一種粘結(jié)絕緣的分體隔離增容高壓電力電纜及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電纜技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外超高壓、大容量輸送電力，多采用1000mm2、1200mm2甚至更大截面到2500mm2的電纜，此種大截面電纜導體運行時內(nèi)部極易產(chǎn)生渦流，導致導體溫度上升，造成能量損耗。這是由于交流系統(tǒng)中集膚效應(yīng)的存在，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(yīng)嚴重，導致導體的交流有效電阻即交流電阻會明顯大于其直流電阻，因而單靠增大截面也就失去了其實用性和經(jīng)濟性。集膚效應(yīng)會在每根導線中產(chǎn)生渦流，而且鄰近效應(yīng)也會在每根導線中產(chǎn)生渦流。因此，實際情況下不僅每根導線中存在渦流，導線間若未絕緣，導線間也會存在渦流。對電纜線路來說，集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的存在將使電纜線芯的交流電阻增大，從而使電纜的允許載流量減小，也就是電纜浪費了很大部分輸送電流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種粘結(jié)絕緣的分體隔離增容高壓電力電纜及制造方法，最大限度地減輕因集膚效應(yīng)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。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種粘結(jié)絕緣的分體隔離增容高壓電力電纜，包括電纜外層和設(shè)于電纜外層中心的電纜芯，所述電纜芯由多個分割股塊組成，所述分割股塊由多條銅導線組成，所述分割股塊呈扇形，多個分割股塊環(huán)繞電纜中心形成一個整圓并包覆半導電包帶，所述各分割股塊之間設(shè)有絕緣紙，所述銅導線外包覆絕緣粘結(jié)膠。
[0005]優(yōu)選的，所述扇形的分割股塊設(shè)有5個。
[0006]優(yōu)選的，所述電纜外層從中心向外側(cè)依次包括半導電內(nèi)屏蔽、絕緣層、半導電外屏蔽、半導電緩沖阻水帶、鋁護套、瀝青防腐層、外護套、導電層。
[0007]優(yōu)選的，所述電力電纜的截面積彡1000mm2。
[0008]另外，一種粘結(jié)絕緣的分體隔離增容高壓電力電纜制造方法，包括如下步驟:銅導體連退拉絲一一導線清洗一一絕緣粘結(jié)膠涂覆及烘干一一扇形股塊絞合一一分割導體成纜一一交聯(lián)三層共擠一一烘房脫氣一一緩沖帶繞包一一擠包鋁護套一一涂覆瀝青防腐層擠包外護套和導電層測試。
[0009]優(yōu)選的，外護套擠包工藝設(shè)計采用雙層共擠技術(shù)，外護套和導電層同時擠出。
[0010]優(yōu)選的，在鋁護套外涂覆瀝青防腐層前預熱鋁護套。
[0011]優(yōu)選的，扇形股塊絞合采用分層和多軋輥逐層緊壓的方法。
[0012]本發(fā)明為了最大限度地減輕因集膚效應(yīng)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，將大截面導體電纜芯分割成彼此絕緣的幾部分即形成分割導體，通過選擇分割導體最佳結(jié)構(gòu)，選擇了有利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的扇形股塊通過預扭的5分割結(jié)構(gòu)，這是最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
[0013]為了進一步降低大截面高壓電纜的能量損耗，提高電纜的載流量，導體結(jié)構(gòu)中每根導線均絕緣。因為超大截面電纜導體如采用絞合壓緊結(jié)構(gòu)，導電在輸電過程中的集膚效應(yīng)系數(shù)將達到54%;而若采用分割導體結(jié)構(gòu)(分體隔離銅導體)，集膚效應(yīng)系數(shù)則會下降至26% ;若分割導體結(jié)構(gòu)中每根導線均絕緣(防渦流集中效應(yīng)類的絕緣結(jié)構(gòu))，導體的電熱損耗則減小至8%。因此在絞合前的每根銅導線上涂覆一層絕緣粘結(jié)膠，該粘結(jié)膠粘結(jié)強度高，韌性好，在經(jīng)過緊壓絞合后，粘結(jié)膠不會開裂脫落，扇形預扭導體絞合采用分層和多軋輥逐層緊壓的方法，粘結(jié)膠始終粘附的導體表面不會脫落和裂開。
