匀电场智能感温供电电缆制造技术

本发明专利技术公开了一种匀电场智能感温供电电缆，包括导体缆芯和绝缘层，导体缆芯由中心导体和瓦形导体构成，相邻瓦形导体的边角弧间隙中嵌装有导电嵌条，绝缘层的厚度与额定电压之比为0.4mm/kv—0.45mm/kv；钢丝铠装层中至少插排有一测温光纤，该测温光纤位于相邻两侧的握持钢丝的握持槽中，相邻的铠装钢丝分别通过对应的钢丝凸榫和钢丝榫槽依次活动相接；在测温光纤导热层外周间隔地套装有金属外管，导热层和金属外管之间的导热填充膏的组份有：胶凝剂、分油抑制剂、抗氧化剂、吸水剂、消泡剂，余为导热油。该智能供电电缆不仅能实现电能的安全传输，而且能够实现电缆电力负荷运行情况的准确实时智能监测。

【技术实现步骤摘要】
匀电场智能感温供电电缆
本专利技术涉及电力电缆
，尤其涉及一种能准确适时地监测电缆运行温度的电力电缆。
技术介绍
电力电缆在电力系统主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品。随着电力电缆应用领域的不断拓展，也使得电力电缆的敷设环境变得更加复杂，电力电缆已从单纯的电力电能传输向多功能多用途方向发展。并且电力电缆在铁路供电线路中的应用数量也在与日俱增，电力电缆的工作运行状态在很大程度上决定着供电质量和供电的安全性；预防电缆故障、降低电缆运行中的故障率，提高电缆供电的可靠性，对铁路的安全、高效运行显得尤为重要。在电力电缆中缆芯导体的设计是电缆结构设计的重要环节，合理的导体结构设计，既能有助于提高电力电缆的质量，又可以减少电缆材料的消耗。在现有电力电缆中缆芯大都由若干导体单线绞合而成，缆芯导体间存在较多的空隙，形成松散的电缆结构，不仅会增加填充材料用量，更会引起包带、铠装和护套材料用量的增加，也增加电缆铺设的工作量；采用压紧缆芯结构可以减少缆芯导体间的空隙，但是采用过紧的压紧缆芯结构，不仅影响电缆的柔软性，而且对导体直流电阻有很大的影响，同时在压紧缆芯结构中异形导体截面由于会在导体单线边角处曲率半径过小，使得该处电场比较集中，电缆的耐电压水平降低。在铁路供电系统中大量应用电力电缆，电力电缆的缆芯由于通过较大的电流会在自身电阻的作用下发热，时间越久、温度越高，电阻越大、越容易发热，这不仅会引起电力传输损耗，更会导致绝缘材料退化，毁损电缆，甚至造成火灾等安全事故，故而电缆的运行温度是表征电力电缆运行状态的一个极其重要的参数，当电缆发生故障时，故障点附近的温度值也随之上升或下降。由于电力电缆往往处于埋设状态具有极大的隐蔽性，给故障的检测以及距离的准确定位带来较大的难度。重视电力电缆的故障检测和诊断，运用先进检测技术准确定位电力电缆的故障点，及时维修，做好安全保护措施，对电力系统的整体运行极其重要。光纤测温技术已在电力电缆运行温度的监测中得到运用，光纤测温技术是一项实时、在线和多点光纤温度测量技术，能够实时地监测空间温度场，可以对光纤沿线的测量点进行连续的实时测量，且抗电磁干扰。但是当测温光纤置入电力电缆中进行温度测量时，由于电力电缆在敷设或使用过程中会发生拉伸、挤压和弯曲等现象，不仅可能对光纤形成各种机械损伤，而且还会破坏光纤的工作姿态，使测温光纤产生偏振光，产生较大的测温误差，为此现有用于电力电缆在线测温的光纤往往均有较为复杂的护套层，而这种护套层又会阻断或延缓电缆热量的传递或形成不均匀传导，使得测温光纤产生较大测量误差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种匀电场智能感温供电电缆，不仅能实现电能的安全传输，具有较好的柔性和耐电压水平，而且能够实现电缆电力负荷运行情况的准确实时智能监测，保证供电和在线监测的同步。