一种耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆及其制造方法，包含导体、绝缘层、光单元、填充层、第一包带层、编织层、第二包带层和外护层；绝缘层设置在导体外侧表面上，若干个包覆导体的绝缘层和填充层以一根光单元为中心绞合在光单元上，第一包带层、编织层、第二包带层和外护层由内向外依次设置在绝缘层和填充层的外侧。本发明专利技术采用合理的结构设计，纳米润滑剂使用于多芯导体之间来保证相互移动低摩擦损耗，绝缘层和光单元合理布局共同绞合保证电缆具有常温、低温抗扭转特性，导体及非磁性金属屏蔽材料的编织层采用抗腐蚀镀层处理，能够提高电缆整体的抗使用环境性能及电缆的抗老化使用寿命，电缆的使用寿命达20年。

【技术实现步骤摘要】
一种耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆及其制造方法
本专利技术涉及一种电缆及其制造方法，特别是一种耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆及其制造方法。
技术介绍
现阶段对于清洁能源的需求越来越迫切，而我国目前风力发电机主要设备、技术依赖国外进口，配件也是需要国外提供配套服务，相关的技术处于垄断状况，给我国风力发电规模的扩大、后期的维护保养带来很大的技术及经济压力。目前控制电缆绝大部分为固定安装在室内控制柜内，使用环境稳定基本不受外界环境变化的约束，绝缘层、护套材料最为常用的聚氯乙烯(PVC)。该材料耐室外气候性能差、长期移动耐疲劳性能低，而风力发电机需要安装在全国不同地域如：海上、高原、戈壁等不同气候条件中且这些地域气候变化频繁、激烈；风力发电最主要的一个特点就是风头叶片需要根据风向不断旋转垂直对风来保证对风力的最大利用率和风机设施的安全性。常规控制电缆如果长期使用在这种环境下极易出现催化变硬最后断裂的现象给风机这种安装条件复杂、维护困难的设备工程带来不可估量的后果。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是提供一种耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆及其制造方法。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆，包含导体、绝缘层、光单元、填充层、第一包带层、编织层、第二包带层和外护层；所述的绝缘层设置在导体外侧表面上，若干个包覆导体的绝缘层和填充层以一根光单元为中心绞合在光单元上，所述第一包带层、编织层、第二包带层和外护层均套设在绝缘层和填充层的外侧，并且第一包带层、编织层、第二包带层和外护层由内向外依次设置。进一步地，所述的导体采用镀锡铜导线。进一步地，所述的绝缘层和外护层均采用耐严寒的硅橡胶材料。进一步地，所述的光单元由纤芯、包层、涂覆层和紧套层组成。进一步地，所述的填充层采用表皮包裹弹性体材料的聚酯纤维。进一步地，所述的编织层的编织密度不小于85％。进一步地，所述的绝缘层和光单元及填充层分为3层排列，最内层为一根光单元，中间层为6根绝缘层，最外层由4根绝缘层和8根填充层混合组成。进一步地，所述的导体的绝缘层、填充层外侧和光单元外侧均涂覆有纳米级润滑粉剂。一种按照所述的耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆的制造方法，将铜杆拉丝热处理后进行热镀锡，退火后进行绞合制成需要的导体，采用挤压式挤包方式将硅橡胶材料粘结在导体外表面，将绝缘层和填充层以一根光单元为中心绞合成缆并包裹上聚酯带，成缆进行绕包处理，在绕包层外侧套上编织层再绕包一层，最后用挤压式挤出方式将外护套挤包在绕包层外表面上；编织层的镀锡铜丝采用进口的多头拉丝机，聚晶模(线径公差±0.002mm)，选用管式退火设备，退火温度控制在575±10℃；锡炉温度控制在260±3℃进行退火热处理从而使导体达到最佳的韧性、强度及柔软性，以适应电缆在敷设及使用中的反复弯曲。进一步地，所述的绝缘层和光单元绞合的节径比为10～12倍。有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、本专利技术生产出的电缆能够承受高、低温频繁变化，海水盐雾的长期侵蚀，具有优异的耐移动疲劳性，保证了电缆的使用寿命。2、本专利技术采用合理的结构设计，细度≥10000目、二氧化硅含量≈58％的纳米级润滑粉剂使用于多芯导体之间来保证相互移动低摩擦损耗，绝缘层和光单元合理布局共同绞合保证电缆具有常温、低温抗扭转特性。3、本专利技术中的导体及非磁性金属屏蔽材料的编织层采用抗腐蚀镀层处理，镀锡铜丝采用进口的多头拉丝机，聚晶模(线径公差±0.002mm)，选用管式退火设备，退火温度控制在575±10℃；锡炉温度控制在260±3℃进行退火热处理从而使导体达到最佳的韧性、强度及柔软性，以适应电缆在敷设及使用中的反复弯曲。能够提高电缆整体的抗使用环境性能及电缆的抗老化使用寿命，电缆的使用寿命达20年。附图说明图1是本专利技术的一种耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆的截面图。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。