本发明专利技术公开了一种额定电压6～35kV高弹性耐扭曲风能电缆，由三根动力绝缘线芯和三根接地绝缘线芯绞合构成缆芯，缆芯外依次重叠绕包有双层无碱玻纤带、挤包有热塑性弹性体外护套，电缆的最外层为不锈钢丝与聚酯类合成纤维纱组成的编织层；各动力绝缘线芯由镀锡无氧铜丝、不锈钢丝绞合构成导体，导体外重叠绕包有单层半导电棉布带绕包层，三层共挤有导体屏蔽层、三元乙丙橡胶绝缘层和绝缘屏蔽层构成动力绝缘线芯；各接地绝缘线芯导体外挤包有半导电橡胶屏蔽层。本发明专利技术电缆具有高抗拉强度、高柔软度、高耐磨、耐油、耐老化、耐外界环境气候等特性，适用于大功率风力发电设备中涡轮机和塔筒连接处或其类似场合。
【技术实现步骤摘要】
额定电压6～35kV高弹性耐扭曲风能电缆及制造方法本申请是申请号为2014101345644的分案申请
：本专利技术涉及一种额定电压6～35kV高弹性耐扭曲风能电缆及制造方法。
技术介绍
：风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴藏量巨大，全球风能资源总量约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦，开发利用潜力巨大。近年来，受国际宏观形势影响，中国经济发展速度趋缓。为有力拉动内需，保持经济社会平稳较快发展，政府加大了对交通、能源领域的固定资产投资力度，支持和鼓励可再生能源发展。作为节能环保的新能源，风电产业赢得历史性发展机遇，在金融危机肆虐的不利环境中逆市上扬，发展势头迅猛，截止到今年年初，全国已有25个省份、直辖市、自治区具有风电装机。中国风力等新能源发电行业的发展前景十分广阔，预计未来很长一段时间都将保持高速发展，同时盈利能力也将随着技术的逐渐成熟稳步提升。随着中国风电装机的国产化和发电的规模化，风电成本可望再降。因此风电开始成为越来越多投资者的逐金之地。风电场建设、并网发电、风电设备制造等领域成为投资热点，市场前景看好。但是，风能电缆的发展却严重滞后，原因在于风能电缆要求具有耐扭曲、耐高低温、具有高弹性等技术指标，国内很多电缆厂家不具有此类技术条件。
技术实现思路
：为克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种额定电压6～35kV高弹性耐扭曲风能电缆及制造方法，电缆具有高抗拉强度、高柔软度、高耐磨、耐油、耐老化、耐外界环境气候等特性，同时还具有高弯曲卷绕、耐扭转、抗拖拽、环保等许多优异的功能，适用于大功率风力发电设备中涡轮机和塔筒连接处或其类似场合。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：额定电压6～35kV高弹性耐扭曲风能电缆，由三根动力绝缘线芯和三根接地绝缘线芯绞合构成缆芯，在所述缆芯外依次重叠绕包有双层无碱玻纤带、挤包有热塑性弹性体外护套，电缆的最外层为不锈钢丝与聚酯类合成纤维纱组成编织层；各所述动力绝缘线芯由镀锡无氧铜丝、不锈钢丝绞合构成导体，导体外重叠绕包有单层半导电棉布带绕包层，所述绕包层外三层共挤有导体屏蔽层、三元乙丙橡胶绝缘层和绝缘屏蔽层构成动力绝缘线芯；各所述接地绝缘线芯由镀锡无氧铜丝、不锈钢丝绞合构成导体，所述导体外挤包有半导电橡胶屏蔽层。本专利技术风能电缆的制备方法，其包括以下步骤：步骤A、导体制作；根据组成电缆不同截面的单线根数，束绞导体时在镀锡铜丝中均匀加入不锈钢丝加强，镀锡铜丝及不锈钢丝应直径相近，直径允许公差为±0.2mm，镀锡铜丝与不锈钢丝根数比为8:1，且镀锡丝及不锈钢丝中间均不允许有接头；导体外重叠绕包单层半导电棉布带，搭盖率不小于15％；导体单线的最大直径应符合GB/T3956-2008中第5种镀锡软铜导体的规定；导体中股线绞向与复绞时绞向相同，外层绞向为左向；其绞合节径比应不大于下表的规定：步骤B、动力绝缘线芯制作；所述导体外采用三层共挤工艺，即导体屏蔽层+三元乙丙橡胶绝缘层+绝缘屏蔽层，三层一次挤出成型；导体屏蔽层挤出材料为非金属半导电料，其最薄厚度为0.6mm；绝缘屏