CN102360613B

CN102360613B - 智能电网铜丝屏蔽型中压光纤复合缆及屏蔽装置

Info

Publication number: CN102360613B
Application number: CN 201110295566
Authority: CN
Inventors: 施学青; 鲍继聪; 乔新霞; 马军
Original assignee: Jiangsu Hengtong Power Cable Co Ltd
Current assignee: State Grid Liaoning Electric Power Co Ltd; Jiangsu Hengtong Power Cable Co Ltd
Priority date: 2011-10-08
Filing date: 2011-10-08
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2031-10-08
Also published as: CN102360613A

Abstract

本发明涉及一种智能电网铜丝屏蔽型中压光纤复合缆及屏蔽装置，复合缆包括导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、半导电缓冲带层、铜丝、金属测温光单元、铜带、外护套，金属测温光单元包括光纤、纤膏、不锈钢管；该屏蔽装置包括变速齿轮箱、旋转机体、汇线模组成，旋转机体由中心轴、圆盘座、铜丝放线架、笼式自动退扭放线架，金属测温光单元可完全退扭、自动放线，最终实现每项输电导体精确测温的目的，达到了电缆运行实时监控，实时掌控电网运行状态，快速诊断和消除故障隐患；在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生，主干线路的供电安全性得以保障。

Description

智能电网铜丝屏蔽型中压光纤复合缆及屏蔽装置

技术领域

本发明涉及电力制造技术及屏蔽设备设计领域，特别是涉及一种智能电网铜丝屏蔽型中压光纤复合缆及疏绕该光纤复合缆中铜丝和金属测温光单元的屏蔽装置。

背景技术

近年来电缆火灾事故频繁发生，据有关资料统计，近20年来，我国仅火电厂就发生电缆火灾140多次。有24个电厂发生过2次及以上电缆火灾事故，个别电厂达4~6次。70%以上的电缆火灾所造成的损失非常严重，其中40% 的火灾事故造成特大损失。具不完全统计，国内电力行业每年因电力电缆事故带来的直接、间接经济损失达数十亿人民币。引起电缆火灾的直接原因往往是电缆接头制作质量不良、压接不紧、接触电阻过大，产生极大的热量引起的，特别是电缆沟或电缆槽盒内多根不同电压等级的电力电缆混杂在一起，通风散热不良，极易发生局部温升老化，并且通常有温度逐渐升高到电缆过热阴燃直至发生火灾这样一个缓慢的过程。

现有技术的中压光纤复合电缆是将裸测温光纤加入到绝缘屏蔽表面或者加在多芯填充缝隙内。加在绝缘屏蔽表面裸光纤的缺点是电缆终端及接头光纤不受保护，易出现衰减偏大问题；另一种加在多芯填充缝隙里，由于与绝缘体离的较远，测温精度比较差。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种电力传输、电力运行光纤监控及光纤通信复合于一体的智能电网铜丝屏蔽型中压光纤复合缆。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种智能电网铜丝屏蔽型中压光纤复合缆，包括缆芯、包覆在所述的缆芯外部的外护套，所述的缆芯包括导体、依次包覆在所述的导体外部的导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层以及半导体缓冲层带，所述的半导体缓冲层带外部疏绕有铜丝和金属测温光单元，所述的铜丝和金属测温光单元外部包覆有铜带，所述的金属测温光单元包括测温光纤、纤膏以及包覆在两者外部的不锈钢管。

优选地，所述的铜丝和金属测温光单元均匀地疏绕在所述的半导体缓冲层带外部。

优选地，所述的绝缘层为交联聚乙烯绝缘层。

优选地，所述的导体屏蔽层、绝缘层为半导电屏蔽料。

优选地，所述的外护套为聚氯乙烯或聚乙烯或无卤低烟材料护套。

优选地，所述的导体的芯数为1芯或3芯。

本发明的另一个目的是提供一种疏绕铜丝和金属测温光单元的屏蔽装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种疏绕铜丝和金属测温光单元的屏蔽装置，包括用于调节所述的铜丝、金属测温光单元疏绕节距的变速齿轮箱、旋转机体以及设置在模架上的汇线模，所述的旋转机体包括一根中空的中心轴、固定在所述的中心轴上的若干个圆盘座、架设在所述的圆盘座上、用于放线铜丝的铜丝放线架以及架设在所述的圆盘座上、用于放线金属测温光单元的笼式自动退扭放线架，所述的铜丝放线架、笼式自动退扭放线架分别架设在所述的圆盘座的两侧，每一侧所述的笼式自动退扭放线架设置有一个，由所述的导体包覆所述的导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层以及半导体缓冲层带组成的中压绝缘线芯从所述的中空的中心轴内穿过后与放线后所述的铜丝、金属测温光单元在所述的汇线模进行疏绕。

