一种高载流低风压架空绝缘电缆及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高载流低风压架空绝缘电缆，架空绝缘电缆包括由内向外依次设置的导体、导体屏蔽层和外绝缘层；外绝缘层包括环形本体以及沿环形本体的外周均匀间隔分布的多个凸部，相邻两个凸部之间形成一个凹部；凸部呈T型，其包括外圆弧段，外圆弧段的端部通过上圆弧段、下圆弧段与环形本体相连接，上圆弧段和下圆弧段呈S型连接。本发明专利技术还提供了一种前述架空绝缘电缆的制备方法。本发明专利技术的有益之处在于，通过设置中心导体和外层导体的绝缘隔离，以及外绝缘层表面的T型凸部结构设计，降低导体交流电阻和风阻力系数，提高散热效率，实现载流量提升、降低风载荷、减少外力损伤概率等有益效果。等有益效果。等有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种高载流低风压架空绝缘电缆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电缆
，尤其涉及一种高载流低风压架空绝缘电缆及其制备方法。

技术介绍

[0002]架空绝缘电缆是一种在导体外部包覆有绝缘护层的架空电缆。由于绝缘层为导体提供了电气绝缘和物理防护，架空绝缘电缆有利于缩短线路的相间距离、节约线路走廊、降低线路相间短路和接地故障的发生率以及提高线路的安全可靠性，同时还具有机械强度高、抗腐蚀性强、耐候性强等优点，因此架空绝缘电缆在城乡配电网工程中得到了广泛的应用，特别适用于树木较多、污染严重、环境恶劣、人口密集的地区。
[0003]然而，绝缘层也增大了导体的外部热阻，降低了导体的散热性，导致架空绝缘电缆的允许载流量低于相同导体截面大小的架空裸导线，在负荷高峰期容易出现载流能力不足的问题，造成电能输送的瓶颈。同时，由于架空绝缘电缆耐候性好，工作环境常常位于沿海、山谷及岛屿等多风地区，强风对架空电缆线路会产生较大的风压，用风载荷来表征，则整个输电线路所受风载荷的50％～70％由架空电缆承担。架空电缆除了自身要能够抵抗住风载荷作用外，其支撑杆塔也必须承载从架空电缆传递过来的风载荷同杆塔自身受到风载荷的联合作用。因此，降低架空电缆的风载荷对于降低线路造价及提高线路运行的安全性具有重要意义。
[0004]在现有技术中，提高架空绝缘电缆载流量的方法主要有增大导体截面、在电缆中置入循环冷却管道、采用耐高温导热性能更好的绝缘材料等。这些方法存在的主要缺陷有：1.增加了架空电缆线路本身的造价；2.导致架空电缆的重量增大、结构改变、工作温度提高，显著改变了架空电缆的运行条件，降低线路的运行可靠性；3.在实际应用中需要同时对支撑杆塔、连接器件、配套电气系统等进行优化改造，大幅增加线路建设成本。
[0005]在现有技术中，降低架空绝缘电缆风载荷的方法主要是沿其外绝缘层表面圆周方向增加一定数量的凸起或凹槽，从而增加了架空绝缘电缆的表面粗糙度，这样可以推后处于高速流场中的架空绝缘电缆表面的流体边界层分离点，使其背面负压区范围小于普通架空绝缘电缆，从而降低电缆迎风面和背风面压差形成的阻力。该方法虽然能降低电缆的风阻系数，但仍存在以下缺点：1.架空绝缘电缆的抗风能力与凹槽的形状、大小及数量密切相关，而现有方法中给出的凹槽结构形式单一，难以根据电缆的外径和风速大小进行调整和优化，导致降低风压效果不明显；2.现有方法给出的脊性、矩形、V形等凹槽设计均存在尖端，容易造成电场集中，影响绝缘可靠性；3.表面的突起部分在运输和施工过程中易受挤压或磨损，造成绝缘层损伤，形成安全隐患。

