风力发电用高压交联单芯电缆制造技术

技术编号:3093030 阅读:182 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种高压交联单芯电缆,该电缆主要用于风力发电,具体讲为一种抗强风耐腐蚀的风力发电用高压交联单芯电缆,该单芯电缆具有同等抗拉力的前提下,大大提高单芯的截流量。同时电缆的总重量相对减小了,电缆的敷设跨距可以增加。该电缆由包括导电线芯、导体屏蔽、绝缘层、外屏和铜带屏蔽层、无纺布和内衬层,以及外护套,外护套内沿圆周方向均匀设有多组集束钢丝加强芯。外护套内沿圆周方向均匀设有四组、六组或八组集束钢丝加强芯,外护套内优选均匀设有四组集束钢丝加强芯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高压交联单芯电缆,该电缆主要用于风力发电。
技术介绍
目前,世界气候正逐渐变暖,地球两极的冰域面积正在縮小,陸地上的冰 川正在减少,海平面上升,世界大气环境正变得越来越坏,现在提出了发展清洁 能源、节能减排的要求。我国有十分丰富的风力资源,风能发电己起步发展, 而且速度快,电缆也需跟上发展需求。风能发电有其特点,大多建在风能资源 丰富的地域,也就是说风能发电站(或场)大多建在邻近海滩或浅海中,或是 荒漠旷野中。作为风能发电用的电缆必须适合这些地方的自然条件,具体地说, 要求电缆抗强风、耐腐蚀。现有的高压交联单芯电缆,如图1所示,包括导电线芯l、导体屏蔽2、绝 缘层3、外屏和铜带屏蔽层4、无纺布和内衬层5,钢丝铠装6 (即加强层)、以 及外护套7,这种普通的交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套高压单芯电缆就难以满足 风能用电缆抗强风、耐腐蚀的要求。风能用高压交联电缆必须满足如下要求一、 要能承受塔筒内垂直敷设对电缆产生的拉力,以及筒外敷设强风对电 缆的作用;1、 选用YJV型单芯电缆,没有钢丝铠装,不能承受拉力,也就是不适应垂 直敷设和强风的作用。2、 选用YJV32型能承受拉力,但单芯电缆不能用有磁性的钢丝铠装,否则 将大大降低电缆的载流量。二、 要同时能承受低温,和酸碱、盐雾和海水浸蚀的恶劣条件, 一般交联 聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套高压电缆也不能满足要求。
技术实现思路
本专利技术针对以下现有电缆技术存在的问题,提供一种抗强风耐腐蚀风力发 电用高压交联单芯电缆,在保持与现有单芯电缆具有同等抗拉力的前提下,大 大提高了单芯电缆的截流量,同时电缆的总重量相对减小了,可增加电缆的敷设跨距。本专利技术的技术方案如下一种抗强风耐腐蚀风力发电用高压交联单芯电缆,该电缆由包括导电线芯、 导体屏蔽、绝缘层、外屏和铜带屏蔽层、无纺布和内衬层,以及外护套,其特 征在于外护套内沿圆周方向均匀设有多组集束钢丝加强芯。外护套内沿圆周方向均匀设有四组、六组或八组集束钢丝加强芯,外护套 内优选均匀设有四组集束钢丝加强芯。外护套外围设有多个突耳,该突耳与外护套内包覆的集束钢丝加强芯位置 对应。该结构可以减小外护套的厚度,从而可减轻电缆的重量,且突耳结构更 有利于外护套对集束钢丝加强芯的包覆性能。集束钢丝加强芯优选采用航空用 钢丝绳。外护套采用聚氯乙烯弹性体材料制成。 本专利技术相比现有技术具有如下优点关于现有的钢丝铠装YJV32型电缆的载流量,使用该结构不仅载流量会比非铠装电缆YJV型降低50。/。以上,还有一个缺点,就是因为所有钢丝是紧紧靠在一起的,在钢丝层上会形成涡流,产生感应电压和感到电流,不仅大大降低 了电缆的电气安全性能,严重的还会把整根电缆都烧掉。而本专利技术的结构,把钢丝之间的距离拉得很开,而且钢丝之间还有护套隔离,阻止了涡流的形成,从而使电缆的载流量近似于非铠装电缆YJV型,从而不仅保证了电缆的电气性能,也使电缆的抗拉力得到了保障。 本专利技术电缆的特点-1、本专利技术的高压交联单芯电缆与现有YJV32电缆相比,克服了单芯装铠电缆截 流量大大下降的缺点,在保持单芯电缆具有同等抗拉力的前提下,大大提高单 芯的截流量。2、 与现有的YJV32电缆相比,电缆从导体到内衬层结构都相同,由于采用 4根4)4. 2mm高强度航空钢丝绳加强电缆的拉力,钢丝绳的重量仅是装铠钢丝的 80%,电缆的总重量相对减小了,电缆的敷设跨距可以增加。3、 与现有的YJV电缆相比,电缆垂直敷设后电缆的导体承受的拉力大大的 减小了,电缆自重对导电线芯的拉力,大部分由钢丝绳承受了,电缆垂直敷设的长度可以增加。