为了解决上述技术问题，本专利技术的匀电场智能感温供电电缆，包括导体缆芯，在导体缆芯外依次设有导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层，在绝缘屏蔽层上设置有屏蔽层，该屏蔽层上设置有隔离套，在隔离套的外周设置有钢丝铠装层，钢丝铠装层上绕包有绕包带层，所述导体缆芯由中心导体和瓦形导体构成，中心导体位于导体缆芯的中心位置，若干瓦形导体围绕中心导体依次排列，该导体缆芯(1)的紧压系数为0.88-0.90，中心导体的半径为R，瓦形导体的内边弧半径为r1，瓦形导体的外边弧半径为r2，r1＝（0.05-0.065）R，r2＝（0.10-0.12）R，在所述相邻瓦形导体的边角弧间隙中嵌装有导电嵌条（103）；所述绝缘层的厚度与额定电压之比为0.4mm/kv—0.45mm/kv；所述钢丝铠装层包括有若干沿隔离套外周依次排列的铠装钢丝，在该钢丝铠装层中至少插排有一测温光纤，该测温光纤位于相邻两侧的握持钢丝的握持槽中，握持钢丝另一侧的握持槽与相邻铠装钢丝的钢丝凸榫活动相接，相邻的铠装钢丝分别通过对应的钢丝凸榫和钢丝榫槽依次活动相接；所述测温光纤包括有测温纤芯，以及包覆于测温纤芯外侧的光纤包层，在光纤包层上包覆有导热层，在导热层外周间隔地套装有金属外管，在导热层和金属外管之间填充有导热填充膏；该导热填充膏的重量百分比组份为：胶凝剂18%—20%，分油抑制剂3%—5%，抗氧化剂1%—2%，吸水剂2%—2.5%，消泡剂0.0015%—0.002%，余为导热油。由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下显著优点：首先导体缆芯由中心导体和瓦形导体构成，形成了缆芯紧压结构，电缆缆芯结构更加稳定，缆芯截面几何尺寸最小，结构紧凑，不仅省去电缆缆芯的填充材料，同时也大大减少了电缆包带、铠装和护套等材料用量，节约电缆成本，方便电缆施工；将瓦形导体的内边弧半径和外边弧半径控制在合理的范围内，既有利于稳定电缆缆芯的紧压程度，均匀电场分布，减少电场集中，尤其在相邻瓦形导体的边角弧间隙中嵌装有导电嵌条，使得电缆缆芯形成较为均匀的导电截面，更加有效地均匀了电场分布，大大提高了电缆的耐压水平。将导体缆芯的紧压系数控制在0.88-0.90之间，既可紧凑电缆缆芯结构，保持电缆的柔软性，又不会对导体直流电阻形成不利影响。本专利技术中的测温光纤位于其两侧握持钢丝的握持槽中，而握持钢丝又以榫接方式与铠装钢丝活动相接，铠装钢丝之间同样以榫接方式相互活动连接，这样一方面测温光纤与握持钢丝形成了面接触，而不是传统结构中的线接触，握持钢丝的热量更能均匀地传递给测温光纤，使得测温光纤能够准确地反映铠装层的温度，另一方面握持钢丝与铠装钢丝也构成了面接触的铰连接结构，使得电缆的热量能够在钢丝铠装层中均匀传递，在钢丝铠装层上形成均匀的温度场，使得测温光纤能够检测到电缆的实际运行温度，从而大大提高了测温光纤对电缆电力负荷运行情况的准确监测，有利于实现大范围、多点的温度测量，精准度高，能够实现自动测量和在线温度监测，有利于电缆的智能化管理。尤其是这种通过榫接方式而形成的铠装结构，大大增加了电缆的抗拉强度、抗压强度等机械强度，提升了电缆的防侵蚀能力，保护和延长了电缆的使用安全性。本专利技术中测温光纤单元的护层采用了导热结构和护套结构，护套结构有效地增强了光纤的抗拉抗压等机械性能，形成了可靠稳定的保护功能，尤其是导热结构中的导热层和导热填充膏提高了光纤护层的导热效果，增强光纤的热敏感性和监测灵敏度，其导热油不仅具有良好的导热性能，也使得光纤受热均匀，测温数据更加准确，而且有效地阻止了水和潮气渗入到内部，有效地避免光纤传输损耗，确保光纤的温度监测质量和使用寿命。导热填充膏在满足良好导热性的同时，又构成了对光纤良好的减振、抗弯曲、抗拉伸等机械性能，具有导热和保护的双重技术效果。本专利技术将缆芯导体的绝缘厚度与额定电压之比控制在0.4mu/kv—0.45mu/kv之间，过薄的绝缘厚度容易造成电缆绝缘击穿，使电缆绝缘作用丧失，造成电力传输事故，而过厚的绝缘层厚度不仅会增加电缆的敷设难度和电缆成本，也不利于电缆运行热量的散发，降低电能传输效率，还增加了电缆的敷设空间。