一种500kV抽水蓄能电站用超高压电力电缆制造技术

本发明专利技术涉及电力电缆技术领域，具体为一种500kV抽水蓄能电站用超高压电力电缆，所述电缆包括：所述超高压电力电缆包括五分割的分割导体，分割导体外依次有绕包的半导电尼龙带层、超光滑半导电层、超净XLPE绝缘层、超光滑绝缘屏蔽层、半导电缓冲阻水带层、皱纹铝护套、电缆沥青层、绝缘外护套层和石墨涂层；该电缆通过将解决了因敷设环境为高落差大导致电缆绝缘线芯与皱纹铝护套之间的相互滑动问题，并且通过改进绝缘外护套提高该电缆在抽水蓄能电站的使用环境中的使用寿命。站的使用环境中的使用寿命。站的使用环境中的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种500kV抽水蓄能电站用超高压电力电缆


[0001]本专利技术涉及电力电缆
，具体为一种500kV抽水蓄能电站用超高压电力电缆。

技术介绍

[0002]新能源的迅速发展需要加速抽水蓄能电站建设。抽水蓄能电站是电力系统中最可靠、最经济、寿命周期长、容量大、技术最成熟的储能装置，是新能源发展的重要组成部分。通过配套建设抽水蓄能电站，可降低核电机组运行维护费用、延长机组寿命；有效减少风电场并网运行对电网的冲击，提高风电场和电网运行的协调性以及电网运行的安全稳定性。
[0003]特高压、智能电网的发展需求加速抽水蓄能电站建设。国家电网公司正在推进“一特四大”的电网发展战略，即以大型能源基地为依托，建设由1000千伏交流和
±
800千伏直流构成的特高压电网，形成电力“高速公路”，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发，在全国范围内实现资源优化配置。同时，将以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，发展以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。特高压交流输电系统的无功平衡和电压控制问题比超高压交流输电系统更为突出。利用大型抽水蓄能电站的有功功率、无功功率双向、平稳、快捷的调节特性，承担特高压电力网的无功平衡和改善无功调节特性，对电力系统可起到非常重要的无功/电压动态支撑作用，是一项比较安全又经济的技术措施，建设一定规模的抽水蓄能电站，对电力系统特别是坚强智能电网的稳定安全运行具有重要意义。
[0004]我国电力系统建设正处于快速发展阶段，用电高峰时的供电紧张、有功无功储备不足、输配电容量利用率不高和输电效率低等问题都有不同程度的存在。同时，越来越多的大型工业企业和涉及信息、安全领域的用户对负荷侧电能质量问题提出更高的要求。这些特点为分散电力储能系统的发展提供了广泛的空间，而储能系统在电力系统中应用可以达到调峰、提高系统运行稳定性及提高电能质量等目的。
[0005]预计我国大部分水电站和抽水蓄能电站将采用500kV电缆作为超高压新引出线。在大型水电站或抽水蓄能电站都曾使用过进口的500kV电力电缆，例如浙江天荒坪抽水蓄能电站、四川二滩水电站等。基于我国当前的环境及当前世界背景，自主研发500kV抽水蓄能电站用超高压电力电缆，摆脱对国外产品依赖具有重要意义。当前，我国已经有个别大规模相关厂商实现了相关技术的突破，并初步实现了量产，抢占了部分市场份额，对于我公司来说，研发500kV抽水蓄能电站用超高压电力电缆迫在眉睫，应及时把握机会，抓住市场机遇。
[0006]不管是从摆脱国外的依赖出发，还是提高本公司市场竞争力出发，研发500kV抽水蓄能电站用超高压电力电缆均是当下需要解决的技术问题。
[0007]具体到电缆本身，抽蓄用高压电缆一般敷设环境为高落差，如斜井、竖井等，而电网用高压电缆一般为平面敷设无落差。高压电缆高落差敷设时需要解决的问题就是电缆绝缘线芯与皱纹铝护套之间的相互滑动问题，电缆固定时是通过电缆夹具夹在电缆外护套
上,不能直接夹在电缆绝缘线芯上，而电缆线芯与铍纹铝护套间因电缆结构设计的原因，需留有一定的间隙以满足线芯通电运行发热的热膨胀。因此抽蓄用高压电缆需要根据电缆输送容量及选用电缆截面计算电缆绝缘线芯的发热膨胀量合理设计绝缘线芯与皱纹铝套的间隙，以保证既能保证留有足够的间隙吸收电缆绝缘线芯的热膨胀量又能防止绝缘线芯与皱纹铝护套相互滑动问题。
[0008]为此，目前的常规用的500kV高压电力电缆不能适用于抽水蓄能电站。