[0014]由于分割導體結(jié)構(gòu)中每根導線均絕緣(防渦流集中效應(yīng)類的絕緣結(jié)構(gòu))，導體的電熱損耗則減小至8%。分割導體表面光滑圓整，最大限度地減輕因集膚效應(yīng)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，起到節(jié)能的效果。
[0015]在電纜鋁套外涂覆瀝青防腐層前預熱電纜鋁套，可避免因高壓電纜的鋁套溫度過低而引起的瀝青結(jié)塊、瀝青漏涂等現(xiàn)象。
[0016]外護套擠包工藝設(shè)計采用雙層共擠技術(shù)，外護套和導電層同時擠出。由于采用了雙層共擠技術(shù)，導電層厚度均勻，與電纜護套粘結(jié)性能好，保證了外護套直流耐壓性能的可靠性，而傳統(tǒng)的工藝導電層采用石墨涂層，敷設(shè)時易脫落，污染生產(chǎn)和敷設(shè)現(xiàn)場環(huán)境。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步描述:
[0018]圖1為本發(fā)明電力電纜截面結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0019]一種粘結(jié)絕緣的分體隔離增容高壓電力電纜，包括電纜外層和設(shè)于電纜外層中心的電纜芯，所述電纜芯由多個分割股塊組成，所述分割股塊由多條銅導線I組成，所述分割股塊呈扇形，多個分割股塊環(huán)繞電纜中心形成一個整圓并包覆半導電包帶4，所述各分割股塊之間設(shè)有絕緣紙3，所述銅導線外包覆絕緣粘結(jié)膠2，該電力電纜的截面積多1000mm2。
[0020]具體的，絕緣紙采用皺紋絕緣紙，所述扇形的分割股塊設(shè)有5個。所述電纜外層從中心向外側(cè)依次包括半導電內(nèi)屏蔽5、絕緣層6、半導電外屏蔽7、半導電緩沖阻水帶8、鋁護套9、瀝青防腐層10、外護套11、導電層12。
[0021]為了最大限度地減輕因集膚效應(yīng)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，就要將大截面導體分割成彼此絕緣的幾部分即形成分割導體。本發(fā)明采用的解決方案，通過選擇分割導體最佳結(jié)構(gòu)，進一步降低大截面高壓電纜的能量損耗，提高電纜的載流量，導體結(jié)構(gòu)中每根導線均絕緣。因為超大截面電纜導體如采用絞合壓緊結(jié)構(gòu)，導電在輸電過程中的集膚效應(yīng)系數(shù)將達到54% ;而若采用分割導體結(jié)構(gòu)(分體隔離銅導體)，集膚效應(yīng)系數(shù)則會下降至26%。
[0022]若分割導體結(jié)構(gòu)中每根導線均絕緣(防渦流集中效應(yīng)類的絕緣結(jié)構(gòu))，導體的電熱損耗則減小至8%。因此在確定分割導體的結(jié)構(gòu)時，本發(fā)明選擇了有利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的扇形股塊通過預扭的5分割結(jié)構(gòu)，這是本發(fā)明設(shè)計的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。為此，在絞合前的每根銅導線上涂覆一層絕緣粘結(jié)膠，該粘結(jié)膠粘結(jié)強度高，韌性好，在經(jīng)過緊壓絞合后，粘結(jié)膠不會開裂脫落。由于涂覆一層絕緣粘結(jié)膠，分割導體結(jié)構(gòu)中每根導線均絕緣(防渦流集中效應(yīng)類的絕緣結(jié)構(gòu))，導體的電熱損耗則減小至8%。分割導體表面光滑圓整，最大限度地減輕因集膚效應(yīng)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，起到節(jié)能的效果；扇形預扭導體絞合采用分層和多軋輥逐層緊壓的方法，粘結(jié)膠始終粘附的導體表面不會脫落和裂開，絕緣涂覆層能適合在交聯(lián)生產(chǎn)過程中硫化300°C高溫不變性，能適合電纜在最高90°C時的正常運行狀態(tài)。
