一种高压、超高压交联聚乙烯绝缘单芯海底电力电缆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高压、超高压交联聚乙烯绝缘单芯海底电力电缆，本电缆的金属屏蔽层(8)为铅套管屏蔽层，在所述第一半导电阻水缓冲层(5)与金属屏蔽层(8)之间设置有由铜丝导线构成的铜丝疏绕屏蔽(6)，所述金属铠装层由非磁性有色金属构成，本电缆具有较好的机械性能，耐腐蚀性能好，电磁损耗小，有足够的瞬态短路电流容量，适用于替代高压、超高压交流输电单芯油浸纸绝缘海底电力电缆，敷设于恶劣的海洋使用环境中，具有更优良的机械性能和适用性能。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种海底电力电缆，尤其是一种机械强度好，耐腐蚀性能好，耐磨损性能好，电磁损耗小，适合用于220 500kV交流电力系统的海底电力电缆。
技术介绍
目前国内高压、超高压交流海底电缆输电工程系统所使用的220 500kV级单芯海底电力电缆，常采用油浸纸绝缘交流海底电缆。油浸纸绝缘交流海底电缆技术绝缘性能较好，电气性能稳定，其应用年代已久。但受其结构设计的局限，海底油浸纸绝缘电缆要具有可靠的油压维持循环、监控系统。与交联聚乙烯绝缘海底电力电缆相比较，电缆结构机械稳定性差，抗弯曲破坏性能较差，不抗震；当受到外力侵害时容易损伤；常年使用维护较困难，敷设维修成本较高； 同时制造技术要求也较高。随着交联聚乙烯绝缘电力电缆技术日臻成熟，选择交联聚乙烯绝缘海底电缆替代传统的油浸纸绝缘海底电力电缆，则具有更优良的机械性能和适用稳定性能。因此近年来国内、外客户对220 500kV级交联聚乙烯绝缘海底电力电缆的需求也越来越多。为此，我们新设计了一种220 500kV级交联聚乙烯绝缘单芯海底电力电缆，用于替代早期的油浸纸绝缘单芯交流海底电力电缆及替换普通镀锌低碳钢丝铠装的单芯交流海底电力电缆。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种机械强度好，耐腐蚀性能好，耐磨损性能好，电磁损耗小，适合应用于高压、超高压交流输电的220 500kV级交联聚乙烯绝缘单芯海底电力电缆，用于替代早期的高压、超高压交流单芯油浸纸绝缘海底电力电缆，特别是替换掉电磁损耗很大的，用于高压、超高压交流输电的普通低碳钢丝铠装的单芯海底电力电缆。为了实现上述的目的，本技术的技术方案是一种高压、超高压交联聚乙烯绝缘单芯海底电力电缆，其内层至外层依次分别为阻水导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、第一半导电阻水缓冲层、金属屏蔽层、塑料增强保护层、金属铠装层和外被层，所述金属屏蔽层为铅套管屏蔽层，在所述第一半导电阻水缓冲层与金属屏蔽层之间设置有由铜丝导线构成的铜丝疏绕屏蔽，所述金属铠装层由非磁性有色金属合金丝构成。为了既能满足海底电缆特殊的防腐蚀性能要求而采取铅套管屏蔽结构设计，又要不至于使铅套管屏蔽结构设计的过厚，在铅套管屏蔽层的内部增加了一层与金属屏蔽层相并联的，用多根铜丝导线构成的电气连接铜丝疏绕屏蔽，该层降低了电力电缆金属屏蔽层的综合电阻，提高了电缆金属屏蔽层构件的防雷击瞬态短路电流容量。并能适当地降低高压、超高压交流单芯海底电缆的金属护套环流产生的附加损耗。为了防止海底电力电缆铅套管屏蔽层破损进水，增强阻水性能，所述铜丝疏绕屏蔽与金属屏蔽层之间设置有第二半导电阻水缓冲层。所述阻水导体与导体屏蔽层之间绕包的半导电阻水带。半导电阻水缓冲层、半导电阻水带同时兼有电缆各层结构设计的电接续功能。为了减少单芯电力电缆的环流损耗，所述金属铠装层采用非磁性有色金属合金丝，所述非磁性有色金属合金丝可以采用铜合金丝，或采用防腐无磁高锰镍合金丝，或采用防腐蚀硬铝合金丝。本技术电缆的金属铠装层可采用由非磁性有色金属扁线构成的第一有色金属扁线铠装层，第一有色金属扁线铠装层外设置有粘胶带捆绑层，粘胶带捆绑层能起到固定为了使本技术电缆获得更好的抗拉强度和抗弯曲性能，所述的第一有色金属扁线铠装层外再设置有由非磁性有色金属扁线构成的第二有色金属扁线铠装层。所述第一有色金属扁线铠装层与第二有色金属扁线铠装层采用异向铠装绕包。本技术电缆具有较好的机械性能，耐腐蚀性能好，电磁损耗小，有足够的瞬态短路电流容量，适用于替代高压、超高压交流输电单芯油浸纸绝缘海底电力电缆，敷设于恶劣的海洋使用环境中，具有更优良的机械性能和适用性能。特别适用于替换电磁损耗很大的高压、超高压交流输电的普通钢丝铠装单芯海底电力电缆，具有明显的节能效果。