轻质高强度高压电缆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高压电领域以及材料领域，特别是涉及一种轻质高强度高压电缆。
【背景技术】
[0002]高压电缆应用于各个领域，由于其要远程传送电力，因此对于其导电性要求非常高，同时还要求电损降低到尽量的低。不管是高空高压电缆还是海底或地下高压电缆，均需要对其轻质化和抗拉强度性能有非常高的要求，同时对其外皮的耐腐蚀性和耐久性有比较高的要求。
[0003]目前为了提高高压电缆的强度，重点在其外皮上进行研究，通过对护套以及包带层的强度进行改进从而提高高压电缆整体抗拉强度，但是很少对于内部导电单元的强度进行研究，因此当外皮抗拉强度达到其极限或达到其疲劳极限后，内部导电单元不能对电缆整体强度起到促进作用，从而容易导致外皮断裂。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提出一种轻质高强度高压电缆。
[0005]具体通过如下技术手段实现:
一种轻质高强度高压电缆，所述高压电缆由内至外包括:导电单元、包带层、防水层和护套；所述导电单元包括导体线材、绝缘层和绝缘屏蔽层，且所述绝缘层包裹在导体线材外部、所述绝缘屏蔽层包裹在绝缘层外部；防水层包裹在包带层外部，最外层为护套；
所述导体线材为铝合金，所述铝合金按重量百分比计为:Ni:0.5-1.0%，Fe:0.08-0.12%，Si:0.02-0.06%，RE:0.001-0.006%，Be:0.01-0.02%，Zr:0.06-0.10%，Mo:0.6-1.1%，Sc:0.004-0.006%，余量为铝及不可避免的杂质；
所述铝合金的微观结构中含有强化相Zr2Mo3Ni相，且该强化相在铝合金中体积百分比为2~5% ;所述铝合金的微观结构中还含有高度弥散的Zr-Sc相，且该Zr-Sc相在铝合金中体积百分比为0.8~1.6%。
[0006]作为优选，所述铝合金成型为导体线材后，通过如下的热处理方式进行处理:加热至500~620°C温度后保温2~6h，然后将导体线材置入淬火油中进行急冷，淬火之后在-80~-120°C?米冷处理20~30min后恢复到室温，得到导体线材成品。
[0007]作为优选，所述淬火油的温度在急冷过程中始终保持在50~60°C。
[0008]作为优选，所述导电单元为多个，多个导电单元共同被所述包带层包裹，多个所述导电单元之间设置填充物，所述填充物为绝缘软质材料。
[0009]作为优选，所述绝缘层的原料按重量份数包括如下组分:高密度聚乙烯:62~66份、氢氧化镁:6~8份，抗氧化剂:1~2份，钛酸钙:1~2份，二氧化硅:1~2份；所述绝缘层的原料按照现有绝缘层的制备方法制备得到绝缘层。
[0010]本发明的效果在于:
1，通过对导体材料铝合金中Fe含量进行限定，从而在不显著降低其导电性的情况下，大幅度的提高了导体的强度；通过对铝合金中Sc的添加并合理限定含量，使得Sc与Zr形成复合析出相，从而达到强化和稳定组织的作用；通过合理限定RE的含量，使得铝合金微观结构中晶粒得到大幅度细化，通过对Zr、Mo、Ni含量进行限定，使得强化相Zr2Mo3Ni相的体积即能大幅度提高强度，又不增加总体质量。
[0011]2，通过对导体线材的铝合金组分含量进行调整，从而在提高导电性的前提下，大幅度提高了其抗拉强度，由于高压电缆外层(包带层、防水层护套等)均具有一定的延展性，因此当受到较高的拉伸力的时候，内部导体线材的高抗拉强度使得电缆外层所承受的强度大大降低，从而保证了高压电缆整体的耐用性。
[0012]3，通过对导体材料外部绝缘层的组分和含量进行调整，从而在保证延展性的情况下，提高了其强度，为了与导体材料的高强度进行适应。
[0013]4，通过合理确定铝合金的热处理制度，使得合金的微观结构得到优化，强度整体上得到提高。
[0014]5，通过对铝合金热处理时，在淬火后增加深冷处理，使得微观组织均匀。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
