CN114156008A - 高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆及其制备方法，中压变频电力电缆包括主导体线芯、中性导体线芯、隔离带层、内护套、复合金属总屏蔽层及外护套，主导体线芯包括主导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层及分相金属屏蔽层：导体屏蔽层由半导电带及半导电挤包层构成；绝缘层挤包在半导电挤包层外部；绝缘屏蔽层采用半导电屏蔽料挤包在绝缘层外部；绝缘屏蔽层的外部还绕包半导电带构成半导电带绝缘屏蔽层；分相金属屏蔽层采用双重组合分屏蔽结构；中性导体线芯由中性线导体以及半导电层构成。本发明的中压变频电力电缆可承受持续的脉冲过电压及变频电源中的中性电流分量，并具有较强电磁屏蔽性能，减少高频电磁波干扰。
Description
技术领域
本发明涉及电力电缆技术领域，具体而言涉及一种高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆及其制备方法。
背景技术
变频调速技术包含的各方面的设备和控制系统，如变频电机、变频器等，国内外已达到相当高的水平，尤其是低压变频调速技术更是日臻成熟。随着现代工业的发展，高性能大功率电机不断出现，中压电机的调速又成了必须解决的问题，中压变频器应运而生，而在变频器与电机之间作为桥梁作用的动力传输电缆，中压变频电缆目前还处于研发阶段。
目前广泛应用中压变频器和电机之间的连接电缆仍然采用中压电力电缆，但这些电缆由于不是专用于针对该系统设计的电缆还存在不少问题，例如脉冲过电压对绝缘的影响、电磁波的对外干扰以及中性电流叠加问题，具体如下：
电机的调速基本原理为变频器给电机提供不同频率的电源，其频率范围可达100～400Hz。这种频率变化电源在电缆传输中，具有一个主频率的波形轮廓，它包含了许多高次谐波，作为一种行波经多次反射，幅值叠加可达到工作电压数倍，电缆越长，幅值越高，电缆长期承受这种脉冲过电压，容易造成电缆绝缘的老化、击穿；
工业领域应用实践中，电机功率较大，连接变频电机和变频电源之间的电缆长度长，在工作时电缆就是高频电磁波向外发射的有效载体，对于周围邻近地区的通信工具(如无绳电话)或调幅接受器(如收音机调幅波段)将产生干扰。尤其是高电压大容量的变频器，其对外辐射的电磁波强度更高，普通的电力电缆由于并没有针对发射高频电磁波的情况精选优化设计，造成电缆本体大量向外界发射高频电磁波，对周围的一些通信工具以及弱点信号设备的正常工作不良的影响；
同时，在一个完整的三相正弦供电系统中，当三相电流平衡时，其中性线的电流为零。但变频器的输出电源中含有三次甚至高次谐波，因为高次谐波电流分量不存在相位差，所以在中性线中，这些高次谐波电流分量直接叠加成原来的几倍，导致不能承载变频电源中的中性电流分量，长期使用容易造成中性线的严重发热，老化加快，甚至击穿。
发明内容
鉴于现有技术存在的缺陷与不足，本发明的目的在于提出一种变频器配套用中压变频电力电缆，具有更优于传统中高压电力电缆的绝缘性能，抑制工作电压的长期积累，可承受持续的脉冲过电压；同时，具有较强的电磁屏蔽性能，减少电缆本身发出的高频电磁波对外界产生的干扰，避免对周围的一些通信工具以及弱点信号设备的正常工作不良的影响。
在另一些方面，本发明提出的变频器配套用中压变频电力电缆，尤其是高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆，其中优化设计的中性芯具有较大的截面，能够承载变频电源中的中性电流分量，以满足中性电流的通载能力，避免长期使用容易造成中性线的严重发热，老化加快甚至击穿的问题。
