CN113628782B - 一种风力发电用中压电力软电缆 - Google Patents

一种风力发电用中压电力软电缆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种风力发电用中压电力软电缆，属于电缆技术领域，包括第一导电线芯、第二导电线芯、隔离层、绝缘层、填充层、成缆包带层、内屏蔽层、外屏蔽层和外护层，所述外护层内部设置有成缆包带层，所述第一导电线芯与第二导电线芯均位于成缆包带层内部且设置有若干根，所述第一导电线芯与第二导电线芯外层均包覆有隔离层，所述隔离层外部包覆有绝缘层，所述第一导电线芯与第二导电线芯之间还设置有填充层，所述成缆包带层外部包覆有内屏蔽层，所述内屏蔽层外部包覆有外屏蔽层，本发明具有柔软、介电常数小、耐电晕强度高、耐寒性能和耐盐雾性能、高机械能、耐高温低温、耐油、耐候、阻燃。

Description

一种风力发电用中压电力软电缆
技术领域
本发明属于电缆技术领域，涉及一种风力发电用中压电力软电缆。
背景技术
随着风力发电行业的高速发展,风力发电机技术通过引进消化吸收，日趋成熟。变桨自动控制系统是风力发电机组的重要组成部分，变桨电机用动力软电缆是中央变桨控制柜与变桨电机之间的动力电源线,其安装在风力发电机的轮毂内。
现有技术中，风力发电变桨电机用动力软电缆使用环境恶劣，空间窄小，在中央变桨控制柜中又与通信总线、变频控制器及编码器、弱电测量系统等共处存在的问题有：
(1)不具有线芯柔软；
(2)不具有耐高温、耐寒、耐臭氧；
(3)不具有耐侯、耐油、抗电磁干扰能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风力发电用中压电力软电缆。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种风力发电用中压电力软电缆，包括第一导电线芯、第二导电线芯、隔离层、绝缘层、填充层、成缆包带层、内屏蔽层、外屏蔽层和外护层，所述外护层内部设置有成缆包带层，所述第一导电线芯与第二导电线芯均位于成缆包带层内部且设置有若干根，所述第一导电线芯与第二导电线芯外层均包覆有隔离层，所述隔离层外部包覆有绝缘层，所述第一导电线芯与第二导电线芯之间还设置有填充层，所述成缆包带层外部包覆有内屏蔽层，所述内屏蔽层外部包覆有外屏蔽层。
作为本发明的一种风力发电用中压电力软电缆优选技术方案，所述填充层与成缆包带层均通过如下步骤制备：
将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、马来酸酐加入到双辊开炼机中熔融混合均匀，随后依次加入氢氧化镁、抗氧剂DLTP、聚氨酯流变改性剂，在130℃-140℃条件下，混炼15min，随后出料、挤出，填充层材料需切粒，最后制得填充层和成缆包带层。
作为本发明的一种风力发电用中压电力软电缆优选技术方案，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、马来酸酐的用量比为10g：13g：4g。
作为本发明的一种风力发电用中压电力软电缆优选技术方案，所述氢氧化镁、抗氧剂DLTP、聚氨酯流变改性剂的用量比为0.45g：0.94g：0.22g。
作为本发明的一种风力发电用中压电力软电缆优选技术方案，该风力发电用中压电力软电缆的制备方法包括如下步骤：
第一步：制备填充层与成缆包带层原料；
第二步：选用镀锡圆铜线作为第一导电线芯与第二导电线芯的导体材料，随后进行铜线拉丝退火、铜线束合得到第一导电线芯与第二导电线芯；
第三步：选用厚度为0.05mm的铝塑复合带绕包作为内屏蔽层，选用0.03mm镀锡圆铜线编织作为外屏蔽层，得到内屏蔽层和外屏蔽层；
第四步：选用陶瓷化硅橡胶带作为隔离层，经平行双螺杆挤出机挤出造粒，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却，得到隔离层；
第五步：选用低卤阻燃耐油型弹性体护套料，经平行双螺杆挤出机挤出造粒，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却，得到外护层；
