CN105336391A - 一种隧道中应用的阻燃阻水柔性直流高压电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隧道中应用的阻燃阻水柔性直流高压电缆，包括电缆阻水导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、半导电阻水缓冲层、金属护层以及外护层；所述电缆阻水导体由若干根阻水导体构成，且每根阻水导体外均设置有导体屏蔽层，所述导体屏蔽层外设有绝缘层，所述绝缘层外设有绝缘屏蔽层，所述绝缘屏蔽层外设有半导电阻水缓冲层，所述半导电阻水缓冲层外设有金属护层，所述金属护层外设有外护层。本发明运行安全可靠，能满足相关规范要求，可以广泛应用于有阻燃阻水要求的隧道敷设场所。

Description

一种隧道中应用的阻燃阻水柔性直流高压电缆
技术领域
本发明涉及一种柔性直流电缆，尤其涉及一种适合在隧道中应用的阻燃阻水柔性直流高压电缆。
背景技术
柔性直流输电技术是一种基于电压源换流技术（VSC）的新型直流输电技术，具有在传送相同输电功率时的线路造价低、线路损耗小，系统稳定，有功功率与无功功率控制灵活，运行可靠，方便分期建设和增容扩建等优势，因此在世界范围内受到越来越多的关注。目前，国际上现有的柔性直流输电工程电压等级最高的为±320kV，仅有国际少数巨头电缆企业掌握了超高压直流电缆的生产、制造和敷设技术，因此，国内线缆制造商急需突破海外市场垄断，开发出具有自主知识产权的超高压柔性直流电缆系列产品。
高压电缆常规敷设方式包括直埋敷设、排管敷设、电缆沟敷设和隧道敷设，不同的敷设方式对于电缆的结构和性能有不同的要求。电缆隧道敷设具有线路输送能力强、占地面积少、空间利用率高、便于保养维护等优点。但是电缆隧道同样是火灾发生的高危场所，在火灾情况下，隧道内维持较高温度，电缆易于持续燃烧，火灾发展更为迅速，电缆结构可能严重损伤，容易造成大面积停电，且隧道出入口较少，给灭火造成较大困难。因此，基于隧道内的防火要求，需要电缆外护套具有优良的阻燃性能。同时，电缆隧道多数为渗水或空气湿度较大的环境，因此要求电缆结构上具有良好的阻水性能，减少电缆由于产生水树枝最终导致电气击穿的危险。
目前常用的电缆挤塑外护套材料包括聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC），普通的PE材料氧指数低于20，仅有碳、氢两种元素组成，且分子结构中含一定的支链和交联现象，在燃烧时会产生活性很大的化学自由基进一步促进燃烧的进行，因此普通PE护套的电缆在遇明火时非但不能自熄，反而水平延燃的速度也很快，因此不适于用作隧道敷设高压电缆的外护套材料。目前有阻燃需求的工程中应用较多的是阻燃PVC护套电缆，对比PE，PVC具有较优异的阻燃性能，原因与其分子结构中氯原子的作用有关，在不添加阻燃剂的前提下即具有不低于27的氧指数，可通过GB/T18380.35-2008《电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验第35部分：垂直安装的成束电线电缆火焰垂直蔓延试验C类》规定的C类成束燃烧试验，添加阻燃剂后氧指数超过30，可通过A类成束燃烧试验。但是考虑到聚氯乙烯在燃烧时会析出氯化氢等有毒气体，影响人体健康甚至造成人员伤亡，因此国内隧道敷设高压电缆已陆续淘汰PVC作为外护套材料。
阻燃聚乙烯材料通过物理共混的方式在聚乙烯基体材料中引入添加型阻燃剂起到阻燃作用，掺杂后的聚乙烯材料具有较好的阻燃性能，可满足高压电缆在隧道中使用的阻燃要求。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种适合在隧道中使用的阻燃阻水柔性直流高压电缆，其运行安全可靠，能满足相关规范要求。
技术方案：本发明所述的一种隧道中应用的阻燃阻水柔性直流高压电缆，包括电缆阻水导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、半导电阻水缓冲层、金属护层以及外护层；所述电缆阻水导体由若干根阻水导体构成，且每根阻水导体外均设置有导体屏蔽层，所述导体屏蔽层外设有绝缘层，所述绝缘层外设有绝缘屏蔽层，所述绝缘屏蔽层外设有半导电阻水缓冲层，所述半导电阻水缓冲层外设有金属护层，所述金属护层外设有外护层。
进一步的，所述阻水导体采用退火铜导体、铝或铝合金导体中的一种。
进一步的，所述导体屏蔽层采用挤包半导电层或采用半导电包带与挤包半导电层相结合。
进一步的，所述绝缘层采用直流电缆专用超洁净热固性交联聚乙烯绝缘料制成。
