额定电压6~35kV高弹性耐扭曲风能电缆及制造方法
【专利说明】额定电压6~35kV高弹性耐扭曲风能电缆及制造方法
[0001] 本申请是申请号为2014101345644的分案申请
技术领域:
[0002] 本发明设及一种额定电压6~35kV高弹性耐扭曲风能电缆及制造方法。
【背景技术】:
[0003] 风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。其蕴藏量巨大,全 球风能资源总量约为2. 74XIO9MW,其中可利用的风能为2XIO7MWd中国风能储量很大、分 布面广,仅陆地上的风能储量就有约2. 53亿千瓦,开发利用潜力巨大。
[0004] 近年来,受国际宏观形势影响,中国经济发展速度趋缓。为有力拉动内需,保持经 济社会平稳较快发展,政府加大了对交通、能源领域的固定资产投资力度,支持和鼓励可再 生能源发展。作为节能环保的新能源,风电产业赢得历史性发展机遇,在金融危机肆虐的不 利环境中逆市上扬,发展势头迅猛,截止到今年年初,全国已有25个省份、直辖市、自治区 具有风电装机。
[0005] 中国风力等新能源发电行业的发展前景十分广阔,预计未来很长一段时间都将保 持高速发展,同时盈利能力也将随着技术的逐渐成熟稳步提升。随着中国风电装机的国产 化和发电的规模化,风电成本可望再降。因此风电开始成为越来越多投资者的逐金之地。风 电场建设、并网发电、风电设备制造等领域成为投资热点,市场前景看好。
[0006] 但是,风能电缆的发展却严重滞后,原因在于风能电缆要求具有耐扭曲、耐高低 溫、具有高弹性等技术指标,国内很多电缆厂家不具有此类技术条件。
【发明内容】
:
[0007] 为克服现有技术的缺陷,本发明的目的在于提供一种额定电压6~35kV高弹性耐 扭曲风能电缆及制造方法,电缆具有高抗拉强度、高柔软度、高耐磨、耐油、耐老化、耐外界 环境气候等特性,同时还具有高弯曲卷绕、耐扭转、抗拖拽、环保等许多优异的功能,适用于 大功率风力发电设备中满轮机和塔筒连接处或其类似场合。
[0008] 本发明解决技术问题采用如下技术方案:
[0009] 额定电压6~35kV高弹性耐扭曲风能电缆,由S根动力绝缘线忍和S根接地绝缘 线忍绞合构成缆忍,在所述缆忍外依次重叠绕包有双层无碱玻纤带、挤包有热塑性弹性体 外护套,电缆的最外层为不诱钢丝与聚醋类合成纤维纱组成编织层;
[0010] 各所述动力绝缘线忍由锻锡无氧铜丝、不诱钢丝绞合构成导体,导体外重叠绕包 有单层半导电棉布带绕包层,所述绕包层外=层共挤有导体屏蔽层、=元乙丙橡胶绝缘层 和绝缘屏蔽层构成动力绝缘线忍;
[0011] 各所述接地绝缘线忍由锻锡无氧铜丝、不诱钢丝绞合构成导体,所述导体外挤包 有半导电橡胶屏蔽层。
[0012] 本发明风能电缆的制备方法,其包括W下步骤:
[0013] 步骤A、导体制作;根据组成电缆不同截面的单线根数,束绞导体时在锻锡铜丝中 均匀加入不诱钢丝加强,锻锡铜丝及不诱钢丝应直径相近,直径允许公差为±0. 2mm,锻锡 铜丝与不诱钢丝根数比为8:1,且锻锡丝及不诱钢丝中间均不允许有接头;导体外重叠绕 包单层半导电棉布带,搭盖率不小于15% ;
[0014] 导体单线的最大直径应符合GB/T3956-2008中第5种锻锡软铜导体的规定;导体 中股线绞向与复绞时绞向相同,外层绞向为左向;其绞合节径比应不大于下表的规定:
[0016] 步骤B、动力绝缘线忍制作;所述导体外采用S层共挤工艺,即导体屏蔽层+S元 乙丙橡胶绝缘层+绝缘屏蔽层,=层一次挤出成型;导体屏蔽层挤出材料为非金属半导电 料,其最薄厚度为0. 6mm;绝缘屏蔽层材料为非金属半导电料,其最薄厚度为0. 8mm;额定电 压8. 7/15kV及W下电缆绝缘材料为IOkV级S元乙丙橡胶绝缘料、额定电压8. 7/15kVW上 电缆绝缘材料为35kV级S元乙丙橡胶绝缘料,绝缘层最薄点不小于标称值的90% -0. 1mm, 且平均厚度不小于标称值,其标称厚度应符合下表的规定:
[0018] 绝缘线忍挤出模具采用挤压式,模具选配时模忍及模套内径分别按W下规定执 行:
[0019] 模忍内径:D芯=D〇+2e
[0020] 中模内径:D内=D〇+2S内 *1. 05 阳〇川模套内径:%=Do巧(S内+1. 1*绝缘厚度+ 5外) 阳0巧其中:D。为挤出前线忍外径,e为过线余量,5 ^为内屏厚度,5 为外屏厚度进 线余量e的选用,符合下表的规定:
[0024] 挤出时硫化管内蒸汽压力、硫化线速和溫度控制参数如下表;生产速度允许适当 调整W实际硫化效果最佳为准.
