专利名称：抗风雪绝缘集束电缆的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力电缆技术领域，涉及一种抗风雪绝缘集束电缆。
背景技术：
在城市供电系统中，高压线路和绿化带都要占用一定空间，线路的空间走廊日益狭小，线和树的矛盾逐渐突现出来，触电伤亡事故不断增加。而采用地下电缆供电，可利用的地下空间也很有限，况且开挖壕沟也很困难，耗资相对较多。
架空绝缘电缆系统为半绝缘供电系统，绝缘承担部分相电压，大部份的相电压由空气承担。架空绝缘电缆作为裸电线的替代产品，正流行于世界。这是由于架空绝缘电缆的制造采用了新材料、新工艺，结合了裸电线与普通绝缘电缆的优点。在电性能、安全性能、经济性能等方面与裸电线相比具有很多优点(1)同传统的裸电线相比，绝缘层具有较强的耐候性和抗机械损伤能力，避免了线芯的氧化腐蚀及外部机械损伤，提高了电气运行的稳定性，使用寿命更长。(2)架空绝缘电缆运行费用低，架设方便、线路美观，不受环境制约。(3)绝缘架空电缆的绝缘层使线芯与外部环境隔离，维护使用安全，在掉线，倒杆的情况下仍能正常工作，避免了恶劣气候及其它因素造成的相间搭线短路故障及触电事故，故障率比裸电线低，在电缆使用中又没有出现象高压交联电缆水树、电树等现象产生，所以供电非常安全。在老城市改造中，如果利用现有的杆塔，用架空绝缘电缆换下裸导线，就会更加方便，可以为工程建设节省大量的资金。
目前，世界上许多国家使用绞合式组合成缆型电缆，这种电缆由于绞距的存在具有下述弊端(1)增加了导线的金属消耗和线路电能损耗。(2)在张力作用下各导线的绝缘层受压，受力不均，致使其组合抗拉断力明显降低。(3)生产用设备多，工序流程长，成本高。(4)使用时，分裂跨接困难。
在沿海地区台风较多，而北方地方，每年的风雪天气也很长，对电缆的正常使用带来更高的要求，许多地方的架空绝缘电缆在大风中被风刮断，或被大雪压断，电力中断，给当地抗灾自救、工农业发展带来很大的困难。为此近几年来，国内许多城市、农村开始大量安装使用集束绝缘电缆，其是将多根绝缘导线组成的绝缘导线束，直接架设在杆塔之间。这种集束绝缘电缆有利提供电缆的抗负荷能力。但由于电力需求的增长，导致电力线路上电线杆设计载荷逐渐增长，引起设备成本增大。设计负载在很大程度上依赖于在线上的风力负载。因此减少电线上风的载荷来达到减小设计负荷，是减小线路设备成本增加的有效途径。
发明内容
本实用新型所要解决的技术技术问题是要提供一种低损耗、抗拉力强、便于安装且方便生产的多根绝缘电缆组成的抗风雪绝缘集束电缆。
解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该抗风雪绝缘集束电缆包括金属导体，其特征在于在金属导体外有绝缘层，绝缘层的表面为绝缘凸脊。绝缘集束电缆为2根或2根以上的绝缘线芯通过绝缘带筋连结成一体。
众所周知减少风载荷被使用在高尔夫球球表面处理上，使球表面形成涟漪来减小风载荷，所以将同样的原理应用在电缆方面，当电缆弯曲的表面很光滑时，产生的涡流就会靠近弯曲的表面。为了减小气流沿边界对弯曲表面的剪切力，就需减轻边界的风速，转换向下风的接触点，从而转换向下风产生的涡流的个数，使减小向上风和向下风之间的压力不同，最终实现减小风载荷。本实用新型就是采用了此减少风力的原理，通过绝缘层表面的绝缘凸脊减轻边界的风速，转换向下风的接触点，从而转换向下风产生的涡流的个数，使减小向上风和向下风之间的压力不同，达到最终实现减小风载荷。具有可以减小绝缘电缆表面所受风阻力和减小积雪附着在绝缘表面的功能
