專利名稱：高壓直流電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于高壓直流輸電領(lǐng)域的直流電纜，具體涉及一種高壓直流電纜。
背景技術(shù)：
高壓直流輸電是ABB公司開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)技術(shù)，旨在提高遠(yuǎn)距離輸電的效率。目前，在高壓直流輸電領(lǐng)域通用ABB公司開(kāi)發(fā)的電纜。如圖1所示，ABB公司開(kāi)發(fā)的高壓直流電纜包含設(shè)置在最內(nèi)部作為傳輸電力的導(dǎo)體11，該導(dǎo)體11采用鋁或銅制成，在導(dǎo)體11外由內(nèi)至外依次包覆有內(nèi)半導(dǎo)體電屏蔽層12、絕緣層13、外半導(dǎo)體電屏蔽層14、金屬屏蔽層15、膨脹膠帶層16、鋁薄片層17和外殼(鞘)18。其中，內(nèi)半導(dǎo)體電屏蔽層12和外半導(dǎo)體電屏蔽層14采用半導(dǎo)性聚合物制成，絕緣層13采用交聯(lián)HVDC聚合物制成，金屬屏蔽層15采用銅帶，外殼18采用聚乙烯材料制成。ABB公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的高壓直流電纜控制絕緣層的平均場(chǎng)強(qiáng)在15kV/mm左右。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型說(shuō)明了一種高壓直流電纜，可較好抑制空間電荷產(chǎn)生，其絕緣層具有較低的平均場(chǎng)強(qiáng)，滿足電纜安全運(yùn)行的電氣條件。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型公開(kāi)一種高壓直流電纜，其特點(diǎn)是，該電纜包含銅導(dǎo)體，該銅導(dǎo)體設(shè)置在電纜的最內(nèi)層中心；內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層，該內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層包覆在上述的銅導(dǎo)體外；絕緣層，該絕緣層包覆在上述的內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層外；外半導(dǎo)電屏蔽層，該外半導(dǎo)電屏蔽層包覆在上述的絕緣層外；銅帶屏蔽層，該銅帶屏蔽層包覆在上述的外半導(dǎo)電屏蔽層外；縱向阻水層，該縱向阻水層包覆在上述的銅帶屏蔽層外；徑向阻水層，該徑向阻水層覆在上述的縱向阻水層外；以及聚乙烯護(hù)套，該聚乙烯護(hù)套包覆在上述的徑向阻水層外。上述的內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層和外半導(dǎo)電屏蔽層采用半導(dǎo)性聚合物制成。上述的絕緣層采用交聯(lián)聚乙烯與納米氧化鎂混合制成。上述的縱向阻水層采用繞包在所述的銅帶屏蔽層外的單面阻水帶。上述的徑向阻水層采用包覆在所述的聚乙烯護(hù)套內(nèi)的鋁塑復(fù)合帶。本實(shí)用新型說(shuō)明的一種高壓直流電纜和現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于，本實(shí)用新型的絕緣層采用交聯(lián)聚乙烯(XLPE)與納米氧化鎂(MH)混合制成，可很好地抑制空間電荷的產(chǎn)生，使得本實(shí)用新型電纜的最大電場(chǎng)強(qiáng)度低于現(xiàn)有技術(shù)的高壓直流電纜的平均場(chǎng)強(qiáng)，滿足高壓直流傳輸安全運(yùn)行的電氣條件。