结合上述目的，本发明的第一方面提出一种高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆，该中压变频电力电缆包括：
主导体线芯，多个主导体线芯之间两两相切地布置；
中性导体线芯，多个中性导体线芯填充在主导体线芯之间的间隙内；
隔离带层，绕包在所述主导体线芯与中性导体线芯的外径方向，所述多个主导体线芯通过绞合、在所述间隙中填充中性导体线芯，并在外部绕包隔离带而成缆，获得缆芯；所述绕包的隔离带构成隔离带层；
内护套，挤包在所述隔离带层外部；
复合金属总屏蔽层，设置在内护套的外部，所述复合金属总屏蔽层包括覆盖在内护套外表面的铜丝编织的网状金属屏蔽层和在网状金属屏蔽层外表面绕包铜带构成的带状金属屏蔽层；以及
外护套，挤包在所述复合金属总屏蔽层的外部；
其中，所述主导体线芯包括主导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层以及分相金属屏蔽层：
导体屏蔽层由半导电带以及半导电挤包层构成，半导电带绕包在主导体外部、构成半导电带导体屏蔽层，半导电挤包层位于半导电带导体屏蔽层外部，通过半导电屏蔽料挤包在半导电带导体屏蔽层上制备而成；
绝缘层挤包在半导电挤包层的外部；
绝缘屏蔽层采用半导电屏蔽料挤包在绝缘层的外部；
所述绝缘屏蔽层的外部还绕包有半导电带，构成半导电带绝缘屏蔽层；
分相金属屏蔽层包括稀疏缠绕在半导电带绝缘屏蔽层表面的铜丝缠绕分相屏蔽层以及在铜丝缠绕分相屏蔽层外表面稀疏绕包铜带构成的铜带绕包分相屏蔽层，形成双重组合分屏蔽结构；
所述中性导体线芯由中性线导体以及挤包在中性线导体外表面的半导电屏蔽料构成的半导电层构成。
其中，半导电屏蔽料可采用体积电阻率小的半导体屏蔽料，例如以EVA为基材加入导电碳黑、石墨烯以及其他配合剂制得，具有体积电阻率小和良好的加工性能的屏蔽料。
其中，半导电带采用半导电尼龙带。
优选地，所述导体屏蔽层采用半导电带导体屏蔽层叠加半导电挤包层的结构，以提高电缆承受脉冲电压冲击的能力。其中的，半导电带导体屏蔽层中也采用半导电尼龙带。
优选地，所述绝缘材层采用110kV级交联聚乙烯，并且其厚度为同等电压等级电力电缆的内绝缘层厚度的1.1-1.2倍，由此通过采用较高电压等级的绝缘材料以及更厚的绝缘厚度，确保电缆能够承受几倍于额定电压的短时脉冲电压的叠加冲击。
优选地，绝缘屏蔽层采用超光滑的半导电屏蔽料挤包，该材料能够均匀光滑的挤包在绝缘表面，不会产生凸起，确保绝缘表面电场的均匀。
优选地，分相金属屏蔽层中具体设计如下：
铜丝缠绕分相屏蔽层的制备采用缠绕的方式，通过钢丝铠装机均匀地将铜丝缠绕在半导电带绝缘屏蔽层的外表面，缠绕节距比控制10～12倍之间；
铜带绕包分相屏蔽层的制备采用绕包工艺，通过绕包机，将铜带绕包在铜丝表面，绕包方式为间隙疏绕，间隙率控制在30％～60％之间。
由此，分相金属屏蔽层优化采用铜丝缠绕+铜带绕包，能增加屏蔽的截面，这样能够有效增加中性电流叠加的通道，在铜丝外面在绕包铜带，利用双重组合分屏蔽，能有效的增加电缆的屏蔽效果，减少高频电磁波对外界产生的干扰。
优选地，所述复合金属总屏蔽层采用铜丝编织网状叠加铜带绕包带状复合屏蔽结构，通过利用网状和带状复合屏蔽结构，能有效将变频电源产生的不规则高频电磁波，屏蔽在电缆内部，防止对外界弱电设备产生电磁干扰。
