CN107103953A - 一种海上用抗拉耐扭转风能电缆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海上用抗拉耐扭转风能电缆及其制备方法。本发明属于电线电缆技术领域。海上用抗拉耐扭转风能电缆,导体由铜丝单线及铜箔丝组成,铜箔丝为铜箔金属带螺旋绕包在凯夫拉防弹丝纤维线上并以纤维做支撑而成,加强层采用凯夫拉防弹丝编织而成,导体外侧为加强层,加强层外侧为绝缘层,绝缘层外挤出有护套层。海上用抗拉耐扭转风能电缆的制备方法:束丝:束绞小股采用铜丝单线和铜箔丝组成;复绞:第一次复绞束绞小股;第二次复绞第一次复绞后的小股;编织加强层:凯夫拉防弹丝编织;绝缘层及护套层挤出:采用双层共挤;辐照交联:使用电子辐照加速器进行交联过程。本发明具有工艺简单,产品一致性高,导体紧密度高、柔软、耐扭转抗拉等优点。
Description
技术领域
本发明属于电线电缆技术领域,特别是涉及一种海上用抗拉耐扭转风能电缆及其制备方法。
背景技术
目前,近海风能资源丰富,我国可利用海域面积多达300多万平方公里,是世界上海上风能资源最丰富的国家之一,可开发利用的风能资源初步估算约为10亿kW,其中,海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW。随着风电市场的发展,风力发电机组装机量逐年增加,与其配套的风能电缆需求量将越来越大。公知的单芯风能电缆由导体、绝缘层、护套层三部分构成,电缆在使用过程中抗拉性能和扭转性能差,使用寿命短。电缆在自身重力作用下扭转时电缆表面易发生鼓包、开裂及扭曲的现象,影响电缆正常使用等。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种海上用抗拉耐扭转风能电缆及其制备方法。
本发明提供一种海上用抗拉耐扭转风能电缆及其制备方法,能够使电缆耐扭转和抗拉性能得到显著提高,同时电缆还具有优良的耐高低温性能、抗老化性能、耐盐雾及阻燃性能。
海上用抗拉耐扭转风能电缆,包括导体、加强层、绝缘层、护套层。其制备方法如下:
步骤一:束丝工序,束绞小股采用9根铜丝单线和3根铜箔丝组成,束绞节径比为18~20倍,束绞方向为右向;
步骤二:复绞工序,采用两次复绞,第一次复绞采用束绞小股进行,绞合结构为1+6结构,绞合节径比为15~17倍,绞合方向为左向;
步骤三:复绞工序,第二次复绞采用第一次复绞后的小股进行,绞合结构为3+9+15结构,绞合节径比为12~14倍,绞合方向为左向,绞合后外径为25.4mm,标称截面积为300mm2的导体;
步骤四:编织加强层工序,采用4500D凯夫拉防弹丝编织而成,编织角度为40~50°,编织密度为55~60%;
步骤五:绝缘及护套挤出工序,绝缘及护套材料挤出采用双层共挤一次挤出,要求绝缘及护套厚度均匀、横截面无气孔、护套表面均匀、光滑平整;
步骤六:辐照交联工序,使用电子辐照加速器进行交联过程,辐照参数为高压2.5Mev,辐照计量20Mrad,圈数5圈,严格控制热延伸范围使产品达到最佳交联度;
步骤七:成品检验工序,检查成品电缆的外观、结构尺寸及电压试验。
作为优选,步骤一中的铜丝单线为无氧软铜单线,铜丝单线断裂伸长率≥25%。
作为优选,步骤一中的铜箔丝为铜箔金属带螺旋绕包在凯夫拉防弹丝纤维线上并以纤维做支撑组成。
作为优选,步骤一中的铜箔丝为铜箔金属带螺旋绕包在凯夫拉防弹丝纤维线上并以纤维做支撑组成。
