專利名稱：淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電纜，特別涉及一種淺海風(fēng)力發(fā)電用的電纜。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電是可再生能源中技術(shù)最成熟、最具規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā) 電方法之一，對于調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、緩解環(huán)境污染具有重要意義，也是保障能源和電力安全供 給、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。世界各國日益重視風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。我國風(fēng)能資源儲量居 世界首位，主要集中在西北、東北和沿海地區(qū)。改革開放以來，風(fēng)電在我國獲得長足發(fā)展，到 2003年已建風(fēng)電場40多個，裝機(jī)容量56. 7萬千瓦，列世界第九位。在陸地風(fēng)電場建設(shè)快速 發(fā)展的同時，人們已經(jīng)注意到陸地風(fēng)能利用所受到的一些限制，如占地面積大、噪聲污染等 問題。由于海上豐富的風(fēng)能資源和當(dāng)今技術(shù)的可行性，海洋將成為一個迅速發(fā)展的風(fēng)電市 場。歐美海上風(fēng)電場已處于大規(guī)模開發(fā)的前夕。我國東部沿海水深50m以內(nèi)的海域面積遼 闊，而且距離電力負(fù)荷中心(沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)電力緊缺區(qū))很近，隨著海上風(fēng)電場技術(shù)的發(fā)展 成熟，風(fēng)電必將會成為我國東部沿海地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的重要能源來源。現(xiàn)有的風(fēng)力電纜一般都是用在陸地風(fēng)力發(fā)電場所，其機(jī)械強(qiáng)度、防水性能、耐腐蝕 性能、抗沙石磨損等方面不適合長期在海底使用。中國專利ZL200920186852. 9公開了一種《阻水防冰雪風(fēng)力電纜》，在導(dǎo)體外依次 繞包阻水帶、擠包由天然丁苯橡膠制成的絕緣層形成絕緣線芯，多根絕緣線芯絞合形成纜 芯，在纜芯間隙填充有填充層，在纜芯和填充層外依次繞包總阻水帶、擠包外護(hù)套。這種電 纜耐寒、耐扭性能差，不能在低溫下使用，而且抗拉強(qiáng)度不夠，不適合長期在海底使用。中國專利Z200920043813. 3公開了《一種額定電壓35kv及以下淺海風(fēng)力發(fā)電場光 電傳輸復(fù)合電纜》，包括設(shè)有導(dǎo)線及阻水填充件的纜芯及依次包覆在纜芯外的阻水包帶層、 鋁塑復(fù)合帶層、內(nèi)護(hù)套、鋼絲鎧裝層、外護(hù)套，在纜芯內(nèi)設(shè)有光纖通信單元，在鋼絲鎧裝層與 外護(hù)套之間設(shè)有鋼帶鎧裝層。光纖通信單元的結(jié)構(gòu)為在光纖松套管外依次包覆內(nèi)護(hù)層、鎧 裝層、外護(hù)層。導(dǎo)線的導(dǎo)體采用雙層結(jié)構(gòu)中心層導(dǎo)體用多股涂覆阻水油膏的銅絲絞合而 成，再包覆中心層半導(dǎo)電阻水帶層；外層導(dǎo)體用多股涂覆阻水油膏的銅絲包覆在中心層半 導(dǎo)電阻水帶層外，再包覆外層半導(dǎo)電阻水帶層。這種電纜雖然有一定的抗拉強(qiáng)度，但是結(jié)構(gòu) 復(fù)雜、耐彎曲性能不夠等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種抗拉強(qiáng)度高、防水性能好、適宜于長期在水上使用和水 下使用的淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜，包括導(dǎo)體、阻水帶、絕緣 層和內(nèi)襯層；所述導(dǎo)體外依次繞包第一阻水帶、擠包絕緣層形成絕緣線芯，多根絕緣線芯 絞合成纜芯；在纜芯外依次繞包第一內(nèi)襯層和第二阻水帶；所述絕緣層和第一內(nèi)襯層采用 TPE材料擠壓而成，絕緣層采用TPE中的TPO材料，第一內(nèi)襯層采用TPE中的TPS材料。
淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜還包括屏蔽層和第二內(nèi)襯層；所述屏蔽層位于第一內(nèi)襯層和 第二阻水帶之間，采用鍍錫軟銅絲，屏蔽層可以纏繞或編織形成，屏蔽密度不小于80% ；所 述第二內(nèi)襯層位于第二阻水帶外層，采用TPE材料中的TPS擠管而成。淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜還包括鎧裝層和外護(hù)套，在第二阻水帶外層依次繞包第一鎧 裝層、第三阻水帶、第二鎧裝層、第四阻水帶和外護(hù)套。所述導(dǎo)體采用鍍錫軟銅絲；銅絲制成股線的節(jié)徑比為15 18倍；股線復(fù)絞的內(nèi) 外層絞向和節(jié)徑比相同、節(jié)徑比為8 9倍。所述絕緣線芯中心空隙填充有一個橡皮條。所述絕緣線芯的節(jié)徑比為8 10倍。所述第一內(nèi)襯層與絕緣線芯之間填充有滑石粉。
所述第一鎧裝層采用航空鋼絲繩，在航空鋼絲繩表面鍍一層鋅。所述第二鎧裝層采用鍍鋅細(xì)鋼絲編織而成，編織密度不小于90%。所述外護(hù)套采用雙層護(hù)套，內(nèi)護(hù)層采用高密度聚乙烯；外護(hù)層采用熱塑性聚醚型 聚氨酯(TPU)。采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下的有益效果(1)本發(fā)明的絕緣層采用 熱塑性彈體TPE中的TPO材料，第一內(nèi)襯層采用TPE中的TPS材料，TPE不僅具有很好的電 氣性能，同時還具有很好的機(jī)械性能，特別是在-60°C時仍然保持良好的柔韌性，低溫彎曲 和耐扭轉(zhuǎn)性能優(yōu)異，長期工作溫度也比較高，最高可達(dá)125°C，且防水性能比較好，抗鹽霧性 能極佳。TPO的電性能更加優(yōu)異，TPS的防水性能比TPO還要好。(2)當(dāng)本發(fā)明的電纜還具有屏蔽層時，則適合作為控制電纜使用，能降低信號干 擾，或?qū)e人的干擾。(3)本發(fā)明針對水上和水下對電纜的不同要求，在長期用于水下場合時，增加了鎧 裝層和外護(hù)套等結(jié)構(gòu)，水上和水下使用的電纜結(jié)構(gòu)可以不同，但生產(chǎn)方法一致，這樣生產(chǎn)效 率比較高，同時可以減少安裝敷設(shè)難度，不需要中間接頭和轉(zhuǎn)換器。(4)本發(fā)明的導(dǎo)體采用鍍錫軟銅絲，大大提高了電纜的抗腐蝕性，防止被海邊潮濕 空氣和鹽霧環(huán)境所腐蝕氧化，確保在運(yùn)行過程中保持優(yōu)異的電氣性能，電纜使用壽命長。銅 絲制成股線節(jié)徑比的控制、股線復(fù)絞采用內(nèi)外層相同絞向，且內(nèi)外層節(jié)徑比一致，并控制節(jié) 徑，這樣能保證導(dǎo)體的彎曲性能和抗扭轉(zhuǎn)性能。(5)電纜由于進(jìn)水，電纜絕緣中的水分在高壓電場作用下形成的發(fā)散形或者領(lǐng)結(jié) 行的氣隙就是水樹，水樹會使絕緣高分子快速老化，絕緣電氣和機(jī)械性能急劇下降，導(dǎo)電的 水樹會損耗大量的電能，并最終引起電纜絕緣擊穿，從而大大減少電纜的壽命，本發(fā)明的四 個阻水帶的設(shè)置可以有效防止電纜導(dǎo)體受潮，防止絕緣水樹的產(chǎn)生，減少能量的損失。(6)本發(fā)明在絕緣線芯的中心空隙放置一橡皮條，可以使電纜圓整，電纜扭轉(zhuǎn)時， 防止線芯位移。(7)本發(fā)明將成纜的節(jié)徑比控制在8 10倍，能保證電纜的彎曲和耐扭轉(zhuǎn)性能。(8)本發(fā)明在第一內(nèi)襯層與絕緣線芯之間填充有滑石粉，保證內(nèi)襯層與絕緣線芯 不粘連，同時內(nèi)襯層可以起到有效阻水的作用。(9)本發(fā)明的用于水上的電纜可以隨著風(fēng)葉進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，除了具有其他近海電纜性 能以外還具有耐寒、耐扭性能，可以在-60°環(huán)境溫度下工作。
