CN112071477B - 应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆及其制备方法 - Google Patents

应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112071477B
CN112071477B CN202010941860.0A CN202010941860A CN112071477B CN 112071477 B CN112071477 B CN 112071477B CN 202010941860 A CN202010941860 A CN 202010941860A CN 112071477 B CN112071477 B CN 112071477B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum alloy
flame
semi
alloy conductor
retardant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010941860.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112071477A (zh
Inventor
任桂芳
徐俊
马力
张玉庆
陈中伟
任梅英
仲流通
赵旺盛
刘恩赐
宋昌鸿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongfu Carbon Fiber Core Cable Technology Co ltd
Original Assignee
Zhongfu Carbon Fiber Core Cable Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongfu Carbon Fiber Core Cable Technology Co ltd filed Critical Zhongfu Carbon Fiber Core Cable Technology Co ltd
Priority to CN202010941860.0A priority Critical patent/CN112071477B/zh
Publication of CN112071477A publication Critical patent/CN112071477A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112071477B publication Critical patent/CN112071477B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/04—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/28—Protection against damage caused by moisture, corrosion, chemical attack or weather
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/28—Protection against damage caused by moisture, corrosion, chemical attack or weather
    • H01B7/2806—Protection against damage caused by corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • H01B7/295—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to flame

Abstract

本发明公开了一种应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆及其制备方法，它包括铝合金单丝绞制而成的铝合金导体（1），填充在铝合金导体（1）内部间隙的耐高温耐腐蚀绝缘硅橡胶（2），绕包在铝合金导体（1）外侧的半导电屏蔽带（3），包覆在半导电屏蔽带（3）外侧的阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层（4）和包覆在阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层（4）外侧的阻燃护套层（5）。本发明结构设计合理，具有较好的柔韧性、阻燃性、耐候性，其抗蠕变能力优良；电缆芯包覆材料可以有效保护导体、抑制形变，降低线路传输损耗的同时，延展性也有了一定程度的提高，与风力叶片的结合性能得到了较好的改善。