第六步：选用无卤阻燃辐照交联乙丙橡胶弹性体作为绝缘层，经平行双螺杆挤出机挤出造粒，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却，得到绝缘层；
第七步：在成缆包带层内部放入第一导电线芯与第二导电线芯，随即进行排列，第一导电线芯与第二导电线芯外侧包覆有隔离层，隔离层外侧包覆有绝缘层，在成缆包带层内部，位于第一导电线芯与第二导电线芯之间含有填充层，成缆包带层外侧包覆有内屏蔽层，内屏蔽层外侧包覆有外屏蔽层，外屏蔽层外侧包覆有外护层，制得风力发电用中压电力软电缆。
本发明的有益效果：
(1)本发明制备的风力发电用中压电力软电缆，绝缘层内含有乙丙橡胶，主链是由化学稳定的饱和烃组成，使制得的绝缘层具有柔软、介电常数小、体积电阻率大、耐电晕强度高、耐寒性能和耐盐雾性能的特点；选用厚度为0.05mm的铝塑复合带绕包作为内屏蔽层，能实现电缆抗电磁干扰的特点，选用0.03mm镀锡圆铜线编织作为外屏蔽层，能减少阻抗；选用低卤阻燃耐油型弹性体护套料作为外护套，具有高机械能、耐高温低温、耐油、耐候、耐盐雾、阻燃。
(2)本发明制得的填充层与成缆包带层，材料内部形成三维网状结构，限制了阻燃剂向材料表面的迁移，缺陷减少，在拉力作用下阻燃剂粒子与基体树脂一起移动变形，承受外界负荷的能力增加，拉伸强度提高。随交联剂用量的增加交联度提高，使基体树脂的分子侧链上的不饱和双键减少，三维网状结构增强，耐热氧老化性能提高，交联剂用量越多，交联度越高，材料内部的三维网状结构增强，分子链间的交联点增多，分子间的作用力增强，大分子链之间不易产生相对的移动，因此材料的抗高温蠕变性能较强。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、第一导电线芯；2、第二导电线芯；3、隔离层；4、绝缘层；5、填充层；6、成缆包带层；7、内屏蔽层；8、外屏蔽层；9、外护层。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1
填充层5与成缆包带层6均通过如下步骤制备：
控制乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、马来酸酐的用量比为10g：13g：4g，将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、马来酸酐加入到双辊开炼机中熔融混合均匀，控制氢氧化镁、抗氧剂DLTP、聚氨酯流变改性剂的用量比为0.45g：0.94g：0.22g，随后依次加入氢氧化镁、抗氧剂DLTP、聚氨酯流变改性剂，在130℃条件下，混炼15min，随后出料、挤出，填充层5材料需切粒，最后制得填充层5和成缆包带层6。
实施例2
填充层5与成缆包带层6均通过如下步骤制备：
控制乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、马来酸酐的用量比为10g：13g：4g，将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、马来酸酐加入到双辊开炼机中熔融混合均匀，控制氢氧化镁、抗氧剂DLTP、聚氨酯流变改性剂的用量比为0.45g：0.94g：0.22g，随后依次加入氢氧化镁、抗氧剂DLTP、聚氨酯流变改性剂，在135℃条件下，混炼15min，随后出料、挤出，填充层5材料需切粒，最后制得填充层5和成缆包带层6。
实施例3
填充层5与成缆包带层6均通过如下步骤制备：
控制乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、马来酸酐的用量比为10g：13g：4g，将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、马来酸酐加入到双辊开炼机中熔融混合均匀，控制氢氧化镁、抗氧剂DLTP、聚氨酯流变改性剂的用量比为0.45g：0.94g：0.22g，随后依次加入氢氧化镁、抗氧剂DLTP、聚氨酯流变改性剂，在140℃条件下，混炼15min，随后出料、挤出，填充层5材料需切粒，最后制得填充层5和成缆包带层6。
