CN104575824A - 一种粘结绝缘的分体隔离增容高压电力电缆及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粘结绝缘的分体隔离增容高压电力电缆及制造方法，包括电缆外层和设于电缆外层中心的电缆芯，所述电缆芯由多个分割股块组成，所述分割股块由多条铜导线组成，所述分割股块呈扇形，多个分割股块环绕电缆中心形成一个整圆并包覆半导电包带，所述各分割股块之间设有绝缘纸，所述铜导线外包覆绝缘粘结胶。本发明将大截面导体电缆芯分割成彼此绝缘的几部分分割导体，在绞合前的每根铜导线上涂覆一层绝缘粘结胶，最大限度地减轻因集肤效应引起的导体交流电阻增大，有效地减小导体的损耗发热，增加导体的载流量，起到节能的效果。

Description

一种粘结绝缘的分体隔离增容高压电力电缆及制造方法

技术领域

本发明涉及电力电缆技术。

背景技术

目前国内外超高压、大容量输送电力，多采用1000mm²、1200mm²甚至更大截面到2500mm²的电缆，此种大截面电缆导体运行时内部极易产生涡流，导致导体温度上升，造成能量损耗。这是由于交流系统中集肤效应的存在，导致导体中的载流量并不是随电缆导体截面的增大而成正比例增加，而是当导体直径增大到一定程度时，集肤效应严重，导致导体的交流有效电阻即交流电阻会明显大于其直流电阻，因而单靠增大截面也就失去了其实用性和经济性。集肤效应会在每根导线中产生涡流，而且邻近效应也会在每根导线中产生涡流。因此，实际情况下不仅每根导线中存在涡流，导线间若未绝缘，导线间也会存在涡流。对电缆线路来说，集肤效应和邻近效应的存在将使电缆线芯的交流电阻增大，从而使电缆的允许载流量减小，也就是电缆浪费了很大部分输送电流。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种粘结绝缘的分体隔离增容高压电力电缆及制造方法，最大限度地减轻因集肤效应引起的导体交流电阻增大，有效地减小导体的损耗发热，增加导体的载流量。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种粘结绝缘的分体隔离增容高压电力电缆，包括电缆外层和设于电缆外层中心的电缆芯，所述电缆芯由多个分割股块组成，所述分割股块由多条铜导线组成，所述分割股块呈扇形，多个分割股块环绕电缆中心形成一个整圆并包覆半导电包带，所述各分割股块之间设有绝缘纸，所述铜导线外包覆绝缘粘结胶。

优选的，所述扇形的分割股块设有5个。

优选的，所述电缆外层从中心向外侧依次包括半导电内屏蔽、绝缘层、半导电外屏蔽、半导电缓冲阻水带、铝护套、沥青防腐层、外护套、导电层。

优选的，所述电力电缆的截面积≥1000mm²。

另外，一种粘结绝缘的分体隔离增容高压电力电缆制造方法，包括如下步骤：铜导体连退拉丝——导线清洗——绝缘粘结胶涂覆及烘干——扇形股块绞合——分割导体成缆——交联三层共挤——烘房脱气——缓冲带绕包——挤包铝护套——涂覆沥青防腐层——挤包外护套和导电层——测试。

优选的，外护套挤包工艺设计采用双层共挤技术，外护套和导电层同时挤出。

优选的，在铝护套外涂覆沥青防腐层前预热铝护套。

优选的，扇形股块绞合采用分层和多轧辊逐层紧压的方法。

本发明为了最大限度地减轻因集肤效应引起的导体交流电阻增大，有效地减小导体的损耗发热，增加导体的载流量，将大截面导体电缆芯分割成彼此绝缘的几部分即形成分割导体，通过选择分割导体最佳结构，选择了有利于结构稳定的扇形股块通过预扭的5分割结构，这是最稳定结构。

为了进一步降低大截面高压电缆的能量损耗，提高电缆的载流量，导体结构中每根导线均绝缘。因为超大截面电缆导体如采用绞合压紧结构，导电在输电过程中的集肤效应系数将达到54％；而若采用分割导体结构(分体隔离铜导体)，集肤效应系数则会下降至26％；若分割导体结构中每根导线均绝缘(防涡流集中效应类的绝缘结构)，导体的电热损耗则减小至8％。因此在绞合前的每根铜导线上涂覆一层绝缘粘结胶，该粘结胶粘结强度高，韧性好，在经过紧压绞合后，粘结胶不会开裂脱落，扇形预扭导体绞合采用分层和多轧辊逐层紧压的方法，粘结胶始终粘附的导体表面不会脱落和裂开。

由于分割导体结构中每根导线均绝缘(防涡流集中效应类的绝缘结构)，导体的电热损耗则减小至8％。分割导体表面光滑圆整，最大限度地减轻因集肤效应引起的导体交流电阻增大，有效地减小导体的损耗发热，增加导体的载流量,起到节能的效果。

在电缆铝套外涂覆沥青防腐层前预热电缆铝套，可避免因高压电缆的铝套温度过低而引起的沥青结块、沥青漏涂等现象。

外护套挤包工艺设计采用双层共挤技术，外护套和导电层同时挤出。由于采用了双层共挤技术，导电层厚度均匀，与电缆护套粘结性能好，保证了外护套直流耐压性能的可靠性，而传统的工艺导电层采用石墨涂层，敷设时易脱落，污染生产和敷设现场环境。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为本发明电力电缆截面结构图。

