一种铝合金风电塔筒电力电缆的制作方法

1.本实用新型涉及一种铝合金风电塔筒电力电缆，特别是提供一种能满足风电塔筒敷设安装环境要求，且具有自重轻，电阻小，散热性能优，电力传输能力强等诸多优势新型电缆，以满足我国十四五碳达峰和碳中和目标规划背景下，风电项目的大力健康发展需求。


背景技术：

2.风电塔筒电缆作为风力发电到输出唯一的电力传输路径，它的敷设安装性能、电力传输性能直接影响着风电项目的健康发展；根据工程应用需求，需要一款电缆自重轻、电力传输能力强，线路损耗小的电缆，才能满足风电项目电缆垂直安装、电力高效低损传输的要求。


技术实现要素：

3.针对上述问题和缺陷，本实用新型提供了一种铝合金风电塔筒电力电缆，能满足风电塔筒敷设安装环境要求，且具有自重轻，电阻小，散热性能优，电力传输能力强等诸多优势新型电缆，以满足我国十四五碳达峰和碳中和目标规划背景下，风电项目的大力健康发展需求。
4.本实用新型的技术方案是：一种铝合金风电塔筒电力电缆包括绝缘线芯、支架两个部分组成；所述绝缘线芯上端分别经耐扭电缆与发电机舱的风力发电机连接；所述绝缘线芯下端经转弯出塔筒筒体，后进入箱变。
5.作为本实用新型优选的，所述绝缘线芯由三根组成，与三根耐扭电缆一一对应连接，以适应风力发电3相交流电力传输需求。
6.作为本实用新型优选的，所述绝缘线芯由铝合金导体、绝缘两个部分组成，导体采用铝合金材质，相对于铜导体而言具有重量轻，价格低廉的优势；同时通过合金成分的加入以及特殊热处理工艺，可大大提高铝合金导体的机械性能和抗蠕变特性，以适用于电缆长期垂直敷设安装要求，减轻风电塔筒的承载能力，提高电缆导体电气安全特性。
7.作为本实用新型优选的，所述铝合金导体为单根实心导体，相比现有绞合导体，解决导体因多根绞合造成的电阻增加问题，最大程度发挥导体载流能力。
8.作为本实用新型优选的，所述铝合金导体的形状为扁形结构，扁形结构的宽高比为 3～5倍之间，宽面为平板形状，高面为圆弧形状；这样的结构有效解决电缆弯曲安装和上盘运输问题，同时增加了绝缘线芯的表面积，进一步提高了电缆的传输电力的散热能力。
9.作为本实用新型优选的，所述绝缘设置在铝合金导体外围，形成扁形绝缘线芯结构。
10.作为本实用新型优选的，所述绝缘线芯的铝合金导体与耐扭电缆之间，采用铜铝过渡接头进行电气连接，实现铝合金实心导体向耐扭电缆软结构铜导体之间的电气连接，解决风电发电机舱因风向变化产生扭转与铝合金实心导体之间的柔性过渡，提高电气安全性能要求。
11.作为本实用新型优选的，所述支架由弧形垫衬、夹板、夹紧螺栓三部分组成；所述弧形垫衬的圆弧直径与塔筒筒体的内壁直径相等，设置于塔筒筒体内壁与绝缘线芯之间，给绝缘线芯平面与塔筒筒体弧面之间提供一个受力垫层；所述弧形垫衬采用非金属高强度绝缘材料制成，除了提供受力垫层作用外，还起到绝缘线芯与塔筒筒体之间的绝缘隔离的效果，提高电缆的绝缘电气性能。
12.作为本实用新型优选的，所述夹板有三块，与三根绝缘线芯依次相隔对应设置，每块夹板中间有空气对流槽孔；所述夹板采用高强度绝缘材料制成，具有良好机械性能的同时，具有良好的绝缘性能。
13.作为本实用新型优选的，所述夹紧螺栓将每根夹板穿起，并锁紧，提供足够的夹板与绝缘线芯之间的侧压力，从而提高夹板与绝缘线芯之间的摩擦力，使得固定三根绝缘线芯垂直敷设安装。
14.作为本实用新型优选的，所述相邻两根绝缘线芯之间，均有一块夹板夹持并隔离，形成三根绝缘线芯之间均留有一块夹板厚度尺寸的间隙；同时每块夹板中间有空气对流槽孔，与相邻两根绝缘线芯之间的间隙连成贯通的空气对流间隙，可以在电缆电力传输时形成良好的散热效果，加上绝缘线芯扁形结构设计，更增加了电缆三根绝缘线芯的散热表面积，进一步提高电缆的散热效果，最终体现在优异的电力载流能力和低损耗特性。
15.作为本实用新型优选的，所述支架有多个组成，沿着绝缘线芯敷设方向依次排列；相邻两个支架之间的距离不大于3米，起到绝缘线芯垂直敷设均匀受力的目的，提高电缆绝缘线芯的机械保护特性。
16.与现有技术相比，本实用新型的创新效果是：
