CN104637616B - 一种加热扩径型防冰雪中强度铝合金架空电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加热扩径型防冰雪中强度铝合金架空电缆，其铝合金单丝导体(4)截面为梯形，在铝合金单丝导体(4)的表面镀有低居里点合金层(6)；在最外层的铝合金单丝导体(4)上有指状凸起(7)，在绝缘层(5)表面涂有纳米防覆冰雪涂层(8)；在铝合金软空管(3)中装有镂空陶瓷支撑架(2)，在镂空陶瓷支撑架(2)的凹槽(9)中放有发热电阻条(1)。本发明是一种抗冰冻能力出色的架空电缆，抗拉强度高，能将附着在电缆表面冰雪融化，防止因冰雪堆积在电缆表面而造成架空电缆被拉断，保障电网安全稳定运行。

Description

一种加热扩径型防冰雪中强度铝合金架空电缆

技术领域

本发明涉及一种电力架空电缆，特别是一种加热扩径型防冰雪中强度铝合金架空电缆。

背景技术

近年来由于气候变化，许多地区发生了严重的冰灾，冰附着在电缆的表面无法除去，如覆冰过重或积雪过多，就可能发生断线或短路的重大事故，造成巨大的经济损失。经分析主要原因有以下几点：1、架空电缆本身发热小，无法融化附着在表面的冰层；2、架空电缆采用纯铝单线结构，经过绞合后单丝表面发生了变形，绞合后任一根单线的抗拉强度仅为120～150MPa，抗拉强度低；3、硬铝单线的导电率仅为61％IACS，使架空电缆的电能传输下降；4、在腐蚀严重的沿海地区，纯铝电化学腐蚀严重，缩短了使用寿命；5、纯铝在长期的工作状态下运行，随着时间的增加，蠕变性能会逐年变大，这些都是导致架空电缆拉断的主要原因。如何减少电缆覆冰，减少电缆断线和短路事故，使电网安全稳定运行，是迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种抗拉强度高、抗冰冻、能通过自身发热将电缆表面冰雪融化的加热扩径型防冰雪中强度铝合金架空电缆，从而克服上述现有技术的不足，保证电网安全运行。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种加热扩径型防冰雪中强度铝合金架空电缆，其构成包括铝合金单丝导体、铝合金软空管和绝缘层，所述铝合金单丝导体的截面形状为梯形，在铝合金单丝导体的表面镀有低居里点合金层；铝合金单丝导体由内而外至少分两层同心绞合在铝合金软空管的外层，在最外层的铝合金单丝导体上设有至少一个指状凸起，绝缘层包覆在铝合金单丝导体的外层；在绝缘层的表面涂有纳米防覆冰雪涂层；在铝合金软空管中装有镂空陶瓷支撑架，在镂空陶瓷支撑架的凹槽中放置有发热电阻条，镂空陶瓷支撑架将发热电阻条与铝合金软空管隔离。