作为优选,步骤一、二、三中导体束合和绞合过程中放线张力应一致,不得有跳丝、起鼓现象,绞合后导体表面光滑、园整、无毛刺。
作为优选,步骤五中的绝缘及护套材料为新型高强度辐照交联材料,材料拉伸强度和断裂伸长率大,同时材料具有优良耐高低温性能、抗老化性能、耐盐雾及阻燃等性能。
作为优选,步骤五中的绝缘及护套层标称厚度分别为2.0mm和4.0mm,最薄点厚度分别为1.8mm和3.3mm,同时绝缘层应与编制加强层和护套层紧密相连。
作为优选,步骤六中的辐照交联的热延伸范围控制在30~50%,使绝缘及护套达到最佳性能。
本发明的目的之一是提供一种具有较高导体紧密度、柔软性、耐扭转性及抗拉性能,优良的耐高低温性能、抗老化性能、耐盐雾及阻燃性能等特点的海上用抗拉耐扭转风能电缆。
本发明海上用抗拉耐扭转风能电缆所采取的技术方案是:
一种海上用抗拉耐扭转风能电缆,其特点是:海上用抗拉耐扭转风能电缆由导体、加强层、绝缘层、护套层构成,导体由铜丝单线及铜箔丝组成,铜箔丝为铜箔金属带螺旋绕包在凯夫拉防弹丝纤维线上并以纤维做支撑而成,加强层采用凯夫拉防弹丝编织而成,导体外侧为加强层,加强层外侧为绝缘层,绝缘层外挤出有护套层。
本发明海上用抗拉耐扭转风能电缆还可以采用如下技术方案:
所述的海上用抗拉耐扭转风能电缆,其特点是:导体采用7-12根铜丝单线和2-5根铜箔丝组成,束绞节径比为12~20倍,铜丝单线为无氧软铜单线,铜丝单线断裂伸长率≥25%。
所述的海上用抗拉耐扭转风能电缆,其特点是:凯夫拉防弹丝编织加强层的编织角度为40~50°,编织密度为55~60%。
所述的海上用抗拉耐扭转风能电缆,其特点是:绝缘层及护套层厚度分别为0.5-2.5mm和3-5mm。
本发明的目的之二是提供一种具有工艺简单,操作方便,产品一致性高,能够使电缆耐扭转和抗拉性能得到显著提高,同时电缆具有较高导体紧密度、柔软性、耐扭转性及抗拉性能等特点的海上用抗拉耐扭转风能电缆的制备方法。
本发明海上用抗拉耐扭转风能电缆的制备方法所采取的技术方案是:
一种海上用抗拉耐扭转风能电缆的制备方法,其特点是:海上用抗拉耐扭转风能电缆由导体、加强层、绝缘层、护套层构成,制备步骤包括:
步骤一:束丝工序,束绞小股采用7-12根铜丝单线和2-5根铜箔丝组成,束绞节径比为18~20倍,束绞方向为右向;
步骤二:复绞工序,采用两次复绞,第一次复绞采用束绞小股进行,绞合节径比为15~17倍,绞合方向为左向;
步骤三:复绞工序,第二次复绞采用第一次复绞后的小股进行,绞合节径比为12~14倍,绞合方向为左向;
步骤四:编织加强层工序,采用凯夫拉防弹丝编织而成,编织角度为40~50°,编织密度为55~60%;
步骤五:绝缘层及护套层挤出工序,绝缘及护套材料挤出采用双层共挤一次挤出;
步骤六:辐照交联工序,使用电子辐照加速器进行交联过程,热延伸交联,得到海上用抗拉耐扭转风能电缆。
本发明海上用抗拉耐扭转风能电缆的制备方法还可以采用如下技术方案:
所述的海上用抗拉耐扭转风能电缆的制备方法,其特点是:第一次复绞采用束绞小股进行的绞合结构为1+6结构;第二次复绞采用第一次复绞后的小股进行的绞合结构为3+9+15结构。
所述的海上用抗拉耐扭转风能电缆的制备方法,其特点是:辐照交联工序,热延伸辐照交联的热延伸范围30~50%。
本发明具有的优点和积极效果是:
海上用抗拉耐扭转风能电缆及其制备方法由于采用了本发明全新的技术方案,与现有技术相比,本发明具有以下特点:
1.束合导体时加入铜箔丝加强,显著提升了导体整体的抗拉性能;
