技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電纜導體領(lǐng)域，具體是一種阻水型內(nèi)置光纖的分割組合導體。

背景技術(shù)：

伴隨著中國經(jīng)濟的快速增長以及工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的進一步加快，對城市電網(wǎng)等基礎(chǔ)設施的建設要求日益提高，發(fā)達地區(qū)城市與省會城市紛紛要求城市中心區(qū)域使用地下電力電纜傳輸電能。同時，電力是是國民經(jīng)濟發(fā)展的前提和基礎(chǔ)，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力需求劇增，電網(wǎng)容量驟增，電機功率增加，電力設施朝著大容量（高電壓、大電流、高頻）傳輸方向發(fā)展。為了提高電纜的載流量，通常采用增大導體截面的辦法。

導體的直流電阻是考核電纜電性能的一個重要參數(shù)。但是對于交流傳輸?shù)拇蠼孛骐娎|，由于集膚效應的存在，導體中的電流密度并不是均勻分布，而是沿電纜導體徑向自表面到中心逐漸減小，導致導體中的載流量并不是隨電纜導體截面的增大而成正比例增加，而是當導體直徑增大到一定程度時，集膚效應嚴重，導致交流電力線路中導體產(chǎn)生損耗而發(fā)熱的有效電阻即交流電阻會明顯大于其直流電阻，外徑越大，集膚效應就越明顯，導致交流電阻增加的比例也就越大，單靠增大截面也就失去了其實用性和經(jīng)濟性。

為了最大限度地減輕因集膚效應引起的導體交流電阻增大，有效地減小導體的損耗發(fā)熱，增加導體的載流量，人們不得不將大截面導體以不同的方式進行分割加工成為由幾個相互絕緣的獨立部分構(gòu)成的導體，每個部分的外形尺寸明顯減小，以達到減小交流電阻的目的。電力電纜行業(yè)內(nèi)常把交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜銅芯導體做成分割導體，一般有四分割、五分割、六分割和七分割等幾種結(jié)構(gòu)，分割股塊也有扇形和瓦楞形等形狀，以五分割扇形股塊居多。由于單個扇形股塊的截面積只有導體總截面積的若干分之一，所以單個股塊的“集膚效應”和“鄰近效應”大大減小，從而達到了減小導體交流電阻的目的。如在GB/T11017和GB/Z 18890中，以800mm²作為分水嶺：800mm²以下的電纜導體采用常規(guī)緊壓絞合排列結(jié)構(gòu)形式；800mm²及以上的電纜導體采用五分割導體成纜絞合排列的結(jié)構(gòu)形式。這種形式包括五個大小和截面形狀均相同的銅芯股塊，由該五個銅芯股塊按一定方向扭合成纜，所述的大截面銅芯五分割導體還包括設置在該銅芯股塊之間、將各股塊隔離開來的絕緣皺紋紙，以及包裹在該銅芯股塊外圍的半導電尼龍帶。通過將大截面銅芯導線化整為零，將原來的銅芯截面均勻分割成五個相互隔離的股塊，從而將“集膚效應”和“臨近效應”的不利影響降到最低限度，大大提高了導線的傳輸容量。

現(xiàn)有技術(shù)扇形股塊分割導體的方式，在結(jié)構(gòu)和壓型模具設計時要充分考慮到成纜后的外觀圓整及導體的電性能，就要保證扇形面的兩個角、扇形的圓心角（頂角）越尖，則成纜后每兩個扇形塊結(jié)合處過渡越平整，無明顯凹縫，外觀圓整，中心無空隙。但角越尖加工難度越大，過于尖銳加工過程中會造成導體表面的不光滑，容易造成局部電場的集中，引起尖端放電。

隨著我國超高壓和高壓電力電纜敷設量的大量增加，電力電纜的運行安全和質(zhì)量監(jiān)控越來越重要，需要利用分布式光纖測量系統(tǒng)（DTS）進行溫度、傳輸負荷實時監(jiān)控，對超高壓和高壓電力電纜實現(xiàn)內(nèi)置或外置特種測溫光纜成為光纖復合高壓電纜，即所謂的“智能電纜”。同時，電力公司已將“三網(wǎng)融合”納入智能電網(wǎng)的試點建設，國家電網(wǎng)在全國力推電力光纖入戶，要求實現(xiàn)電網(wǎng)末端電力和通信“一體化”的電力光纖到戶的光電復合電纜。

由于扇形股塊分割導體的加工需要經(jīng)過單線絞制、預扭、股塊的集合絞合等，過程中均會產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)力、拉伸力，特別是分割導體截面較大，產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力、拉伸力等也更大，在這種分割導體中內(nèi)置光纖極易被扭斷或者拉斷，起不到溫度、傳輸負荷實時監(jiān)控的作用?，F(xiàn)有技術(shù)中有在光纖外設置不銹鋼管或其他金屬管的結(jié)構(gòu)，如中國專利CN201220468863.8公開了一種運行狀態(tài)可檢測電纜，光纖用于傳輸信號，不銹鋼管包覆在光纖外，不銹鋼管絞合在電纜導體中心。這種結(jié)構(gòu)不銹鋼管厚度越大、外徑越大，需要的空間也越大，扇形股塊的圓心角（頂角）也越大，加工難度增加，不銹鋼管與扇形股塊之間的間隙也越大；不銹鋼管外徑過小，其鋼管的直徑也必然會小，可以承受的扭轉(zhuǎn)力、拉伸力也仍然較小，會被壓癟，壓斷光纖，或者扭斷、拉斷光纖；另外該專利所述的結(jié)構(gòu)只適用于中心放置光纖的結(jié)構(gòu)，也只是普通的中低壓、小截面電纜，限制了在大截面扇形分割導體中的應用。同時，不銹鋼管或其他金屬管還會造成電場不均勻、增加線路損耗。