优选地，所述半导电挤包层、绝缘层以及绝缘屏蔽层采用三层共挤工艺成型。
根据本发明目的的第二方面还提出一种高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆的制备方法，包括以下步骤：
(1)紧压圆形主导体
采用退火裸铜线通过绞制方式，将多根铜单线绞合，并通过紧压模具进行拉拔紧压得到绞合铜导体作为主导体，在绞合的同时在主导体表面重叠绕包半导电带，构成半导电带导体屏蔽层；
(2)制备中性导体线芯
中性导体线芯通过挤包工艺实现，将半导电屏蔽材料均匀挤包在中性线导体外表面；
(3)制备绝缘线芯
采用导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽三层共挤工艺，在交联线上生产，通过挤塑机将导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层均匀的包覆在主导体表面，分别构成半导电挤包层、绝缘层以及绝缘屏蔽层，然后通过硫化管道加热交联，制备出绝缘线芯；
(4)制备半导电带绝缘屏蔽层
采用重叠绕包工艺，在绝缘线芯表面绕包半导电带，构成半导电带绝缘屏蔽层，搭盖率控制在15％～25％；
(5)制备分相金属屏蔽层
首先在半导电带绝缘屏蔽层外表面稀疏缠绕铜丝，制备铜丝缠绕分相屏蔽层；然后在铜丝缠绕分相屏蔽层外表面稀疏绕包铜带，构成铜带绕包分相屏蔽层，通过铜丝缠绕分相屏蔽层与铜带绕包分相屏蔽层叠加形成双重组合分屏蔽结构；
(6)成缆
三芯绝缘线芯进行绞合，并在主绝缘线芯的空隙之间放置采用三根中性导体线芯，并在外部绕包隔离带而成缆，获得缆芯，其中中性导体线芯的半导电材料兼做填充物；
(7)制备内护套
采用挤塑工艺在缆芯外表面均匀挤包一层内护套；
(8)制备复合金属总屏蔽层
首先在内护套的外表面制备铜丝编织的网状金属屏蔽层，然后在网状金属屏蔽层外表面绕包铜带构成带状金属屏蔽层，形成复合金属总屏蔽层；
(9)制备外护套
在复合金属总屏蔽层外表面挤包一层高电性能绝缘级聚氯乙烯护套料，制备外护套。
其中，所述步骤(5)制备分相金属屏蔽层，包括：
铜丝缠绕分相屏蔽层的制备采用缠绕的方式，通过钢丝铠装机，均匀的将铜丝缠绕在半导电带绝缘屏蔽层的外表面，缠绕节距比控制10～12倍之间；
铜带绕包分相屏蔽层的制备采用绕包工艺，通过绕包机，将铜带绕包在铜丝表面，绕包方式为间隙疏绕，间隙率控制在30％～60％之间。
与现有技术相比，本发明的显著优点在于：
1、本发明的高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆具有较强的抗脉冲电压冲击性能。由于电缆应用于大容量高电压的变频供电系统，高次谐波作为一种行波经多次反射，幅值叠加可达到工作电压数倍，电缆越长，幅值越高，所以必须确保电缆具有较强的抗脉冲电压冲击作用。本发明通过结构上的创新设计和原材料二方面进行改进提高对高性能大容量变频器使用需求的满足。首先，结构上导体屏蔽采用绕包半导电带和挤包半导电层，能够有效防止内屏蔽料挤出嵌入导体缝隙，形成凸起，造成电场不均；其次绝缘采用110kV交联聚乙烯绝缘料，同时绝缘厚度实际加厚设计，确保绝缘的耐脉冲电压冲击；同时对于绝缘屏蔽采用超光滑半导电屏蔽料挤出，避免产生凸起，均化绝缘表面电场；
2、本发明的高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆具有较强的中性电流导通能力。首先，与常规电缆的中性电流通过金属屏蔽设计的改进，本发明将铜带屏蔽改为铜丝缠绕屏蔽，有效增加大屏蔽截面，增加了中性电流的导通能力；其次在线芯的缝隙设置有三根中性导体，进一步增加了中性电流导通能力。综合以上两方面措施，确保了电缆具有超强的中性电流导通能力；