4、由于护套材料改用耐低温、耐腐蚀的低温柔软性好的聚氯乙烯弹性体材 料,确保电缆能在-4(TC温度下、强风、盐雾等恶劣环境下使用。本专利技术为了满足风能用高压交联电缆的要求,对电缆的加强芯(层)的选 材与结构进行了多方案分析,具体如下方案l、用聚丙烯腈碳纤维丝作编织代替钢丝装铠,作为电缆的加强层,以 抗拉,性能参数见表l。方案2、用聚丙烯腈碳纤维布绕包代替钢丝装铠,作为电缆的加强层,以抗 拉,性能参数见表2。方案3、用石墨碳纤维绞绳绕在内衬层的外面,代替钢丝装铠,作为电缆的 加强层,以抗拉,性能参数见表3。方案4、把装铠用的钢丝,集中起来,减少钢丝装铠的损耗,以提高电缆的 截流量,性能参数见表5。考虑到耐低温、耐腐蚀的要求,外护套均选用低温柔软性好的聚氯乙烯弹 性体材料。通过比较方案l、从性能上讲聚丙烯腈碳纤维原丝的性能(表l)最能满足作为电缆 加强的材料,而且碳纤维是一种无磁材料,特别适合单芯电缆的铠装。但因其直 径太小,无论是用作编织还是用作电缆的铠装均不能满足工艺操作要求。方案2、聚丙烯腈碳纤维布的拉力(表2)虽然随着布厚的增加而增加,但 也不是成正比例的增加,从单位截面的拉力来说和钢丝的拉力(表4)也相差几 倍,不能满足本专利技术电缆的抗拉与抗强风的要求。方案3、从表3可以看出,把碳纤维制成的炭绳后,抗拉强力大大地下降了, 而且拉力随着炭绳外径的增大而不变,即拉力强度随着炭绳外径的增加反而下 降。从表3和表4比较来看纤维绳的拉力单位是N,钢丝绳的拉力单位是Mpa, 如取相同的直径,数值相同,则同规格的钢丝的拉力是碳纤维的断面面积数的 倍数。综上所述,方案1-3均不能满足要求,而方案4可以满足要求,即为本发 明的技术方案。表l碳纤维制品的特性<table>table see original document page 6</column></row><table>表2聚丙烯腈碳纤维布性能<table>table see original document page 6</column></row><table>表3石墨基碳纤维性能<table>table see original document page 6</column></row><table>表4装铠用镀锌钢丝机械性能<table>table see original document page 6</column></row><table><table>table see original document page 7</column></row><table>附图说明图1为原有8.7/10kV-YJV32-lX95腿2高压交联单芯电缆的截面图。 图2为电缆轴向受力分析图。图3为本专利技术8. 7/10kV-YJV32-1 X95mm2高压交联单芯电缆的截面图。 图4为本专利技术成形电缆外护套的模具结构示意图。 图5为图4中模套的左视图。具体实施方式以YJV32 8.7/10kV lX95mm2单芯电缆为例计算钢丝能承受的拉力如图2。 原有的该规格电缆其铠装结构如表6:表6原有8.7/10kV YJV32 1 X95ram2单芯电缆铠装结构尺寸表铠装前外径(mm)钢丝装铠单丝直径/根数 mm钢丝装铠后外径 mm26.92. 0/3530,9钢丝铠装节距倍比取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电用高压交联单芯电缆,该电缆由包括导电线芯、导体屏蔽、绝缘层、外屏和铜带屏蔽层、无纺布和内衬层,以及外护套,其特征在于:外护套内沿圆周方向均匀设有多组集束钢丝加强芯。

【技术特征摘要】
1、一种风力发电用高压交联单芯电缆,该电缆由包括导电线芯、导体屏蔽、绝缘层、外屏和铜带屏蔽层、无纺布和内衬层,以及外护套,其特征在于外护套内沿圆周方向均匀设有多组集束钢丝加强芯。2、 根据权利要求l所述的高压交联单芯电缆,其特征在于所述外护套内沿 圆周方向均匀设有四组、六组或八组集束钢丝加强芯。3、 根据权利要求2所述的高压交联单芯电缆,其特征在于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:崔康施永久李小琴
申请(专利权)人:江苏中煤电缆集团有限公司
类型:发明
国别省市:32[中国|江苏]

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