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。附图说明图1为本技术电缆的结构示意图。图2为本技术电缆的另一种结构示意图。图3为本技术电缆的第三种结构示意图。具体实施方式一种高压、超高压交联聚乙烯绝缘单芯海底电力电缆，如图1所示其内层至外层依次分别为阻水导体1、导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4、第一半导电阻水缓冲层5、金属屏蔽层8、塑料增强保护层9、金属铠装层和外被层11，所述金属屏蔽层8为铅套管屏蔽层，在所述第一半导电阻水缓冲层5与金属屏蔽层8之间设置有由铜丝导线构成的铜丝疏绕屏蔽6，所述金属铠装层由非磁性有色金属合金丝10构成。所述的绝缘层3是由交联聚乙烯绝缘料构成。近年来，交联聚乙烯绝缘材料因其优良的介电和耐热性能已被广泛应用于高压和超高压电力电缆。与油浸纸绝缘海底电力电缆相比较，交联聚乙烯绝缘海底电力电缆的各项机械性能要好许多，在较恶劣的海洋敷设环境中，抗浪涌冲击性能强，有较好的弯曲性能，抗震性好，免维护。因此交联聚乙烯绝缘电缆比油浸纸绝缘电缆更适用于海底电缆恶劣的工作环境。所述的绝缘层3的绝缘料，采用超高压交联电缆专用的超净化交联聚乙烯绝缘料制造；海底电力电缆的绝缘层如果采用特殊的低水树超净化交联聚乙烯绝缘料制造则更具有技术优势。所述的导体屏蔽层2、绝缘屏蔽层4采用特制的超光滑半导电聚烯烃屏蔽料制造。 导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4采用三层共挤交联电缆生产线一次挤出制造完成。所述电缆的阻水导体1由多根铜导线分层绞合、紧压构成，每层导线之间均嵌有半导电阻水带或阻水纱。阻水导体1与导体屏蔽层2之间设置有绕包的半导电阻水带，绕包的半导电阻水带和半导电屏蔽层联合构成导体屏蔽层2。电缆线芯的绝缘屏蔽层4与铅套管金属屏蔽层8之间，设置有绕包的半导电阻水膨胀带构成的第一半导电阻水缓冲层5和第二半导电阻水缓冲层7。金属屏蔽层8外由密闭性能良好的合金铅套管构成，合金铅套管制成的金属屏蔽层8外设置有塑料增强保护层 9。上述各层设置联合形成了海底电力电缆的阻水构造。由于敷设于海岸或浅海的电力电缆区域，过往船只较多，一旦由于意外(如锚害) 使海底电力电缆合金铅套管制成的金属屏蔽层8及塑料增强保护层9均遭破坏，或者是海底电缆整体被船锚拉断，则海底电力电缆的铅套管屏蔽层内部的各层结构可能会进水。因此，海底电力电缆在其径向阻水结构合金铅套管制成的金属屏蔽层8内，绞合紧压阻水导体1内部，阻水导体1与导体屏蔽层2的间隙，电缆线芯绝缘屏蔽层4与金属屏蔽层8的间隙，均设置有阻水构造，一旦海底电力电缆合金铅套管制成的金属屏蔽层8破损进水，各层半导电阻水膨胀带遇水膨胀发挥作用，起到很好的纵向阻水作用，延缓和阻止海水的进一步浸入，减少海水浸害海底电力电缆的长度，方便海底电缆事故后的抢修工作及减少损失。阻水导体1与导体屏蔽层2之间绕包的半导电阻水带，绝缘屏蔽层4与合金铅套管制成的金属屏蔽层8之间绕包的半导电阻水缓冲层，同时兼有电缆各层结构设计的电接续功能，不可或缺。在第一半导电阻水缓冲层5的外面为径向密闭的金属屏蔽层8，海底电力电缆的金属屏蔽层8因为有特殊的防海水腐蚀要求和机械性能要求，一般均应采用挤包的铅套管金属屏蔽层结构。所述的铅套管屏蔽层与塑料增强保护层9联合构成海底电缆径向阻水、 防腐结构。对于金属套屏蔽层8，一般均采用合金铅套管屏蔽结构。虽然铅套管屏蔽电力电缆具有柔软、耐腐蚀、易接续且加工工艺性能较好的优点；但由于铅套的熔点较本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高压、超高压交联聚乙烯绝缘单芯海底电力电缆，其内层至外层依次分别为阻水导体（１）、导体屏蔽层（２）、绝缘层（３）、绝缘屏蔽层（４）、第一半导电阻水缓冲层（５）、金属屏蔽层（８）、塑料增强保护层（９）、金属铠装层和外被层（１１），其特征在于：所述金属屏蔽层（８）为铅套管屏蔽层，在所述第一半导电阻水缓冲层（５）与金属屏蔽层（８）之间设置有由铜丝导线构成的铜丝疏绕屏蔽（６），所述金属铠装层由非磁性有色金属合金丝（１０）构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建宁，冯华强，施伟明，许勇君，
申请(专利权)人：江苏亨通高压电缆有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32