風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電纜，尤其涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電的電能傳輸電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電作為一種潔凈綠色環(huán)保可再生能源，是世界范圍內(nèi)最有發(fā)展前景的一種能源，具有環(huán)境友好、技術(shù)成熟、全球可行的特點(diǎn)，在世界各地正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。我國(guó)地域遼闊，海岸線長(zhǎng)，風(fēng)口多，風(fēng)能資源豐富，風(fēng)能儲(chǔ)量很大、分布面廣，取之不盡，用之不竭。
[0003]風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的機(jī)械、電氣及其控制設(shè)備的組合。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中各裝置之間都需要相應(yīng)的電纜來(lái)連接，作為風(fēng)力發(fā)電核心的能量轉(zhuǎn)換裝置即風(fēng)力發(fā)電機(jī)組更離不開(kāi)電纜來(lái)傳輸轉(zhuǎn)換的能量，在整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，電纜是整個(gè)系統(tǒng)的血管和神經(jīng)，起著不可替代、舉足輕重的作用。
[0004]風(fēng)電工程環(huán)境大多較為惡劣，使用年限較長(zhǎng)。更由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)槳葉的旋轉(zhuǎn)是根據(jù)風(fēng)向呈不規(guī)則擺動(dòng)的，電纜既要隨著風(fēng)槳葉的方向進(jìn)行頻繁、隨機(jī)的扭轉(zhuǎn)，其扭轉(zhuǎn)速度和角度均具有不確定性，又要在風(fēng)電塔筒內(nèi)振蕩扭彎，其形成的晃動(dòng)幅度和牽拉力同樣是不確定的；加之電纜在風(fēng)電機(jī)組和塔筒中的布設(shè)路徑復(fù)雜。傳統(tǒng)電纜顯然不能滿足高耐扭曲、高柔軟和足夠的機(jī)械強(qiáng)度等綜合性能要求。為了提高電纜的使用壽命，就需要一種高扭曲性能的軟電纜。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜，它不僅具有良好的電性能和絕緣性能，而且柔軟性好，能承受頻繁的扭轉(zhuǎn)彎曲。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜，包括纜芯以及包覆于纜芯上的外護(hù)層，該纜芯至少包括有四根股線束，每一股線束均由若干股線絞合而成，在每根股線束上包覆有絕緣層；纜芯的節(jié)徑比為10?14 ;股線束的節(jié)徑比為10?14 ;所述股線由若干導(dǎo)體單絲絞合而成，該導(dǎo)體單絲的直徑為0.15 mm?0.405mm。
[0007]采用上述結(jié)構(gòu)后，由于在纜芯上包覆有外護(hù)層，并且在組成纜芯的股線束外包覆有絕緣層，這使得電纜既具有良好的導(dǎo)電性能和絕緣性能，又具有較好的抗磨損、抗?fàn)坷葯C(jī)械性能。又由于導(dǎo)體單絲較傳統(tǒng)電纜導(dǎo)體直徑更細(xì)，而采用纖細(xì)的導(dǎo)體單絲能有效地提高整根電纜的柔軟性，使電纜能在頻繁扭轉(zhuǎn)、彎曲晃動(dòng)的場(chǎng)合使用。還由于股線束和纜芯采用合理的節(jié)徑比，不僅能實(shí)現(xiàn)股線束中每根單絲導(dǎo)體張拉力的均衡，避免或減少單絲導(dǎo)體在制作和使用過(guò)程中的斷裂，整股導(dǎo)體具有足夠的抗拉伸、耐彎曲、耐擠壓的良好機(jī)械性能，而且有效保證了單絲和線束間的絞合緊密度，既防止松股，又避免相鄰單絲間的過(guò)度嵌入，從而確保電纜的扭曲柔性。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，所述導(dǎo)體單絲的單絲伸長(zhǎng)率為26% — 32%。合理的單絲伸長(zhǎng)率，更能保證電纜的柔韌性。
[0009]本實(shí)用新型的進(jìn)一步實(shí)施方式，所述纜芯包括有四根股線束。該結(jié)構(gòu)的電纜更宜于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組向電網(wǎng)傳輸電力。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，所述股線的絞合方向與股線束的絞合方向相同。所述纜芯的絞合方向與股線束的絞合方向相同。采用相同的絞合方向，能有效均勻纜芯或線束中單絲導(dǎo)體的受力和彎曲程度，既便于實(shí)現(xiàn)纜芯單絲導(dǎo)體的纖細(xì)化，又能提高整根電纜的柔軟性。
【附圖說(shuō)明】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]圖1是本實(shí)用新型風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜一種【具體實(shí)施方式】的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中，I一導(dǎo)體單絲、2—股線、3—股線束、4一絕緣層、5—纜芯、6—外護(hù)層。
【具體實(shí)施方式】
[0014]在圖1所示的風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜中，在該電纜的纜芯5上包覆有外護(hù)層6，外護(hù)層6由軟質(zhì)橡膠層構(gòu)成，該軟質(zhì)橡膠包覆層以90°C超柔性氯磺聚乙烯橡膠為材料，經(jīng)模具擠壓并蒸汽硫化而成。
[0015]纜芯5由四根股線束3絞合而成，每根股線束3又由若干股線2絞合而成，其結(jié)構(gòu)形式按常規(guī)的l+3n (n-1)方式排列；在本實(shí)例中，股線束3由19根股線2絞合而成。股線2則由若干根導(dǎo)體單絲I絞合而成。導(dǎo)體單絲I的直徑應(yīng)根據(jù)風(fēng)電機(jī)組大小在0.15mm-0.405mm中選擇其直徑大小。導(dǎo)體單絲I的單絲伸長(zhǎng)率選擇在26% — 32%。股線束3和纜芯5的節(jié)徑比均為12，優(yōu)先選擇在10 —14之間。股線束節(jié)徑比是股線束的絞合節(jié)距與膠線束的外徑d之比，同樣纜芯節(jié)徑比是纜芯絞合節(jié)距與纜芯的外徑D之比。
