一种电力电缆包括至少两个输电导线（１６－１８）、至少一个接地导线（２５－２７）以及围绕输电导线和接地导线的管形外部护套（３４），各输电导线包括导电芯线（１９－２１）以及围绕该导电芯线的绝缘层（２２－２４），输电导线以彼此接触的方式绞扭，接地导线（２５－２７）具有小于输电导线直径的直径并且定位于两个相邻的输电导线（１６－１８）和外部护套（３４）之间的间隙区内，接地导线沿两个相应的接触线接触两个输电导线，沿面向电缆外部部的外弧面部分接触外部护套。外部护套（３４）具有大致恒定厚度，接地导线（２５－２７）的侧表面（３５、３６）在与输电导线的该接触线和与外部护套接触的该外弧面部分之间无约束。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电力电缆，尤其是一种用于风力机发电厂中的电 力电缆。
技术介绍
风力机包括塔架和位于塔架顶部上的机舱。机舱容置发电机系统、 叶片和变压器、以及其它装置。机舱适于被枢转(相对于塔架轴线)， 以跟随风向变化。电力电缆定位成从变压器(位于塔架顶部上)延伸到塔架基部(产 生的电力从此处传输到配电网或直接输送到终端用户)，该电缆在塔架 内部沿塔架的纵向延伸部分竖直定位。典型地，电力电缆是三极电缆，并且通常包括三个绝缘输电导线(各输电导线均包括导体+内部半导体层+绝缘部分+外部半导体层) 和三个接地导线，各接地导线定位于在两个相邻输电导线之间所形成 的间隙区内部。三个输电导线和三个接地导线螺旋地绞扭，且总组件 由电缆外部护套连续地包覆。现有技术中已知的适用于风力机中的电缆设计典型地设置有进入 存在于接地导线和电缆输电导线之间的间隙区内的外部护套(这是由 于外部护套在整个输电导线/接地导线组件范围内被压力挤压的事实)。因此，在现有技术已知的电缆设计中，外部护套的厚度在电缆横 截面内并不恒定，该厚度在间隙区的相应区比在电缆输电导线外部弧 面处明显地大。由于机舱既沿顺时针方向也沿逆时针方向进行旋转运动，电力电 缆经受交替的扭转应力循环。尤其是，扭转应力在自由地定位于塔架 内部的电缆长度(即从变压器引出并在固定到塔架侧壁之前在塔架内4部悬垂的电缆长度(该电缆长度是约18至20 m，而塔架高度典型地 是60至100 m))内出现。通常，操作风力机以沿给定方向(例如顺 时针方向)绕5个完整的圏(各圏360° )，然后反向旋转(沿相反方 向例如逆时针方向绕5圏)。平均而言，因为风向通常不会在24小时 内改变超过180。，因此风力机每天转一圏。当采用现有技术的电力电缆时，可能发生交替扭转应力导致接地 导线的过早断裂。因为接地导线中的一些电线的断裂通常导致接地导 线的电阻的显著变化，因此电力电缆需要被替换且风力机需要停机以 对其进行特别维修。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在其操作过程中(尤其在具有约9(TC导 线温度的风力机发电厂中的操作过程中)对扭转应力具有增强的抗扭 强度的电力电缆。本专利技术的另一目的是提供一种具有较长使用寿命的电缆，其使电 缆在正常工作条件下保持功能超过20年，20年是风力机发电厂的正 常使用寿命。本专利技术的另 一 目的是提供一种具有有限体积而结构紧凑的电力电 缆。本专利技术的另一目的是提供一种具有简单机构并易于制造的电力电缆。为了解决上述问题，根据本专利技术，提供一种电力电缆，其包括至 少两个输电导线、至少一个接地导线以及围绕输电导线和接地导线的 管形外部护套，各输电导线包括导电芯线以及围绕该导电芯线的绝缘 层，输电导线以彼此接触的方式绞扭，接地导线具有小于输电导线直 径的直径并且定位于两个相邻的输电导线和外部护套之间的间隙区 内，接地导线沿两个相应的接触线接触两个输电导线，其特征在于， 外部护套具有大致恒定厚度，并且沿面向电缆外部的外部弧面部分接触接地导线，接地导线的侧表面在与输电导线的该接触线和与外部护套接触的该外部弧面部分之间无约束。附图说明点，下文将借助于附图举例描述应用了该原理的可行实施方式。图中 图1示出包括本专利技术的电缆的用于发电的风力机；以及 图2示出本专利技术的电缆的横截面。具体实施例方式参见附图，图1示出用于产生电力的风力机11。风力机11包括 安装在塔架13顶部上的机舱12。机舱能枢转地安装在塔架上，以跟 随风向变化。机舱12容置发电机系统、叶片和变压器、以及其它装置。电力电缆14定位成从变压器(容置于机舱12内部)延伸到塔架 基部15 (产生的电力从此处传输到配电网或直接输送到终端用户)， 该电缆在塔架13内部部沿塔架13的纵向延伸部分竖直地悬垂。