优选地，所述的笼式自动退扭放线架包括笼体、设置在所述的笼体内的直流电机、压力导轮以及光电传感器，所述的金属测温光单元穿过所述的压力导轮后进行疏绕。

优选地，所述的旋转机体还包括过线轮和过线孔。

优选地，所述的旋转机体还包括机械刹车。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

本发明将金属测温光单元与铜丝屏蔽疏绕在中压绝缘线芯表面，实现了每项输电导体精确测温的目的，达到了电缆运行实时监控，实时掌控电网运行状态，快速诊断和消除故障隐患；在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生，主干线路的供电安全性得以保障；此外，光纤在生产、施工时可抵卸机械外力作用、增大敷设弯曲余长、终端光纤接头方便；

本发明将铜丝屏蔽与金属测温光单元疏绕在中压绝缘线芯表面的屏蔽装置实现了中压电缆屏蔽与温度监测，金属测温光单元实现完全退扭、主动放线，张力可控制在20-200N，受力小不会发生衰减变化。

附图说明

附图1为本发明中光纤复合缆的结构示意图；

附图2为本发明中金属测温光单元的结构示意图；

附图3为本发明中屏蔽装置的主视图；

附图4为本发明中屏蔽装置的俯视图。

其中：1、导体；2、导体屏蔽层；3、绝缘层；4、绝缘屏蔽层；5、半导电缓冲带层；6、铜丝；7、金属测温光单元；70、测温光纤；71、纤膏；72、不锈钢管；8、铜带；9、外护套。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

如图1所示的一种智能电网铜丝屏蔽型中压光纤复合缆，包括缆芯、包覆在缆芯外部的外护套9。其中：缆芯包括导体1、依次包覆在导体1外部的导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4以及半导体缓冲层带5，半导体缓冲层带5外部均匀地疏绕有铜丝6和金属测温光单元7，铜丝6和金属测温光单元7外部包覆有铜带8。

如图2所示：金属测温光单元7包括测温光纤70、纤膏71以及包覆在两者外部的不锈钢管72。

下面对本实施例作进一步说明：

导体1芯数为1芯或者3芯，每个导体1的截面积为25~630mm ² ，导体1均匀采用第二类铜或铝导体，导体1所用单丝电阻率不大于0.017241Ω.mm ² /m；

导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4三层共挤制得中压绝缘线芯，其中，导体屏蔽层2、绝缘屏蔽层4材料为半导电屏蔽料，绝缘厚度符合GB/T12706标准要求；绝缘层3为交联聚乙烯绝缘层（XLPE绝缘层）；

屏蔽前先绕包一层半导电缓冲带层5，起到保护绝缘屏蔽作用，再将铜丝6与金属测温光单元7一同均匀地疏绕在半导体缓冲带层5表面，最后间隙绕包一层软铜带8，实现每项输电导体精确测温的目的；

单芯电缆直接挤制外护套9；三芯电缆将三个中压绝缘线芯绞合成缆，中间添加填充，绕包无纺布带，最后挤制外护套9。

外护套9的材料可以是聚氯乙烯、聚乙烯可以是无卤低烟材料，根据使用环境不同进行选择，外护套9的厚度符合GB/T12706标准要求。

以OPMC-YJSV-8.7/10kV 1×120 +WAG的加工为例：

拉丝：铜拉机拉丝制得2.96铜单丝，拉丝同时将单丝进行连接退火，保证单丝伸长率大于25%，电阻率不大于0.017241Ω·mm ² /m。

绞线：120 mm ² 导体结构为19根2.96mm铜单丝经紧压绞合而成，绞合结构为1+6+12，第一框上1盘2.96mm铜单丝股线；第二框上6盘2.96mm铜单丝，绞合方向为右向，绞合模具为紧压圆形红纳米模，模具尺寸8.0mm，公差±0.1mm；第三框上12盘2.96mm铜单丝，绞合方向为左向，绞合模具为紧压圆形红纳米模，模具尺寸13.0mm，公差±0.1mm；复绞节距控制在143~195mm。