一种轻质高强度高压电缆，所述高压电缆由内至外包括:导电单元、包带层、防水层和护套；所述导电单元包括导体线材、绝缘层和绝缘屏蔽层，且所述绝缘层包裹在导体线材外部、所述绝缘屏蔽层包裹在绝缘层外部；所述导电单元为6个，6个导电单元共同被所述包带层包裹，防水层包裹在包带层外部，最外层为护套；所述多个导电单元之间设置填充物，所述填充物为绝缘软质材料。所述绝缘层的原料按重量份数包括如下组分:高密度聚乙烯:63份、氢氧化镁:6.8份，抗氧化剂:1.6份，钛酸钙:1.2份，二氧化硅:1.8份。所述导体线材为铝合金，所述铝合金按重量百分比计为:N1:0.8%, Fe:0.1%, S1:0.05%，RE:0.003%，Be:
0.016%，Zr:0.08%，Mo:0.9%，Sc:0.005%，余量为铝及不可避免的杂质；所述铝合金的微观结构中含有强化相Zr2Mo3Ni相，且该强化相在铝合金中体积百分比为3.6% ;所述铝合金的微观结构中还含有高度弥散的Zr-Sc相，且该Zr-Sc相在铝合金中体积百分比为1.1%。
[0016]实施例2
一种轻质高强度高压电缆，所述高压电缆由内至外包括:导电单元、包带层、防水层和护套；所述导电单元包括导体线材、绝缘层和绝缘屏蔽层，且所述绝缘层包裹在导体线材外部、所述绝缘屏蔽层包裹在绝缘层外部；所述导电单元为8个，8个导电单元共同被所述包带层包裹，防水层包裹在包带层外部，最外层为护套；所述多个导电单元之间设置填充物，所述导体线材为铝合金，所述铝合金按重量百分比计为:N1:0.9%，Fe:0.09%，S1:0.051%，RE:0.005%，Be:0.016%，Zr:0.09%，Mo:1.0%，Sc:0.005%，余量为铝及不可避免的杂质；所述铝合金的微观结构中含有强化相Zr2Mo3Ni相，且该强化相在铝合金中体积百分比为
2.9% ;所述铝合金的微观结构中还含有高度弥散的Zr-Sc相，且该Zr-Sc相在铝合金中体积百分比为1.2%。所述铝合金成型为导体线材后，通过如下的热处理方式进行处理:加热至582°C温度后保温5h，然后将导体线材置入淬火油中进行急冷，淬火之后在-96°C深冷处理28min后恢复到室温，得到导体线材成品。所述淬火油的温度在急冷过程中始终保持在52。。。
【主权项】
1.一种轻质高强度高压电缆，所述高压电缆由内至外包括:导电单元、包带层、防水层和护套；其特征在于:所述导电单元包括导体线材、绝缘层和绝缘屏蔽层，且所述绝缘层包裹在导体线材外部、所述绝缘屏蔽层包裹在绝缘层外部；防水层包裹在包带层外部，最外层为护套； 所述导体线材为铝合金，所述铝合金按重量百分比计为:Ni:0.5-1.0%，Fe:0.08-0.12%，Si:0.02-0.06%，RE:0.001-0.006%，Be:0.01-0.02%，Zr:0.06-0.10%，Mo:0.6-1.1%，Sc:0.004-0.006%，余量为铝及不可避免的杂质； 所述铝合金的微观结构中含有强化相Zr2Mo3Ni相，且该强化相在铝合金中体积百分比为2~5% ;所述铝合金的微观结构中还含有高度弥散的Zr-Sc相，且该Zr-Sc相在铝合金中体积百分比为0.8~1.6%。2.根据权利要求1所述的高压电缆，其特征在于，所述铝合金成型为导体线材后，通过如下的热处理方式进行处理:加热至500~620°C温度后保温2~6h，然后将导体线材置入淬火油中进行急冷，淬火之后在-80~-120°C深冷处理20~30min后恢复到室温，得到导体线材成品。3.根据权利要求2所述的高压电缆，其特征在于，所述所述淬火油的温度在急冷过程中始终保持在50~60°C。4.根据权利要求1所述的高压电缆，其特征在于，所述导电单元为多个，多个导电单元共同被所述包带层包裹，多个所述导电单元之间设置填充物，所述填充物为绝缘软质材料。5.根据权利要求1所述的高压电缆，其特征在于，所述绝缘层的原料按重量份数包括如下组分:高密度聚乙烯:62~66份、氢氧化镁:6~8份，抗氧化剂:1~2份，钛酸钙:1~2份，二氧化硅:1~2份；所述绝缘层的原料按照现有绝缘层的制备方法制备得到绝缘层。
【专利摘要】本发明涉及一种轻质高强度高压电缆，通过对其导电材料的材质等进行改进以及层状结构的各层布置方式，使得该高压电缆保证了轻质化，且整体导电性提高的情况下，同时使得抗拉强度得到了大幅度提高，从而使得该高压电缆的耐用性和适用性得到了大幅度提高。
【IPC分类】H01B7/02, H01B9/02, H01B1/02
【公开号】CN105006296
【申请号】CN201510499426
【发明人】李白
【申请人】李白
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年8月15日