CN103474162A - 水密型架空防护电缆 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种水密型架空防护电缆，包括设于内部的多根相绞合的铜丝和包裹在外的绝缘层，铜丝与铜丝之间及铜丝与绝缘层之间存在间隙，间隙内填充有水密性半导电屏蔽料。通过在铜丝与铜丝之间及铜丝与绝缘层之间填充满水密性半导电屏蔽料，从而有效提高了架空电缆的绝缘性和防水性，延长了该电缆的使用寿命。

Description

水密型架空防护电缆

技术领域

本发明涉及绝缘电缆，更具体地说，涉及一种水密型架空防护电缆。

背景技术

随着城市电力需求量的增大和密集化程度的提高，配电网的密度随之提高，对输配电网的可靠性和安全性也提出了更高的要求。从而推进了从裸线向绝缘电缆的进程。

另一方面，城市中的大气污染等问题日益严重，夹杂了污染的雨水进入导体连接部后，容易在铜线表面形成硬而脆的氧化膜并产生腐蚀坑，腐蚀坑进一步腐蚀后又形成氧化膜，如此循环，最终导致断线。

目前普通的10KV、35KV的架空绝缘电缆是采用紧压绞合方式，通过紧压来减少其内铜导丝之间的间隙，但是无法完全杜绝腐蚀，一旦发生腐蚀，水会进入电缆内部，加速腐蚀过程，因此在使用5-10年后，都会出现不同程度的断线现象，给输配电供电的安全运行带来了严重的威胁。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种水密型架空防护电缆，能够提高电缆的绝缘性和防水性，延长电缆的使用寿命。

一种水密型架空防护电缆，包括设于内部的多根相绞合的铜丝和包裹在外的绝缘层，所述的铜丝与铜丝之间及铜丝与绝缘层之间存在间隙，间隙内填充有水密性半导电屏蔽料。

所述的多根铜丝直径不同，并通过非紧压式绞合在一起，形成铜丝间的间隙。

所述的间隙为0.1～0.5mm。

所述的绝缘层为耐候性XLPE材料。

所述的绝缘层的厚度t满足以下三个公式：

t=V/E₀，

$t=\frac{V_{\mathrm{ac}}}{E_{L\left(\mathrm{ac}\right)}}=\frac{V_0/\sqrt{3}{K}_1{K}_2{K}_3}{E_{L\left(\mathrm{ac}\right)}},$

$t=\frac{V_{\mathrm{imp}}}{E_{L\left(\mathrm{imp}\right)}}=\frac{\mathrm{BIL}{K}_1^{\′}{K}_2^{\′}{K}_3^{\′}}{E_{L\left(\mathrm{imp}\right)}},$

式中：

t为绝缘厚度（mm）；V为承受的电压（kV）；E₀为设计破坏强度（kV/mm）；Vac为电缆承受的工频电压（kV）；Vimp为电缆承受雷电冲击电压（kV）；E_L（ac）为最低工频电压破坏强度（kV/mm）；E_L（imp）为最低雷电冲击电压破坏强度（kV/mm）；BIL为基准雷电冲击强度（kV）；K₁、K′₁为老化系数；k₂、K′₂为温度系数；K₃、K′₃为安全系数。

所述的水密性半导电屏蔽料为EVA材料。

本发明的水密型架空防护电缆，包括设于内部的多根相绞合的铜丝和包裹在外的绝缘层，铜丝与铜丝之间及铜丝与绝缘层之间存在间隙，间隙内填充有水密性半导电屏蔽料。通过在铜丝与铜丝之间及铜丝与绝缘层之间填充满水密性半导电屏蔽料，从而有效提高了架空电缆的绝缘性和防水性，延长了该电缆的使用寿命。

附图说明

在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1是本发明的水密型架空防护电缆的径向截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

本发明的水密型架空防护电缆的径向截面如图1所示，其与现有技术相同的是，同样也包括设于内部的多根相绞合的铜丝1和包裹在外的绝缘层2。不同的是，所述的铜丝1与铜丝1之间及铜丝1与绝缘层2之间存在间隙，间隙内填充有水密性半导电屏蔽料3。所述的多根铜丝1直径不同，并通过非紧压式绞合在一起，形成铜丝1间的间隙。在图1中，就是通过采用一大直径的铜丝1（中间）和其余17根小直径的铜丝1进行紧压式绞合在一起。通过该方式能够增大铜丝1之间的间隙，该间隙可达0.1～0.5mm，为填充水密性半导电屏蔽料3提供了空间。

