CN108320856A - 一种海上风力发电轻型电力电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种海上风力发电轻型电力电缆，包括导体，绝缘层，第一抗拉元件，导体外挤包绝缘层形成电力线芯，第一抗拉元件设置在电力线芯的中央，电力线芯和第一抗拉元件绞合成缆芯，缆芯向外依次设置内护层、屏蔽层、第二抗拉元件，漂浮层和外护层，内护层由聚氨酯弹性体制成，第二抗拉元件包括金属编织层和涂敷在金属编织层上的石墨烯层。本发明设置两种不同的抗拉元件，第一抗拉元件采用重量轻，强度高的迪尼玛纤维或者杜邦丝制成，第二抗拉元件采用不锈钢钢丝编织层涂覆石墨烯，极大的增加了电缆的抗拉性能，同时大大减轻了电缆的重量；在电缆外护层内还设置有漂浮层，及其适合作为海上风力发电的电缆使用。

Description

一种海上风力发电轻型电力电缆
技术领域
本发明属于电力电缆技术领域，具体涉及一种海上风力发电轻型电力电缆。
背景技术
现有的海上风力发电电缆，大多内置漂浮物，漂浮体本身具有较小比重，从而可以使整个电缆的比重小于水，能直接漂浮在水上，该电缆用于水上作业时，虽然可以漂浮在水上，外表清晰可见，也便于维护，但是该电缆的抗拉强度、防水性能、耐腐蚀性能、柔软性和弯曲性能都比较差，导致电缆寿命短，需经常更换，影响发电设备正常运行。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种质量轻，抗拉强度大，电缆直径小的海上风力发电轻型电力电缆。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种海上风力发电轻型电力电缆，包括导体，绝缘层，第一抗拉元件，内护层，屏蔽层，第二抗拉元件，漂浮层和外护层，所述导体外挤包绝缘层形成电力线芯，所述第一抗拉元件设置在电力线芯的中央，所述电力线芯和第一抗拉元件绞合成缆芯，缆芯向外依次设置内护层、屏蔽层、第二抗拉元件，漂浮层和外护层，所述内护层由聚氨酯弹性体制成，所述第二抗拉元件包括设置在屏蔽层外的金属编织层和涂敷在金属编织层上的石墨烯层，所述漂浮层由泡沫塑料填充而成。
作为优选，所述第一抗拉元件由迪尼玛纤维或者杜邦丝制成。
作为优选，所述漂浮层内还填充有阻水材料。
作为优选，所述阻水材料为阻水玻璃纱。
作为优选，所述泡沫材料为聚氨酯泡沫塑料、交联聚烯烃泡沫塑料或者酚醛泡沫塑料。
作为优选，所述金属编织层采用不锈钢钢丝编织而成。
作为优选，所述外护层由聚醚聚氨酯弹性体材料制成。
作为优选，所述电力线芯设置有5根。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的海上风力发电轻型电力电缆设置两种不同的抗拉元件，第一抗拉元件采用重量轻，强度高的迪尼玛纤维或者杜邦丝制成，第二抗拉元件采用不锈钢钢丝编织层涂覆石墨烯，石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，极大的增加了电缆的抗拉性能，同时大大减轻了电缆的重量；在电缆外护层内还设置有漂浮层，且漂浮层中要填充阻水材料，使得电缆防水性能优良，且能更好的漂浮在海面上，及其适合作为海上风力发电的电缆使用。
附图说明
图1是海上风力发电轻型电力电缆结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示，一种海上风力发电轻型电力电缆，包括导体11，绝缘层12，第一抗拉元件2，内护层3，屏蔽层4，第二抗拉元件5，漂浮层6和外护层7，导体11外挤包绝缘层12形成电力线芯1，电力线芯1设置有5根，导体11由多股镀锡铜丝绞合制成，绝缘层12由改性聚丙烯材料制成；第一抗拉元件2设置在电力线芯1的中央，电力线芯1和第一抗拉元件2绞合成缆芯，缆芯向外依次设置内护层3、屏蔽层4、第二抗拉元件5、漂浮层6和外护层7，内护层3由聚氨酯弹性体制成，第二抗拉元件5包括设置在屏蔽层4外的金属编织层51和涂敷在金属编织层51上的石墨烯层52，漂浮层6由泡沫塑料填充而成。