绝缘：采用过氧化物三层共挤生产线，导体屏蔽单点厚度不小于0.5mm；XLPE绝缘平均厚度不小于4.5mm，最薄点厚度不小于3.95mm，偏芯率不大于12%；绝缘屏蔽单点厚度不小于0.5mm。

屏蔽：先绕包一层半导电缓冲带层5，采用屏蔽装置将35根1.13mm铜丝与一个金属测温光单元7均匀疏绕在半导电缓冲带层5表面，最后间隙50%绕包一层厚度0.12mm的软铜带8。

护套：使用150挤出机在缆芯表面挤面一个平均厚度不小于2.3mm的聚氯乙烯护套，最薄点厚度不小于1.86mm。

在屏蔽过程中，采用如图3、4所示的屏蔽装置，该装置包括用于调节铜丝6、金属测温光单元7疏绕节距的变速齿轮箱10、旋转机体11以及设置在模架13上的汇线模12。具体的说：

变速齿轮箱10根据规格大小调整铜丝6、金属测温光单元7的疏绕节距，配合组成四个档位；

旋转机体11包括一根中空的中心轴110、固定在中心轴110上的若干个圆盘座111、架设在圆盘座111上、用于放线铜丝6的铜丝放线架112、架设在圆盘座111上、用于放线金属测温光单元7的笼式自动退扭放线架113，铜丝放线架112、笼式自动退扭放线架113分别架设在圆盘座111的两侧，每一侧铜丝放线架112设置有多个、笼式自动退扭放线架113设置有一个。其中：

中心轴110是一个中空圆柱体，外径300-400mm，厚80-150mm，同时起到中压绝缘线芯穿线作用，中压绝缘线芯由导体1依次包覆导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4以及半导体缓冲带层5后组成；

圆盘座111是一个厚度60-100mm，直径1800-2200mm扁圆体；

铜丝放线架112采用机械皮带被动放线，放线盘直径200-350mm，放线铜丝6为0.40-2.00mm，放线涨力控制在50-600N，保证铜丝6张力均匀地疏绕在中压绝缘线芯表面；

笼式自动退扭放线架113包括笼体118、设置在笼体118内的直流电机117、压力导轮119以及光电传感器120。笼式自动退扭放线架113能保证金属测温光单元7在较小张力下完全退扭紧密地疏绕在中压绝缘线芯表面，起到输电导体精确测温的目的。生产时，金属测温光单元7穿过压力导轮119，压力导轮119根据线芯涨力不同产生不同位移，光电传感器120监测压力导轮119位移变化来调节直流电机117的速度，从而保证金属测温光单元7根据规格大小在20-200N自动均匀放线，放线盘可实现400-630mm放线。

此外，旋转机体11还包括过线轮114、过线孔115，过线轮114、过线孔115是铜丝6、金属测温光单元7过线装置，保证其不受磨损、擦伤等问题。

旋转机体11还包括机械刹车116，机械刹车116是生产时遇断线、停机的停车装置。

从铜丝放线架112放线的铜丝6、从笼式自动退扭放线架113放线的金属测温光单元7通过过线轮114、过线孔115后与通过中心轴110的中压绝缘线芯在汇线模12进行疏绕，完成屏蔽工序。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1. 一种疏绕铜丝和金属测温光单元的屏蔽装置，其特征在于：包括用于调节所述的铜丝、金属测温光单元疏绕节距的变速齿轮箱、旋转机体以及设置在模架上的汇线模，所述的旋转机体包括一根中空的中心轴、固定在所述的中心轴上的若干个圆盘座、架设在所述的圆盘座上、用于放线铜丝的铜丝放线架以及架设在所述的圆盘座上、用于放线金属测温光单元的笼式自动退扭放线架，所述的铜丝放线架、笼式自动退扭放线架分别架设在所述的圆盘座的两侧，每一侧所述的笼式自动退扭放线架设置有一个，导体依次包覆导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层以及半导体缓冲带层后组成的中压绝缘线芯从所述的中空的中心轴内穿过后与放线后所述的铜丝、金属测温光单元在所述的汇线模进行疏绕。

2. 根据权利要求1所述的屏蔽装置，其特征在于：所述的笼式自动退扭放线架包括笼体、设置在所述的笼体内的直流电机、压力导轮以及光电传感器，所述的金属测温光单元穿过所述的压力导轮后进行疏绕。

3. 根据权利要求1所述的屏蔽装置，其特征在于：所述的旋转机体还包括过线轮和过线孔。

4. 根据权利要求1所述的屏蔽装置，其特征在于：所述的旋转机体还包括机械刹车。