3、本发明的高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆具有较好屏蔽性能，电磁兼容性性能较佳。首先与常规电缆相比，不但在绝缘线芯外设置了分相金属屏蔽层，同时在线芯绞合成缆后，又设置了铜网编织和铜带绕包的复合总屏蔽层，而此二项措施确保电缆具有良好的屏蔽性能，能有效将自身产生的超强电磁波有效的屏蔽在电缆本体内，防止对外界弱电设备产生电磁干扰，整个电缆具有较好的电磁兼容性。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1是本发明实施例的高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆的径向截面示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
结合图1所示示例的高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆的结构示意，采用三主导体线芯与三中性导体线芯填充的结构设计为例进行说明。
如图1所示，具有主导体1的主导体线芯，多个主导体线芯之间两两相切地布置。
具有中性线导体14的中性导体线芯，填充在主导体线芯之间的间隙内，一方面增加了中性电流叠加通道，另一方面提供成缆的填充物支撑作用。中性导体线芯由中性线导体14以及挤包在中性线导体外表面的半导电材料构成的半导电层15构成。
结合图1，主导体线芯包括主导体1、导体屏蔽层、绝缘层4、绝缘屏蔽层5、半导电带绝缘屏蔽层6以及分相金属屏蔽层。
主导体线芯中的主导体1采用紧压圆形铜导体。作为可选的实施例，主导体1采用符合GB/T3956-2008规定的第2种紧压圆形导体，紧压系数达到0.92，紧压模具采用纳米镀层新技术，采用分层紧压工艺，确保导体表面光滑，无缝隙，不会造成内屏蔽挤出时，出现屏蔽料内嵌，进而导致导体表面电场的不均匀。
主导体1导体最外层绞向为左向，相邻层绞向相反，且最外层节径比控制在12-14倍，次内层控制在14-18倍，且由内层向外层，节径比逐步减小，这样保证导体结构更稳定。
导体屏蔽层包在主导体1的外表面。导体屏蔽层由半导电带以及半导电挤包层构成，采用半导电带导体屏蔽层叠加半导电挤包层的结构。半导电带绕包在主导体1外部、构成半导电带导体屏蔽层2，半导电挤包层3位于半导电带导体屏蔽层2的外部，半导电挤包层3通过半导电屏蔽料挤包在半导电带导体屏蔽层上制备而成。
由此，导体屏蔽层采用半导电带绕包+半导电料挤包的形式，能有效避免由于半导电料直接挤包在导体上而造成屏蔽料内嵌，进而导致导体表面电场不均匀，使电缆不能承受脉冲电压的冲击的问题。
绝缘层4挤包在半导电挤包层3的外部。
在可选的实施例中，绝缘层采用110kV级交联聚乙烯，且绝缘厚度的设计较常规电力电缆更厚，厚度为同等电压等级电力电缆的主导体的绝缘层厚度的1.1-1.2倍，如常规10kV绝缘厚度为4.5mm，本发明的中压变频电力电缆设计厚度为5.0mm。由此，通过采用较高电压等级的绝缘材料以及更厚的绝缘厚度，确保电缆能够承受几倍于额定电压的短时脉冲电压的叠加冲击。
绝缘屏蔽层5采用半导电屏蔽料挤包在绝缘层的外部。