技术实现思路

[0009]本专利技术基于上述存在的技术问题，提供一种500kV抽水蓄能电站用超高压电力电缆。
[0010]为了达到上述专利技术目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种500kV抽水蓄能电站用超高压电力电缆，所述电缆包括：所述超高压电力电缆包括五分割的分割导体，分割导体外依次有绕包的半导电尼龙带层、超光滑半导电层、超净XLPE绝缘层、超光滑绝缘屏蔽层、半导电缓冲阻水带层、皱纹铝护套、电缆沥青层、绝缘外护套层和石墨涂层；上述超高压电力电缆的制造方法，具体如下：步骤1：采用扇形的分割股块，通过绞合、紧压、成缆制备得到五分割的分割导体；步骤2：在分割导体外绕包半导电尼龙带，形成半导电尼龙带层；步骤3：然后在U型交联生产线上，通过三层共挤，在半导电尼龙带层外共挤制备超光滑半导电层、超净XLPE绝缘层和超光滑绝缘屏蔽层；采用惰性气体保护热辐射交联；步骤4：在超光滑绝缘屏蔽外绕包半导电缓冲阻水带形成半导电缓冲阻水带层；步骤5：然后通过纵包工艺采用1060# o态铝带制备皱纹铝护套，采用氩弧焊工序对铝带进行焊接，焊接采用双焊枪技术；步骤6：通过浸涂制备电缆沥青层；步骤7：通过挤出工艺制备绝缘外护套；步骤8：通过浸涂工艺制备石墨涂层，得到最终的电力电缆产品。
[0011]优选的，所述半导缓冲电阻水带层采用双层2.0厚度的包带，50%的搭盖率进行重叠绕包。
[0012]优选的，所述皱纹铝护套的皱纹节距为18
‑
22mm，轧纹深度为4
‑
5mm，绕包半导电缓冲阻水带层外径与轧纹内径之间的间隙为负间隙，间隙距离为0.5
‑
1.5mm。
[0013]优选的，半导电缓冲阻水带层采用双层结构，在两层之间设置有一层玄武岩纤维层。
[0014]500kV电压等级高、单位面积内电场强度大，当电缆通电以后，在靠近导体屏蔽附近最高电场强度达16kV/mm
²
，靠近绝缘屏蔽处的电场强度达7kV/mm
²
，在这样高的电场强度下，选用合理的电缆材料显得尤为重要，因为材料中假如含有任何杂质或存在不均匀现象，都可能导致电缆击穿。如此高的电压等级下，靠近导体屏蔽附近的电场强度是绝缘屏蔽附近电场强度的2倍，500kV电缆的最低电场强度比110kV最高电场强度还要大，因此如果屏蔽层有任何一点的突起，都会造成尖端放电，产生局放或影响电缆的使用寿命。
[0015]优选的，所述绝缘外护套由和以下重量百分比的组分制备而成：
TPE/TPR为10
‑
17%；增强复合填料22
‑
25%；余量为主料高密度聚乙烯；其中，增强复合填料具体为：聚己二酰己二胺90.4
‑
93.2%、碳化硅颗粒5.2
‑
8.1%、石墨烯1.2
‑
3.0%。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：首先，解决了因敷设环境为高落差大导致电缆绝缘线芯与皱纹铝护套之间的相互滑动问题；第二，且在整个交联生产过程中从原材料的选择，加工工艺的优化时其电性能和机械性能等都满足或高于标准要求，保证了电缆使用寿命，提高了抽水蓄能电站用超高压电力电缆品种的多样性，增广了应用领域。
附图说明
[0017]图1是本专利技术的实施例1的整体结构示意图。
[0018]图中：1分割导体，2半导电尼龙带层，3超光滑半导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种500kV抽水蓄能电站用超高压电力电缆，其特征在于：所述电缆包括：所述超高压电力电缆包括五分割的分割导体，分割导体外依次有绕包的半导电尼龙带层、超光滑半导电层、超净XLPE绝缘层、超光滑绝缘屏蔽层、半导电缓冲阻水带层、皱纹铝护套、电缆沥青层、绝缘外护套层和石墨涂层；上述超高压电力电缆的制造方法，具体如下：步骤1：采用扇形的分割股块，通过绞合、紧压、成缆制备得到五分割的分割导体；步骤2：在分割导体外绕包半导电尼龙带，形成半导电尼龙带层；步骤3：然后在U型交联生产线上，通过三层共挤，在半导电尼龙带层外共挤制备超光滑半导电层、超净XLPE绝缘层和超光滑绝缘屏蔽层；采用惰性气体保护热辐射交联；步骤4：在超光滑绝缘屏蔽外绕包半导电缓冲阻水带形成半导电缓冲阻水带层；步骤5：然后通过纵包工艺采用1060# o态铝带制备皱纹铝护套，采用氩弧焊工序对铝带进行焊接，焊接采用双焊枪技术；步骤6：通过浸涂制备电缆沥青层；步骤7：通过挤出工艺制备绝缘外护套；步骤8：通过浸涂工艺制备石墨涂层，得到最终的电力电缆产品。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕兆丰，徐松，魏学志，石春静，王昌英，
申请(专利权)人：杭州电缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：