蔽层材料为非金属半导电料，其最薄厚度为0.8mm；额定电压8.7/15kV及以下电缆绝缘材料为10kV级三元乙丙橡胶绝缘料、额定电压8.7/15kV以上电缆绝缘材料为35kV级三元乙丙橡胶绝缘料，绝缘层最薄点不小于标称值的90％-0.1mm，且平均厚度不小于标称值，其标称厚度应符合下表的规定：绝缘线芯挤出模具采用挤压式，模具选配时模芯及模套内径分别按以下规定执行：模芯内径：D芯＝D0+2ε中模内径：D内＝D0+2δ内*1.05模套内径：D外＝D0+2(δ内+1.1*绝缘厚度+δ外)其中：D0为挤出前线芯外径，ε为过线余量，δ内为内屏厚度，δ外为外屏厚度；过线余量ε的选用，符合下表的规定：挤出时硫化管内蒸汽压力、硫化线速和温度控制参数如下表；生产速度允许适当调整以实际硫化效果最佳为准；步骤C、接地绝缘线芯制作；在导体外采用挤包半导电橡胶屏蔽层，接地绝缘线芯厚度以保证其外径不小于动力绝缘线芯外径的75％为准，挤出模具采用挤压式，模具选配时模芯及模套内径分别按以下规定执行：模芯内径：D芯＝D0+ε其中：D0为挤出前线芯外径，ε为过线余量；过线余量ε的选用，符合下表的规定：模套内径：D套＝D0+2δ-(0.1～0.4)mm；其中：D0为挤出前线芯外径，δ为半导电橡胶屏蔽层厚度；挤出时硫化管内蒸汽压力、硫化线速和温度控制参数如下表；生产速度允许适当调整以实际硫化效果最佳为准；步骤D、三根所述动力绝缘线芯和三根所述接地绝缘线芯进行右向成缆，成缆时，各线芯张力控制均匀，绝缘线芯按照一根动力线芯一根接地线芯交替排列，成缆节径比控制在12～14之间，缆芯间隙采用麻绳填充圆整，并线模具依据成缆外径来选取，过线余量控制在0.5～1.0mm之间，缆芯外重叠绕包双层无碱玻纤带，重叠绕包搭盖率在25％～30％之间，绕包时采用左向绕包；步骤E、在步骤D所述无碱玻纤带外层采用挤压式模具挤包热塑性弹性体外护套，护套料在挤出前进行干燥，干燥温度控制在100～115℃之间，时间为1.0～2.5小时，护套挤出温度符合下表的规定：挤塑机区域温度/℃进料95～105加热段1120～130加热段2135～145加热段3155～165机颈160～170机头165～175模套160～170护套标称厚度按照GB/T12706.1-2008国家标准的计算方法进行计算，最薄点不小于标称值的85％-0.1mm，平均厚度不小于标称值；步骤F、在护套外编织编织层，编织层由不锈钢丝与聚酯类合成纤维纱组成，两者的锭数相同、方向相反；编织层不允许整体接续，露出的线头应剪齐，每1m长度上允许更换一个金属线锭；依据IEC60092-376：2003国际标准，选择每股的根数和单丝直径要求进行并丝，并丝张力均匀，不锈钢丝接头采用冷焊机焊接，焊接点应光滑、圆整，无明显凸起，纤维并丝宽度应与金属丝并丝宽度相同，并丝完成后，把线轴安装在编织机上，更换齿轮，调整编织机的节距和张力进行编织，当编织单线直径为0.2mm以下时，编织机开机速度控制在最大工作速度的60％～70％，当编织单线直径为0.2mm以上时，编织机开机速度控制在最大工作速度的50％～60％；编织节径比即节距长度/编织层平均直径控制在2～4.5之间，编织密度不低于90％；编织密度的计算公式为：M＝2F-F2(1)F＝and'/[π(D+2d')cosα](2)tgα＝[π(d"+2d')]/H(3)Kr＝{1+[π(d"+2d')/H]2}-1/2(4)式中：M为编织密度即总覆盖系数，F为单面覆盖编织系数，tgα为编织角正切，Kr为编织系数，H为编织节距，d'为编织后单线直径，a为编织半锭子数，n为编织并线根数，α为编织角，d"编织前单线直径，D为挤出后电缆外径。与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：1、本专利技术导体根据组成电缆不同截面的单线根数，束绞导体时在镀锡铜丝中均匀加入不锈钢丝加强，镀锡丝及不锈钢丝应直径相近(直径允许公差为±0.2mm)，其根数比约为8:1，且镀锡丝及不锈钢丝中间均不允许有接头，大大本文档来自技高网...
【技术保护点】
额定电压6～35kV高弹性耐扭曲风能电缆，其特征在于，由三根动力绝缘线芯和三根接地绝缘线芯绞合构成缆芯，在所述缆芯外依次重叠绕包有双层无碱玻纤带(8)、挤包有热塑性弹性体外护套(9)，电缆的最外层为不锈钢丝与聚酯类合成纤维纱组成的编织层(10)；各所述动力绝缘线芯由镀锡无氧铜丝(1)、不锈钢丝(2)绞合构成导体，导体外重叠绕包有单层半导电棉布带绕包层(3)，所述绕包层(3)外三层共挤有导体屏蔽层(4)、三元乙丙橡胶绝缘层(5)和绝缘屏蔽层(6)构成动力绝缘线芯；各所述接地绝缘线芯由镀锡无氧铜丝(1)、不锈钢丝(2)绞合构成导体，所述导体外挤包有半导电橡胶屏蔽层(7)。所述的风能电缆的制备方法，其包括以下步骤：步骤A、导体制作；根据组成电缆不同截面的单线根数，束绞导体时在镀锡铜丝中均匀加入不锈钢丝加强，镀锡铜丝及不锈钢丝应直径相近，直径允许公差为±0.2mm，镀锡铜丝与不锈钢丝根数比为8:1，且镀锡丝及不锈钢丝中间均不允许有接头；导体外重叠绕包单层半导电棉布带，搭盖率不小于15％；导体单线的最大直径应符合GB/T3956‑2008中第5种镀锡软铜导体的规定；导体中股线绞向与复绞时绞向相同，外层绞向为左向；其绞合节径比应不大于下表的规定：步骤B、动力绝缘线芯制作；所述导体外采用三层共挤工艺，即导体屏蔽层+三元乙丙橡胶绝缘层+绝缘屏蔽层，三层一次挤出成型；导体屏蔽层挤出材料为非金属半导电料，其最薄厚度为0.6mm；绝缘屏蔽层材料为非金属半导电料，其最薄厚度为0.8mm；额定电压8.7/15kV及以下电缆绝缘材料为10kV级三元乙丙橡胶绝缘料、额定电压8.7/15kV以上电缆绝缘材料为35kV级三元乙丙橡胶绝缘料，绝缘层最薄点不小于标称值的90％‑0.1mm，且平均厚度不小于标称值，其标称厚度应符合下表的规定：绝缘线芯挤出模具采用挤压式，模具选配时模芯及模套内径分别按以下规定执行：模芯内径：D芯＝D0+2ε中模内径：D内＝D0+2δ内*1.05模套内径：D外＝D0+2(δ内+1.1*绝缘厚度+δ外)其中：D0为挤出前线芯外径，ε为过线余量，δ内为内屏厚度，δ外为外屏厚度；过线余量ε的选用，符合下表的规定：挤出时硫化管内蒸汽压力、硫化线速和温度控制参数如下表；步骤C、接地绝缘线芯制作；在导体外采用挤包半导电橡胶屏蔽层，接地绝缘线芯厚度以保证其外径不小于动力绝缘线芯外径的75％为准，挤出模具采用挤压式，模具选配时模芯及模套内径分别按以下规定执行：模芯内径：D芯＝D0+ε其中：D0为挤出前线芯外径，ε为过线余量；过线余量ε的选用，符合下表的规定：模套内径：D套＝D0+2δ‑(0.1～0.4)mm；其中：D0为挤出前线芯外径，δ为半导电橡胶屏蔽层厚度；挤出时硫化管内蒸汽压力、硫化线速和温度控制参数如下表；步骤D、三根所述动力绝缘线芯和三根所述接地绝缘线芯进行右向成缆，成缆时，各线芯张力控制均匀，绝缘线芯按照一根动力线芯一根接地线芯交替排列，成缆节径比控制在12～14之间，缆芯间隙采用麻绳填充圆整，并线模具依据成缆外径来选取，过线余量控制在0.5～1.0mm之间，缆芯外重叠绕包双层无碱玻纤带，重叠绕包搭盖率在25％～30％之间，绕包时采用左向绕包；步骤E、在步骤D所述无碱玻纤带外层采用挤压式模具挤包热塑性弹性体外护套，护套料在挤出前进行干燥，干燥温度控制在100～115℃之间，时间为1.0～2.5小时，护套挤出温度符合下表的规定：挤塑机区域温度/℃进料95～105加热段1120～130加热段2135～145加热段3155～165机颈160～170机头165～175模套160～170护套标称厚度按照GB/T12706.1‑2008国家标准的计算方法进行计算，最薄点不小于标称值的85％‑0.1mm，平均厚度不小于标称值；步骤F、在护套外编织编织层(10)，编织层由不锈钢丝与聚酯类合成纤维纱组成，两者的锭数相同、方向相反；编织层不允许整体接续，露出的线头应剪齐，每1m长度上允许更换一个金属线锭；依据IEC60092‑376：2003国际标准，选择每股的根数和单丝直径要求进行并丝，并丝张力均匀，不锈钢丝接头采用冷焊机焊接，焊接点应光滑、圆整，无明显凸起，纤维并丝宽度应与金属丝并丝宽度相同，并丝完成后，把线轴安装在编织机上，更换齿轮，调整编织机的节距和张力进行编织，当编织单线直径为0.2mm以下时，编织机开机速度控制在最大工作速度的60％～70％，当编织单线直径为0.2mm及以上时，编织机开机速度控制在最大工作速度的50％～60％；编织节径比即节距长度/编织层平均直径控制在2～4.5之间，编织密度不低于90％；编织密度的计算公式为：M＝2F‑F2 (1)F＝and'/[π(D+2d')cosα] (2)...