17.电缆绝缘线芯导体采用整根实心导体结构，解决导体因多根绞合造成的电阻增加问题，最大程度发挥导体载流能力；电缆绝缘线芯的导体采用扁形结构，很好地提高了整根实心导体结构的弯曲性能，解决电缆弯曲安装和上盘运输问题，同时增加了绝缘线芯的表面积，进一步提高了电缆的传输电力的散热能力；综上所述，本本实用新型公开一种铝合金风电塔筒电力电缆创新结构，与现有风电塔筒电缆相比较，具有自重轻，电阻小，散热性能优，电力传输能力强等诸多优势。
附图说明
18.为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体的实例并结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，其中：
19.图1为本实用新型的结构示意图，图2为图1为实用新型的结构示意图a
‑
a的剖面图。
20.附图中标号为：绝缘线芯(1)、铝合金导体(11)、绝缘(12)、支架(2)、弧形垫衬(21)、夹板(22)、夹紧螺栓(23)、塔筒筒体(3)、耐扭电缆(4)、铜铝过渡接头(5)、发电机舱(6)、箱变(7)。
具体实施方式
21.见图1、图2，本一种铝合金风电塔筒电力电缆包括绝缘线芯(1)、支架(2)两个部分组成；绝缘线芯(1)由三根组成，上端分别经三根耐扭电缆(4)与发电机舱(6)的风力发电机
连接；三根绝缘线芯(1)下端经转弯出塔筒筒体(3)，后进入箱变(7)。
22.绝缘线芯(1)由铝合金导体(11)、绝缘(12)两个部分组成，导体采用铝合金材质；铝合金导体(11)为整根实心扁形结构，扁形结构的宽高比为3～5倍之间，宽面为平板形状，高面为圆弧形状；绝缘(12)设置在铝合金导体(11)外围，形状为扁形结构。
23.绝缘线芯(1)的铝合金导体(11)与耐扭电缆(4)之间，采用铜铝过渡接头(5) 进行电气连接，实现铝合金导体(11)实心结构向耐扭电缆(4)软结构铜导体之间的电气连接，提高电气安全性。
24.支架(2)由弧形垫衬(21)、夹板(22)、夹紧螺栓(23)三部分组成；弧形垫衬 (21)的圆弧直径与塔筒筒体(3)的内壁直径相等，设置于塔筒筒体(3)内壁与绝缘线芯 (1)之间，给绝缘线芯(1)平面与塔筒筒体(3)弧面之间提供一个受力垫层；弧形垫衬 (21)采用非金属高强度绝缘材料制成，除了提供受力垫层作用外，还起到绝缘线芯(1) 与塔筒筒体(3)之间的绝缘隔离的效果，提高电缆的绝缘电气性能。
25.夹板(22)由三块组成，与三根绝缘线芯(1)依次相隔对应设置，每块夹板(22) 中间有空气对流槽孔；相邻两根绝缘线芯(1)之间，均有一块夹板(22)夹持并隔离，形成三根缘线芯(1)之间均留有一块夹板(22)厚度尺寸的间隙；同时每块夹板(22)中间有空气对流槽孔，与相邻两根绝缘线芯(1)之间的间隙连成贯通的空气对流间隙，可以在电缆电力传输时形成良好的空气对流散热效果。
26.支架(2)有多个组成，沿着绝缘线芯(1)垂直敷设方向依次排列；相邻两个支架 (2)之间的距离不大于3米，起到绝缘线芯(1)垂直敷设均匀受力的目的，提高电缆绝缘线芯(1)的机械保护特性。
27.工作原理：如图1、图2所示，一种铝合金风电塔筒电力电缆由三根绝缘线芯(1) 组成，沿着塔筒筒体(3)垂直敷设；上端与三根耐扭电缆(4)分别经铜铝过渡接头(5) 电气连接；下端经转弯出塔筒筒体(3)，后进入箱变(7)；实现风力发电机舱(6)与箱变(7)之间的三相电力传输；电缆绝缘线芯(1)的铝合金导体(11)采用整根实心导体结构，解决导体因多根绞合造成的电阻增加问题，最大程度发挥导体载流能力；电缆绝缘线芯 (1)的铝合金导体(11)采用扁形结构，很好地提高了整根实心导体结构的弯曲性能，解决电缆弯曲安装和上盘运输问题，同时增加了绝缘线芯(1)的表面积，进一步提高了电缆的传输电力的散热能力；相邻两根绝缘线芯(1)之间均留有一块夹板(22)厚度尺寸的间隙，同时每块夹板(22)中间有空气对流槽孔，与相邻两根绝缘线芯(1)之间的间隙连成贯通的空气对流间隙，可以在电缆电力传输时形成良好的空气对流散热效果。综上所述，本实用新型公开一种铝合金风电塔筒电力电缆创新结构，与现有风电塔筒电缆相比较，具有自重轻，电阻小，散热性能优，电力传输能力强等诸多优势。
28.以上所述的具体实例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等均应包含在本实用新型保护范围之内。