Description

应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆及其制备 方法
技术领域
本发明涉及一种应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆及其制备方法。
背景技术
近年来，我国风电技术得到了快速的发展，目前，风电叶片内避雷系统的电缆，采用的是以铜导体为主的结构设计，相较于传统铝电缆，其成本相对较大，且柔韧性、阻燃性、耐候性，延展性和抗蠕变能力欠佳，不能满足大型风电叶片避雷系统的需求。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种结构设计合理，柔韧性、阻燃性、耐候性，延展性和抗蠕变能力优良，稳定、可靠、安全的铝合金绝缘软电缆及其制备方法。
技术方案：为了实现本发明的目的，本发明采取如下技术方案：
一种应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆，它包括铝合金单丝绞制而成的铝合金导体，填充在铝合金导体内部间隙的耐高温耐腐蚀绝缘硅橡胶，绕包在铝合金导体外侧的半导电屏蔽带，包覆在半导电屏蔽带外侧的阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层和包覆在阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层外侧的阻燃护套层。
作为优选方案，以上所述的应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆，所述铝合金导体采用铝合金铝杆拉制的梯形单丝，内层4根，外层8根绞制而成。
作为优选方案，以上所述的应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆，所述半导电屏蔽带厚度大于等于0.1mm，采用绕包形式包覆在铝合金导体外侧，搭接面积为半导电屏蔽带宽度的1/3~1/2，绕包方向与铝合金导体外层单丝绞合方向相反。
作为优选方案，以上所述的应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆，所述阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层采用阻燃、耐压的热塑性弹性体进行绝缘层的挤塑，包覆在半导电屏蔽带外侧。
作为优选方案，以上所述的应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆，所述的阻燃护套层采用阻燃的聚氯乙烯材料进行护套层的挤塑，采用双层共挤包覆在阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层的外侧。
一种应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆的制备方法，包括以下步骤：
a、取铝合金铝杆拉制成铝合金导体的梯形单丝，然后进行特殊时效工艺，在室温下将拉制的单丝放入时效炉中，时效温度在268-272℃，将加温过程控制在2-2.5小时内，然后关闭所有出口进行密闭保温4-4.5小时，然后开启天窗进行缓慢降温2-2.5小时，最后打开时效炉大门，进行自然冷却。特殊的时效工艺，能有效改良单丝性能伸长率、机械强度；
b、取步骤a处理过的梯形单丝，采用绞合形式绞制成铝合金导体；在铝合金导体绞合时，在梯形单丝之间的间隙内填充入耐高温耐腐蚀绝缘硅橡胶，并即刻加温固化；
c、在铝合金导体成型后，进行半导电屏蔽带的绕包，半导电屏蔽带的厚度大于等于0.1mm，采用绕包形式包覆在铝合金导体外侧，搭接面积控制在半导电屏蔽带宽度的1/3~1/2，绕包方向与铝合金导体外层单丝绞合方向相反；
d、在半导电屏蔽带绕包结束后，通过双层共挤的挤塑方式，将阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层挤包在半导电屏蔽带外侧；然后再将阻燃护套层挤包在阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层外侧。
作为优选方案，所述所述铝合金导体采用抗蠕变性能优良的牌号8030铝合金铝杆拉制梯形单丝，进行特殊时效工艺改良单丝性能伸长率、机械强度；
作为优选方案，以上所述的一种应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆的制备方法，步骤b、取步骤a处理过的梯形单丝，采用内层4根，外层8根的绞合形式绞制成铝合金导体；在铝合金导体绞合时，在梯形单丝之间的间隙内填充入耐高温耐腐蚀绝缘硅橡胶，并加温到172-182℃进行固化。
本发明采用8030铝合金铝杆拉制梯形单丝经过特殊工艺处理，能够提升铝合金导体的蠕变性能，可保证电缆长期使用的安全性、稳定性；本发明通过填充的耐高温耐腐蚀绝缘硅橡胶可以有效减少接闪过程中间隙放电的现象，通过包覆半导电屏蔽带可以有效降低电缆金属尖端、间隙的电磁效应，可保证避雷系统接闪后，雷电疏流的稳定性、安全性；通过设置阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层，既可以降低电缆接闪后打火的现象，还可以保证接闪时绝缘层对电缆、对叶片壳体的保护效果，也能有效杜绝铝合金导体弯折后发生不可逆变形，避免电缆单丝间，形成空隙；通过设置阻燃护套层，在该电缆承受外力时，通过护套层的缓冲，在一定程度上减缓绝缘层、导体间的压力，进而保障避雷系统在运行过程中的安全、稳定、可靠。
有益效果：本发明提供的铝合金绝缘软电缆及其制备方法具有以下优点：
本发明提供的铝合金绝缘软电缆，其具有较好的柔韧性、阻燃性、耐候性，其抗蠕变能力优良；电缆芯包覆材料可以有效保护导体、抑制形变，降低线路传输损耗的同时，延展性也有了一定程度的提高，与风力叶片的结合性能得到了较好的改善。
本发明提供的铝合金绝缘软电缆的制备方法，其成本达到铜芯电缆的1/2左右，制作工艺完善、便捷，不仅制得的电缆结构安全、可靠、稳定，而且能有效完成接闪并疏流，降低叶片内部损伤的风险，进而提供高效、稳定、避雷安全性能好的避雷系统。
附图说明
图1为本发明铝合金导体的结构示意图。
图2为本发明铝合金绝缘软电缆的截面的结构示意图。
图3为本发明铝合金绝缘软电缆的制备方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，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，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
如图1和图2所示，一种应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆，它包括铝合金单丝绞制而成的铝合金导体1，填充在铝合金导体1内部间隙的耐高温耐腐蚀绝缘硅橡胶2，绕包在铝合金导体1外侧的半导电屏蔽带3，包覆在半导电屏蔽带3外侧的阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层4和包覆在阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层4外侧的阻燃护套层5。
所述铝合金导体1采用铝合金铝杆拉制的梯形单丝，内层4根，外层8根绞制而成。
所述半导电屏蔽带3厚度大于等于0.1mm，采用绕包形式包覆在铝合金导体1外侧，搭接面积为半导电屏蔽带3宽度的1/3~1/2，绕包方向与铝合金导体1外层单丝绞合方向相反。所述阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层4采用阻燃、耐压的热塑性弹性体进行绝缘层的挤塑，包覆在半导电屏蔽带3外侧。所述的阻燃护套层5采用阻燃的聚氯乙烯材料进行护套层的挤塑，采用双层共挤包覆在阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层4的外侧。
实施例2
如图3所示，一种应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆的制备方法，包括以下步骤：
a、采用抗蠕变性能优良的牌号8030铝合金铝杆拉制铝合金导体1的梯形单丝，然后进行特殊时效工艺，在室温下将拉制的单丝放入时效炉中，时效温度在268-272℃，将加温过程控制在2-2.5小时内，然后关闭所有出口进行密闭保温4-4.5小时，然后开启天窗进行缓慢降温2-2.5小时，最后打开时效炉大门，进行自然冷却。特殊的时效工艺，能有效改良单丝性能伸长率、机械强度；
b、取步骤a处理过的梯形单丝，采用内层4根，外层8根的绞合形式绞制成铝合金导体；在铝合金导体绞合时，在梯形单丝之间的间隙内填充入耐高温耐腐蚀绝缘硅橡胶，并加温到172-182℃进行固化。
c、在铝合金导体1成型后，进行半导电屏蔽带3的绕包，半导电屏蔽带厚度不小于0.1mm，采用绕包形式包覆在铝合金导体外侧，搭接面积需要控制在半导电屏蔽带宽度的1/3~1/2，且绕包方向与铝合金导体外层单丝绞合方向相反；
d、在半导电屏蔽带3绕包结束后，通过双层共挤的挤塑方式，将阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层4挤包在半导电屏蔽带3外侧，将阻燃护套层5挤包在阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层4外侧。
本发明提供的铝合金绝缘软电缆，其具有较好的柔韧性、阻燃性、耐候性，其抗蠕变能力优良：
1、柔韧性：电缆在-40℃，10D，180°的条件下进行试验，符合GB/T 33606-2017规定的成品电缆低温弯曲试验要求，电缆整体无裂纹。
2、阻燃性：成品电缆通过国标GB/T 18380.35规定的成束阻燃C类试验；
3、耐候性：成品电缆通过国标GB/T 33606-2017规定的1008h人工气候老化试验；
4、抗蠕变能力：电缆导体在60MPa，90℃，100h的条件下，100h蠕变量仅有0.066mm，蠕变应变为0.332%。
电缆芯包覆材料可以有效保护导体、抑制形变，降低线路传输损耗的同时，延展性也有了一定程度的提高，与风力叶片的结合性能得到了较好的改善；
本发明提供的铝合金绝缘软电缆的制备方法，其成本达到铜芯电缆的1/2左右，制作工艺完善、便捷，不仅制得的电缆结构安全、可靠、稳定，而且能有效完成接闪并疏流，降低叶片内部损伤的风险，进而提供高效、稳定、避雷安全性能好的避雷系统。
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 (2)