上述的加热扩径型防冰雪中强度铝合金架空电缆中，所述的铝合金软空管的外形最好为皱纹式外形。

前述的加热扩径型防冰雪中强度铝合金架空电缆中，优选的方案，是在最外层的铝合金单丝导体上设置四个相互对称的指状凸起。

有益效果：与现有技术相比，本发明是一种抗冰冻能力相当出色的架空电缆，在其内部装有发热电阻条，在冰冻时，通过给电缆内的发热电阻条加热，可使内部产生80～100℃的热量，结合电缆自身工作发热所产生的热量，能将附着在电缆表面的冰雪融化，防止因冰雪堆积在电缆表面而造成电缆断裂。本发明在铝合金单丝导体的表面还镀有低居里点合金层，这种低居里点合金是一种镍-铬-硅-铁四元合金，在温度0～20℃时能够感应输电线路的交变电流产生的交变磁场，产生涡流发热而自动融冰。本发明还在最外层的铝合金单丝导体上设有至少一个指状凸起，该指状凸起用于使积雪在电缆上滑动时受阻而脱落，达到去除电缆表面积雪的目的。为彻底防止冰雪覆挂在电缆上，本发明在电缆最外层的绝缘层表面涂有一层纳米防覆冰雪涂层，该涂层的耐候性可达二十五年之久，外表光滑无比，即使万能胶和纳米级材质也无法粘覆到它表面，所以冰雨雪片随即滑落，无法粘附在电缆表面。本发明的单丝导体采用中强度铝合金单丝，其单线的导电率≥63％IACS，抗拉强度大大增加。本发明的铝合金单丝导体截面形状采用梯形设计，材质为铝合金，梯形单丝导体的好处在于绞合后减小了单丝导体的缝隙，增加了导线的紧密度和平整度，可起到纵向阻水作用，导电性能好，还减小了电缆直径，节省安装空间。本发明的铝合金单丝导体经紧压绞合后任一根单线的抗拉强度可达到≥240MPa，是同等截面钢芯铝绞线的额定拉断力的1.5倍，相比于现有的铝单丝导体(绞合后任一根单线的抗拉强度仅为140～160MPa)，抗拉强度提高了2倍，增加了电缆的整体抗拉能力，在铝合金材料中配入一定的铁元素而加工成导体热处理之后，使铁产生高强度的抗蠕变性能，即使在长时间过载和过热时，也能保证结构的稳定性，使得蠕变性能变小，避免架空电缆被拉断。铝合金材料本身在熔炼过程中加热了铁、铜、镁、稀土等化学元素，提升了铝合金的耐腐蚀性。现有技术中，为满足用电量的增加，通常采用增大导体截面或增大导体直径的办法，这两种方法都会增加导体重量，降低电缆抗拉强度，而本发明的铝合金软空管采用皱纹式外形，将铝合金单丝导体绞合在铝合金软空管外层，可起到扩径的目的，即在不增加电缆截面的前提下增大导体的直径来解决用电量这个问题，增加了输电容量，是同等截面钢芯铝绞线的1.5倍，从而减低电阻损耗1.2倍，这种扩径的设计还可以减小电缆表面的电场强度，从而可避免电晕放电，减小对无线电的干扰。本发明直径在45mm的扩径电缆可以用于海拔2000m及以下的1000kV变电所，大直径的可用于更高海拔和常年冰雪覆盖的地区，并具有高强度、耐腐蚀、使用寿命长的特点，能改善“T”形接头的连接质量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的镂空陶瓷支撑架的结构示意图。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

实施例1。如图1所示，包括若干根铝合金单丝导体4、铝合金软空管3和绝缘层5，铝合金单丝导体4的截面形状采用梯形，铝合金软空管3的外形为皱纹式外形。在每一根铝合金单丝导体4的表面均镀有一层低居里点合金层6。铝合金单丝导体4由内而外分两层同心绞合在铝合金软空管3的外层，在最外层的铝合金单丝导体4上设有四个两两相互对称的指状凸起7，指状凸起7的数量根据需要，也可以是一个、两个、三个或三个以上。绝缘层5紧紧包覆在铝合金单丝导体4的外层；在绝缘层5的表面涂有一层纳米防覆冰雪涂层8；在铝合金软空管3的中央装有镂空陶瓷支撑架2，镂空陶瓷支撑架2的结构如图2所示。在镂空陶瓷支撑架2的凹槽9中放置有发热电阻条1，镂空陶瓷支撑架2将发热电阻条1与铝合金软空管3隔离，防止在弯曲时发热电阻条1与铝合金软空管3相连。使用时，每段2500米处放一台温度控制仪，当温度低于零下0℃时，温度控制仪启动，将发热电阻条1加热，使电缆内部的温度达到80～100℃，加上电缆表面产生的温度，总的温度可以到达100～150℃，足够将覆盖在电缆表面的冰融化。

本发明的实施方式不限于上述实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种加热扩径型防冰雪中强度铝合金架空电缆，包括铝合金单丝导体(4)、铝合金软空管(3)和绝缘层(5)，其特征在于：所述铝合金单丝导体(4)的截面形状为梯形，在铝合金单丝导体(4)的表面镀有低居里点合金层(6)；铝合金单丝导体(4)由内而外至少分两层同心绞合在铝合金软空管(3)的外层，在最外层的铝合金单丝导体(4)上设有至少一个指状凸起(7)，绝缘层(5)包覆在铝合金单丝导体(4)的外层；在绝缘层(5)的表面涂有纳米防覆冰雪涂层(8)；在铝合金软空管(3)中装有镂空陶瓷支撑架(2)，在镂空陶瓷支撑架(2)的凹槽(9)中放置有发热电阻条(1)，镂空陶瓷支撑架(2)将发热电阻条(1)与铝合金软空管(3)隔离；所述的铝合金软空管(3)的外形为皱纹式外形。

2.根据权利要求1所述的加热扩径型防冰雪中强度铝合金架空电缆，其特征在于：在最外层的铝合金单丝导体(4)上设有四个指状凸起(7)。