实施例4
如图1所示，风力发电用中压电力软电缆的制备方法包括如下步骤：
第一步：制备绝缘层4、填充层5与成缆包带层6原料；
第二步：选用镀锡圆铜线作为第一导电线芯1与第二导电线芯2的导体材料，随后进行铜线拉丝退火、铜线束合得到第一导电线芯1与第二导电线芯2；
第三步：选用厚度为0.05mm的铝塑复合带绕包作为内屏蔽层7，选用0.03mm镀锡圆铜线编织作为外屏蔽层8，得到内屏蔽层7和外屏蔽层8；
第四步：选用陶瓷化硅橡胶带作为隔离层3，经平行双螺杆挤出机挤出造粒，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却，得到隔离层3；
第五步：选用低卤阻燃耐油型弹性体护套料，经平行双螺杆挤出机挤出造粒，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却，得到外护层9；
第六步：在成缆包带层6内部放入第一导电线芯1与第二导电线芯2，随即进行排列，第一导电线芯1与第二导电线芯2外侧包覆有隔离层3，隔离层3外侧包覆有绝缘层4，在成缆包带层6内部，位于第一导电线芯1与第二导电线芯2之间含有填充层5，成缆包带层6外侧包覆有内屏蔽层7，内屏蔽层7外侧包覆有外屏蔽层8，外屏蔽层8外侧包覆有外护层9，制得风力发电用中压电力软电缆。
实施例5
如图1所示，风力发电用中压电力软电缆的制备方法包括如下步骤：
第一步：制备绝缘层4、填充层5与成缆包带层6原料；
第二步：选用镀锡圆铜线作为第一导电线芯1与第二导电线芯2的导体材料，随后进行铜线拉丝退火、铜线束合得到第一导电线芯1与第二导电线芯2；
第三步：选用厚度为0.05mm的铝塑复合带绕包作为内屏蔽层7，选用0.03mm镀锡圆铜线编织作为外屏蔽层8，得到内屏蔽层7和外屏蔽层8；
第四步：选用陶瓷化硅橡胶带作为隔离层3，经平行双螺杆挤出机挤出造粒，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却，得到隔离层3；
第五步：选用低卤阻燃耐油型弹性体护套料，经平行双螺杆挤出机挤出造粒，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却，得到外护层9；
第六步：在成缆包带层6内部放入第一导电线芯1与第二导电线芯2，随即进行排列，第一导电线芯1与第二导电线芯2外侧包覆有隔离层3，隔离层3外侧包覆有绝缘层4，在成缆包带层6内部，位于第一导电线芯1与第二导电线芯2之间含有填充层5，成缆包带层6外侧包覆有内屏蔽层7，内屏蔽层7外侧包覆有外屏蔽层8，外屏蔽层8外侧包覆有外护层9，制得风力发电用中压电力软电缆。
实施例6
如图1所示，风力发电用中压电力软电缆的制备方法包括如下步骤：
第一步：制备绝缘层4、填充层5与成缆包带层6原料；
第二步：选用镀锡圆铜线作为第一导电线芯1与第二导电线芯2的导体材料，随后进行铜线拉丝退火、铜线束合得到第一导电线芯1与第二导电线芯2；
第三步：选用厚度为0.05mm的铝塑复合带绕包作为内屏蔽层7，选用0.03mm镀锡圆铜线编织作为外屏蔽层8，得到内屏蔽层7和外屏蔽层8；
第四步：选用陶瓷化硅橡胶带作为隔离层3，经平行双螺杆挤出机挤出造粒，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却，得到隔离层3；
第五步：选用低卤阻燃耐油型弹性体护套料，经平行双螺杆挤出机挤出造粒，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却，得到外护层9；
第六步：在成缆包带层6内部放入第一导电线芯1与第二导电线芯2，随即进行排列，第一导电线芯1与第二导电线芯2外侧包覆有隔离层3，隔离层3外侧包覆有绝缘层4，在成缆包带层6内部，位于第一导电线芯1与第二导电线芯2之间含有填充层5，成缆包带层6外侧包覆有内屏蔽层7，内屏蔽层7外侧包覆有外屏蔽层8，外屏蔽层8外侧包覆有外护层9，制得风力发电用中压电力软电缆。
对比例1
选用常见的电缆橡胶树脂制备绝缘层4，最后按照实施例7制得的风力发电用中压电力软电缆。
