风力发电机用中压单芯电缆的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电缆，具体是一种风力发电机用中压单芯电缆。
【背景技术】
[0002]在风力发电技术中，单机容量为2.5MW及以上的风力发电机组需要采用35kV中压专用电缆，来连接位于机舱后部的中压变压器高压侧和位于风力发电机塔筒底部的中压开关柜;在使用中，中压电缆在最上节塔筒内部悬垂约20m，中压电缆的上端随着机舱转动、下端固定到塔筒上。
[0003]近年来，海上丰富的风能资源被风力发电技术有效、可靠地开发利用。由于海上环境显著的不同于陆地，因而陆地风力发电技术可用的35kV中压专用电缆在海上风力发电技术中无法适用，这是因为:为了保持稳定的电气性能，需要中压电缆在35kV的高运行电压下，能够在特殊的使用环境和使用条件中，可靠、稳定地实现频繁的扭转。
[0004]目前，海上风力发电技术常见的35kV中压专用电缆主要为三芯绞合电缆。三芯绞合电缆相较单芯电缆而言，在同样规格和环境条件下，三芯电缆的载流量明显低于单芯电缆，一般会低出30%左右。由此可见，三芯电缆存在制造成本偏高，且没有过大余量来保证电缆满负荷运行时的安全性。
【发明内容】
[0005]本实用新型的发明目的在于:针对上述现有技术的不足和专用电缆的特殊性，提供一种制造成本低、安全性高、可靠稳定、特别适宜海上风力发电技术使用的风力发电机用中压单芯电缆。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是:一种海上风力发电机用中压单芯电缆，包括导体线芯，所述导体线芯上由内向外依次包覆有导体屏蔽层、乙丙橡胶绝缘层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层和护套层。
[0007]所述导体线芯为镀锡铜的复绞结构。进一步的，所述导体线芯的复绞方向相同，且绞合节径比由内层向外层依次递减。
[0008]所述导体屏蔽层为复合结构，该导体屏蔽层主要由绕包在导体线芯外的半导电尼龙带和挤塑在导体线芯外的半导电屏蔽层组成。
[0009]所述乙丙橡胶绝缘层主要为35kV电压等级的中压乙丙胶层。
[0010]所述绝缘屏蔽层主要为可剥离半导电屏蔽层。
[0011]所述金属屏蔽层主要由绕包的半导电尼龙带和丝材混编层组成;所述丝材混编层为镀锡铜丝和纤维丝的混编组合。
[0012]所述护套层为聚氨酯弹性体层。进一步的，所述护套层外涂覆有憎水涂层。
[0013]本实用新型的有益效果是:
[0014]1.本实用新型相较同型号规格的三芯电缆而言，能够承载更大的载流量，一般会高出30%左右；如此，一方面可以选用较小规格的中压电缆达到相同的载流量，以降低电缆成本;另一方面，在同型号规格和环境条件下，可以有更大的余量来保证中压电缆满负荷运行时的安全性，避免导体满负荷运行致使中压电缆发热而影响中压电缆的使用寿命，提高并保障风力发电机运行的可靠性和安全性；
[0015]2.本实用新型的导体线芯结构有效保证了导体的电性能和抗氧化性能，同时，能够保证中压电缆可以顺利通过低温扭转的试验，使其具有良好的耐低温性和抗扭转性，经测试，其耐低温扭转性能为_60°C;
[0016]3.本实用新型所采用的乙丙橡胶绝缘层和金属屏蔽层，对中压电缆的绝缘耐低温和机械性能进行了有效提升，确保中压电缆在频繁的扭转过程中，能够具有良好的电气性能，提尚其使用寿命；
[0017]4.本实用新型所采用的护套层不仅保证了中压电缆具有优异的耐低温、耐水解、耐盐雾、耐酸碱、抗撕裂等性能，同时保证了中压电缆与内部线芯紧密的结合，确保在扭转过程中不起皱、不鼓包;此外，护套层外所涂覆的憎水涂层，保证了中压电缆在高盐雾、高潮湿环境下能够正常安全地运行；
[0018]综上所述，本实用新型的各项性能均满足风力发电技术对中压专用电缆的技术要求，其既适合在陆地风力发电技术中使用，也适合、而且尤其适合在近海、远海的风力发电技术中使用。
【附图说明】
[0019]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0020]图1是本实用新型的一种结构不意图。
[0021 ]图中代号含义:1 一镀锡铜导体;2—导体屏蔽层;3—乙丙橡胶绝缘层;4 一绝缘屏蔽层;5一金属屏蔽层;6一护套层;7一憎水涂层。
【具体实施方式】
[0022]参见图1所示，本实用新型为风力发电机、尤其是海上风力发电机的中压专用单芯电缆，其包括导体线芯、导体屏蔽层2、乙丙橡胶绝缘层3、绝缘屏蔽层4、金属屏蔽层5、护套层6和憎水涂层7，导体屏蔽层2、乙丙橡胶绝缘层3、绝缘屏蔽层4、金属屏蔽层5、护套层6和憎水涂层7以导体线芯为中心，由内向外依次包覆在导体线芯的外周上。
[0023]具体的，导体线芯为镀锡铜的复绞结构。也就是说，导体线芯具有多股镀锡铜导体1，每股镀锡铜导体1主要由多根镀锡铜单丝绞合而成;每根镀锡铜单丝选用介于第5种和第6种之间的单丝直径，该单丝的断裂伸长率指标比国标高至少20%以上；多股镀锡铜导体1绞合在一起组成导体线芯，它们的绞合方向与单股镀锡铜导体1的镀锡铜单丝的绞合方向相同，且多股镀锡铜导体1的绞合节径比应该由内层向外层依次递减。