以下结合实施例附图，对本实用新型作进一步的详细描述。
图1为抗风雪绝缘集束电缆单根绝缘线芯示意图图2为呈“一字型”结构的抗风雪二芯绝缘线芯集束电缆示意图图3为呈“一字型”结构的抗风雪三芯绝缘线芯集束电缆示意图图4为呈“△角型”结构的抗风雪三芯绝缘线芯集束电缆示意图图5为呈“△角型”结构的抗风雪三芯绝缘线芯集束电缆示意图图6为呈“一字型”结构的抗风雪四芯绝缘线芯集束电缆示意图图7为呈“□字型”结构的抗风雪四芯绝缘线芯集束电缆示意图图8为呈“△角型”结构的抗风雪四芯绝缘线芯集束电缆示意图图中1-绝缘凸脊2-绝缘层3-绝缘带筋4-金属导体具体实施方式
本实用新型包括金属导体(4)，金属导体(4)外的绝缘层(2)，绝缘层(2)的表面绝缘凸脊(1)，2根或2根以上的绝缘线芯通过绝缘带筋(3)连结成一体。抗风雪绝缘集束电缆的金属导体(4)材料可以采用铜、铝和铝合金，导电线芯可生产成铜绞线、铝绞线、铝合金绞线、铜合金绞线或铜包钢绞线，另外对于敷设跨度较大的集束电缆，其导电线芯可以采用铜包钢线或中间为钢芯，周围为铝绞线或铝合金绞线的结构。对于钢芯主要起支撑作用，铜绞线、铝绞线或铝合金绞线主要起传输电流的作用。绝缘集束电缆的绝缘层(2)采用耐候性的聚氯乙烯绝缘料、黑色耐候性低密度聚乙烯绝缘料或交联热固性聚烯烃。碳黑含量控制在一定的范围，碳黑含量在0.5～1％时就有较好的介电性能。为解决光老化和电气性能之间的矛盾，我们采用了粒径为20～100nμ的碳黑，且均匀混和分布，即使碳黑含量为0.5～1.0％时，仍具有很好的光老化性能，仍可阻止粒径(即波长)为300～400nμ的光子进入高分子绝缘之中，从而不致使碳氢健折断和绝缘裂解，致使绝缘加速老化。
抗风雪绝缘集束电缆的特殊之处在于绝缘层(2)表面的绝缘凸脊(1)同绝缘层连为一体，表面必须光滑，绝缘凸脊(1)和绝缘凸脊(1)的连接处必须光滑连接，不能有尖角，且绝缘凸脊(1)和绝缘层(2)为同一绝缘材料。抗风雪绝缘集束电缆的每个绝缘线芯而言，其绝缘凸脊(1)呈弓形，弓形的圆心角由弓的高度(H)决定。绝缘凸脊(1)的半径(R)、绝缘凸脊的弓形高度(H)、绝缘层半径(r)、两个绝缘凸脊的弓形的圆心角同该绝缘线芯的圆心所成角度为(θ)共同确定绝缘凸脊的形状。集束绝缘电缆的绝缘凸脊(1)的弓形高度(h)是由设计风速、绝缘半径(r)所决定。一般情况下导体标称截面的范围为1.5～800mm2，导体半径(r。)的范围为1.37mm～32mm、θ的范围为10°～22.5°、h/r的范围为0.05～0.2、h≥0.5*R*SIN(θ/2)。因此，绝缘凸脊的弓形高度(h)的范围为0.15mm～4mm。
抗风雪绝缘集束电缆的绝缘凸脊的数量(n)是由设计风速、绝缘半径(r)所决定。一般情况下导体标称截面的范围为1.5～800mm2，导体半径r的范围为1.37mm～32mm、θ的范围为10°～22.5°、h/r的范围为0.05～0.2、h≥0.5*R*SIN(θ/2)。因此，绝缘凸脊的数量(n)的范围为10～40个。
抗风雪绝缘集束电缆使用于低压电网模式，其主要特点是使用于架空电缆的主干线和分支线。