在可选的实施例中，半导电带均采用半导电尼龙带。半导电屏蔽料均采用体积电阻率小的半导体屏蔽料，例如以EVA为基材加入导电碳黑、石墨烯以及其他配合剂制得，具有体积电阻率小和良好的加工性能的屏蔽料。
可选的实施例中，绝缘屏蔽层5采用超光滑半导电屏蔽料挤包，该材料能够均匀光滑的挤包在绝缘表面，不会产生凸起，确保绝缘表面电场的均匀，避免造成电场集中，减少电场应力。
在本发明的实施例中，半导电挤包层3、绝缘层4以及绝缘屏蔽层5采用三层共挤工艺成型。
结合图1所示，绝缘屏蔽层5的外部还绕包有半导电带构成半导电带绝缘屏蔽层6。
分相金属屏蔽层包括稀疏缠绕在半导电带绝缘屏蔽层表面的铜丝缠绕分相屏蔽层7以及在铜丝缠绕分相屏蔽层外表面稀疏绕包铜带构成的铜带绕包分相屏蔽层8，形成双重组合分屏蔽结构。
在本发明的实施例中，铜丝缠绕分相屏蔽层的制备采用缠绕的方式，通过钢丝铠装机，均匀的将铜丝缠绕在半导电带绝缘屏蔽层的外表面，缠绕节距比控制10～12倍之间。铜带绕包分相屏蔽层的制备采用绕包工艺，通过绕包机，将铜带绕包在铜丝表面，绕包方式为间隙疏绕，间隙率控制在30％～60％之间。
由此，分相金属屏蔽层的设计，改变传统的铜带重叠绕包结构，改为铜丝缠绕屏蔽与铜带疏绕屏蔽方式，能增加屏蔽的截面，这样能够有效增加中性电流叠加的通道，在铜丝外面在绕包铜带，利用双重组合分屏蔽，能有效的增加电缆的屏蔽效果，减少高频电磁波对外界产生的干扰。
结合图1所示，三芯主导体线芯绞合，其中填充中性导体线芯，绞合成缆。如前述的，一方面作为成缆的填充和支撑，另一方面由于中性导体线芯设计由铜导体加挤包在铜导体的外径的半导电屏蔽料构成的半导电层组成，与现有设计的电力电缆相比增加了三根中性芯，进一步增加了中性电流叠加通道，防止中性电流过大而造成发热严重，最终造成电缆严重发热甚至击穿。同时在中心线芯导体的外面挤包的半导电屏蔽料，一方面起到填充的作用，使电缆外观圆整，同于由于采用挤包一层半导电屏蔽料，线与芯的金属屏蔽接触，能够有效的均化电场，防止脉冲电压叠加造成电缆击穿。
结合图1，隔离带层，绕包在所述主导体线芯与中性导体线芯的外径方向。多个主导体线芯通过绞合、在所述间隙中填充中性导体线芯，并在外部绕包隔离带9而成缆，获得缆芯；所述绕包的隔离带构成隔离带层.
在可选的实施例中，隔离带为聚氨酯带。
内护套10，挤包在所述隔离带层外部，可选的实施例中，内护套采用聚氯乙烯材料。
复合金属总屏蔽层，采用铜丝编织网状叠加铜带绕包带状复合屏蔽结构，设置在内护套的外部。其中，复合金属总屏蔽层包括覆盖在内护套外表面的铜丝编织的网状金属屏蔽层11和在网状金属屏蔽层外表面绕包铜带构成的带状金属屏蔽层12。
本发明的实施例中，复合金属总屏蔽层，由铜丝编织和铜带绕包方式构成，先采用铜丝编织，形成交叉网状的屏蔽结构，例如，通过编织机实现，将铜丝均匀交叉编织，编织覆盖密度达到90％以上，形成一个相对密闭屏蔽网。然后再采用铜带绕包结构，通过绕包机，将铜带绕包在编织层表面，绕包方式为重叠，重叠搭盖率不小20％。由此，通过利用网状和带状复合屏蔽结构，能有效将变频电源产生的不规则高频电磁波，屏蔽在电缆内部，防止对外界弱电设备产生电磁干扰。
外护套13，挤包在复合金属总屏蔽层的外部。在本发明的实施例中，在屏蔽层外面挤包一层高电性能绝缘级聚氯乙烯护套料，该材料较常规的聚氯乙烯护套料拥有更好的电气绝缘性，同时护套的厚度较常规电力电缆进行加厚处理，一般为常规电力电缆的1.1倍，这样能进一步提高护套的耐压等级，防止变频电源产生的高压谐波造成电缆护套承受较高的感应电压，进而导致护套击穿。