对采用实施例1-3制得的实施例4-6和对比例1制得的样品进行测试，按照GB/T7762进行耐臭氧老化测试；按照ASTMD746测定样品的低温冲击强度；按照GB/T1040-2006进行拉伸试验，测定拉伸强度；样品按照GB/T2406-2008所规定的方法测定氧指数，测试结果如下表1所示：
表1
Figure GDA0004005499750000071
从上表1可知本发明制得的风力发电用中压电力软电缆，具有良好的阻燃性、抗老化性、拉伸强度高、抗冲击性能好、电阻率大的特点。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种风力发电用中压电力软电缆，其特征在于：包括第一导电线芯(1)、第二导电线芯(2)、隔离层(3)、绝缘层(4)、填充层(5)、成缆包带层(6)、内屏蔽层(7)、外屏蔽层(8)和外护层(9)，所述外护层(9)内部设置有成缆包带层(6)，所述第一导电线芯(1)与第二导电线芯(2)均位于成缆包带层(6)内部且设置有若干根，所述第一导电线芯(1)与第二导电线芯(2)外层均包覆有隔离层(3)，所述隔离层(3)外部包覆有绝缘层(4)，所述第一导电线芯(1)与第二导电线芯(2)之间还设置有填充层(5)，所述成缆包带层(6)外部包覆有内屏蔽层(7)，所述内屏蔽层(7)外部包覆有外屏蔽层(8)；
所述填充层(5)与成缆包带层(6)均通过如下步骤制备：
将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、马来酸酐加入到双辊开炼机中熔融混合均匀，随后依次加入氢氧化镁、抗氧剂DLTP、聚氨酯流变改性剂，在130℃-140℃条件下，混炼15min，随后出料、挤出，填充层(5)材料需切粒，最后制得填充层(5)和成缆包带层(6)。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电用中压电力软电缆，其特征在于：所述乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、马来酸酐的用量比为10g：13g：4g。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电用中压电力软电缆，其特征在于：所述氢氧化镁、抗氧剂DLTP、聚氨酯流变改性剂的用量比为0.45g：0.94g：0.22g。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电用中压电力软电缆，其特征在于：该风力发电用中压电力软电缆的制备方法包括如下步骤：
第一步：制备填充层(5)与成缆包带层(6)原料；
第二步：选用镀锡圆铜线作为第一导电线芯(1)与第二导电线芯(2)的导体材料，随后进行铜线拉丝退火、铜线束合得到第一导电线芯(1)与第二导电线芯(2)；
第三步：选用厚度为0.05mm的铝塑复合带绕包作为内屏蔽层(7)，选用0.03mm镀锡圆铜线编织作为外屏蔽层(8)，得到内屏蔽层(7)和外屏蔽层(8)；
第四步：选用陶瓷化硅橡胶带作为隔离层(3)，得到隔离层(3)；
第五步：选用低卤阻燃耐油型弹性体护套料，经平行双螺杆挤出机挤出造粒，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却，得到外护层(9)；
第六步：选用无卤阻燃辐照交联乙丙橡胶弹性体作为绝缘层(4)，经平行双螺杆挤出机挤出造粒，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却，得到绝缘层(4)；
第七步：在成缆包带层(6)内部放入第一导电线芯(1)与第二导电线芯(2)，随即进行排列，第一导电线芯(1)与第二导电线芯(2)外侧包覆有隔离层(3)，隔离层(3)外侧包覆有绝缘层(4)，在成缆包带层(6)内部，位于第一导电线芯(1)与第二导电线芯(2)之间含有填充层(5)，成缆包带层(6)外侧包覆有内屏蔽层(7)，内屏蔽层(7)外侧包覆有外屏蔽层(8)，外屏蔽层(8)外侧包覆有外护层(9)，制得风力发电用中压电力软电缆。
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