抗风雪绝缘集束电缆由两个绝缘线芯组成二线形式(见附图2)，呈“一字型”结构排列，可用于水平敷设的绝缘集束电缆；抗风雪绝缘集束电缆由三个绝缘线芯组成三线绝缘集束电缆(见附图3、4、5)，对于三线绝缘集束电缆，可以设计为三根绝缘线芯在一条直线上，呈“一字型”结构排列(见附图3)；绝缘线芯也可设计成“△角型”结构排列(见附图4、5)，对于附图4这种结构，在实际生产中比较容易，所以电缆生产厂家常选用此结构，同时也可根据敷设的需要将其展开呈“一字型”。抗风雪集束绝缘电缆由三个绝缘线芯组成三线绝缘集束电缆，当在低压配电网使用时，其用于三相三线制；抗风雪绝缘集束电缆由四个绝缘线芯组成四线绝缘集束电缆(见附图6、7、8)，对于四线绝缘集束电缆，可以设计为四根绝缘线芯在一条直线上，呈“一字型”结构排列；绝缘线芯也可设计呈“□字型”结构排列；绝缘线芯也可设计成“△角型”结构排列；抗风雪绝缘集束电缆由四个绝缘线芯组成四线绝缘集束电缆，当在低压配电网使用时，其用于三相四线制。可以根据使用场低年风力的情况，对于呈“□字型”的绝缘集束电缆，在设计中，可以背风面的左下方电缆导电线芯截面大小、绝缘厚度设计小于其他绝缘线芯，同时，其表面的绝缘凸脊的弓形高度(h)相对其他绝缘线芯要小，且绝缘凸脊数量要多；对于“△角型”绝缘集束电缆，在设计中，主要使用于大跨度敷设方面，可以将呈“△角型”的中心线芯设计为钢丝，其中钢丝主要作用是用来增强电缆的抗张能力。同时，在设计中，也将呈“△角型”的中心线芯的截面大小、绝缘厚度设计小于其他绝缘线芯，其表面的绝缘凸脊的弓形高度(h)相对其他绝缘线芯要小，且绝缘凸脊数量要多；抗风雪绝缘集束电缆由四根绝缘导线对称分布截面呈“□字型”，在集束绝缘电缆形成的中间空隙中，因为没有风形成的涡流，绝缘线芯朝形成中间空隙部分绝缘层表面可以不需要绝缘凸脊，绝缘层表面就不再具有绝缘凸脊，从而可以节省一些材料。
本实用新型的优点在于该绝缘集束电缆每个绝缘线芯表面的绝缘凸脊(1)具有减小风压的作用，同时，其绝缘凸脊具有减小积雪的作用。同时，由于导线各线芯相互绝缘且经带筋连成一体组成平行集束，因而各导线受力均匀，绝缘层不受压，组合抗拉断力大于组成合中各单根绝缘导线抗拉断力之和，平行集束导线的生产一次成型(即一次挤出三根或四根)，效率高，成本低，与绞合成缆式结构相比，平行集束导线结构简单，生产工艺大简化，易形成规模生产。同时，在中低压配电网中应用，其具有在降损、节资、扩容、安全等方面呈现很好的效果。
权利要求1.一种抗风雪绝缘集束电缆，包括金属导体(4)，其特征在于在金属导体(4)外有绝缘层(2)，绝缘层(2)的表面为绝缘凸脊(1)。
2.根据权利要求1所述的抗风雪绝缘集束电缆，其特征在于绝缘集束电缆为2根或2根以上的绝缘线芯通过绝缘带筋(3)连结成一体。
3.根据权利要求1或2所述的抗风雪绝缘集束电缆，其特征在于绝缘集束电缆的金属导体(4)材料可以采用铜、铝或铝合金，导电线芯可生产成铜绞线、铝绞线、铝合金绞线、铜合金绞线或铜包钢绞线，另外对于敷设跨度较大的集束电缆，其导电线芯可以采用铜包钢线或中间为钢芯，周围为铝绞线或铝合金绞线的结构。
4.根据权利要求1或2所述的抗风雪绝缘集束电缆，其特征在于绝缘集束电缆的绝缘层(2)采用耐候性的聚氯乙烯绝缘料、黑色耐候性低密度聚乙烯绝缘料或交联热固性聚烯烃，碳黑含量控制在5％～1％，粒径为20nμ～100nμ，均匀混和分布。
