【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是电力电缆，具体地说是一种耐腐蚀抗扭型风能电缆及制备方法。
技术介绍
1、近年来，随着绿色新能源的开发和利用，风能发电成为世界各国竞相开发的优势能源，风力发电就是把风的动能转为电能，由于风是没有公害的能源之一，具有取之不尽，用之不竭的优势。作为新能源中技术最成熟、也最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式，风力发电的发展速度令人瞩目。特别是对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为，从而催生了风能电缆的需求。
2、由于风能发电的环境，相对来说，一般都是处于比较恶劣的环境中，由于风机使用年限较长，因而对风能电缆的性能要求也较高。目前主要采用的是以铜导体为主的结构设计，相较于传统铝电缆，采用铜导体，不仅其成本相对较大，且柔韧性、阻燃性、耐候性，延展性和抗蠕变能力欠佳；另外，针对户外使用的风能电缆，长期直接曝露在户外，特别是在一些具有酸碱性的环境中，就必须要求电缆具备优异的抗腐蚀性能，如果耐腐蚀性能差，电缆表面容易被腐蚀，从而导致电缆出现折断现象，存在重大的安全隐患，不仅满足不了大型风电系统的使用需求，还会严重影响人们的正常生活。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是针对
技术介绍
中存在的问题，从而提供结构设计合理，柔韧性、阻燃性、耐候性，延展性和抗蠕变能力优良，稳定、可靠、安全的风能电缆，利用该风能电缆，不仅能够满足户外大型风电系统的使用需求，从而提高其使用寿命，还能有效降低成本，具体
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，包括有弹性体、线芯、填充层、半导电屏蔽层、外绝缘层、隔离层和阻燃护套层，在所述弹性体外侧分布有多根呈环状布置的线芯，在多根线芯外侧绕包有半导电屏蔽层，在半导电屏蔽层内的多组线芯之间的间隙处填充有填充层，在所述半导电屏蔽层外侧包覆有外绝缘层，在所述外绝缘层外侧包覆有隔离层，在所述隔离层外侧包覆有阻燃护套层。
3、进一步地，采用本专利技术所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，所述线芯设有四根，四根线芯呈环状均布于所述弹性体外侧，并与所述弹性体的侧边相切；每根线芯均由铝合金单丝绞制而成的铝合金导体，以及包覆在铝合金导体外侧的内绝缘层组成，其中，所述铝合金导体由多根单丝绞制而成截面为梯形结构，而所述内绝缘层采用聚烯烃绝缘材料挤塑而成。
4、进一步地，采用本专利技术所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，所述弹性体采用多芳基纤维防弹丝铰合而成截面为圆形结构。
5、进一步地，采用本专利技术所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，所述填充层采用玻璃纤维填充而成截面为圆形结构。
6、进一步地，采用本专利技术所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，所述半导电屏蔽层为半导电屏蔽胶带绕包而成，采用双层绕包形式包覆在线芯外侧，其中，第一层半导电屏蔽胶带的绕包方向与第二层半导电屏蔽胶带的绕包方向呈相反方向布置。
7、进一步地，采用本专利技术所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，所述外绝缘层采用阻燃、耐压的热塑性弹性体材料挤塑而成。
8、进一步地，采用本专利技术所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，所述隔离层采用低密度聚乙烯材料挤塑而成。
9、进一步地，采用本专利技术所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，所述阻燃护套层采用阻燃的聚氯乙烯材料挤塑而成，采用双层共挤方式包覆在隔离层外侧。
10、本专利技术还公开了应用于上述耐腐蚀抗扭型风能电缆的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
