CN101399097B - 真空电力电缆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空电力电缆，属于电力传输技术领域。真空电力电缆包括导电芯、外层密封管及中间绝缘层，其特征在于所述中间绝缘层由真空及固体绝缘支撑构成，轮毂式结构的固体绝缘支撑均匀分段设置在导电芯和外层密封管之间，以避免导电芯和外层密封管相碰；真空作为主体绝缘，其真空度高于1.33×10^-2Pa。本发明电缆具有耗材少、成本低、制造简便的特点，其电容量小，传输容量大，对绝缘、导体无氧化和电老化问题，使电缆寿命大大提高，适用作中、高电压等级的电力电缆。

Description

真空电力电缆

技术领域

本发明涉及一种真空电力电缆，具体涉及一种以真空为主要绝缘，并采用固体绝缘支撑的真空电力电缆。属于电力传输领域。

背景技术

目前电力电缆绝大部分采用以石油为原料的聚烯烃绝缘，随着石油的逐步枯竭，其价格将进一步上升。另外，随着铜资源的不断紧缺，电力电缆导体以铝代铜渐成一趋势，但用铝线后要增加绝缘材料用量。

另一种为压缩气体绝缘电缆，又称管道充气电缆，是在内外两个圆管之间充以一定压力(一般为0.2-0.5MPa)的SF₆气体。内圆管为导电芯，由固体绝缘垫片每隔一定距离支撑在外圆管内。外圆管既作为SF₆气体介质的压力容器，又作为电缆的外护层。(见《电线电缆手册》第一册，机械工业出版社，2001)。但从环境保护角度看，SF₆气体是一种温室效应气体，它对地球温暖化系数是CO₂的24900倍，而且SF₆的分子结构非常稳定，其寿命长达3200年。从全球环境保护出发，《联合国气候变化框架公约京都协定书》规定，到2030年将禁止SF₆气体的使用。

若能开发一种采用真空作为绝缘的电缆，则可因在真空下运行不存在氧化和电场老化问题使电缆寿命大幅度提高，又可节材、节能、环保。

发明内容

本发明的目的在于针对现有电力电缆的不足，提供一种真空电力电缆，该电缆耗材少、成本低，可大幅度提高其寿命，适用于中、高电压等级。

为实现这样的目的，本发明的真空电力电缆包括导电芯，外层密封管及中间绝缘层，所述中间绝缘层由真空及固体绝缘支撑构成，轮毂式结构的固体绝缘支撑均匀分段设置在导电芯和外层密封管之间，以避免导电芯和外层密封管相碰；真空作为主体绝缘，其真空度高于1.33×10^-2Pa。

本发明中，固体绝缘支撑为一种无机硅酸盐材料或工程塑料，采用分段式设置，分段起支撑作用。

本发明中，外层密封管为钢管、铝管或铝塑复合管，可为刚性管与可挠性管两种，刚性管的连接采用机械可拆和焊接两种方式，可挠性管采用连续波纹管形式。所述钢管、铝管的外部涂覆防腐涂层。

在本发明所述电缆的终端或中间部分设置真空阀与监控装置。

真空是一种很好的零价绝缘介质，真空度为10^-1-10^-2Pa，电极为铝、铜时，其击穿场强为40-50kV/mm，比聚乙烯、聚四氟乙烯的击穿场强高得多。电缆在运行过程中如产生带电粒子，当导电芯电流足够大时，则此带电粒子在电缆中电、磁场作用下是沿轴向运动，具有磁自绝缘功能。

本发明真空电力电缆的导热形式主要为辐射，在支撑绝缘处则为传导导热。

本发明电缆可制成高、中压电力电缆，特别是高压电力电缆，中压电缆可做成多芯结构，并可做成分段装配刚性型和连续卷绕型。

本发明的真空电力电缆在应用于35kV及以上电压等级时，其固体绝缘支撑应进行电场计算与外形设计，以取得最佳表面尺寸。

本发明电缆以真空为主要绝缘，并采用固体绝缘支撑，导电芯以铝为主，外层为钢、铝或铝塑复合管，适用作中、高电压等级的电力电缆，特别适用于制造110kV及以上的高压电缆。具有：1.耗材少、成本低；2.有利于采用铝导体，从而可节约价昂的铜；3.制造简便，不需高昂的制造设备与庞大的厂房；4.制造过程能耗少；5.对绝缘、导体无氧化和电老化问题，使电缆寿命大大提高；6.一旦击穿，有自恢复功能；7.电容量小，因此充电电流小，传输距离可增大；8.介质损耗极小，工作电压可很高；9.传输容量大；10.易制成耐火型。