[0024]导体屏蔽层2紧密的包覆于上述导体线芯的外周。导体屏蔽层2为复合结构，具体的，该导体屏蔽层2主要由绕包在导体线芯外周的半导电尼龙带和挤塑在导体线芯外周的半导电屏蔽层组成，即导体屏蔽层2以半导电带+半导电层成型，挤塑包覆的半导电层紧密挤包在半导电带绕包层上，起到均化场强的作用。
[0025]乙丙橡胶绝缘层3主要为35kV电压等级的中压乙丙胶层，其具有耐低温、高机械性能的特点。它在保证电缆正常的电气性能的情况下，同时保证了电缆在实际运行过程中存在的频繁扭转的情况下，绝缘仍能保持较好的机械性能和电性能。
[0026]绝缘屏蔽层4主要为可剥离半导电屏蔽层。绝缘屏蔽层4作为半导电层，紧密挤塑包覆在乙丙橡胶绝缘层3的外周。
[0027]金属屏蔽层5主要由紧密绕包在绝缘屏蔽层4外周的半导电尼龙带和丝材混编层组成，其中丝材混编层为镀锡铜丝和纤维丝的混编组合。金属屏蔽层5不仅在电缆中可以起到屏蔽泄流作用，而且可以起到加强作用，使电缆在承受更大的扭转力情况下铜丝不断裂，保证了电缆长期的正常运行。
[0028]护套层6为聚氨酯弹性体层，优选以双层挤压方式成型。该护套层6低烟、无卤、阻燃且高强度，具有优异的耐低温、耐水解、耐盐雾、耐酸碱、抗撕裂性能。护套层6使得整个电缆能够紧密结合，避免了在扭转过程中导体线芯和护套由于出现相对滑动而造成的鼓包现象;另外，护套层6也使得整个电缆具有良好的同心度，且保证了电缆的表面光滑圆整。
[0029]憎水涂层7涂覆在护套层6的外周，增加了电缆的耐水性。憎水涂层7在护套层6的外周均匀涂覆，它极大的提高了电缆护套层6被冷凝水浸润覆盖的抗性，避免了电缆在海上高盐雾、高潮湿环境下，护套层6表面所形成的水膜(此水膜会造成电晕、电弧等放电，增加安全隐患和电能损耗，加速护套层发热老化，降低电缆使用寿命)。
[0030]以上具体技术方案仅用以说明本实用新型，而非对其限制。尽管参照上述具体技术方案对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对上述具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的精神和范围。
【主权项】
1.一种风力发电机用中压单芯电缆，包括导体线芯，其特征在于:所述导体线芯上由内向外依次包覆有导体屏蔽层(2)、乙丙橡胶绝缘层(3)、绝缘屏蔽层(4)、金属屏蔽层(5)和护套层(6)。2.根据权利要求1所述风力发电机用中压单芯电缆，其特征在于:所述导体线芯为镀锡铜的复绞结构。3.根据权利要求2所述风力发电机用中压单芯电缆，其特征在于:所述导体线芯的复绞方向相同，且绞合节径比由内层向外层依次递减。4.根据权利要求1所述风力发电机用中压单芯电缆，其特征在于:所述导体屏蔽层(2)为复合结构，该导体屏蔽层(2)主要由绕包在导体线芯外的半导电尼龙带和挤塑在导体线芯外的半导电屏蔽层组成。5.根据权利要求1所述风力发电机用中压单芯电缆，其特征在于:所述乙丙橡胶绝缘层(3)主要为35kV电压等级的中压乙丙胶层。6.根据权利要求1所述风力发电机用中压单芯电缆，其特征在于:所述绝缘屏蔽层(4)主要为可剥离半导电屏蔽层。7.根据权利要求1所述风力发电机用中压单芯电缆，其特征在于:所述金属屏蔽层(5)主要由绕包的半导电尼龙带和丝材混编层组成;所述丝材混编层为镀锡铜丝和纤维丝的混编组合。8.根据权利要求1所述风力发电机用中压单芯电缆，其特征在于:所述护套层(6)为聚氨酯弹性体层。9.根据权利要求1或8所述风力发电机用中压单芯电缆，其特征在于:所述护套层(6)夕卜涂覆有憎水涂层(7)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种风力发电机用中压单芯电缆，包括导体线芯，所述导体线芯上由内向外依次包覆有导体屏蔽层、乙丙橡胶绝缘层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层和护套层。本实用新型相较同型号规格的三芯电缆而言，能够承载更大的载流量，一般会高出30%左右；如此，一方面可以选用较小规格的中压电缆达到相同的载流量，以降低电缆成本；另一方面，在同型号规格和环境条件下，可以有更大的余量来保证中压电缆满负荷运行时的安全性，避免导体满负荷运行致使中压电缆发热而影响中压电缆的使用寿命，提高并风力发电机运行的可靠性和安全性。
【IPC分类】H01B7/28, H01B9/02
【公开号】CN205140591
【申请号】CN201520995183
【发明人】刘永红, 李志现, 刘春昉, 宋明明, 戚欢, 邓春艳
【申请人】特变电工(德阳)电缆股份有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月3日