11、s1、取铝合金铝杆拉制成梯形状的铝合金单丝，然后进行时效工艺，在室温条件下，将拉制的铝合金单丝放入时效炉中，时效温度控制在275-278℃，将加温过程控制在1.5-2小时内，然后关闭所有出口进行密闭保温4.5-5小时，然后开启时效炉的天窗进行缓慢降温3-3.5小时，最后打开时效炉大门，进行自然冷却；
12、s2、取步骤s1处理过的铝合金单丝，采用绞合形式绞制成铝合金导体,在铝合金单丝绞合时，需要在铝合金单丝之间的间隙内填充入具有耐高温耐腐蚀的绝缘硅橡胶材料，填充绝缘硅橡胶材料后，需要即刻进行加温固化；经固化后的铝合金导体，通过挤塑方式，采用双螺杆挤出机将聚烯烃绝缘料挤塑包覆在铝合金导体外侧，形成线芯；
13、s3、取步骤s2获得的线芯均匀布置于铰合而成的弹性体上，先在线芯与弹性体之间的间隙处填充玻璃纤维形成填充层，然后进行半导电屏蔽层的绕包，采用双层绕包形式，将半导电屏蔽胶带通过绕包形式包覆在线芯外侧，绕包过程中，要求第一层半导电屏蔽胶带的绕包方向与线芯中的铝合金导体的绞合方向相反，而第二层半导电屏蔽胶带的绕包方向与线芯中的铝合金导体的绞合方向相同；
14、s4、在半导电屏蔽层绕包结束后，通过双层共挤的挤塑方式，采用双螺杆挤出机将阻燃、耐压的热塑性弹性体材料挤塑在半导电屏蔽层外侧，形成外绝缘层；然后通过挤塑方式，采用单螺杆挤出机将低密度聚乙烯材料挤塑在外绝缘层外侧，形成隔离层；最后通过双层共挤的挤塑方式，采用双螺杆挤出机将阻燃的聚氯乙烯材料挤塑在隔离层外侧，形成阻燃护套层。
15、进一步地，采用本专利技术所述的制备方法，其中在步骤s2过程中，取处理过的铝合金单丝，采用内层6根，外层12根的绞合形式绞制成铝合金导体，在铝合金导体绞合时，需要在铝合金单丝之间的间隙内填充入具有耐高温耐腐蚀的绝缘硅橡胶材料，并加温到183-186℃进行固化；而在步骤s3过程中，取四根线芯均匀布置于铰合而成的弹性体上，并在线芯与弹性体之间的间隙处填充玻璃纤维形成填充层，经填充后形成圆形截面结构。
16、采用本专利技术所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆及制备方法，与现有技术相比，其有益效果在于：一是采用铝合金导体作为线芯，与现有的铜缆相比，铝合金电缆具有更轻便、更柔韧、更节能、经济性远远超过铜缆的特点；而与单纯的铝芯电缆相比，铝合金电缆克服了铝芯电缆机械性能、弯折性能、抗蠕变性能、耐腐蚀性能不好的缺点，从而变得更安全，极大地降低安全隐患；二是采用多芳基纤维防弹丝铰合而成的弹性体作为缆芯，多根线芯呈环状布置于弹性体外侧，不仅可以保证电缆的紧凑性，提高电缆的抗冲击性能，还可以减轻电缆的重量，使电缆在高温下的弧垂度更小，提高电缆对地净距，降低安全隐患；三是在半导电屏蔽层内侧的线芯和弹性体之间的间隙处填充有填充层，而在其外侧依次设有外绝缘层、隔离层和阻燃护套层，可以有效保护导体，抑制形变，增强其抗扭性能的同时，还可以降低线路传输损耗；四是制备方法简单，方便操作控制。
17、由此可见，采用本专利技术所述方法制备的电缆，其整体结构紧凑，具有较好的柔韧性、阻燃性及耐候性，不仅能够满足户外大型风电系统的使用需求，提高电缆的使用寿命，还能有效降低电缆成本，适合推广应用。
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1.一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，其特征在于：包括有弹性体(1)、线芯(2)、填充层(3)、半导电屏蔽层(4)、外绝缘层(5)、隔离层(6)和阻燃护套层(7)，在所述弹性体(1)外侧分布有多根呈环状布置的线芯(2)，在多根线芯(2)外侧绕包有半导电屏蔽层(4)，在半导电屏蔽层(4)内的多组线芯(2)之间的间隙处填充有填充层(3)，在所述半导电屏蔽层(4)外侧包覆有外绝缘层(5)，在所述外绝缘层(5)外侧包覆有隔离层(6)，在所述隔离层(6)外侧包覆有阻燃护套层(7)。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，其特征在于：所述线芯(2)设有四根，四根线芯(2)呈环状均布于所述弹性体(1)外侧，并与所述弹性体(1)的侧边相切；每根线芯(2)均由铝合金单丝绞制而成的铝合金导体(21)，以及包覆在铝合金导体(21)外侧的内绝缘层(22)组成，其中，所述铝合金导体(21)由多根单丝绞制而成截面为梯形结构，而所述内绝缘层(22)采用聚烯烃绝缘材料挤塑而成。