2.导体采用一次束绞、两次复绞结构,有效提高了导体的紧密度、柔软性及耐扭转性。
3.加强层采用凯夫拉防弹丝编织而成,进一步增加了导体紧密度,防止导体在扭转过程中出现起鼓、松散现象。同时加强层与绝缘层紧密相连提高电缆整体的抗拉性能。
4.绝缘及护套采用一次挤出节省工序,防止电缆在长期扭转的过程中出现绝缘和护套分离,影响电缆使用寿命。
5.绝缘及护套材料采用新型的高强度辐照交联材料,辐照交联材料具有加工工艺简单,产品性能稳定,材料拉伸强度和断裂伸长率大,同时材料具有优良耐高低温性能、抗老化性能、耐盐雾及阻燃等性能。
附图说明
图1是本发明海上用抗拉耐扭转风能电缆结构示意图;
图2是本发明的导体加强结构示意图;
图3是本发明的工艺流程示意图。
图中,1、导体,2、加强层,3、绝缘层,4、护套层,5、铜箔丝,6、铜丝单线。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下:
参阅附图1、图2和图3。
实施例1
一种海上用抗拉耐扭转风能电缆,由导体、加强层、绝缘层、护套层构成,导体由铜丝单线及铜箔丝组成,铜箔丝为铜箔金属带螺旋绕包在凯夫拉防弹丝纤维线上并以纤维做支撑而成,加强层采用凯夫拉防弹丝编织而成,导体外侧为加强层,加强层外侧为绝缘层,绝缘层外挤出有护套层。
导体采用束绞小股采用9根铜丝单线和3根铜箔丝组成,束绞节径比为12~20倍,铜丝单线为无氧软铜单线,铜丝单线断裂伸长率≥25%。凯夫拉防弹丝编织加强层的编织角度为40~50°,编织密度为55~60%。绝缘层及护套层厚度分别为2mm和4mm。
实施例2
一种海上用抗拉耐扭转风能电缆的制备方法,海上用抗拉耐扭转风能电缆由导体、加强层、绝缘层、护套层构成,制备步骤包括:
步骤一:束丝工序,束绞小股采用9根铜丝单线和3根铜箔丝组成,束绞节径比为18~20倍,束绞方向为右向;
步骤二:复绞工序,采用两次复绞,采用两次复绞,第一次复绞采用束绞小股进行,绞合结构为1+6结构,绞合节径比为15~17倍,绞合方向为左向;
步骤三:复绞工序,第二次复绞采用第一次复绞后的小股进行,绞合结构为3+9+15结构,绞合节径比为12~14倍,绞合方向为左向,绞合后外径为25.4mm,标称截面积为300mm2的导体;
步骤四:编织加强层工序,采用4500D凯夫拉防弹丝编织而成,编织角度为40~50°,编织密度为55~60%;
步骤五:绝缘层及护套层挤出工序,绝缘及护套材料挤出采用双层共挤一次挤出;要求绝缘及护套厚度均匀、横截面无气孔、护套表面均匀、光滑平整;
步骤六:辐照交联工序,使用电子辐照加速器进行交联过程,辐照参数为高压2.5Mev,辐照计量20Mrad,圈数5圈,严格控制热延伸范围使产品达到最佳交联度;
步骤七:成品检验工序,检查成品电缆的外观、结构尺寸及电压试验,得到海上用抗拉耐扭转风能电缆。
本实施例的具体实施过程:
参阅附图1和图2。一种海上用抗拉耐扭转风能电缆,包括导体1,采用铜丝单线及铜箔丝组成5,其中铜箔丝5增强导体的抗拉性能;凯夫拉防弹丝编织加强层2,增加电缆整体的抗拉及耐扭转性能,编织角度为40~50°,编织密度为55~60%;绝缘层4,护套层5,采用新型高强度辐照交联材料一次挤出加强电缆整体的抗拉及耐扭转性能,同时材料具有优良耐高低温性能、抗老化性能、耐盐雾及阻燃等性能,绝缘层4及护套层5标称厚度分别为2.0mm和4.0mm,最薄点厚度分别为1.8mm和3.3mm.