(10)本發(fā)明采用鍍鋅航空鋼絲繩進(jìn)行鎧裝，航空鋼絲繩是由許多細(xì)鋼絲絞合在一 起的，比較柔軟，抗拉強(qiáng)度比較大，可以有效防止海水沖擊產(chǎn)生的拉力，在航空鋼絲繩表面 鍍一層鋅，可以有效防止氧化和腐蝕。(11)本發(fā)明采用鍍鋅細(xì)鋼絲在高速編織機(jī)上進(jìn)行編織鎧裝，編織密度不小于 90%，此鎧裝層可以有效防止海底沙石的沖擊和碰撞，保護(hù)電纜內(nèi)部不受損傷。(12)本發(fā)明的外護(hù)套采用雙層護(hù)套，內(nèi)護(hù)套采TPS，阻水性能比較好。外層采用熱 塑性聚醚型聚氨酯(TPU)，本材料耐水解，耐油，耐腐蝕，耐磨，彈性很好，對沙石沖擊碰撞有 一定緩沖性能，在水下可以很好的保護(hù)電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)。(13)本發(fā)明的用于水下的電纜比其他近海電纜柔軟，彎曲性能比較好，可以防止 大的外部機(jī)械拉力把電纜拉彎，破壞電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對 本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中標(biāo)號為導(dǎo)體1、阻水帶2、第一阻水帶21、第二阻水帶22、第三阻水帶23、第四阻水帶24、 絕緣層3、內(nèi)襯層4、第一內(nèi)襯層41、第二內(nèi)襯層42、屏蔽層5、橡皮條6、鎧裝層7、第一鎧裝 層71、第二鎧裝層72、外護(hù)套8、內(nèi)護(hù)層81、外護(hù)層82。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施例1)見圖1，本實(shí)施例的一種淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜，特別適合用于水上場合，也可以用 于水下，包括導(dǎo)體1、阻水帶2、絕緣層3、內(nèi)襯層4、橡皮條6和屏蔽層5。導(dǎo)體1外依次繞包 第一阻水帶21、擠包絕緣層3形成絕緣線芯，多根絕緣線芯絞合成纜芯；在纜芯外依次繞包 第一內(nèi)襯層41、屏蔽層5、第二阻水帶22、第二內(nèi)襯層42。導(dǎo)體1采用鍍錫軟銅絲；銅絲制成股線的節(jié)徑比為15 18倍；股線復(fù)絞的內(nèi)外層 絞向和節(jié)徑比相同、節(jié)徑比為8 9倍。絕緣層3和第一內(nèi)襯層41采用TPE中的TPO材料擠壓而成，第二內(nèi)襯層42采用 TPE中的TPS材料擠管而成。絕緣線芯的節(jié)徑比為8 10倍。絕緣線芯中心空隙填充有一個橡皮條6。第一內(nèi)襯層41與絕緣線芯之間填充有滑石粉。屏蔽層5采用鍍錫軟銅絲，可以纏繞或編織形成，屏蔽密度不小于80%。以上的電纜可以作為水上作業(yè)使用，具有很好的彎曲和耐扭性能，耐低溫、耐腐 蝕、耐油、耐水、耐氣候等性能比較好。(實(shí)施例2)仍見圖1，本實(shí)施例2在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上增加了鎧裝層7和外護(hù)套8，以適應(yīng)長 期水底使用時的耐磨性和抗拉性的要求。具體來說，其結(jié)構(gòu)為導(dǎo)體1外依次繞包第一阻水 帶21、擠包絕緣層3形成絕緣線芯，多根絕緣線芯絞合成纜芯；絕緣線芯的空隙處填充橡皮條6 ；在纜芯外依次繞包第一內(nèi)襯層41、第一內(nèi)襯層41、屏蔽層5、第二阻水帶22、第二內(nèi)襯 層42、第一鎧裝層71、第三阻水帶23、第二鎧裝層72、第四阻水帶24和外護(hù)套8。第一鎧裝層71采用航空鋼絲繩，在航空鋼絲繩表面鍍一層鋅。第二鎧裝層72采用鍍鋅細(xì)鋼絲編織而成，編織密度不小于90%。外護(hù)套8采用雙層護(hù)套，內(nèi)護(hù)層81采用TPE材料中的TPS ；外護(hù)層82采用熱塑性 聚醚型聚氨酯(TPU)。