【技术特征摘要】
1.额定电压6～35kV高弹性耐扭曲风能电缆，其特征在于，由三根动力绝缘线芯和三根接地绝缘线芯绞合构成缆芯，在所述缆芯外依次重叠绕包有双层无碱玻纤带(8)、挤包有热塑性弹性体外护套(9)，电缆的最外层为不锈钢丝与聚酯类合成纤维纱组成的编织层(10)；各所述动力绝缘线芯由镀锡无氧铜丝(1)、不锈钢丝(2)绞合构成导体，导体外重叠绕包有单层半导电棉布带绕包层(3)，所述绕包层(3)外三层共挤有导体屏蔽层(4)、三元乙丙橡胶绝缘层(5)和绝缘屏蔽层(6)构成动力绝缘线芯；各所述接地绝缘线芯由镀锡无氧铜丝(1)、不锈钢丝(2)绞合构成导体，所述导体外挤包有半导电橡胶屏蔽层(7)；所述的风能电缆的制备方法，其包括以下步骤：步骤A、导体制作；根据组成电缆不同截面的单线根数，束绞导体时在镀锡铜丝中均匀加入不锈钢丝加强，镀锡铜丝及不锈钢丝应直径相近，直径允许公差为±0.2mm，镀锡铜丝与不锈钢丝根数比为8:1，且镀锡丝及不锈钢丝中间均不允许有接头；导体外重叠绕包单层半导电棉布带，搭盖率不小于15％；导体单线的最大直径应符合GB/T3956-2008中第5种镀锡软铜导体的规定；导体中股线绞向与复绞时绞向相同，外层绞向为左向；其绞合节径比应不大于下表的规定：步骤B、动力绝缘线芯制作；所述导体外采用三层共挤工艺，即导体屏蔽层+三元乙丙橡胶绝缘层+绝缘屏蔽层，三层一次挤出成型；导体屏蔽层挤出材料为非金属半导电料，其最薄厚度为0.6mm；绝缘屏蔽层材料为非金属半导电料，其最薄厚度为0.8mm；额定电压8.7/15kV及以下电缆绝缘材料为10kV级三元乙丙橡胶绝缘料、额定电压8.7/15kV以上电缆绝缘材料为35kV级三元乙丙橡胶绝缘料，绝缘层最薄点不小于标称值的90％-0.1mm，且平均厚度不小于标称值，其标称厚度应符合下表的规定：绝缘线芯挤出模具采用挤压式，模具选配时模芯及模套内径分别按以下规定执行：模芯内径：D芯＝D0+2ε中模内径：D内＝D0+2δ内*1.05模套内径：D外＝D0+2(δ内+1.1*绝缘厚度+δ外)其中：D0为挤出前线芯外径，ε为过线余量，δ内为内屏厚度，δ外为外屏厚度；过线余量ε的选用，符合下表的规定：挤出时硫化管内蒸汽压力、硫化线速和温度控制参数如下表；步骤C、接地绝缘线芯制作；在导体外采用挤包半导电橡胶屏蔽层，接地绝缘线芯厚度以保证其外径不小于动力绝缘线芯外径的75％为准，挤出模具采用挤压式，模具选配时模芯及模套内径分别按以下规定执行：模芯内径：D芯＝D0+ε其中：D0为挤出前线芯外径，ε...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱崤，韩惠福，王敏，冯保磊，王安东，叶松林，童效俊，
申请(专利权)人：新亚特电缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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