海上用抗拉耐扭转风能电缆的制备方法,步骤如下:
步骤一:束丝工序,束绞小股采用9根铜丝单线和3根铜箔丝组成,束绞节径比为18~20倍,束绞方向为右向;
步骤二:复绞工序,采用两次复绞,第一次复绞采用束绞小股进行,绞合结构为1+6结构,绞合节径比为15~17倍,绞合方向为左向;
步骤三:复绞工序,第二次复绞采用第一次复绞后的小股进行,绞合结构为3+9+15结构,绞合节径比为12~14倍,绞合方向为左向,绞合后外径为25.4mm,标称截面积为300mm2的导体;
步骤四:编织加强层工序,采用4500D凯夫拉防弹丝编织而成,编织角度为40~50°,编织密度为55~60%;
步骤五:绝缘及护套挤出工序,绝缘及护套材料挤出采用双层共挤一次挤出,要求绝缘及护套厚度均匀、横截面无气孔、护套表面均匀、光滑平整;
步骤六:辐照交联工序,使用电子辐照加速器进行交联过程,辐照参数为高压2.5Mev,辐照计量20Mrad,圈数5圈,严格控制热延伸范围使产品达到最佳交联度;
步骤七:成品检验工序,检查成品电缆的外观、结构尺寸及电压试验。
本实施例导体通过多根铜丝单线束绞时加入铜箔丝加强和两次复绞,有效提高了导体的紧密度、柔软性、耐扭转性及抗拉性能,通过加入编织加强层及采用新型高强度辐照交联材料绝缘和护套材料使电缆具有较高的耐扭转和抗拉性能。本发明加工工艺简单,产品一致性高,能够使电缆耐扭转和抗拉性能得到显著提高,同时电缆还具有优良的耐高低温性能、抗老化性能、耐盐雾及阻燃性能。
Claims (7)
1.一种海上用抗拉耐扭转风能电缆,其特征是:海上用抗拉耐扭转风能电缆由导体、加强层、绝缘层、护套层构成,导体由铜丝单线及铜箔丝组成,铜箔丝为铜箔金属带螺旋绕包在凯夫拉防弹丝纤维线上并以纤维做支撑而成,加强层采用凯夫拉防弹丝编织而成,导体外侧为加强层,加强层外侧为绝缘层,绝缘层外挤出有护套层。
2.根据权利要求1所述的海上用抗拉耐扭转风能电缆,其特征是:导体采用7-12根铜丝单线和2-5根铜箔丝组成,束绞节径比为12~20倍,铜丝单线为无氧软铜单线,铜丝单线断裂伸长率≥25%。
3.根据权利要求1所述的海上用抗拉耐扭转风能电缆,其特征是:凯夫拉防弹丝编织加强层的编织角度为40~50°,编织密度为55~60%。
4.根据权利要求1、2或3所述的海上用抗拉耐扭转风能电缆,其特征是:绝缘层及护套层厚度分别为0.5-2.5mm和3-5mm。
5.一种海上用抗拉耐扭转风能电缆的制备方法,其特征是:海上用抗拉耐扭转风能电缆由导体、加强层、绝缘层、护套层构成,制备步骤包括:
步骤一:束丝工序,束绞小股采用7-12根铜丝单线和2-5根铜箔丝组成,束绞节径比为18~20倍,束绞方向为右向;
步骤二:复绞工序,采用两次复绞,第一次复绞采用束绞小股进行,绞合节径比为15~17倍,绞合方向为左向;
步骤三:复绞工序,第二次复绞采用第一次复绞后的小股进行,绞合节径比为12~14倍,绞合方向为左向;
步骤四:编织加强层工序,采用凯夫拉防弹丝编织而成,编织角度为40~50°,编织密度为55~60%;
步骤五:绝缘层及护套层挤出工序,绝缘及护套材料挤出采用双层共挤一次挤出;
步骤六:辐照交联工序,使用电子辐照加速器进行交联过程,热延伸交联,得到海上用抗拉耐扭转风能电缆。
6.根据权利要求5所述的海上用抗拉耐扭转风能电缆的制备方法,其特征是:第一次复绞采用束绞小股进行的绞合结构为1+6结构;第二次复绞采用第一次复绞后的小股进行的绞合结构为3+9+15结构。
7.根据权利要求5所述的海上用抗拉耐扭转风能电缆的制备方法,其特征是:辐照交联工序,热延伸辐照交联的热延伸范围30~50%。
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