进一步的，所述绝缘屏蔽层采用具有超光滑性能、高导电性能和热固特性的直流电缆专用半导材料制成。
进一步的，所述半导电阻水缓冲层由多层半导电阻水缓冲带绕包制成。
进一步的，所述半导电阻水缓冲层由至少四层厚度为1.0-5.0mm的半导电阻水缓冲带绕包制成。
进一步的，所述金属护层采用轧纹铝护套或挤包铅护套中的一种。
进一步的，所述外护层采用直接挤包在所述金属护层上的阻燃聚乙烯材料。
有益效果：本发明所述绝缘层采用直流电缆专用交联聚乙烯绝缘材料，使本发明满足基于电压源换流技术（VSC）的新型直流输电技术使用要求；在绝缘屏蔽外绕包半导电阻水缓冲层，使本发明具有优异的纵向阻水性能；使用阻燃聚乙烯材料挤包加工电缆外护套，使本发明不仅具有较好的阻燃性能，也大大降低了如PVC护套在发生火灾时产生大量有毒气体的危害，并且可根据产品具体需求调整外护套的厚度以满足电缆不同等级阻燃性能的要求，可以广泛适用于隧道敷设。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的一种隧道中应用的阻燃阻水柔性直流高压电缆，包括电缆阻水导体1、导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4、半导电阻水缓冲层5、金属护层6以及外护层7；所述电缆阻水导体1由若干根阻水导体构成，且每根阻水导体外均设置有导体屏蔽层2，所述导体屏蔽层2外设有绝缘层3，所述绝缘层3外设有绝缘屏蔽层4，所述绝缘屏蔽层4外设有半导电阻水缓冲层5，所述半导电阻水缓冲层5外设有金属护层6，所述金属护层6外设有外护层7。
作为上述技术方案的进一步优化，所述阻水导体采用退火铜导体、铝或铝合金导体中的一种。所述导体屏蔽层2采用挤包半导电层或采用半导电包带与挤包半导电层相结合。所述绝缘层3采用直流电缆专用超洁净热固性交联聚乙烯绝缘料制成。所述绝缘屏蔽层4采用具有超光滑性能、高导电性能和热固特性的直流电缆专用半导材料制成。所述半导电阻水缓冲层5由至少四层厚度为1.0-5.0mm的半导电阻水缓冲带绕包制成。所述金属护层6采用轧纹铝护套或挤包铅护套中的一种。
以上为对本发明的一个实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种隧道中应用的阻燃阻水柔性直流高压电缆，其特征在于：包括电缆阻水导体（1）、导体屏蔽层（2）、绝缘层（3）、绝缘屏蔽层（4）、半导电阻水缓冲层（5）、金属护层（6）以及外护层（7）；所述电缆阻水导体（1）由若干根阻水导体构成，且每根阻水导体外均设置有导体屏蔽层（2），所述导体屏蔽层（2）外设有绝缘层（3），所述绝缘层（3）外设有绝缘屏蔽层（4），所述绝缘屏蔽层（4）外设有半导电阻水缓冲层（5），所述半导电阻水缓冲层（5）外设有金属护层（6），所述金属护层（6）外设有外护层（7）。
2.根据权利要求1所述的一种隧道中应用的阻燃阻水柔性直流高压电缆，其特征在于：所述阻水导体采用退火铜导体、铝或铝合金导体中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种隧道中应用的阻燃阻水柔性直流高压电缆，其特征在于：所述导体屏蔽层（2）采用挤包半导电层或采用半导电包带与挤包半导电层相结合。
4.根据权利要求1所述的一种隧道中应用的阻燃阻水柔性直流高压电缆，其特征在于：所述绝缘层（3）采用直流电缆专用超洁净热固性交联聚乙烯绝缘料制成。
5.根据权利要求1所述的一种隧道中应用的阻燃阻水柔性直流高压电缆，其特征在于：所述绝缘屏蔽层（4）采用具有超光滑性能、高导电性能和热固特性的直流电缆专用半导材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种隧道中应用的阻燃阻水柔性直流高压电缆，其特征在于：所述半导电阻水缓冲层（5）由多层半导电阻水缓冲带绕包制成。
7.根据权利要求6所述的一种隧道中应用的阻燃阻水柔性直流高压电缆，其特征在于：所述半导电阻水缓冲层（5）由至少四层厚度为1.0-5.0mm的半导电阻水缓冲带绕包制成。
8.根据权利要求1所述的一种隧道中应用的阻燃阻水柔性直流高压电缆，其特征在于：所述金属护层（6）采用轧纹铝护套或挤包铅护套中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种隧道中应用的阻燃阻水柔性直流高压电缆，其特征在于：所述外护层（7）采用直接挤包在所述金属护层（6）上的阻燃聚乙烯材料。
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