将电缆绝缘厚度依据电缆额定电压而合理地控制在一定的数值范围内，则使电缆兼具较佳的绝缘安全性、电能传输效率和电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种匀电场智能感温供电电缆，包括导体缆芯（1），在导体缆芯（1）外依次设有导体屏蔽层（2）、绝缘层（3）和绝缘屏蔽层（4），在绝缘屏蔽层（4）上设置有屏蔽层（5），该屏蔽层（5）上设置有隔离套（6），在隔离套（6）的外周设置有钢丝铠装层（7），钢丝铠装层（7）上绕包有绕包带层（9），其特征在于：所述导体缆芯(1)由中心导体（101）和瓦形导体（102）构成，中心导体（101）位于导体缆芯(1)的中心位置，若干瓦形导体（102）围绕中心导体（101）依次排列，该导体缆芯(1)的紧压系数为0.88-0.90，中心导体（101）的半径为R，瓦形导体（102）的内边弧半径为r1，瓦形导体（102）的外边弧半径为r2，r1＝（0.05-0.065）R，r2＝（0.10-0.12）R，在所述相邻瓦形导体（102）的边角弧间隙中嵌装有导电嵌条（103）；所述绝缘层（3）的厚度与额定电压之比为0.4mm/kv—0.45mm/kv；所述钢丝铠装层（7）包括有若干沿隔离套（6）外周依次排列的铠装钢丝（71），在该钢丝铠装层（7）中至少插排有一测温光纤（8），该测温光纤（8）位于相邻两侧的握持钢丝（72）的握持槽（73）中，握持钢丝（72）另一侧的握持槽（73）与相邻铠装钢丝（71）的钢丝凸榫（75）活动相接，相邻的铠装钢丝（71）分别通过对应的钢丝凸榫（75）和钢丝榫槽（74）依次活动相接；所述测温光纤（8）包括有测温纤芯（81），以及包覆于测温纤芯（81）外侧的光纤包层（82），在光纤包层（82）上包覆有导热层（83），在导热层（83）外周间隔地套装有金属外管（85），在导热层（83）和金属外管（85）之间填充有导热填充膏（84）；该导热填充膏（84）的重量百分比组份为：胶凝剂18%—20%，分油抑制剂3%—5%，抗氧化剂1%—2%，吸水剂2%—2.5%，消泡剂0.0015%—0.002%，余为导热油。/n...

【技术特征摘要】
20200518 CN 20201042139241.一种匀电场智能感温供电电缆，包括导体缆芯（1），在导体缆芯（1）外依次设有导体屏蔽层（2）、绝缘层（3）和绝缘屏蔽层（4），在绝缘屏蔽层（4）上设置有屏蔽层（5），该屏蔽层（5）上设置有隔离套（6），在隔离套（6）的外周设置有钢丝铠装层（7），钢丝铠装层（7）上绕包有绕包带层（9），其特征在于：所述导体缆芯(1)由中心导体（101）和瓦形导体（102）构成，中心导体（101）位于导体缆芯(1)的中心位置，若干瓦形导体（102）围绕中心导体（101）依次排列，该导体缆芯(1)的紧压系数为0.88-0.90，中心导体（101）的半径为R，瓦形导体（102）的内边弧半径为r1，瓦形导体（102）的外边弧半径为r2，r1＝（0.05-0.065）R，r2＝（0.10-0.12）R，在所述相邻瓦形导体（102）的边角弧间隙中嵌装有导电嵌条（103）；所述绝缘层（3）的厚度与额定电压之比为0.4mm/kv—0.45mm/kv；所述钢丝铠装层（7）包括有若干沿隔离套（6）外周依次排列的铠装钢丝（71），在该钢丝铠装层（7）中至少插排有一测温光纤（8），该测温光纤（8）位于相邻两侧的握持钢丝（72）的握持槽（73）中，握持钢丝（72）另一侧的握持槽（73）与相邻铠装钢丝（71）的钢丝凸榫（75）活动相接，相邻的铠装钢丝（71）分别通过对应的钢丝凸榫（75）和钢丝榫槽（74）依次活动相接；所述测温光纤（8）包括有测温纤芯（81），以及包覆于测温纤芯（81）外侧的光纤包层（82），在光纤包层（82）上包覆有导热层（83），在导热层（83）外周间隔地套装有金属外管（85），在导热层（83）和金属外管（85）之间填充有导热填充膏（84）；该导热填充膏（84）的重量百分比组份为：胶凝剂18%—20%，分油抑制剂3%—5%，抗氧化剂1%—2%，吸水剂2%—2.5%，消泡剂0.0015%—0.002%，余为导热油。


2.根据权利要求1所述的匀电场智能感温供电电缆，其特征在于：所述中心导体（...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子纯，吴荣美，唐秀芹，徐亚东，袁海峰，韩桂平，
申请(专利权)人：江苏东强股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32