CN105741945B - 纸绝缘电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纸绝缘电缆，其包括三个绝缘缆芯，所述绝缘缆芯包括导电线芯、包覆于导电线芯的导体屏蔽层、包覆于导体屏蔽层的纸绝缘层、包覆于纸绝缘层的绝缘屏蔽层；所述绝缘缆芯的截面形状为内角120°的扇形，三个所述绝缘缆芯成缆为圆形；三个所述绝缘缆芯成缆后的外部绕包有捆扎带，所述捆扎带与所述绝缘缆芯的空隙之间填充有填充物；所述捆扎带的外部设有金属套，所述金属套的外部设有护套。本发明的绝缘电缆具有耐电强度高、使用寿命长、热稳定性好的优势，电缆工作温度提升到90℃时，电缆绝缘油也不会流动和滴落，绝缘耐电压水平显著提升。

Description

纸绝缘电缆

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，特别涉及一种工作温度达到90℃的纸绝缘电缆。

背景技术

纸绝缘电缆被广泛应用于军事、医院、化工及有防爆需求的重要场所。由于纸绝缘电缆的绝缘基本结构为油、纸复合结构，因此，当10kV电缆工作温度达到70℃时，作为绝缘功能之一的电缆油已经能自由流动，会从位置较高处向位置较低处流淌。这时，较高处的电缆纸层间由于油已经流向低处变得干枯而产生空隙，导致电缆的绝缘耐电压水平下降。这种状态持续一定时间后，干枯的纸绝缘将被击穿，通电功能完全丧失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服纸绝缘电缆在较高工作温度时绝缘耐电压水平下降的缺陷，提供一种工作温度达到90℃的纸绝缘电缆。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种工作温度达到90℃的纸绝缘电缆，其包括三个绝缘缆芯，其特点在于，所述绝缘缆芯包括导电线芯、包覆于导电线芯的导体屏蔽层、包覆于导体屏蔽层的纸绝缘层、包覆于纸绝缘层的绝缘屏蔽层；所述绝缘缆芯的截面形状为内角120°的扇形，三个所述绝缘缆芯成缆为圆形；三个所述绝缘缆芯成缆后的外部绕包有捆扎带，所述捆扎带与所述绝缘缆芯的空隙之间填充有填充物；所述捆扎带的外部设有金属套，所述金属套的外部设有护套。

较佳地，所述导电线芯由若干铜丝绞合而成。

较佳地，所述导电线芯的截面形状为内角120°的扇形。

较佳地，所述导体屏蔽层的材料为半导电纸带。

较佳地，所述纸绝缘层包括绝缘纸带和将所述绝缘纸带浸润的绝缘浸渍剂。

较佳地，所述绝缘屏蔽层由半导电纸带和铜带组成，所述半导电纸带和所述铜带叠合后绕包于所述纸绝缘层的外部。

较佳地，所述捆扎带由铜丝和棉纱编织而成。铜丝和棉纱混合编织而成的捆扎带具有良好的捆扎性能。

较佳地，所述填充物的材料为麻纤维绳。具体地，填充物为麻纤维细绳。

较佳地，所述金属套的材料为合金铅。

较佳地，所述护套的材料为高密度聚乙烯。

本发明的积极进步效果在于：本发明的电缆绝缘因绝缘油的不流动性而使其具有耐电强度高、使用寿命长、热稳定性好的优势；当电缆工作温度达到90℃高温时，绝缘油继续维持高粘度膏状而不会滴落或流动，电缆的耐压水平始终达到原有的最佳水平，该设计结构可以满足纸绝缘电缆最高到46kV的电压等级。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

如图1所示，一种工作温度达到90℃的纸绝缘电缆，其包括三个同样结构的绝缘缆芯，单个绝缘缆芯为单相绝缘缆芯，三个绝缘缆芯为三相绝缘缆芯。该绝缘缆芯包括导电线芯1、包覆于导电线芯1的导体屏蔽层2、包覆于导体屏蔽层2的纸绝缘层3、包覆于纸绝缘层3的绝缘屏蔽层4；导电线芯1由若干铜丝绞合紧压而成；导电线芯1的截面形状为内角120°扇形；绝缘缆芯的截面形状同样也为内角120°扇形，三个绝缘缆芯成缆后为圆形。

三个绝缘缆芯成缆后的外部绕包有捆扎带6，捆扎带6与绝缘缆芯的空隙之间填充有填充物5；捆扎带6的外部挤包有金属套7，金属套7的外部设有护套8。导体屏蔽层2的材料为半导电纸带。纸绝缘层3包括绝缘纸带和将绝缘纸带浸润的绝缘浸渍剂。填充物5的材料为麻纤维细绳；金属套7的材料为合金铅；护套8的材料为高密度聚乙烯。