1.一种应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、取铝合金铝杆拉制成铝合金导体（1）的梯形单丝，然后进行特殊时效工艺，在室温下将拉制的单丝放入时效炉中，时效温度在268-272℃，将加温过程控制在2-2.5小时内，然后关闭所有出口进行密闭保温4-4.5小时，然后开启天窗进行缓慢降温2-2.5小时，最后打开时效炉大门，进行自然冷却；
b、取步骤a处理过的梯形单丝，采用绞合形式绞制成铝合金导体（1）；在铝合金导体（1）绞合时，在梯形单丝之间的间隙内填充入耐高温耐腐蚀绝缘硅橡胶（2），并即刻加温固化；
c、在铝合金导体（1）成型后，进行半导电屏蔽带（3）的绕包，半导电屏蔽带（3）的厚度大于等于0.1mm，采用绕包形式包覆在铝合金导体（1）外侧，搭接面积控制在半导电屏蔽带（3）宽度的1/3~1/2，绕包方向与铝合金导体外层单丝绞合方向相反；
d、在半导电屏蔽带（3）绕包结束后，通过双层共挤的挤塑方式，将阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层（4）挤包在半导电屏蔽带（3）外侧；然后再将阻燃护套层（5）挤包在阻燃、耐压热塑性弹性体绝缘层（4）外侧。
2.根据权利要求1所述的一种应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆的制备方法，其特征在于，步骤b、取步骤a处理过的梯形单丝，采用内层4根，外层8根的绞合形式绞制成铝合金导体（1）；在铝合金导体（1）绞合时，在梯形单丝之间的间隙内填充入耐高温耐腐蚀绝缘硅橡胶（2），并加温到172-182℃进行固化。
CN202010941860.0A 2020-09-09 2020-09-09 应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆及其制备方法 Active CN112071477B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010941860.0A CN112071477B (zh) 2020-09-09 2020-09-09 应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010941860.0A CN112071477B (zh) 2020-09-09 2020-09-09 应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112071477A CN112071477A (zh) 2020-12-11
CN112071477B true CN112071477B (zh) 2022-03-18