一种耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆，包含导体1、绝缘层2、光单元3、填充层4、第一包带层5、编织层6、第二包带层7和外护层8；所述的绝缘层2设置在导体1外侧表面上，若干个包覆导体1的绝缘层2和填充层4以一根光单元3为中心绞合在光单元3上，所述第一包带层5、编织层6、第二包带层7和外护层8均套设在绝缘层2和填充层4的外侧，并且第一包带层5、编织层6、第二包带层7和外护层8由内向外依次设置。导体1采用镀锡铜导线。绝缘层2采用硅橡胶体材料，具有良好的电气绝缘层性能，较PVC材料提高3倍以上，常规额定电压300/500V的控制电缆电压试验等级为2000V/5min，而本专利技术的绝缘层2线芯之间电压试验等级为4000V/5min，材料优异的机械物理性能具有良好的弹性和韧性提高移动性能。硅橡胶耐温等级一般耐温在-40℃～180℃之间、耐严寒型在-60℃～180℃之间，这样能承受高原区域昼夜温差的变化跨度大、极南方酷热的夏天和极北地区严寒的冬天等全国各种地域复杂的不同环境使用。填充层4采用表皮包裹弹性材料的聚酯纤维，提高电缆的整体强度和耐候性。外护层8采用硅橡胶材料，常规控制电缆一般只能固定敷设，如果长时间移动会出现编织层磨破或扎坏绝缘层而发生故障，本专利技术的编织层6内外的第一包带层5、第二包带层7有效的保护绝缘层线芯在长期移动扭转过程不会被电缆内部部件的伤害，同时硅橡胶材料的外护层耐温等级一般耐低温在-40℃～180℃之间、耐严寒型在-60℃～180℃之间。这样能承受高原区域昼夜温差的变化跨度大、极南方酷热的夏天和极北地区严寒的冬天等全国各种地域复杂的不同环境使用；同时聚氨酯弹性材料的第一包带层5、第二包带层7和外护层8具有耐户外气候变化：紫外照射、风吹雨淋、海水盐雾、设备用润滑油等特性；并具有一定的阻燃性能能通过单根垂直燃烧试验。编织采用表面镀抗腐蚀锡的非磁性金属丝，编织密度不小于85％。常规控制电缆编织密度为80％，适当的增加编织密度能有效提高电缆整体的抗电磁干扰能力。绝缘层和填充层及光单元分为3层，最内层一根光单元，中间层6根绝缘层，最外层由4根绝缘层+8根填充层混合。常规11芯采用3+8结构，常规结构3+8不是正规绞合结构、相对稳定性欠佳，1+6+12结构虽然是正规绞合，本专利技术所采用的成缆结构有效的提高电缆的稳定性和弯曲性能，且中心的光单元和8根外侧的填充层不单单是物理结构上的支撑，更是中心采用高强度的聚酯类纤维作为加强部件，表皮使用和电缆同等耐温等级的弹性材料包裹来提高电缆的整体强度和耐候性。导体的绝缘层外侧和填充层外侧均涂覆有纳米级润滑粉剂，有效的减小多芯线各绝缘层线芯之间的摩擦阻力，确保电缆在长期的扭转过程中有效的线芯相对移动和极大减小磨损来极大提高电缆使用安全和寿命。一种耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆的制造方法，选用符合GB/T3953-2009规定的2.6mm外径优质铜杆作为原材料，通过大拉、中拉、小拉后成为外径0.25mm的裸铜单丝，单丝经过一定的速度通过575±10℃进行退火热处理来改变分子排列使铜单丝具有优越的导电性的同时具有柔韧性，将热处理后的单丝进行表面净化处理后进行表面热镀耐腐蚀的金属锡。最后将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆，其特征在于：包含导体、绝缘层、光单元、填充层、第一包带层、编织层、第二包带层和外护层；所述的绝缘层设置在导体外侧表面上，若干个包覆导体的绝缘层和填充层以一根光单元为中心绞合在光单元上，所述第一包带层、编织层、第二包带层和外护层均套设在绝缘层和填充层的外侧，并且第一包带层、编织层、第二包带层和外护层由内向外依次设置。

【技术特征摘要】
1.一种耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆，其特征在于：包含导体、绝缘层、光单元、填充层、第一包带层、编织层、第二包带层和外护层；所述的绝缘层设置在导体外侧表面上，若干个包覆导体的绝缘层和填充层以一根光单元为中心绞合在光单元上，所述第一包带层、编织层、第二包带层和外护层均套设在绝缘层和填充层的外侧，并且第一包带层、编织层、第二包带层和外护层由内向外依次设置。2.按照权利要求1所述的耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆，其特征在于：所述的导体采用镀锡铜导线。3.按照权利要求1所述的耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆，其特征在于：所述的绝缘层和外护层均采用耐严寒的硅橡胶材料。4.按照权利要求1所述的耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆，其特征在于：所述的光单元由纤芯、包层、涂覆层和紧套层组成。5.按照权利要求1所述的耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆，其特征在于：所述的填充层采用表皮包裹弹性体材料的聚酯纤维。6.按照权利要求1所述的耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆，其特征在于：所述的编织层的编织密度不小于85％。7.按照权利要求1所述的耐严寒抗扭转光纤复合风能电缆，其特征在于：所述的绝缘层和光单元及填充层...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏飞，梁斌，解向前，顾小刚，倪伟，
申请(专利权)人：中天科技装备电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32