CN103489498B - 一种风力发电机机筒用合金电缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风力发电机机筒用合金电缆，属于电线电缆技术领域，其可解决现有的风力发电机用的电缆或母线排或重量重、成本高或占用空间大、易脱落的问题。本发明的合金电缆，包括铝合金导体，所述铝合金导体由至少一根铝合金线构成，所述的铝合金线由下述组分组成：Fe和Si，其中Fe和Si的含量之和为0.5‑1wt％，Fe和Si的质量比为1.5‑2.0；0.10‑0.15wt％的Cu；0.02‑0.1wt％的Zn；余量是Al和不可避免的杂质。本发明的合金电缆具有质量轻、成本低、安装占用空间小、连接性能好等优点。

Description

一种风力发电机机筒用合金电缆

技术领域

本发明属于电线电缆技术领域，具体涉及一种风力发电机机筒用合金电缆。

背景技术

随着清洁能源的开发和利用，风力发电也越来越受到各个国家的重视。近几年来，中国的风电市场也在快速发展。作为风力发电的主要设备-风力发电机的技术也日新月异。由于风力发电机的工作环境恶劣、运行稳定性要求较高，因此对其组成部件的要求也更苛刻。

目前，风力发电机机筒用电缆主要由导体、绝缘层及外套层组成，其中导体为多根绞合软铜线或多根绞合镀锡软铜线，绝缘层及外套层材料由橡胶材料或弹性体材料制成。另外，欧美一些国家在风力发电机的机筒内也采用铜或铝母线排来进行电力传输。上述的导体具有下述缺点：首先，铜芯电缆或铜母线排的重量重，发电机的机筒需要加强设计；其次，铜价格高，导致风力发电机的成本增加；再次，铝母线排或铜母线排占用空间大；最后，母线排采用插接安装方式，无论是铜母线排或铝母线排在长期震动运行环境下，容易脱落，造成运行安排隐患。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的风力发电机机筒用电缆或母线排或重量重、成本高或占用空间大、易脱落的问题，提供一种风力发电机机筒用合金电缆。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种风力发电机机筒用合金电缆，包括铝合金导体，所述铝合金导体由至少一根铝合金线构成，所述的铝合金线由下述组分组成：

Fe和Si，其中Fe和Si的含量之和为0.5-1wt％，Fe和Si的质量比为1.5-2.0；

0.10-0.15wt％的Cu；

0.02-0.1wt％的Zn；

余量是Al和不可避免的杂质。

优选的是，所述的Cu的含量为0.12-0.14wt％。

优选的是，所述的Zn的含量为0.04-0.08wt％。

优选的是，所述的铝合金线的电导率为61-75％ICAS。

优选的是，所述的铝合金线的抗拉强度为120-150MPa。

优选的是，所述铝合金导体由至少2根铝合金线绞合制成。

进一步优选的是，所述铝合金导体的外周包覆外套层。

进一步优选的是，所述的铝合金线的外周包覆绝缘层。

进一步优选的是，在绝缘层和外套层之间设有填充层。

进一步优选的是，所述铝合金导体的外周包覆绝缘层，所述绝缘层的外周包覆外套层。

本发明的风力发电机机筒用合金电缆特别适用于在风力发电机筒中“马鞍”下用作耐扭转电缆与地面配电柜连接。

本发明的风力发电机机筒用合金电缆具有以下优点：首先，采用本发明的合金电缆代替原来铜芯电缆或铜母线排，每千米电缆的重量可降低60％，大大减少发电机机筒的设计承重，同时，电缆的成本也可降低70％左右；其次，与铝母线排相比，本发明的合金电缆，由于外层均有绝缘层和外套层保护，安装敷设可以非常紧凑，节约安装空间；再次，本发明的合金电缆的热膨胀系数小，抗蠕变性能优良，故连接性能较好，该电缆在机筒中长期遭受外界振动的影响，并在热胀冷缩环境下能保持良好的连接性能，以保障风力发电机的机筒的安全运行。

附图说明

图1为本发明实施例1所制备的合金电缆的横截面结构示意图。

图2为本发明实施例2所制备的合金电缆的横截面结构示意图。

其中：1.铝合金线；2.绝缘层；3.外套层；4.填充层。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种风力发电机机筒用合金电缆，包括：铝合金导体；包覆于该铝合金导体外周的绝缘层2；包覆于该绝缘层2外周的外套层3。其中铝合金导体由7根铝合金线1绞合制成，该铝合金线1由下述组分组成：