[0016]本實(shí)用新型的制造步驟如下:
[0017](I)根據(jù)電纜設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)體單絲I選用直徑為0.15mm一0.405mm的銅質(zhì)導(dǎo)體單線，將導(dǎo)體單線拉制退火成伸長(zhǎng)率為26%-32%。
[0018](2)將上述導(dǎo)體單絲I按同心式排列進(jìn)行絞合成股線2，股線2的絞合方向?yàn)樽笙?S 向
[0019](3)將股線2按常規(guī)的l+3n (n_l)方式排列，對(duì)排列好的股線2進(jìn)行絞合而成股線束3，股線束3的絞合方向也為左向(S向)。股線2和股線束3采用相同的絞合方向，能使導(dǎo)體單線及股線間有更多的接觸面，有良好抗風(fēng)力振動(dòng)和抗暴風(fēng)雨引起振動(dòng)的能力；導(dǎo)體單線采用逐層絞合的方式，且相鄰層絞合方向相同，絞合后的線芯通過(guò)一組緊壓模具進(jìn)行逐層緊壓，形成絞合導(dǎo)體，使其達(dá)到一定的柔軟性。
[0020](3)采用蒸汽硫化技術(shù)，先將90°C超柔型乙丙橡膠擠包在股線束3上而形成絕緣層4，然后再對(duì)擠包后的絕緣層4進(jìn)行蒸汽硫化、過(guò)粉，使絕緣層4厚度均勻，表面光滑，無(wú)過(guò)硫或欠硫現(xiàn)象。
[0021](4)將帶有絕緣層4的股線束3絞合成纜芯5，纜芯5絞合節(jié)徑比為10倍。
[0022](5)最后采用擠壓式模具在纜芯5上擠包90°C超柔性氯磺化聚乙烯橡膠形成外護(hù)層6，對(duì)外護(hù)層6進(jìn)行蒸汽硫化而制成成品。
[0023]上述絕緣層4采用90°C超柔性乙丙橡膠，外護(hù)套6采用90°C超柔性氯磺化聚乙烯橡膠，護(hù)套與絕緣材料均采用低邵氏硬度、門尼粘度35的材料，兩層橡膠保護(hù)層的伸長(zhǎng)率均控制在32%左右，從而提高電纜的耐扭曲性能。
[0024]以上對(duì)本實(shí)用新型專利的特定實(shí)施例進(jìn)行圖示和說(shuō)明，但本實(shí)用新型專利不僅僅限于以上實(shí)例，如股線2和股線束3的絞合方向不限于左向(S向)，還可以是右向(Z向);纜芯不限于4根股線束；股線的絞合排列方式不限于l+3n (n-1)方式；絕緣層和外護(hù)層的材料還可以是交聯(lián)聚乙烯等橡膠性高柔性高分子絕緣材料。凡根據(jù)本實(shí)用新型專利所作的等效變換，都應(yīng)在本實(shí)用新型專利保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜，包括纜芯(5)以及包覆于纜芯(5)上的外護(hù)層(6)，其特征在于:該纜芯(5)至少包括有四根股線束(3)，每一股線束(3)均由若干股線(2)絞合而成，在每根股線束(3)上包覆有絕緣層(4);纜芯(5)的節(jié)徑比為10?14 ;股線束(3)的節(jié)徑比為10?14 ;所述股線(2)由若干導(dǎo)體單絲(I)絞合而成，該導(dǎo)體單絲(I)的直徑為 0.15 mm ?0.405mmη
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜，其特征在于:所述導(dǎo)體單絲(I)的單絲伸長(zhǎng)率為26% — 32%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜，其特征在于:所述纜芯(5)包括有四根股線束(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜，其特征在于:所述股線(2)的絞合方向與股線束(3)的絞合方向相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜，其特征在于:所述股線(2)的絞合方向與股線束(3)的絞合方向均為左向。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜，其特征在于:所述股線(2)的絞合方向與股線束(3)的絞合方向均為右向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜，其特征在于:所述纜芯(5)的絞合方向與股線束(3)的絞合方向相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜，其特征在于:所述股線束(3)的節(jié)徑比為12。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜，其特征在于:所述纜芯(5)的節(jié)徑比為12。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜，其特征在于:所述絕緣層(4)和外護(hù)層(6)采用軟質(zhì)橡膠包覆層。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種風(fēng)力發(fā)電用高耐扭曲軟電纜，包括纜芯以及包覆于纜芯上的外護(hù)層，該纜芯至少包括有四根股線束，每一股線束均由若干股線絞合而成，在每根股線束上包覆有絕緣層；纜芯的節(jié)徑比為10～14；股線束的節(jié)徑比為10～14；所述股線由若干導(dǎo)體單絲絞合而成，該導(dǎo)體單絲的直徑為0.15mm～0.405mm。所述導(dǎo)體單絲的單絲伸長(zhǎng)率為26%-32%。所述股線的絞合方向與股線束的絞合方向相同。所述纜芯的絞合方向與股線束的絞合方向相同。該電纜不僅具有良好的電性能和絕緣性能，而且柔軟性好，能承受頻繁的扭轉(zhuǎn)彎曲。
【IPC分類】H01B9-00, H01B3-28, H01B5-08
【公開(kāi)號(hào)】CN204596448
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520298952
【發(fā)明人】王子純, 姚勰, 唐秀芹, 吳榮美, 陳子洪
【申請(qǐng)人】江蘇東強(qiáng)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年5月11日