CN103794276A - 一种柔性高压直流交联聚乙烯绝缘电力电缆 - Google Patents

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张蕴皋
王春
张如其
范呈祥
刘磊
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Abstract

本发明公开了一种柔性高压直流交联聚乙烯绝缘电力电缆，包括位于电缆中心的铜导体，在铜导体外依次包覆内半导电屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层、外半导电屏蔽层、金属屏蔽层、纵向阻水层、径向阻水层以及聚乙烯护套层。本发明是一种挤压式、单极电缆，具有体积小、强度高、重量轻、传输容量大、绝缘水平优越和敷设容易等优点，解决了传统电缆由于绝缘体中空间电荷积累导致的局部电场畸变而引起的绝缘老化甚至击穿，以及温度敏感引起的压力分配不均匀导致绝缘体外部过应力的问题。

Description

一种柔性高压直流交联聚乙烯绝缘电力电缆
技术领域
本发明属于电力电缆领域，具体涉及一种柔性高压直流交联聚乙烯绝缘电力电缆。
背景技术
目前，投入运行的高压直流电缆以油纸绝缘和充油电缆为主。随着聚合物绝缘材料的发展，塑料聚合物绝缘电缆（主要是交联聚乙烯 XLPE）在交流输配电网络中获得了广泛地应用，这归功于其绝缘强度高，热机械性能优越，环境友好和维护方便等方面的优点。然而，塑料绝缘电缆却未能在直流高压上得以推广使用，这是因为直流塑料绝缘电缆在运行过程中，有时为了改变能量传送方向，需要改变电缆的极性，而电缆在有负载的情况下，改变电缆极性可能使电缆内部电场强度增加 50～70%。国际大电网会议建议极性转换试验在 1.5 倍工作电压下进行，这相当电缆缓慢地直接加上 2.5 倍工作电压。直流高压下，电缆绝缘层中极易积累空间电荷，进而导致绝缘层局部电场畸变，达到正常工作场强的 7～8倍，很有可能导致绝缘的击穿。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有体积小、强度高、重量轻、传输容量大、绝缘水平优越和敷设容易的柔性高压直流交联聚乙烯绝缘电力电缆，解决了传统电缆由于绝缘体中空间电荷积累导致的局部电场畸变而引起的绝缘老化甚至击穿，以及温度敏感引起的压力分配不均匀导致绝缘体外部过应力的问题。
本发明所述的一种柔性高压直流交联聚乙烯绝缘电力电缆，包括位于电缆中心的铜导体，在铜导体外依次设有内半导电屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层、外半导电屏蔽层、金属屏蔽层、纵向阻水层、径向阻水层以及聚乙烯护套层。
进一步改进，所述的内半导电屏蔽层及外半导电屏蔽层厚度均为1.2mm。
进一步改进，所述的金属屏蔽层采用无氧铜带绕包结构，采用的无氧铜带的厚度为2.5mm，其绕包平均搭盖率不小于30%。
进一步改进，所述的纵向阻水层采用单面绝缘阻水带，其单层厚度为0.2mm，其结构采用重叠绕包方式，重叠率不小于20%。
再进一步改进，所述的径向阻水层采用铝塑复合带，其单层厚度为0.3mm，其结构采用纵向重叠包制方式，重叠宽度不小于10mm。
本发明的有益效果在于：
本发明的内半导电屏蔽层和外导电屏蔽层厚度均为1.2mm的设计，最佳有效地减小在直流电场作用下绝缘层中的空间电荷的积累。为避免交联聚乙烯绝缘层中容易积累空间电荷，空间电荷引起电场畸变，而导致可能的绝缘击穿发生的情况。本发明采用纵向阻水和径向阻水相结合的阻水结构，有效地避免了水分进入对电缆绝缘性能的影响。本发明采用高导电性能的铜带作为金属屏蔽材料，代替常规的皱纹铝护套结构，在不影响短路电流容量的同时有效地减少了电缆自身重量、体积和外径，便于施工敷设。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的一种柔性高压直流交联聚乙烯绝缘电力电缆，包括位于电缆中心的铜导体1，在铜导体1外依次包覆内半导电屏蔽层2、交联聚乙烯绝缘层3、外半导电屏蔽层4，金属屏蔽层5、纵向阻水层6、径向阻水层7以及聚乙烯护套层8。
上诉所述的内半导电屏蔽层2及外半导电屏蔽层4厚度均为1.2mm；金属屏蔽层5采用无氧铜带绕包结构，采用的无氧铜带的厚度为2.5mm，其绕包平均搭盖率不小于30%。
纵向阻水层6采用单面绝缘阻水带，其单层厚度为0.2mm；其结构形式采用重叠绕包形式，重叠率不小于20%；径向阻水层7采用铝塑复合带，其单层厚度为0.3mm；其结构形式采用纵向重叠包制，重叠宽度不小于10mm。
本发明的绝缘层的厚度采用如下步骤来确定：（1）测试所选绝缘材料在不同平均电场下的空间电荷分布；（2）根据测得的空间电荷分布，计算绝缘层中的电场分布；（3）根据电场分布，判断在哪个平均电场下既满足平均电场不超过 15kV/mm，最大电场强度值不超过 20kV/mm；（4）选择出满足（3）要求的绝缘材料，并计算其平均电场强度 Eav，所设计电缆的电压等级除以此 Eav即得绝缘层的厚度。
    本发明提供了一种柔性高压直流交联聚乙烯绝缘电力电缆，以上所述仅是本发明的优选实施方法，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种柔性高压直流交联聚乙烯绝缘电力电缆，其特征在于：包括位于电缆中心的铜导体（1），在铜导体（1）外依次包覆内半导电屏蔽层（2）、交联聚乙烯绝缘层（3）、外半导电屏蔽层（4）、金属屏蔽层（5）、纵向阻水层（6）、径向阻水层（7）以及聚乙烯护套层（8）。
2.根据权利要求1所述的柔性高压直流交联聚乙烯绝缘电力电缆，其特征在于：所述的内半导电屏蔽层（2）及外半导电屏蔽层（4）厚度均为1.2mm。
3.根据权利要求1所述的柔性高压直流交联聚乙烯绝缘电力电缆，其特征在于：所述的金属屏蔽层（5）采用无氧铜带绕包结构，采用的无氧铜带的厚度为2.5mm，其绕包平均搭盖率不小于30%。
4.根据权利要求1所述的柔性高压直流交联聚乙烯绝缘电力电缆，其特征在于：所述的纵向阻水层（6）采用单面绝缘阻水带，其单层厚度为0.2mm，其结构采用重叠绕包方式，重叠率不小于20%。
5.根据权利要求1所述的柔性高压直流交联聚乙烯绝缘电力电缆，其特征在于：所述的径向阻水层（7）采用铝塑复合带，其单层厚度为0.3mm，其结构采用纵向重叠包制方式，重叠宽度不小于10mm。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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