[0023]分割導體的成纜工序與常規(guī)大截面導體成纜方式相同，主要工藝流程包括如下步驟:銅導體連退拉絲一一導線清洗一一絕緣粘結(jié)膠涂覆及烘干一一扇形股塊絞合一一分割導體成纜一一交聯(lián)三層共擠一一烘房脫氣一一緩沖帶繞包一一擠包鋁護套一一涂覆瀝青防腐層擠包外護套和導電層測試。
[0024]此外，在鋁護套外涂覆瀝青防腐層前預熱鋁護套，可避免因高壓電纜的鋁套溫度過低而引起的瀝青結(jié)塊、瀝青漏涂等現(xiàn)象；外護套擠包工藝設(shè)計采用雙層共擠技術(shù)，外護套和導電層同時擠出，使導電層擠包厚度均勾，與電纜護套粘結(jié)性能好，保證了外護套直流耐壓性能的可靠性，而傳統(tǒng)的工藝導電層采用石墨涂層，敷設(shè)時易脫落，污染生產(chǎn)和敷設(shè)現(xiàn)場環(huán)境，具有環(huán)保效果。
【主權(quán)項】
1.一種粘結(jié)絕緣的分體隔離增容高壓電力電纜，包括電纜外層和設(shè)于電纜外層中心的電纜芯，所述電纜芯由多個分割股塊組成，所述分割股塊由多條銅導線組成，其特征在于:所述分割股塊呈扇形，多個分割股塊環(huán)繞電纜中心形成一個整圓并包覆半導電包帶，所述各分割股塊之間設(shè)有絕緣紙，所述銅導線外包覆絕緣粘結(jié)膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘結(jié)絕緣的分體隔離增容高壓電力電纜，其特征在于:所述扇形的分割股塊設(shè)有5個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘結(jié)絕緣的分體隔離增容高壓電力電纜，其特征在于:所述電纜外層從中心向外側(cè)依次包括半導電內(nèi)屏蔽、絕緣層、半導電外屏蔽、半導電緩沖阻水帶、鋁護套、瀝青防腐層、外護套、導電層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘結(jié)絕緣的分體隔離增容高壓電力電纜，其特征在于:所述電力電纜的截面積多1000mm2。
5.一種粘結(jié)絕緣的分體隔離增容高壓電力電纜制造方法，其特征在于包括如下步驟:銅導體連退拉絲一一導線清洗一一絕緣粘結(jié)膠涂覆及烘干一一扇形股塊絞合一一分割導體成纜一一交聯(lián)三層共擠一一烘房脫氣一一緩沖帶繞包一一擠包鋁護套一一涂覆瀝青防腐層 擠包外護套和導電層 測試。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種粘結(jié)絕緣的分體隔離增容高壓電力電纜制造方法，其特征在于:外護套擠包工藝采用雙層共擠技術(shù)，外護套和導電層同時擠出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種粘結(jié)絕緣的分體隔離增容高壓電力電纜制造方法，其特征在于:在鋁護套外涂覆瀝青防腐層前預熱鋁護套。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種粘結(jié)絕緣的分體隔離增容高壓電力電纜制造方法，其特征在于:扇形股塊絞合采用分層和多軋輥逐層緊壓的方法。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種粘結(jié)絕緣的分體隔離增容高壓電力電纜及制造方法，包括電纜外層和設(shè)于電纜外層中心的電纜芯，所述電纜芯由多個分割股塊組成，所述分割股塊由多條銅導線組成，所述分割股塊呈扇形，多個分割股塊環(huán)繞電纜中心形成一個整圓并包覆半導電包帶，所述各分割股塊之間設(shè)有絕緣紙，所述銅導線外包覆絕緣粘結(jié)膠。本發(fā)明將大截面導體電纜芯分割成彼此絕緣的幾部分分割導體，在絞合前的每根銅導線上涂覆一層絕緣粘結(jié)膠，最大限度地減輕因集膚效應(yīng)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，起到節(jié)能的效果。
【IPC分類】H01B13-00, H01B7-17, H01B7-30, H01B13-24, H01B9-00
【公開號】CN104575824
【申請?zhí)枴緾N201410766226
【發(fā)明人】金金元, 朱水良, 岳振國, 錢朝輝, 陳建平, 張金林, 盛雪良, 朱忠明, 楊士東, 王勤良
【申請人】浙江晨光電纜股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月12日