扇形导电线芯表面由于圆曲率不均匀会导致绝缘层的场强不均匀。扇形导电线芯的电场分布不如圆形导体那样均匀，尖角处因电力线集中极易产生尖端放电导致绝缘被击穿。本发明中的绝缘屏蔽的结构解决了电场应力集中的问题。绝缘屏蔽层4由半导电纸带和铜带组成，半导电纸带和铜带叠合后绕包于纸绝缘层3。铜带因其很好的导电性作为低电位电极起到至关重要的均匀电场作用，还可以将电缆热量流畅传递起到很好的散热作用。由于电缆的导电线芯表面电场均匀，绝缘表面无切向应力，该结构完全可以应用于46kV的高电压等级。

纸绝缘层包括绝缘纸带和将绝缘纸带浸润的绝缘浸渍剂。绝缘浸渍剂的材料包括聚异丁烯，该材料是饱和烃类透明化合物，具有冷却到液氮温度和加热到150℃及在重力场下不易分层的特性，具有在高温时抗老化、抗氧化的优异性能，尤其是低温流动性和粘度指数方面表现优良，是具有极佳电绝缘性能的基础油。通过加入少量硬脂酸可以很容易地转变为胶体，在聚异丁烯中添加适量的固体石蜡(4％～6％)，使浸渍剂在100℃温度时呈粘稠半固状，达到不流动、不滴流的效果。

在进行滴流量试验时，截取1米长度电缆，垂直悬挂在烘箱恒温90±2℃持续168小时后，用量杯收集滴流出来的绝缘浸渍剂数量为合金铅金属套内体积的0.6％，而普通同类电缆浸渍剂的滴流量为6％左右甚至更多。本发明采用的这种特制浸渍剂充分体现其高绝缘特性，已经对15kV133％绝缘水平的电缆持续施加44.4kV的高电压15分钟未发生绝缘击穿情况、测试电缆的介质损失角正切值(电离因数)最大仅为0.24。

可见，本发明的电缆在工作温度达到90℃时滴流量微乎其微，绝缘耐电压和电离因数都处于极高水平。

三相绝缘缆芯经由铜丝和棉纱编织而成的捆扎带捆扎，其作用是把每相绝缘缆芯的绝缘屏蔽层与金属套之间等电位连接，又以超高抗拉强度将三相绝缘缆芯捆为圆形、结构稳固的电缆整体。

金属套的材料和护套的材料分别为合金铅和高密度聚乙烯(简称HDPE)。电缆绝缘经过浸渍后必须挤包一层金属套，其作用是保护绝缘、密封电缆绝缘浸渍剂、作为低电位电极接地。合金铅金属套外表采用高密度聚乙烯做护套，该材料是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂；熔点约为130℃；相对密度0.960；具有较高的刚性和韧性、良好的机械强度、优异的耐热性、耐寒性和耐化学稳定性。

合金铅金属套和高密度聚乙烯护套的双重护层设计，具有耐高温、防虫咬、防机械损伤性能，使电缆的敷设不受干或潮湿等恶劣条件限制，具有耐长期老化、介电性能优异、热稳定性高、使用安全可靠的优点，非常适合不可发生停、断电的重要场所如军事重地、医院、化工业等。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种纸绝缘电缆，其包括三个绝缘缆芯，其特征在于，所述绝缘缆芯包括导电线芯、包覆于导电线芯的导体屏蔽层、包覆于导体屏蔽层的纸绝缘层、包覆于纸绝缘层的绝缘屏蔽层；所述绝缘缆芯的截面形状为内角120°的扇形，三个所述绝缘缆芯成缆为圆形；三个所述绝缘缆芯成缆后的外部绕包有捆扎带，所述捆扎带与所述绝缘缆芯的空隙之间填充有填充物；所述捆扎带的外部设有金属套，所述金属套的外部设有护套；所述导电线芯由若干铜丝绞合而成；所述导电线芯的截面形状为内角120°的扇形；所述导体屏蔽层的材料为半导电纸带；所述纸绝缘层包括绝缘纸带和将所述绝缘纸带浸润的绝缘浸渍剂；所述绝缘屏蔽层由半导电纸带和铜带组成，所述半导电纸带和所述铜带叠合后绕包于所述纸绝缘层的外部；所述捆扎带由铜丝和棉纱编织而成；所述填充物的材料为麻纤维绳；所述金属套的材料为合金铅；所述护套的材料为高密度聚乙烯；绝缘浸渍剂的材料包括聚异丁烯。