3.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，其特征在于：所述弹性体(1)采用多芳基纤维防弹丝铰合而成
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，其特征在于：所述填充层(3)采用玻璃纤维填充而成截面为圆形结构。
5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，其特征在于：所述半导电屏蔽层(4)为半导电屏蔽胶带绕包而成，采用双层绕包形式包覆在线芯(2)外侧，其中，第一层半导电屏蔽胶带的绕包方向与第二层半导电屏蔽胶带的绕包方向呈相反方向布置。
6.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，其特征在于：所述外绝缘层(5)采用阻燃、耐压的热塑性弹性体材料挤塑而成。
7.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，其特征在于：所述隔离层(6)采用低密度聚乙烯材料挤塑而成。
8.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，其特征在于：所述阻燃护套层(7)采用阻燃的聚氯乙烯材料挤塑而成，采用双层共挤方式包覆在隔离层(6)外侧。
9.一种应用于权利要求1至8中任意一项所述耐腐蚀抗扭型风能电缆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：在步骤S2过程中，取处理过的铝合金单丝，采用内层6根，外层12根的绞合形式绞制成铝合金导体(21)，在铝合金导体(21)绞合时，需要在铝合金单丝之间的间隙内填充入具有耐高温耐腐蚀的绝缘硅橡胶材料，并加温到183-186℃进行固化；而在步骤S3过程中，取四根线芯(2)均布于铰合而成的弹性体(1)上，并在线芯(2)与弹性体(1)之间的间隙处填充玻璃纤维形成填充层(3)，经填充后形成圆形截面结构。
...【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，其特征在于：包括有弹性体(1)、线芯(2)、填充层(3)、半导电屏蔽层(4)、外绝缘层(5)、隔离层(6)和阻燃护套层(7)，在所述弹性体(1)外侧分布有多根呈环状布置的线芯(2)，在多根线芯(2)外侧绕包有半导电屏蔽层(4)，在半导电屏蔽层(4)内的多组线芯(2)之间的间隙处填充有填充层(3)，在所述半导电屏蔽层(4)外侧包覆有外绝缘层(5)，在所述外绝缘层(5)外侧包覆有隔离层(6)，在所述隔离层(6)外侧包覆有阻燃护套层(7)。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，其特征在于：所述线芯(2)设有四根，四根线芯(2)呈环状均布于所述弹性体(1)外侧，并与所述弹性体(1)的侧边相切；每根线芯(2)均由铝合金单丝绞制而成的铝合金导体(21)，以及包覆在铝合金导体(21)外侧的内绝缘层(22)组成，其中，所述铝合金导体(21)由多根单丝绞制而成截面为梯形结构，而所述内绝缘层(22)采用聚烯烃绝缘材料挤塑而成。
3.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，其特征在于：所述弹性体(1)采用多芳基纤维防弹丝铰合而成截面为圆形结构。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀抗扭型风能电缆，其特征在于：所述填充层(3)采用玻璃纤维填充而成截面为圆形结构。
5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀抗扭型风能...
【专利技术属性】
技术研发人员：曲国辉，吴金城，马骞，刘艮东，
申请(专利权)人：贵州安众成电线电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：
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