[00%] 步骤C、接地绝缘线忍制作;在导体外采用挤包半导电橡胶屏蔽层,接地绝缘线忍 厚度W保证其外径不小于动力绝缘线忍外径的75%为准,挤出模具采用挤压式,模具选配 时模忍及模套内径分别按W下规定执行:
[0027] 模忍内径:D芯=Do+e
[0028] 其中:D。为挤出前线忍外径,e为过线余量;
[0029] 过线余量e的选用,符合下表的规定:
阳的1] 模套内径:D套=D〇巧5-(;〇.1~0. 4)mm;
[0032] 其中:D。为挤出前线忍外径,5为半导电橡胶屏蔽层厚度;
[0033] 挤出时硫化管内蒸汽压力、硫化线速和溫度控制参数如下表;生产速度允许适当 调整W实际硫化效果最佳为准.
[0035] 步骤D、=根所述动力绝缘线忍和=根所述接地绝缘线忍进行右向成缆,成缆时, 各线忍张力控制均匀,绝缘线忍按照一根动力线忍一根接地线忍交替排列,成缆节径比控 制在12~14之间,缆忍间隙采用麻绳填充圆整,并线模具依据成缆外径来选取,过线余 量控制在0. 5~1.Omm之间,缆忍外重叠绕包双层无碱玻纤带,重叠绕包搭盖率在25 %~ 30%之间,绕包时采用左向绕包;
[0036] 步骤E、在步骤D所述无碱玻纤带外层采用挤压式模具挤包热塑性弹性体外护套, 护套料在挤出前进行干燥,干燥溫度控制在100~115°c之间,时间为1. 0~2. 5小时,护套 挤出溫度符合下表的规定:
[0037]
阳038] 护套标称厚度按照GB/T12706. 1-2008国家标准的计算方法进行计算,最薄点不 小于标称值的85% -0. 1mm,平均厚度不小于标称值;
[0039] 步骤F、在护套外编织编织层,编织层由不诱钢丝与聚醋类合成纤维纱组成,两者 的锭数相同、方向相反;编织层不允许整体接续,露出的线头应剪齐,每Im长度上允许更换 一个金属线锭;
[0040] 依据IEC60092-376 :2003国际标准,选择每股的根数和单丝直径要求进行并丝, 并丝张力均匀,不诱钢丝接头采用冷焊机焊接,焊接点应光滑、圆整,无明显凸起,纤维并丝 宽度应与金属丝并丝宽度相同,并丝完成后,把线轴安装在编织机上,更换齿轮,调整编织 机的节距和张力进行编织,当编织单线直径为0. 2mmW下时,编织机开机速度控制在最大 工作速度的60%~70%,当编织单线直径为0. 2mm及W上时,编织机开机速度控制在最大 工作速度的50 %~60% ;
[0041] 编织节径比即节距长度/编织层平均直径控制在2~4. 5之间,编织密度不低于 90% ;
[0042] 编织密度的计算公式为:
[0043] M= 2F-F2 (1)
[0044] F=and'/[n值巧cT) COSa]似 阳045] tga=[ji(d"+2d')]/H (3)
[0046] 賠={1+[31((1"+2(1)/田2}-1/2 (4)
[0047] 式中:M为编织密度即总覆盖系数,F为单面覆盖编织系数,tga为编织角正切,Kr 为编织系数,H为编织节距,d'为编织后单线直径,a为编织半锭子数,n为编织并线根数, a为编织角,d"编织