附图说明

图1为本发明的真空电力电缆结构示意图。

图中：1-导电芯，2-真空，3-外层密封管，4-固体绝缘支撑。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述，但不构成对本发明的限定。

如图1所示，本发明的真空电力电缆包括导电芯1，外层密封管3及中间绝缘层，其特征在于所述中间绝缘层由真空2及固体绝缘支撑4构成，轮毂式结构的固体绝缘支撑4均匀分段设置在导电芯1和外层密封管3之间，以避免导电芯1和外层密封管3相碰；真空2作为主体绝缘，其真空度高于1.33×10^-2Pa。

本发明中，固体绝缘支撑4采用无机硅酸盐材料或工程塑料。

本发明中，位于最里边的导电芯1，材料为铝或铜导体，优选铝导体。

本发明中，外层密封管3为钢管、铝管或铝塑复合管，可为刚性管与可挠性管两种，刚性管的连接采用机械可拆和焊接两种方式，可挠性管采用连续波纹管形式。所述钢管、铝管的外部涂覆防腐涂层。

在本发明电缆的终端或中间部分，通过设置真空阀与监控装置，保证电缆内部真空度高于1.33×10^-2Pa。

在本发明电缆的终端与中间连接头，采用无机硅酸盐绝缘，表面金属化后的焊接工艺，亦可采用聚合物绝缘机械可拆密封工艺。

在上述结构的描述的基础上，提供本发明的具体实施例：

实施例1

分段装配型

采用钢管、铝管或铝塑复合管为外层密封管3，前两者外涂防腐涂层。外层密封管3连接方式为：1、机械可拆密封方式；2、焊接方式，可用钎焊、电阻焊、激光焊等方法。

导电芯1为铝或铜杆、棒，采用螺纹连接，也可在连接处用套筒压接。导电芯1与外层密封管3间采用聚四氟乙烯固体绝缘支撑4。

实施例2

连续卷绕型

外层密封管3采用钢带或铝带纵包焊成，并轧成波纹，外涂防腐涂层。导电芯1为铝或铜绞线，采用陶瓷固体绝缘支撑4。

实施例3

电缆附件

刚性真空电缆只有电缆终端头，没有中间连接头；对于卷绕型电缆，则有终端与中间连接头。终端头与中间连接头皆采用陶瓷绝缘，表面金属化后与导电芯、金属外壳采用焊接方式以保证真空密封。

实施例4

真空监控

在敷设好此电缆的终端或中间部位，根据电缆的不同长度，设置若干个真空监控点，选用波纹管法等可靠的监测装置，当出现慢性漏气时，将立即发出声光报警信号，并可开启真空阀抽气。

Claims (4)

1.一种真空电力电缆，包括导电芯(1)，外层密封管(3)及中间绝缘层，其特征在于所述中间绝缘层由真空(2)及固体绝缘支撑(4)构成，轮毂式结构的固体绝缘支撑(4)均匀分段设置在导电芯(1)和外层密封管(3)之间，以避免导电芯(1)和外层密封管(3)相碰；真空(2)作为主体绝缘，其真空度高于1.33×10^-2Pa；所述导电芯(1)的材料为铝或铜；所述固体绝缘支撑(4)采用无机硅酸盐材料或工程塑料；所述外层密封管(3)为钢管、铝管或铝塑复合管，所述钢管、铝管的外部涂覆防腐涂层。

2.根据权利要求1所述的真空电力电缆，其特征在于，在所述电缆的终端或中间部分设置真空阀与监控装置。

3.根据权利要求1所述的真空电力电缆，其特征在于所述外层密封管(3)为刚性管或可挠性管。

4.根据权利要求3所述的真空电力电缆，其特征在于所述刚性管的连接采用机械可拆或焊接，所述可挠性管采用连续波纹管形式。

Images