5.根据权利要求1或2所述的抗风雪绝缘集束电缆，其特征在于绝缘凸脊(1)呈弓形，弓形的圆心角由弓的高度(H)决定，绝缘凸脊的半径(R)、绝缘凸脊的弓形高度(H)、绝缘层半径(r)、两个绝缘凸脊的弓形的圆心角同该绝缘线芯的圆心所成角度为(θ)共同确定绝缘凸脊的形状。
6.根据权利要求5所述的抗风雪绝缘集束电缆，其特征在于导体标称截面的范围为1.5～800mm2，导体半径(ro)的范围为1.37mm～32mm、θ的范围为10°～22.5°、h/r的范围为0.05～0.2、h≥0.5*R*SIN(θ/2)时，绝缘凸脊(1)的弓形高度(h)的范围为0.15mm～4mm，绝缘凸脊的数量(n)的范围为10～40个。
7.根据权利要求2所述的抗风雪绝缘集束电缆，其特征在于两个绝缘线芯组成二线形式，呈“一字型”结构排列，三个绝缘线芯组成三线绝缘集束电缆，可以设计为三根绝缘线芯在一条直线上，呈“一字型”结构排列，或设计成“△角型”结构排列，四个绝缘线芯组成四线绝缘集束电缆，可以设计为四根绝缘线芯在一条直线上，呈“一字型”结构排列，或呈“△角型”结构的结构排列或绝缘线芯可设计成“□字型”结构排列。
8.根据权利要求7所述的抗风雪绝缘集束电缆，其特征在于对于由四个绝缘线芯组成四线绝缘集束电缆，当在低压配电网使用时，其用于三相四线制，对于“□字型”绝缘集束电缆，在背风面的左下方电缆导电线芯截面大小、绝缘厚度小于其他绝缘线芯，同时，其表面的绝缘凸脊的弓形高度(h)相对其他绝缘线芯要小，且绝缘凸脊数量要多，对于“△角型”绝缘集束电缆，在设计中，主要使用于大跨度敷设方面，可以将“△角型”中心线芯设计为钢丝，“△角型”中心线芯的截面大小、绝缘厚度小于其他绝缘线芯，其表面的绝缘凸脊的弓形高度(h)相对其他绝缘线芯要小，且绝缘凸脊数量要多。
9.根据权利要求7或8所述的抗风雪绝缘集束电缆，其特征在于四根绝缘导线对称分布截面呈“□字型”的结构排列，在绝缘集束电缆形成的中间空隙中，因为没有风形成的涡流，绝缘线芯朝形成中间空隙部分绝缘层表面可以不需要绝缘凸脊。
10.根据权利要求1或2所述的抗风雪绝缘集束电缆，其特征在于绝缘层(2)表面的绝缘凸脊(1)同绝缘层连为一体，表面必须光滑，绝缘凸脊(1)和绝缘凸脊(1)的连接处必须光滑连接，且绝缘凸脊(1)和绝缘层(2)为同一绝缘材料。
专利摘要本实用新型属于电力电缆技术领域，涉及一种抗风雪绝缘集束电缆。它包括金属导体，在金属导体外有绝缘层，绝缘层的表面为绝缘凸脊，绝缘集束电缆为2根或2根以上的绝缘线芯通过绝缘带筋连结成一体。本实用新型的优点在于该绝缘集束电缆每个绝缘线芯表面的绝缘凸脊具有减小风压的作用和减小积雪附着在绝缘表面的作用。同时，由于电缆各线芯相互绝缘且经带筋连成一体可组成平行集束，因而各线芯受力均匀，绝缘层不受压，组合抗拉断力大于组成合中各单根绝缘导线抗拉断力之和，平行集束电缆的生产一次成型效率高，成本低，平行集束电缆结构简单，生产工艺大简化，易形成规模生产。同时，在中低压配电网中应用，其具有在降损、节资、扩容、安全等方面呈现很好的效果。
文档编号H01B7/17GK2650297SQ0322754
公开日2004年10月20日 申请日期2003年5月6日 优先权日2003年5月6日
发明者刘坚栋, 杜新梅, 刘军 申请人:新疆特变电工股份有限公司