技术实现思路

[0006]针对上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种高载流低风压架空绝缘电缆，以解决现有技术中电缆载流量偏低、抗风性能差的问题。
[0007]本专利技术提供了一种高载流低风压架空绝缘电缆，架空绝缘电缆包括由内向外依次设置的导体、导体屏蔽层和外绝缘层；所述外绝缘层包括环形本体以及沿所述环形本体的外周均匀间隔分布的多个凸部，相邻两个所述凸部之间形成一个凹部；所述凸部呈T型，其包括外圆弧段，所述外圆弧段的端部通过上圆弧段、下圆弧段与环形本体相连接，所述上圆弧段和下圆弧段呈S型连接。
[0008]优选地，所述外绝缘层的材料为交联聚乙烯或聚丙烯。
[0009]优选地，所述外绝缘层的厚度为3～5mm。
[0010]优选地，所述外圆弧段的圆心与架空绝缘电缆的外径圆圆心重合，所述外圆弧段的半径R为所述架空绝缘电缆的外径的一半；所述上圆弧段和下圆弧段均呈半圆形，且两者的半径均为r。
[0011]优选地，当所述架空绝缘电缆的外径为20～30mm时，所述外圆弧段对应的圆心角θ为7.5度，所述半径r为0.2～0.4mm；当所述架空绝缘电缆的外径为30～40mm时，所述外圆弧段对应的圆心角θ为6度，所述半径r为0.3～0.5mm；当所述架空绝缘电缆的外径大于40mm时，所述外圆弧段对应的圆心角θ为5度，所述半径r为0.3～0.5mm。
[0012]优选地，所述导体为多层绞合结构，每两层单线层之间设有一层内绝缘层。
[0013]优选地，所述内绝缘层为绝缘无纺布，其厚度为0.3mm～0.5mm。
[0014]优选地，相邻单线层的绞合方向相反。
[0015]本专利技术还提供了一种前述架空绝缘电缆的制备方法，包括以下步骤：
[0016]S1、制作中心导体：取多根导体单线，按1+6结构绞合，获得中心导体；
[0017]S2、制作第一内绝缘层：在所述中心导体外周绕包一层无纺布绝缘带；
[0018]S3、制作外层导体：将多根导体单线逐层均匀分布并紧压绞合在所述第一内绝缘层的外周，形成外层导体；当外层导体的绞合层数大于2时，在第二层单线层外设置一层内绝缘层；
[0019]S4、使用电缆挤出机在外层导体的外表面挤出导体屏蔽层和外绝缘层，挤出成型后对架空绝缘电缆进行冷却。
[0020]本专利技术的有益之处在于，通过设置中心导体和外层导体的绝缘隔离，以及外绝缘层表面的T型凸部结构设计，降低导体交流电阻和风阻力系数，提高散热效率，实现载流量提升、降低风载荷、减少外力损伤概率等有益效果，且本专利技术的电缆制造和施工工艺简单，无需改变架空绝缘电缆的整体结构、运行条件和制造工艺，仅需对绝缘层挤出模具进行改造，成本增加少，易于工业化推广使用。
附图说明
[0021]图1为实施例一的架空绝缘电缆的结构示意图；
[0022]图2为实施例一中外绝缘层的结构示意图；
[0023]图3外绝缘层挤出模具的结构示意图；
[0024]图4为实施例二的架空绝缘电缆的结构示意图；
[0025]图5为对比例一的结构示意图；
[0026]图6为对比例二的结构示意图；
[0027]图7为对比例三的结构示意图。
[0028]元件标号说明：
[0029]11中心导体
[0030]12第一内绝缘层
[0031]13第一导体
[0032]14第二内绝缘层
[0033]15第二导体
[0034]2导体屏蔽层
[0035]3外绝缘层
[0036]31凸部
[0037]32凹部
[0038]33环形本体
[0039]4挤出模具
[0040]41凹槽
[0041]301外绝缘层
[0042]302外绝缘层
[0043]303外绝缘层
具体实施方式
[0044]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本专利技术，而并非对本专利技术的限制。
[0045]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高载流低风压架空绝缘电缆，其特征在于，架空绝缘电缆包括由内向外依次设置的导体、导体屏蔽层和外绝缘层；所述外绝缘层包括环形本体以及沿所述环形本体的外周均匀间隔分布的多个凸部，相邻两个所述凸部之间形成一个凹部；所述凸部呈T型，其包括外圆弧段，所述外圆弧段的端部通过上圆弧段、下圆弧段与环形本体相连接，所述上圆弧段和下圆弧段呈S型连接。2.根据权利要求1所述的架空绝缘电缆，其特征在于，所述外绝缘层的材料为交联聚乙烯或聚丙烯。3.根据权利要求1所述的架空绝缘电缆，其特征在于，所述外绝缘层的厚度为3～5mm。4.根据权利要求1所述的架空绝缘电缆，其特征在于，所述外圆弧段的圆心与架空绝缘电缆的外径圆圆心重合，所述外圆弧段的半径R为所述架空绝缘电缆的外径的一半；所述上圆弧段和下圆弧段均呈半圆形，且两者的半径均为r。5.根据权利要求4所述的架空绝缘电缆，其特征在于，当所述架空绝缘电缆的外径为20～30mm时，所述外圆弧段对应的圆心角θ为7.5度，所述半径r为0.2～0.4mm；当所述架空绝缘电缆的外径为30～40mm时，所述外圆弧...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏俊峰，孙建生，施楠楠，徐晓峰，仲伟霞，
申请(专利权)人：上海电缆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：