Fe和Si，其中Fe和Si的含量之和为0.8wt％，其中，Fe和Si的质量比为1.5；0.12wt％的Cu；0.1wt％的Zn；余量是Al和不可避免的杂质。

制备方法：

将上述组分通过铸造、轧制、拉丝及软化处理得到铝合金线1，其中铸造、轧制、拉丝、软化等可采用常规工艺参数进行，而所得铝合金线1的直径、横截面形状等都可根据需要进行调整，故在此不再对其进行详细描述；将制得的7根铝合金线1绞合紧压得到铝合金导体，当然这里铝合金线1的根数可以根据需要选择。在铝合金导体外周挤包氯磺化聚乙烯绝缘层2，在绝缘层2的外周挤包交联聚乙烯外套层3。当然，这里的绝缘层2和外套层3的材料也可以根据风力发电机的工作环境选择具有提高机械强度、防化学腐蚀、防潮、防水浸、阻止电缆燃烧等功能的其它现有材料。

经检查本实施例制备的铝合金线1的导电率为65％IACS，抗拉强度为150MPa。

实施例2

如图2所示，本实施例提供一种风力发电机机筒用合金电缆，包括铝合金导体，该铝合金导体外周包覆有外套层3，铝合金导体由3根铝合金线1绞合制成；铝合金线1外周包覆有绝缘层2，在铝合金线1的绝缘层2和导体的外套层3之间设置有填充层4；其中铝合金线1由下述组分组成：

Fe和Si，其中Fe和Si的含量之和为0.5wt％，其中，Fe和Si的质量比为1.6；0.1wt％的Cu；0.04wt％的Zn；余量是Al和不可避免的杂质。

制备方法：

将上述组分通过铸造、轧制、拉丝及软化处理得到铝合金线1，其中铸造、轧制、拉丝、软化等可采用常规工艺参数进行，而所得铝合金线1的直径、横截面形状等都可根据需要进行调整，故在此不再对其进行详细描述；将制得的铝合金线1外周挤包乙丙橡胶绝缘层2，将3根包覆绝缘层2的铝合金线1绞合紧压得到铝合金导体。在铝合金导体的外周用高岭土作填充层4。在填充层4的外周挤包聚氯乙烯外套层3。当然，这里的绝缘层2、外套层3、填充层4的材料也可以根据风力发电机的工作环境选择具有提高机械强度、防化学腐蚀、防潮、防水浸人、阻止电缆燃烧等功能的其它现有技术的材料。

经检查本实施例制备的铝合金线1的导电率为61％IACS，抗拉强度为120MPa。

实施例3

本实施例提供一种风力发电机机筒用合金电缆，包括：铝合金导体；包覆于该铝合金导体外周的绝缘层2；包覆于该绝缘层2外周的外套层3。其中铝合金导体由5根铝合金线1绞合制成，该铝合金线1由下述组分组成：

Fe和Si，其中Fe和Si的含量之和为0.6wt％，其中，Fe和Si的质量比为2；0.15wt％的Cu；0.02wt％的Zn；余量是Al和不可避免的杂质。

制备方法：与实施例1中的合金电缆的制备方法相同。

经检查本实施例制备的铝合金线1的导电率为70％IACS，抗拉强度为130MPa。

实施例4

本实施例提供一种风力发电机机筒用合金电缆，包括铝合金导体，该铝合金导体外周包覆有外套层3，铝合金导体由5根铝合金线1绞合制成；铝合金线1外周包覆有绝缘层2，在铝合金线1的绝缘层2和导体的外套层3之间设置有填充层4；其中铝合金线1由下述组分组成：

Fe和Si，其中Fe和Si的含量之和为1wt％，其中，Fe和Si的质量比为1.8；0.14wt％的Cu；0.08wt％的Zn；余量是Al和不可避免的杂质。

制备方法：与实施例2中的合金电缆的制备方法相同。

经检查本实施例制备的铝合金线1的导电率为75％IACS，抗拉强度为140MPa。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种风力发电机机筒用合金电缆，包括铝合金导体，所述铝合金导体由至少一根铝合金线构成，其特征在于，所述的铝合金线由下述组分组成：

Fe和Si，其中Fe和Si的含量之和为0.5-1wt％，Fe和Si的质量比为1.5-2.0；

0.14-0.15wt％的Cu；

0.02-0.1wt％的Zn；

余量是A1和不可避免的杂质，

所述的铝合金线的电导率为61-75％ICAS。

2.根据权利要求1所述的风力发电机机筒用合金电缆，其特征在于，所述的Zn的含量为0.04-0.08wt％。

3.根据权利要求1所述的风力发电机机筒用合金电缆，其特征在于，所述的铝合金线的抗拉强度为120-150MPa。

4.根据权利要求1-3任一所述的风力发电机机筒用合金电缆，其特征在于，所述铝合金导体由至少2根铝合金线绞合制成。

5.根据权利要求4所述的风力发电机机筒用合金电缆，其特征在于，所述铝合金导体的外周包覆外套层。

6.根据权利要求5所述的风力发电机机筒用合金电缆，其特征在于，所述的铝合金线的外周包覆绝缘层。

7.根据权利要求6所述的风力发电机机筒用合金电缆，其特征在于，在绝缘层和外套层之间设有填充层。

8.根据权利要求4所述的风力发电机机筒用合金电缆，其特征在于，所述铝合金导体的外周包覆绝缘层，所述绝缘层的外周包覆外套层。