以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、 等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜，其特征在于包括導(dǎo)體(1)、阻水帶(2)、絕緣層(3)和內(nèi)襯層(4)；所述導(dǎo)體(1)外依次繞包第一阻水帶(21)、擠包絕緣層(3)形成絕緣線芯，多根絕緣線芯絞合成纜芯；在纜芯外依次繞包第一內(nèi)襯層(41)和第二阻水帶(22)；所述絕緣層(3)和第一內(nèi)襯層(41)采用熱塑性彈性體(TPE)材料擠壓而成；所述絕緣層(3)采用TPE中的TPO材料，第一內(nèi)襯層(41)采用TPE中的TPS材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜，其特征在于還包括屏蔽層(5)和第 二內(nèi)襯層(42)；所述屏蔽層(5)位于第一內(nèi)襯層(41)和第二阻水帶(22)之間，采用鍍錫 軟銅絲，屏蔽層(5)可以纏繞或編織形成，屏蔽密度不小于80% ；所述第二內(nèi)襯層(42)位 于第二阻水帶(22)外層，采用TPE材料中的TPS擠管而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜，其特征在于還包括鎧裝層(7)和 外護(hù)套(8)；在第二阻水帶(22)外層依次繞包第一鎧裝層(71)、第三阻水帶(23)、第二鎧 裝層(72)、第四阻水帶(24)和外護(hù)套(S)0
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜，其特征在于所述導(dǎo)體(1)采用鍍錫 軟銅絲；銅絲制成股線的節(jié)徑比為15 18倍；股線復(fù)絞的內(nèi)外層絞向和節(jié)徑比相同、節(jié)徑 比為8 9倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜，其特征在于所述絕緣線芯中心空隙 填充有一個橡皮條(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜，其特征在于所述絕緣線芯的節(jié)徑比 為8 10倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜，其特征在于所述第一內(nèi)襯層(41)與 絕緣線芯之間填充有滑石粉。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜，其特征在于所述第一鎧裝層(71)采 用航空鋼絲繩，在航空鋼絲繩表面鍍一層鋅。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜，其特征在于所述第二鎧裝層(72)采 用鍍鋅細(xì)鋼絲編織而成，編織密度不小于90%。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜，其特征在于所述外護(hù)套(8)采用雙 層護(hù)套，內(nèi)護(hù)層(81)采用TPS ；外護(hù)層(82)采用熱塑性聚醚型聚氨酯(TPU)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種淺海風(fēng)力發(fā)電用電纜，包括導(dǎo)體、阻水帶、絕緣層和內(nèi)襯層；所述導(dǎo)體外依次繞包第一阻水帶、擠包絕緣層形成絕緣線芯，多根絕緣線芯絞合成纜芯；在纜芯外依次繞包第一內(nèi)襯層和第二阻水帶；所述絕緣層和第一內(nèi)襯層采用熱塑性彈性體(TPE)材料擠壓而成。本發(fā)明的絕緣層采用TPE中的TPO材料，第一內(nèi)襯層采用TPE中的TPS材料，TPE不僅具有很好的電氣性能，同時還具有很好的機(jī)械性能，特別是在-60℃時仍然保持良好的柔韌性，低溫彎曲和耐扭轉(zhuǎn)性能優(yōu)異，長期工作溫度也比較高，最高可達(dá)125℃，且防水性能比較好，抗鹽霧性能極佳。TPO的電性能更加優(yōu)異，TPS的防水性能比TPO還要好。
文檔編號H01B7/17GK101937738SQ201010284260
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者馮鈺 , 劉華軍, 徐靜, 盛金偉, 許茂 申請人:遠(yuǎn)東電纜有限公司;江蘇新遠(yuǎn)東電纜有限公司;遠(yuǎn)東復(fù)合技術(shù)有限公司