[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的高壓直流電纜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型高壓直流電纜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型高壓直流電纜的絕緣層的電場(chǎng)分布圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖2所示，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高壓直流電纜，該電纜電壓等級(jí)為30kV，單芯結(jié)構(gòu)，標(biāo)稱截面為300mm2。電纜的中心設(shè)有銅導(dǎo)體21，在銅導(dǎo)體21外緊密包覆有8層保護(hù)層或屏蔽層，其由內(nèi)至外依次為內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層22、絕緣層23、外半導(dǎo)電屏蔽層M、銅帶屏蔽層25、縱向阻水層沈、徑向阻水層27和聚乙烯護(hù)套28。銅導(dǎo)體21設(shè)置在電纜的最內(nèi)部，其采用由銅制成的緊壓絞合銅芯。銅導(dǎo)體21采用圓形緊壓絞合結(jié)構(gòu)，性能符合GB/T3956的規(guī)定。該緊壓絞合后的銅導(dǎo)體21要求無(wú)缺根斷線和松股現(xiàn)象，表面要求光潔、圓整、無(wú)油污、毛刺、銳邊等，膠合導(dǎo)體中的單線允許焊接， 焊接處要求修理平整。內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層22緊密包覆在銅導(dǎo)體21外，其采用半導(dǎo)電聚合物材料，為不可剝離材料。該內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層22要求擠包，表面光滑、均勻、圓整，要求無(wú)尖角、裂紋、顆粒、擦傷的痕跡。其標(biāo)稱厚度為0.8mm，平均厚度不小于0.6mm (工藝控制平均厚度0. 7mm)。絕緣層23緊密包覆在內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層22外，其采用交聯(lián)聚乙烯材料，也可采用交聯(lián)聚乙烯(XLPE)與1%納米氧化鎂(MH)混合材料。該絕緣層23符合均勻、無(wú)雜質(zhì)、無(wú)焦粒、無(wú)氣孔的要求。絕緣層23的平均厚度不小于規(guī)定的標(biāo)稱值4. Omm (工藝控制平均厚度 4. 15mm)，絕緣層23的最薄點(diǎn)厚度不小于標(biāo)稱值的90%mm。如圖3所示，采用XLPE+1%MH材料的絕緣層23能很好的抑制空間電荷的產(chǎn)生，由圖中可見(jiàn)，最大的電場(chǎng)強(qiáng)度約為12. 5kV/ mm左右，低于現(xiàn)有技術(shù)的直流電纜絕緣層的平均場(chǎng)強(qiáng)(該平均場(chǎng)強(qiáng)在15kV/mm左右)。外半導(dǎo)電屏蔽層M均勻地?cái)D包在絕緣層23表面，其采用半導(dǎo)電聚合物材料，為不可剝離材料，若采用擠包型絕緣屏蔽料為可剝離料。該外半導(dǎo)電屏蔽層對(duì)表面光滑、要求無(wú)尖角、裂紋、顆粒、燒焦或擦傷的痕跡。其標(biāo)稱厚度0.8mm，平均厚度不小于0.6mm (工藝控制平均厚度0. 7mm)。銅帶屏蔽層25緊密包覆在外半導(dǎo)電屏蔽層M外。其采用銅絲疏繞結(jié)構(gòu)，屏蔽截面25mm2，設(shè)計(jì)節(jié)后44/0. 85mm。銅絲屏蔽由左向疏繞的軟銅絲組成，其表面用反向的銅帶疏繞扎緊(銅帶規(guī)格位10*0. 12mm)。相鄰銅絲的平均間隙不大于8mm。在銅帶屏蔽層25內(nèi)還繞包一層單面半導(dǎo)電阻水帶，半導(dǎo)電阻水帶單層厚度為 0.3mm。半導(dǎo)電阻水帶采用重疊繞包，重疊率控制在109Γ20%之間。縱向阻水層沈?yàn)橐粚訂蚊娼^緣阻水帶緊密繞包在銅帶屏蔽層25表面?？v向阻水層沈厚度0.2mm。其采用重疊繞包，重疊率控制在109Γ20%之間。在縱向阻水層沈繞包時(shí)，縱向阻水層沈上設(shè)有阻水粉的一面朝向銅帶屏蔽層25。徑向阻水層27緊密包覆在縱向阻水層沈外、聚乙烯護(hù)套觀內(nèi)。其采用一層鋁塑復(fù)合帶，標(biāo)稱厚度0. 3的雙面鋁/塑復(fù)合帶，重疊寬度為5-10mm。聚乙烯護(hù)套觀緊密包覆在徑向阻水層27外。