Family

ID=73664601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010941860.0A Active CN112071477B (zh) 2020-09-09 2020-09-09 应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112071477B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19744667B4 (de) * 1996-10-09 2007-11-22 Kabelwerk Lausitz Gmbh Niederspannungsleitung für Kraftfahrzeuge
CN202694963U (zh) * 2012-08-15 2013-01-23 安徽和电普华电气有限公司 一种风电传输系统用铝合金电力电缆
CN106057329A (zh) * 2016-08-08 2016-10-26 中天科技海缆有限公司 ±500kV柔性直流电缆及海缆用梯形单线阻水导体
CN107338378A (zh) * 2017-07-20 2017-11-10 合肥安力电力工程有限公司 一种铝合金导线的制备方法
CN208722611U (zh) * 2018-10-12 2019-04-09 江苏长峰电缆有限公司 一种超高层建筑用中压电力电缆
CN209747147U (zh) * 2019-04-24 2019-12-06 中复碳芯电缆科技有限公司 一种应用于风电叶片的热塑性弹性体软铜避雷电缆
CN111863307A (zh) * 2020-07-16 2020-10-30 中复碳芯电缆科技有限公司 风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆及其制作方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19744667B4 (de) * 1996-10-09 2007-11-22 Kabelwerk Lausitz Gmbh Niederspannungsleitung für Kraftfahrzeuge
CN202694963U (zh) * 2012-08-15 2013-01-23 安徽和电普华电气有限公司 一种风电传输系统用铝合金电力电缆
CN106057329A (zh) * 2016-08-08 2016-10-26 中天科技海缆有限公司 ±500kV柔性直流电缆及海缆用梯形单线阻水导体
CN107338378A (zh) * 2017-07-20 2017-11-10 合肥安力电力工程有限公司 一种铝合金导线的制备方法
CN208722611U (zh) * 2018-10-12 2019-04-09 江苏长峰电缆有限公司 一种超高层建筑用中压电力电缆
CN209747147U (zh) * 2019-04-24 2019-12-06 中复碳芯电缆科技有限公司 一种应用于风电叶片的热塑性弹性体软铜避雷电缆
CN111863307A (zh) * 2020-07-16 2020-10-30 中复碳芯电缆科技有限公司 风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112071477A (zh) 2020-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104361945B (zh) 一种无卤阻燃耐低温中压风能电缆的制备方法
CN107195367B (zh) 高电压低损耗光纤复合海底电缆及其制备方法
CN101071658A (zh) 防水电力电缆及制作方法
WO2021135051A1 (zh) 一种船舶及海工平台用轻型变频软电缆及其制造方法
CN102403064A (zh) 风能发电用耐寒耐扭转风能用软电缆
CN111863307A (zh) 风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆及其制作方法
CN112071477B (zh) 应用于风电叶片内避雷系统的铝合金绝缘软电缆及其制备方法
CN205645380U (zh) 野外工程作业用环保耐温耐腐蚀抗拉电缆
CN204680459U (zh) 高性能防水型铝合金架空导线
CN204270715U (zh) 一种无卤阻燃耐低温中压风能电缆
CN106332333A (zh) 一种供水管道防冻自限温电伴热带
CN209912578U (zh) 新型耐寒电缆
CN211479697U (zh) 一种光伏电缆
CN204087907U (zh) 抗水树铝合金导体中压电力电缆
CN207302671U (zh) 一种高阻燃耐辐射耐候太阳能光伏电缆
CN112201393A (zh) 一种移动便携式充电装置用电缆
CN205789224U (zh) 一种高性能长寿命电力电缆
CN215868750U (zh) 一种节能型长寿命电缆
CN117410022A (zh) 一种耐腐蚀抗扭型风能电缆及制备方法
CN205845572U (zh) 一种额定电压1kv和3kv的单芯挤包绝缘电力电缆
CN220753102U (zh) 风力发电用中压电力电缆
CN217955477U (zh) 一种防霉菌抗扭转中压风能电缆
CN214043150U (zh) 一种35kv橡皮绝缘护套风力发电机用耐寒耐扭曲电缆
CN204440973U (zh) 一种抗水树复合电缆
CN109065236A (zh) 一种防冻电缆及其生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant