一种补偿导线及补偿导线的制作工艺、质量检测方法与流程

本发明涉及电缆，特别是一种补偿导线及补偿导线的制作工艺、质量检测方法。

背景技术：

1、补偿导线的工作原理是基于热电效应，通过使用与热电偶材料相匹配的导线，来补偿因参比端的温度变化引起的测量误差，从而提高测量精度。补偿导线通常包括一对与热电偶的热电动势标称值相同的导线，主要用于连接热电偶与测量装置，以补偿热电偶连接处因温度变化所产生的测量误差。补偿导线可以降低测量线路的成本，特别是当热电偶与测量装置距离较远时，使用补偿导线可以节省大量的热电偶材料，降低生产成本。

2、补偿导线的柔性指的是电缆在弯曲时的容易程度，柔性好的电缆可以轻松地弯曲并通过狭窄的空间，这在安装和布线时尤其重要，也是补偿电缆的性能评价中的重要指标。虽然，通过使用聚氨酯或热塑性弹性体作为护套材料，能够提升补偿导线的柔性，但是，由于补偿导线的导体硬度较高，其柔性更取决于导线的设计和结构。传统补偿导线的线芯外部绕包绝缘层和耐火层，绝缘层的厚度不能太薄，否则导体之间会相互干扰，会导致电缆中产生漏电和电弧等情况。

3、然而，过厚的绝缘层导致电缆的整体外径过大，导致难弯曲或弯曲时易撕裂，不利于导线在狭小空间内的使用。传统的补偿电缆，为了配合线芯外部的耐火层设置和达到可靠的绝缘性能，需设置较厚的绝缘层，较厚的绝缘层或较硬的耐火层在弯曲使用时的径向应力较大，导致补偿导线的柔性不高；另一方面，传统的补偿导线制作工艺中，绝缘层表面不平整，制得的补偿导线外壳包覆不均匀，在弯曲使用中容易撕裂，存在弯曲使用时容易损坏的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对现有技术存在的补偿导线的线芯外部绝缘层厚度较厚或表面不平整导致的柔性不高、弯曲使用时易损伤的问题，提供一种补偿导线及补偿导线的制作工艺、质量检测方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种补偿导线，包括：线芯、玻璃纤维编织层、屏蔽层和护套层；所述线芯包括至少两个；每个所述线芯的导体外部均设有由内向外顺次包覆的第一聚四氟乙烯薄膜层、第一聚酰亚胺薄膜层和第二聚四氟乙烯薄膜层；所述玻璃纤维编织层、屏蔽层和所述护套层顺次由内向外包覆在全部所述线芯的外部。

4、本发明所述的补偿导线，通过玻璃纤维编织层的设置，能够阻隔护套层生产过程中的部分烧结热度，降低因护套层烧结对线芯内导体电动势的影响，使该补偿导线导电性能和产品质量更优；本发明结合聚四氟乙烯薄膜的良好延展性能，并结合聚酰亚胺薄膜的良好机械强度和弹性，通过在每个线芯的导体外部顺次由内向外包覆第一聚四氟乙烯薄膜层、第一聚酰亚胺薄膜层和第二聚四氟乙烯薄膜层；与传统的相同导体型号的补偿导线相比，实现同等或更优的电气绝缘性能，具有较薄的绝缘层，补偿导线整体的硬度较低，柔性较好；另一方面，本发明通过三层绝缘材料的包覆设置，相比于单层绕包的绝缘层，绝缘层的包覆更均匀、外部更平整，在弯曲使用中不容易拉伤或撕裂，使该补偿导线更容易弯曲使用，提升了该产品的柔性和易弯曲性，使用方便，且易于在狭小空间弯曲使用，补偿导线产品的适用性更强。

5、本发明所述补偿导线的进一步改进，所述线芯包括两个；两个所述线芯同心绞合连接。

6、作为本发明的进一步改进，通过将线芯设置为两个，能够满足一般热电偶的补偿导线要求，并且，通过将两个线芯同心绞合连接，形成同心绞合连接结构，使导线在弯曲使用时两个线芯之间不易移位，一方面，避免因线芯移位或松散所产生的应力使线芯外部褶皱或弯曲破损，增强了该补偿导线在弯曲使用中的耐用性；另一方面，同芯绞合的两个线芯，沿补偿导线的轴向为绞合延伸，更容易抵消弯曲使用中的径向应力，从而更容易弯曲，进一步提升了补偿导线的易弯曲性，增强导线的适用性。

7、本发明所述补偿导线的进一步改进，所述护套层包括由内向外顺次包覆的第二聚酰亚胺薄膜层和第三聚四氟乙烯薄膜层。

8、作为本发明的进一步改进，通过将护套层设置为包括由内向外顺次包覆的第二聚酰亚胺薄膜层和第三聚四氟乙烯薄膜层，相比于传统的护套层，结合聚酰亚胺薄膜的阻燃性和弹性，结合聚四氟乙烯薄膜的良好延展性和耐腐蚀性，实现线芯具有良好保护性能的基础上，还能进一步减小导线整体的外部包覆厚度，进一步提升该补偿导线的柔性和易弯曲性。

9、本发明所述补偿导线的进一步改进，所述屏蔽层由镀银铜线编织而成。

10、作为本发明的进一步改进，通过将屏蔽层的材质设置为镀银铜线，结合镀银铜线的抗腐蚀性能，配合镀银线编织成的结构，降低使用过程中外界电磁对补偿导线的热电动势测量的干扰，具有较高抗干扰性能的基础上，提升屏蔽层的柔软和灵活性，可以减少折弯造成的损伤，进一步增强该补偿导线的柔性，弯曲使用更不易损伤，进一步提升使用性能。

11、一种补偿导线的制作工艺，包括以下步骤：

12、s1、制导体：用成缆机将多根第一合金单丝和多根第二合金单丝分别进行同心绞合，形成两个所述导体；

13、s2、制绝缘层：在每个所述导体的外部由内至外顺次绕包聚四氟乙烯生料带、聚酰亚胺复合带和聚四氟乙烯生料带；相邻层的所述聚四氟乙烯生料带和聚酰亚胺复合带的绕包方向相反；每层所述聚四氟乙烯生料带和每层所述聚酰亚胺复合带的搭盖率均≥51%；将绕包完成的两个所述线芯分别在烧结设备中烧结；

14、s3、绞合线芯：用成缆机将包覆绝缘层后的两个所述线芯进行同心绞合，使两个所述线芯同心绞合连接；

15、s4、制玻璃纤维编织层：在完成绞合的所述线芯的外部编织玻璃纤维丝，形成玻璃纤维编织层；

16、s5、制屏蔽层：在所述玻璃纤维编织层的外部编织镀银铜线，形成屏蔽层；

17、s6、制护套层：在所述屏蔽层的外部由内至外顺次绕包聚酰亚胺复合带和聚四氟乙烯生料带；将绕包完成的所述补偿导线在烧结设备中烧结。

18、本发明所述的补偿导线的制作工艺，通过同心绞合的多根第一合金单丝和多根第二合金单丝，分别制成两个所述导体，多根合金单丝同心绞合的制作工艺能够提升导体的柔软性能，利于弯曲使用；通过在每个所述导体的内层绕包聚四氟乙烯生料带、中层绕包聚酰亚胺复合带、外层再绕包聚四氟乙烯生料带，具备电气绝缘效果的同时，外层的延展性、摩擦性相较于中间层更好，而中间层的硬度相较于外层稍硬，能够降低绝缘层在弯曲使用中损伤率，提升所制得导线的柔性和易弯曲性；通过三层绝缘材料绕包工艺，配合相邻层反向绕包工艺，能够减小绕包间隙，避免因绕包不均匀造成的空鼓，制成的绝缘层更平整，再配合烧结工艺，密闭性更好，电气绝缘效果更佳；将完成绕包绝缘材料的线芯在烧结设备中烧结，增强绝缘层密闭性，提升电气绝缘效果的同时，使三层较薄的绝缘材料薄膜带能够整体密闭包覆于导体外部，较薄的绝缘层即可实现传统导线同等的绝缘效果，加之绝缘层材料的配合，使成品导线的柔性和易弯曲性得到提升。相配合地，玻璃纤维编织层和屏蔽层均使用编织结构，不会增加导线的硬度，使成品导线更柔软和易弯曲；相配合地，护套层通过两层薄膜带绕包工艺和烧结工艺，利用聚四氟乙烯生料带在外层，提升耐磨性能的基础上，达到要求的电气绝缘效果，且能够制得更薄的护套层，进一步提升成品导线的柔性和易弯曲性。

19、本发明所述补偿导线的制作工艺的进一步改进，所述烧结具体包括以下步骤：设置所述烧结设备为预热区和烧结区；将绕包完成的两个所述线芯分别传输至所述烧结设备，并顺次经过预热区和烧结区；所述预热区的温度为360±10℃；所述烧结区的温度为360±10℃；所述传输的速度为1.5±0.5m/min。

20、作为本发明的进一步改进，通过进一步改进绕包后的绝缘层的烧结工艺，根据三层绕包工艺形成的导体外部结构特点和绝缘材料的特点，首先进行预热稍低温度烧结，然后进行稍高温度烧结，并控制线芯的传输速度，使烧结能温度和烧结时间控制更精准，提升线芯绝缘层的密实性和抗拉裂强度，并使绝缘层的外部更平整，进而提升了成品导线的生产质量和使用性能。

21、本发明所述补偿导线的制作工艺的进一步改进，所述制导体具体包括以下步骤：所述同心绞合包括由内至外顺次进行的多次，相邻两次所述同心绞合的绞合方向相反；所述同心绞合的绞合节径比的比值为8~16。

22、本发明所述的补偿导线的制作工艺，通过采用多次同心绞合工艺，能够配合多根合金单丝的绞合要求，将多根合金单丝绞合制成一股线芯，增强了绞合后导体的柔性；相配合地，通过将相邻两次所述同心绞合的绞合方向相反，减小合金单丝之间的间隙，提升导电性能；通过对同心绞合过程中的绞合节径比的比值控制，实现导电性能和柔性同步优化。

23、本发明所述补偿导线的制作工艺的进一步改进，所述s6中每层所述聚酰亚胺复合带和所述聚四氟乙烯生料带的搭盖率均≥25%。

24、作为本发明的进一步改进，通过控制护套层的每层绝缘薄膜带的搭盖率≥25%，相较于线芯的绝缘薄膜的搭盖率较低，护套层作为耐磨防护层，在具有较薄的内部绝缘保护的基础上，再次制作较薄的外层绝缘，外层绝缘实现基本防护功能的基础上，能够节省用料，降低了生产成本，提高生产效益。

25、一种补偿导线的质量检测方法，包括柔性检测和绝缘检测；所述柔性检测具体包括以下步骤：

26、t1、截取检测样品：截取成品补偿导线中的一段作为检测样品；所述检测样品的长度≥200mm；

27、t2、矫直检测样品：将所述检测样品竖向置于烘箱；将所述检测样品的上端悬挂固定，在所述检测样品的下端连接第一配重；升高所述烘箱的使用温度，使所述检测样品在所述烘箱内置至少二十四小时；

28、t3、弯曲并连接第二配重：移除所述第一配重，将矫直后的所述检测样品横向放置，将所述检测样品的中心处悬挂固定，将所述检测样品的一端夹持固定，在所述检测样品的另一端连接第二配重，使所述检测样品的另一端以所述中心处为支点向下弯曲；保持所述检测样品的另一端弯曲角度为90°，且弯曲时间为至少五分钟；

29、t4、移除第二配重，记录反弹角度：移除所述第二配重，使所述检测样品的另一端反向回弹，记录五分钟以内所述反向回弹的反弹角度。

30、本发明所述补偿导线的质量检测方法，对制得的绝缘层的电气绝缘性能进行检测，并对制作得到的补偿导线成品进行了柔性检测，与补偿导线的制作工艺相配合，能够检验所得到的补偿导线的柔性，进而对补偿导线或本发明所述的制作工艺所制得的补偿导线进行产品质量评估，及时排除不良产品；或者得到柔性数据，以评估制作工艺的可靠性，便于对补偿导线的制作工艺或补偿导线的结构进行进一步改进，提高补偿导线的生产质量。

31、本发明所述补偿导线的质量检测方法，所述绝缘检测具体包括以下步骤：将包覆绝缘层后的线芯进行一次绝缘检测；将制护套层后的补偿导线进行二次绝缘检测；设置所述一次绝缘检测的火花放电频率为3000hz、火花电压为5.7kv；设置所述二次绝缘检测的火花放电频率为3000hz、火花电压为3.0kv。

32、本发明所述补偿导线的质量检测方法，通过对包覆绝缘层后的线芯进行一次绝缘检测，设置相适应的检测电压，绝缘检测的准确性较高，能够及时剔除因绝缘层包覆不合格而产生的不良半成品，能够及时发现补偿导线制作工艺中的问题，进而提高产品制作工艺的生产质量；再配合对制作护套层后的补偿导线进行二次绝缘检测，能够对产品质量问题进行阶段定位，配合补偿导线的制作工艺，及时发现未包覆均匀或绝缘层不平整的原因，便于及时改善制作工艺，提升补偿导线的合格率，提升补偿导线的生产质量。

33、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

34、1、所述用于热电偶用的补偿导线，具有较薄的绝缘层，实现同等或更优的电气绝缘性能，降低补偿导线整体的硬度，提升导线的柔性；通过三层绝缘材料的包覆设置，相比于单层绝缘层，绝缘层的包覆更均匀，绝缘层的外部更平整，在弯曲使用中不容易拉伤或撕裂，该补偿导线更容易弯曲使用，且弯曲使用后的损坏率较低，提升了该产品的柔性和易弯曲性，增强了该导线的适用性；通过在护套层的相邻内层设置玻璃纤维编织层，不会增加线芯的硬度，可以降低护套层生产过程中的烧结热度影响，从而降低对线芯的热电动势影响，使该补偿导线的导电性能和产品质量更优；

35、2、所述补偿导线的制作工艺，通过多根合金单丝同心绞合制成导体，能够提升导体的柔性，利于弯曲使用；通过在内层绕包聚四氟乙烯生料带、中层绕包聚酰亚胺复合带、外层再绕包聚四氟乙烯生料带，降低绝缘层在弯曲使用中损伤率，提升所制的导线的柔性和易弯曲性；通过三层绝缘材料绕包工艺，配合相邻层反向绕包工艺，能够减小绕包间隙，避免因绕包不均匀造成的空鼓，制成的绝缘层更平整；再配合烧结工艺，密闭性更好，电气绝缘效果更佳；通过将完成绕包绝缘材料的线芯在烧结设备中烧结，增强绝缘层密闭性，提升电气绝缘效果的同时，较薄的绝缘层即可实现传统导线同等的绝缘效果，加之绝缘层材料的配合，所制成的成品导线的柔性高、易弯曲使用；

36、3、所述补偿导线的质量检测方法，检测的准确性较高，能够及时剔除因绝缘层包覆不合格而产生的不良半成品，能够及时发现补偿导线制作工艺中的问题，进而提高制作工艺的生产质量。

技术特征：

1.一种补偿导线，其特征在于，包括：线芯（1）、玻璃纤维编织层（2）、屏蔽层（3）和护套层（4）；所述线芯（1）包括至少两个；每个所述线芯（1）的导体（11）外部均设有由内向外顺次包覆的第一聚四氟乙烯薄膜层（12）、第一聚酰亚胺薄膜层（13）和第二聚四氟乙烯薄膜层（14）；所述玻璃纤维编织层（2）、屏蔽层（3）和所述护套层（4）顺次由内向外包覆在全部所述线芯（1）的外部。

2.根据权利要求1所述的一种补偿导线，其特征在于，所述线芯（1）包括两个；两个所述线芯（1）同心绞合连接。

3.根据权利要求1所述的一种补偿导线，其特征在于，所述护套层（4）包括由内向外顺次包覆的第二聚酰亚胺薄膜层（41）和第三聚四氟乙烯薄膜层（42）。

4.根据权利要求1所述的一种补偿导线，其特征在于，所述屏蔽层（3）由镀银铜线编织而成。

5.一种补偿导线的制作工艺，其特征在于，用于制作如权利要求1-4任意一项所述的补偿导线，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种补偿导线的制作工艺，其特征在于，所述烧结具体包括以下步骤：设置所述烧结设备为预热区和烧结区；将绕包完成的两个所述线芯（1）分别传输至所述烧结设备，并顺次经过所述预热区和所述烧结区；所述预热区的温度为360±10℃；所述烧结区的温度为360±10℃；所述传输的速度为1.5±0.5m/min。

7.根据权利要求5所述的一种补偿导线的制作工艺，其特征在于，所述制导体（11）具体包括以下步骤：所述同心绞合包括由内至外顺次进行的多次，相邻两次所述同心绞合的绞合方向相反；所述同心绞合的绞合节径比的比值为8~16。

8.根据权利要求5所述的一种补偿导线的制作工艺，其特征在于，所述s6中每层所述聚酰亚胺复合带和所述聚四氟乙烯生料带的搭盖率均≥25%。

9.一种补偿导线的质量检测方法，其特征在于，用于检测如权利要求5所述的一种补偿导线的制作工艺制得的补偿导线；包括柔性检测和绝缘检测；所述柔性检测具体包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种补偿导线的质量检测方法，其特征在于，所述绝缘检测具体包括以下步骤：将包覆绝缘层后的线芯（1）进行一次绝缘检测；将制护套层（4）后的补偿导线进行二次绝缘检测；设置所述一次绝缘检测的火花放电频率为3000hz、火花电压为5.7kv；设置所述二次绝缘检测的火花放电频率为3000hz、火花电压为3.0kv。

技术总结
本发明公开了一种补偿导线及补偿导线的制作工艺、质量检测方法，涉及电缆技术领域，补偿导线包括：线芯、玻璃纤维编织层、屏蔽层和护套层；线芯包括至少两个；每个线芯的导体外部均设有由内向外顺次包覆的第一聚四氟乙烯薄膜层、第一聚酰亚胺薄膜层和第二聚四氟乙烯薄膜层；玻璃纤维编织层、屏蔽层和护套层由内向外顺次包覆在全部线芯的外部。本发明的补偿导线达到传统导线相同的电气绝缘效果，具有较薄的绝缘层，因而更加柔软，更容易弯曲使用；玻璃纤维编织层可以降低护套层生产过程中的烧结热度影响，导电性能和产品质量好；配合制作工艺，绝缘层的包覆更均匀、外部更平整，弯曲使用中不容易拉伤或撕裂，增强了该导线的适用性。

技术研发人员：王秋雨,裴清春,肖勇
受保护的技术使用者：四川九洲线缆有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5