丙酮置于密炼机中，60℃，以200r/min的速度密炼30min,然后加入白炭黑、氢化松香甘油酯、阻燃剂、凹凸棒石、填料，保持温度和转速不变，继续密炼60min，固化。

实施例7-8中，所述凹凸棒石的改性方法是：将凹凸棒石置于质量分数为20%的磷酸溶液中，50℃，以300r/min的转速搅拌30min后，超声震荡1h后，产物分离洗涤，得到酸化的凹凸棒石；然后将酸化的凹凸棒石和硅烷偶联剂置于正己烷中，50℃，以200r/min的转速搅拌10min后，产物分离，洗涤，干燥；然后将淀粉与水混合成浆液，缓慢加入干燥后的凹凸棒石和水，以200r/min的转速搅拌30min，干燥，研磨，炭化即可。

对比例1

一种地下电缆保护管，同实施例1，但与实施例1不同的是，本对比例缺少阻燃剂。

对比例2

一种地下电缆保护管，同实施例1，但与实施例1不同的是，本对比例缺少氢化松香甘油酯。

对比例3

一种地下电缆保护管，同实施例1，但与实施例1不同的是，本对比例缺少凹凸棒石。

性能检测

橡胶层的性能检测，冲击强度按照HG/T 3845-2008标准执行；拉伸强度及伸长率按照GB/T 528-2009执行；燃烧性能按照GB/T10707-2008标准执行。

表1 橡胶层测试结果

结合表1，对本发明实施例1-8及对比例1-3橡胶层的性能进行测试，实施例1-8橡胶材料均表现出良好的综合性能：拉伸强度为21.7MPa-24MPa，伸长率为655%-739%，冲击强度为354-362 J/m

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。