其采用低收縮性雙峰高密度聚乙烯材料，護(hù)套的標(biāo)稱厚度2. 1mm，平均厚度應(yīng)不小于規(guī)定的最小值(工藝控制平均厚度2. 21mm)，其最薄處厚度不小于最小值的85%-0. 1。該聚乙烯護(hù)套觀表面要求圓整、厚度均勻，表面無(wú)雜質(zhì)、焦粒、氣孔的缺陷，其斷面要求無(wú)肉眼可見(jiàn)的氣孔。該護(hù)套的擠包需緊密、 光滑、連續(xù)。 盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求1.一種高壓直流電纜，其特征在于，該電纜包含 銅導(dǎo)體(21 )，該銅導(dǎo)體(21)設(shè)置在電纜最內(nèi)層；內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層(22)，該內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層(22)包覆在所述的銅導(dǎo)體(21)外； 絕緣層(23 )，該絕緣層(23 )包覆在所述的內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層(22 )外； 外半導(dǎo)電屏蔽層(24)，該外半導(dǎo)電屏蔽層(24)包覆在所述的絕緣層(23)外； 銅帶屏蔽層(25)，該銅帶屏蔽層(25)包覆在所述的外半導(dǎo)電屏蔽層(24)外； 縱向阻水層(26)，該縱向阻水層(26)包覆在所述的銅帶屏蔽層(25)外； 徑向阻水層(27)，該徑向阻水層(27)包覆在所述的縱向阻水層(26)外；以及，聚乙烯護(hù)套(28)，該聚乙烯護(hù)套(28)包覆在所述的徑向阻水層(27)外。
2.如權(quán)利要求所述的高壓直流電纜，其特征在于，所述的內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層(22)和外半導(dǎo)電屏蔽層(24)采用半導(dǎo)性聚合物制成。
3.如權(quán)利要求所述的高壓直流電纜，其特征在于，所述的絕緣層(23)采用交聯(lián)聚乙烯與納米氧化鎂混合制成。
4.如權(quán)利要求所述的高壓直流電纜，其特征在于，所述的縱向阻水層(26)采用繞包在所述的銅帶屏蔽層(25)外的單面阻水帶。
5.如權(quán)利要求所述的高壓直流電纜，其特征在于，所述的徑向阻水層(27)采用包覆在所述的聚乙烯護(hù)套(28)內(nèi)的鋁塑復(fù)合帶。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高壓直流電纜，該電纜包含設(shè)置在電纜的最內(nèi)層中心的銅導(dǎo)體；內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層，該內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層包覆在銅導(dǎo)體外；絕緣層，該絕緣層包覆在內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層外；外半導(dǎo)電屏蔽層，該外半導(dǎo)電屏蔽層包覆在絕緣層外；銅帶屏蔽層，該銅帶屏蔽層包覆在外半導(dǎo)電屏蔽層外；徑向阻水層，該徑向阻水層包覆在銅帶屏蔽層外；縱向阻水層，該縱向阻水層包覆在徑向阻水層外；以及，聚乙烯護(hù)套，該聚乙烯護(hù)套包覆在縱向阻水層外。本實(shí)用新型的絕緣層采用XLPE+1%MH，抑制空間電荷的產(chǎn)生，降低電纜周圍的最大電場(chǎng)強(qiáng)度，滿足高壓直流傳輸安全運(yùn)行的電氣條件。
文檔編號(hào)H01B9/02GK201975152SQ201120076369
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者何維國(guó), 周雁, 尹毅, 張宇, 彭嘉康, 楊玉智, 柳松, 江平開(kāi), 章銘杰, 陳守直 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué), 上海華普電纜有限公司, 上海市電力公司, 上海捷錦電力新材料有限公司