具体实施方式

一种粘结绝缘的分体隔离增容高压电力电缆，包括电缆外层和设于电缆外层中心的电缆芯，所述电缆芯由多个分割股块组成，所述分割股块由多条铜导线1组成，所述分割股块呈扇形，多个分割股块环绕电缆中心形成一个整圆并包覆半导电包带4，所述各分割股块之间设有绝缘纸3，所述铜导线外包覆绝缘粘结胶2，该电力电缆的截面积≥1000mm²。

具体的，绝缘纸采用皱纹绝缘纸，所述扇形的分割股块设有5个。所述电缆外层从中心向外侧依次包括半导电内屏蔽5、绝缘层6、半导电外屏蔽7、半导电缓冲阻水带8、铝护套9、沥青防腐层10、外护套11、导电层12。

为了最大限度地减轻因集肤效应引起的导体交流电阻增大，有效地减小导体的损耗发热，增加导体的载流量，就要将大截面导体分割成彼此绝缘的几部分即形成分割导体。本发明采用的解决方案，通过选择分割导体最佳结构，进一步降低大截面高压电缆的能量损耗，提高电缆的载流量，导体结构中每根导线均绝缘。因为超大截面电缆导体如采用绞合压紧结构，导电在输电过程中的集肤效应系数将达到54％；而若采用分割导体结构(分体隔离铜导体)，集肤效应系数则会下降至26％。

若分割导体结构中每根导线均绝缘(防涡流集中效应类的绝缘结构)，导体的电热损耗则减小至8％。因此在确定分割导体的结构时，本发明选择了有利于结构稳定的扇形股块通过预扭的5分割结构，这是本发明设计的最稳定结构。为此，在绞合前的每根铜导线上涂覆一层绝缘粘结胶，该粘结胶粘结强度高，韧性好，在经过紧压绞合后，粘结胶不会开裂脱落。由于涂覆一层绝缘粘结胶，分割导体结构中每根导线均绝缘(防涡流集中效应类的绝缘结构)，导体的电热损耗则减小至8％。分割导体表面光滑圆整，最大限度地减轻因集肤效应引起的导体交流电阻增大，有效地减小导体的损耗发热，增加导体的载流量，起到节能的效果；扇形预扭导体绞合采用分层和多轧辊逐层紧压的方法，粘结胶始终粘附的导体表面不会脱落和裂开，绝缘涂覆层能适合在交联生产过程中硫化300℃高温不变性，能适合电缆在最高90℃时的正常运行状态。

分割导体的成缆工序与常规大截面导体成缆方式相同，主要工艺流程包括如下步骤：铜导体连退拉丝——导线清洗——绝缘粘结胶涂覆及烘干——扇形股块绞合——分割导体成缆——交联三层共挤——烘房脱气——缓冲带绕包——挤包铝护套——涂覆沥青防腐层——挤包外护套和导电层——测试。

此外，在铝护套外涂覆沥青防腐层前预热铝护套，可避免因高压电缆的铝套温度过低而引起的沥青结块、沥青漏涂等现象；外护套挤包工艺设计采用双层共挤技术，外护套和导电层同时挤出，使导电层挤包厚度均匀，与电缆护套粘结性能好，保证了外护套直流耐压性能的可靠性，而传统的工艺导电层采用石墨涂层，敷设时易脱落，污染生产和敷设现场环境，具有环保效果。

Claims (8)

1.一种粘结绝缘的分体隔离增容高压电力电缆，包括电缆外层和设于电缆外层中心的电缆芯，所述电缆芯由多个分割股块组成，所述分割股块由多条铜导线组成，其特征在于：所述分割股块呈扇形，多个分割股块环绕电缆中心形成一个整圆并包覆半导电包带，所述各分割股块之间设有绝缘纸，所述铜导线外包覆绝缘粘结胶。

2.根据权利要求1所述的一种粘结绝缘的分体隔离增容高压电力电缆，其特征在于：所述扇形的分割股块设有5个。

3.根据权利要求1所述的一种粘结绝缘的分体隔离增容高压电力电缆，其特征在于：所述电缆外层从中心向外侧依次包括半导电内屏蔽、绝缘层、半导电外屏蔽、半导电缓冲阻水带、铝护套、沥青防腐层、外护套、导电层。

4.根据权利要求1所述的一种粘结绝缘的分体隔离增容高压电力电缆，其特征在于：所述电力电缆的截面积≥1000mm²。

5.一种粘结绝缘的分体隔离增容高压电力电缆制造方法，其特征在于包括如下步骤：铜导体连退拉丝——导线清洗——绝缘粘结胶涂覆及烘干——扇形股块绞合——分割导体成缆——交联三层共挤——烘房脱气——缓冲带绕包——挤包铝护套——涂覆沥青防腐层——挤包外护套和导电层——测试。

6.根据权利要求5所述的一种粘结绝缘的分体隔离增容高压电力电缆制造方法，其特征在于：外护套挤包工艺采用双层共挤技术，外护套和导电层同时挤出。

7.根据权利要求6所述的一种粘结绝缘的分体隔离增容高压电力电缆制造方法，其特征在于：在铝护套外涂覆沥青防腐层前预热铝护套。

8.根据权利要求5所述的一种粘结绝缘的分体隔离增容高压电力电缆制造方法，其特征在于：扇形股块绞合采用分层和多轧辊逐层紧压的方法。