水分的侵入往往是電力電纜遭到破壞、使用壽命受到影響的主要原因。水分浸入途徑主要是從電纜的護層和電纜的端部侵入電纜，造成導體的氧化、腐蝕，從而影響電纜的電性能，甚至發(fā)生異常斷線事故；水分滲入絕緣層，在強電場的作用下，絕緣層會產(chǎn)生“水樹枝”，加速電纜的電老化，導致電纜擊穿事故，降低電纜使用壽命。為了防止水分的侵入，要求電纜各結(jié)構(gòu)之間緊密沒有間隙。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種外觀圓整、光纖不容易被拉斷的，可以用于超高壓和高壓電力電纜，能夠?qū)囟取鬏斬摵蓪崟r監(jiān)控、集膚效應低，載流量大、阻水性能好、耐腐蝕、耐氧化分割導體。

本發(fā)明所述的一種阻水型內(nèi)置光纖的分割組合導體，該導體由多個分割扇形導體股塊集合而成，并且在每個扇形導體股塊外設有扇形股塊阻水層；所述的每個扇形導體股塊內(nèi)均設有圓形導體，每個圓形導體外設有圓形阻水層；在多個扇形導體股塊集合后的中心空隙處填充阻水紗，外弧邊外設有阻水帶；所述的扇形股塊阻水層的扇形角間設有五個中心直拖有光纖單元的絲線束；在扇形股塊阻水層、阻水帶以及絲線束之間的空隙處填充阻水塊。

進一步改進，所述的光纖單元為一根或多根。

進一步改進，所述的光纖單元為多根時，光纖間設有絲線進行隔離。

進一步改進，所述的絲線為阻水繩或阻水紗，保護了光纖不被水分的侵入遭到破壞。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明所述的分割扇形導體股塊扇形角間設有光纖單元，可以對電力電纜進行溫度、傳輸負荷實時監(jiān)控，能夠用于“三網(wǎng)融合”、“智能電纜”超高壓和高壓電力電纜中作大截面導體；絲線束包圍直拖的光纖單元，光纖不會被拉斷，絲線束對光纖單元也進行了有效保護，在加工、敷設時不會被擠壓，特別是當電纜運行時，勢必要發(fā)熱和膨脹，可以保證有空間容納光纖，彈性材質(zhì)又對膨脹的內(nèi)部提供了緩沖的空間，保證了光纖不會被損傷，能夠正常運行。使用阻水繩或阻水紗，遇到水分的進入時，可以迅速地膨脹，吸收水分，起到阻水的作用。分割扇形導體股塊形角設有絲線束，加工過程中，扇形股塊的扇形角不需要加工的很尖，即可將扇形面之間填充圓整，減少了扇形股塊的加工難度。光纖外沒有不銹鋼管，電場均勻，不會增加線路損耗。

2、在股塊導體和圓形導體外都設有阻水層，并在股塊導體內(nèi)外以及集合的空隙處均設有阻水層，在扇形股塊阻水層、阻水帶以及絲線束之間的空隙處填充阻水紗，使得整體導體被阻水層保護，使得導體具有很強的阻水功能，不會因為水分浸入造成導體的氧化、腐蝕，從而影響電纜的電性能，甚至發(fā)生異常斷線事故。

3、將在扇形股塊阻水層、阻水帶以及絲線束之間的空隙處填充阻水紗改成填充阻水塊，不僅起到阻水的效果，還能起到固定光纖的效果。

4、在每個扇形導體股塊內(nèi)設有圓形導體，增加了導體的導電性能，增加了導體的載流量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的絲線束內(nèi)光纖單元為多根時的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示的一種阻水型內(nèi)置光纖的分割組合導體，該導體由多個分割扇形導體股塊1集合而成，并且在每個扇形導體股塊外設有扇形股塊阻水層2；所述的每個扇形導體股塊內(nèi)均設有圓形導體3，每個圓形導體外設有圓形阻水層4；在多個扇形導體股塊集合后的中心空隙處填充阻水紗5，外弧邊外設有阻水帶6；所述的扇形股塊阻水層的扇形角間設有五根中心直拖有光纖單元7的絲線束8；在扇形股塊阻水層、阻水帶以及絲線束之間的空隙處填充阻水紗10。

如圖2所示，所述的絲線束8內(nèi)的光纖單元7為2根，光纖單元之間的空隙通過絲線9填充，該絲線為阻水繩或阻水紗。

本發(fā)明具體應用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發(fā)明的保護范圍。