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】
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[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