所述的绝缘层2采用耐候性XLPE（交联聚乙烯）材料制作，其厚度设计需满足以下三个公式：

a、t=V/E₀，

$b,t=\frac{V_{\mathrm{ac}}}{E_{L\left(\mathrm{ac}\right)}}=\frac{V_0/\sqrt{3}{K}_1{K}_2{K}_3}{E_{L\left(\mathrm{ac}\right)}},$

$c,t=\frac{V_{\mathrm{imp}}}{E_{L\left(\mathrm{imp}\right)}}=\frac{\mathrm{BIL}{K}_1^{\′}{K}_2^{\′}{K}_3^{\′}}{E_{L\left(\mathrm{imp}\right)}},$

式中：

t为绝缘厚度（mm）；V为承受的电压（kV）；E₀为设计破坏强度（kV/mm）；Vac为电缆承受的工频电压（kV）；Vimp为电缆承受雷电冲击电压（kV）；E_L（ac）为最低工频电压破坏强度（kV/mm）；E_L（imp）为最低雷电冲击电压破坏强度（kV/mm）；BIL为基准雷电冲击强度（kV）；K₁、K′₁为老化系数；k₂、K′₂为温度系数；K₃、K′₃为安全系数。

其中，公式a为常规绝缘层2厚度的要求，b、c分别是根据工频电压和雷击冲击电压要求来设计绝缘层2厚度，以满足户外作业的使用寿命要求。

另外，所述的水密性半导电屏蔽料3可采用EVA材料，也可采用EVA与半导电炭黑的混合材料制作，具有良好的流动性能，适用于挤出工艺。

综上所述，采用本发明的水密型架空防护电缆具有以下几个优点：

1、采用与普通架空电缆相反的非紧压形导体结构（普通架空电缆的导体结构为紧压导体，以减小导体间隙），在导体生产时适当增加导体间隙，便于填充水密性半导电屏蔽料3。

2、通过水密性半导电屏蔽料3填充满铜丝1间隙处，并与铜丝1紧密粘在一起，而且还完全包裹住铜丝1，使得铜丝1之间、铜丝1与绝缘层2之间无间隙，完全密封。该水密型架空防护电缆的成品导体中心层直径大于绝缘层的厚度。

3、能够有效防止大气中的污染水分进入导体的间隙内，造成氧化膜，对导体产生腐蚀。从而提高了电缆的使用寿命。经实验证明，本发明的水密型架空防护电缆的寿命可达到20年以上。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的说明书仅是本发明众多实施例中的一种或几种实施方式，而并非用对本发明的限定。任何对于以上所述实施例的均等变化、变型以及等同替代等技术方案，只要符合本发明的实质精神范围，都将落在本发明的权利要求书所保护的范围内。

Claims (6)

1.一种水密型架空防护电缆，包括设于内部的多根相绞合的铜丝和包裹在外的绝缘层，其特征在于：

所述的铜丝与铜丝之间及铜丝与绝缘层之间存在间隙，间隙内填充有水密性半导电屏蔽料。

2.如权利要求1所述的水密型架空防护电缆，其特征在于：

所述的多根铜丝直径不同，并通过非紧压式绞合在一起，形成铜丝间的间隙。

3.如权利要求1或2所述的水密型架空防护电缆，其特征在于：

所述的间隙为0.1～0.5mm。

4.如权利要求1所述的水密型架空防护电缆，其特征在于：

所述的绝缘层为耐候性XLPE材料。

5.如权利要求1或4所述的水密型架空防护电缆，其特征在于：

所述的绝缘层的厚度t满足以下三个公式：

t=V/E₀，

$t=\frac{V_{\mathrm{ac}}}{E_{L\left(\mathrm{ac}\right)}}=\frac{V_0/\sqrt{3}{K}_1{K}_2{K}_3}{E_{L\left(\mathrm{ac}\right)}},$

$t=\frac{V_{\mathrm{imp}}}{E_{L\left(\mathrm{imp}\right)}}=\frac{\mathrm{BIL}{K}_1^{\′}{K}_2^{\′}{K}_3^{\′}}{E_{L\left(\mathrm{imp}\right)}},$

式中：

t为绝缘厚度（mm）；V为承受的电压（kV）；E₀为设计破坏强度（kV/mm）；Vac为电缆承受的工频电压（kV）；Vimp为电缆承受雷电冲击电压（kV）；E_L（ac）为最低工频电压破坏强度（kV/mm）；E_L（imp）为最低雷电冲击电压破坏强度（kV/mm）；BIL为基准雷电冲击强度（kV）；K₁、K′₁为老化系数；k₂、K′₂为温度系数；K₃、K′₃为安全系数。

6.如权利要求5所述的水密型架空防护电缆的收线方法，其特征在于：

所述的水密性半导电屏蔽料为EVA材料。

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