图2示出根据本专利技术实施方式的电力电缆14的横截面，该电力电 缆14是包括三个输电导线16至18的三相电缆。各输电导线16至18包括由绝缘层22至24围绕的内部导电芯线 19至21。有利地，如图2所示，内部导电芯线19至21包括由内部半导体层19b至21b包覆的金属导体19a至21a。外部半导体层22a至24a围绕绝缘层22至24。输电导线16至18以彼此相切接触的方式沿电缆螺旋地绞扭。 依据图2，输电导线16至18限定中央空隙和三个外部间隙区；外部间隙区中的每一个均容纳直径小于输电导线16至18的接地导线25至27。各接地导线25至27可包括由外部半导体层31至33围绕的内部 导电芯线28至30。如图2所示，根据本专利技术的实施方式，接地导线25至27的轴线位于具有半径R,的螺旋轮廓上，其中半径R,与由输电导线16至18 的轴线所限定的螺旋轮廓半径R2不同。半径A对应于螺旋所在的原 始圆柱体的半径，即Rt对应沿螺旋缠绕的(接地导线25至27的)导 体的轴线的缠绕半径。这同样适用于相对于包括内部导电芯线19至 21的输电导线的半径R2。特别地，由接地导线轴线限定的螺旋轮廓的 半径R,比由输电导线轴线限定的螺旋轮廓的半径R2大。电缆14还包 括外部管形护套34，其围绕输电导线16至18以及接地导线25至27。各接地导线25至27保持定位于两个相邻输电导线和外部护套34 的壁之间，沿两个相应的接触线接触两个对应的输电导线。各接地导 线25至27也沿着面向电缆14外部的外弧面部分接触外部护套34。外部护套34具有大致恒定厚度，使得接地导线25至27与输电导 线16至18之间的间隙区保持空置。具体地，参照接地导线26,其侧 面35、 36在与输电导线16、 17的接触线和由外部护套34接触的外弧 面之间无约束。这同样适用于其余的接地导线25和27。有利地，半导体带40能绕输电导线16至18和接地导线25至27 螺旋地缠绕，半导体带40有助于导线的外部接地表面之间的电接触。 在这种情况下，在带40介于其间的情况下，外部护套34与接地导线 25至27的外弧面部分接触。带40的存在能有助于输电导线16至18、 接地导线25至27以及外部护套34之间的相互运动。此外，各输电导线16至18优选地设置有螺旋地缠绕在外部半导 体层22a至24a的外部表面上的半导体带41至43。这种布置能在电 缆14扭转时有助于输电导线16至18与相邻接地导线25至27之间的 相互运动。本申请人已观察到，尤其是在电缆输电导线(具体是指各电缆输 电导线的中心即中轴线)位于与接地导线(具体是指各接地导线的中 心即中轴线)所在的螺旋直径不同的螺旋直径上时，电缆上的扭矩能 在电缆输电导线内部和接地导线内部产生不同大小的应力。在现有技术的电缆中，外部护套材料存在于输电导线和接地导线 之间的间隙区内，覆盖接地导线的面对输电导线的表面，因此"冻结7了"电缆输电导线和接地导线的相互位置。结果，在因机舱枢转运动 而引起的电缆扭转过程中，接地导线基本上被阻止进行任何径向和/或周向运动这种情形可能导致在接地导线内部产生轴向应力(源于 由于机舱的旋转而施加到电缆上的扭转应力)，在给定数量的扭转循环 之后，由于拉伸应力或压应力，轴向应力可能导致接地导线断裂(或 接地导线的性能下降，例如因为接地导线的一个或多个电线断裂)。根据本专利技术，通过容许接地导线沿径向和/或沿周向移动而增强了 电缆对扭转应力的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电力电缆，包括至少两个输电导线（１６－１８）、至少一个接地导线（２５－２７）以及围绕所述输电导线和所述接地导线的管形外部护套（３４），各所述输电导线包括导电芯线（１９－２１）以及围绕所述导电芯线的绝缘层（２２－２４），所述输电导线以彼此接触的方式绞扭，所述接地导线（２５－２７）具有小于所述输电导线直径的直径并且定位于两个相邻的所述输电导线（１６－１８）和所述外部护套（３４）之间的间隙区内，所述接地导线沿两个相应的接触线接触这两个所述输电导线，其特征在于，所述外部护套（３４）具有大致恒定厚度，并且沿面向所述电缆外部的外弧面部分接触所述接地导线，所述接地导线（２５－２７）的侧表面（３５、３６）在与所述输电导线的所述接触线和与所述外部护套接触的所述外弧面部分之间无约束。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：JM巴特列，M坎普利奥，V吉纳格里亚，
申请(专利权)人：普雷斯曼电缆和系统有限公司，
类型：发明
国别省市：ES[]
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