第一抗拉元件2由迪尼玛纤维或者杜邦丝制成，迪尼玛纤维是目前世界上比重最轻，强度最高的高性能纤维，其重量不到钢丝绳的1/7；杜邦丝是强度最高的高性能纤维，采用迪尼玛纤维或者杜邦丝制成的第一抗拉元件2抗拉性能优良。
漂浮层6内填充的泡沫材料为聚氨酯泡沫塑料、交联聚烯烃泡沫塑料或者酚醛泡沫塑料，泡沫材料的弹性模量在100～200MPa。漂浮层6内除了填充有泡沫材料，还填充有阻水材料，阻水材料为阻水玻璃纱，泡沫材料和阻水材料可以混合填充，防水、质量较轻的同时还节省了电缆空间，缩小了电缆的总直径。
金属编织层51采用不锈钢钢丝编织而成，不锈钢钢丝断裂抗力大，不容易产生变形和断裂，在金属编织层上涂覆有一层石墨烯层，石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％。在大大的增加电缆抗拉强度的同时，电缆的重量却没有明显增加，大大增加了电缆的抗拉性能，电缆整体的重量和直径却几乎没有增加。
外护层7由聚醚聚氨酯弹性体材料制成。外护层8是由聚醚聚氨酯弹性体材料制成的外护层。耐温范围在-60～120℃，耐磨抗撕裂性强，并且耐油、耐酸碱、抗海水腐蚀。
本发明的海上风力发电轻型电力电缆设置两种不同的抗拉元件，第一抗拉元件采用重量轻，强度高的迪尼玛纤维或者杜邦丝制成，第二抗拉元件采用不锈钢钢丝编织层涂覆石墨烯，石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，极大的增加了电缆的抗拉性能，同时大大减轻了电缆的重量；在电缆外护层内还设置有漂浮层，且漂浮层中要填充阻水材料，使得电缆防水性能优良，且能更好的漂浮在海面上，及其适合作为海上风力发电的电缆使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种海上风力发电轻型电力电缆，其特征在于：包括导体(11)，绝缘层(12)，第一抗拉元件(2)，内护层(3)，屏蔽层(4)，第二抗拉元件(5)，漂浮层(6)和外护层(7)，所述导体(11)外挤包绝缘层(12)形成电力线芯(1)，所述第一抗拉元件(2)设置在电力线芯的中央，所述电力线芯(1)和第一抗拉元件(2)绞合成缆芯，缆芯向外依次设置内护层(3)、屏蔽层(4)、第二抗拉元件(5)，漂浮层(6)和外护层(7)，所述内护层(3)由聚氨酯弹性体制成，所述第二抗拉元件(5)包括设置在屏蔽层(4)外的金属编织层(51)和涂敷在金属编织层(51)上的石墨烯层(52)，所述漂浮层(6)由泡沫塑料填充而成。
2.根据权利要求1所述的海上风力发电轻型电力电缆，其特征在于：所述第一抗拉元件(2)由迪尼玛纤维或者杜邦丝制成。
3.根据权利要求1所述的海上风力发电轻型电力电缆，其特征在于：所述漂浮层(6)内还填充有阻水材料。
4.根据权利要求3所述的海上风力发电轻型电力电缆，其特征在于：所述阻水材料为阻水玻璃纱。
5.根据权利要求1所述的海上风力发电轻型电力电缆，其特征在于：所述泡沫材料为聚氨酯泡沫塑料、交联聚烯烃泡沫塑料或者酚醛泡沫塑料。
6.根据权利要求1所述的海上风力发电轻型电力电缆，其特征在于：所述金属编织层(51)采用不锈钢钢丝编织而成。
7.根据权利要求1所述的海上风力发电轻型电力电缆，其特征在于：所述外护层(7)由聚醚聚氨酯弹性体材料制成。
8.根据权利要求1所述的海上风力发电轻型电力电缆，其特征在于：所述电力线芯(1)设置有5根。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110904704A (zh) * 2019-10-24 2020-03-24 江阴市高胜金属制品有限公司 一种高寿命钢丝绳的生产方法
CN112102989A (zh) * 2020-09-18 2020-12-18 安徽华星电缆集团有限公司 一种大浮力稳定性高的水面漂浮电缆

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