作为可选的示例，本发明所制备的电缆各层的厚度控制范围在：半导电尼龙屏蔽带厚度为0.2mm，绝缘厚度为同等级电力电缆的厚度的1.1-1.2倍，如8.7/15kV电力电缆常规厚度为4.5mm，而本发明的实施例采用的厚度为5.0mm～5.4mm。编织铜丝直径为0.3mm，铜带厚度为0.1mm，内护套厚度为0.02D+0.6mm,其中D为挤包护套前的假设直径，最小值不小于1.2mm，外护套为1.1*(0.035D+1.0mm)。其中D为护套及挤包前假设直径。
根据本发明公开的实施例，还提出一种高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆的制备方法，包括以下步骤：
(1)紧压圆形主导体
采用退火裸铜线通过绞制方式，可在框绞机或其他类型的绞线机上实现，将多根铜单线绞合，并通过紧压模具进行拉拔紧压得到绞合铜导体作为主导体；要求保证主导体的外观光滑圆整；在绞合的同时在主导体表面重叠绕包半导电带，构成半导电带导体屏蔽层；
(2)制备中性导体线芯
中性导体线芯通过挤包工艺实现，将半导电屏蔽材料均匀挤包在中性线导体外表面；厚度的控制可以根据主导体线芯之间的空隙的大小而定；
(3)制备绝缘线芯
采用导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽三层共挤工艺，在交联线上生产，通过
挤塑机将导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层均匀的包覆在主导体表面，分别构成半导电挤包层、绝缘层以及绝缘屏蔽层，然后通过硫化管道加热交联，制备出绝缘线芯；
(4)制备半导电带绝缘屏蔽层
采用重叠绕包工艺，在绝缘线芯表面绕包半导电带，构成半导电带绝缘屏蔽层，搭盖率控制在15％～25％；制备过程可通过绕包机实现，要求平服、紧密，不漏包；
(5)制备分相金属屏蔽层
首先在半导电带绝缘屏蔽层外表面稀疏缠绕铜丝，制备铜丝缠绕分相屏蔽层，其中缠绕节距比控制10～12倍之间；然后在铜丝缠绕分相屏蔽层外表面稀疏绕包铜带，构成铜带绕包分相屏蔽层，绕包方式为间隙疏绕，间隙率控制在30％～60％之间；由此，铜丝缠绕分相屏蔽层与铜带绕包分相屏蔽层叠加形成双重组合分屏蔽结构；
(6)成缆
通过成缆机将三芯绝缘线芯进行绞合，并在主绝缘线芯的空隙之间放置采用三根中性导体线芯，并在外部绕包隔离带而成缆，获得缆芯，其中中性导体线芯的半导电材料兼做填充物；密实无空隙，成缆节径比控制在35～40倍；
(7)制备内护套
采用挤塑工艺在缆芯外表面均匀挤包一层内护套；
(8)制备复合金属总屏蔽层
首先在内护套的外表面制备铜丝编织的网状金属屏蔽层，然后在网状金属屏蔽层外表面绕包铜带构成带状金属屏蔽层，形成复合金属总屏蔽层；
(9)制备外护套
在复合金属总屏蔽层外表面挤包一层高电性能绝缘级聚氯乙烯护套料，制备外护套。
其中，尤其是在步骤(5)制备分相金属屏蔽层，具体包括：
铜丝缠绕分相屏蔽层的制备采用缠绕的方式，通过钢丝铠装机，均匀的将铜丝缠绕在半导电带绝缘屏蔽层的外表面，缠绕节距比控制10～12倍之间；
铜带绕包分相屏蔽层的制备采用绕包工艺，通过绕包机，将铜带绕包在铜丝表面，绕包方式为间隙疏绕，间隙率控制在30％～60％之间。
其中，尤其是在步骤(8)制备复合金属总屏蔽层，具体包括：
网状金属屏蔽层的生产采用编织形式，通过编织机实现，将铜丝均匀交叉编织在缆芯上，编织密度不小于90％；
带状金属屏蔽层的生产采用绕包工艺，通过绕包机，将铜带绕包在编织层表面，绕包方式为重叠，重叠搭盖率不小20％。
可选的示例中，外护套的生产工艺同内护套，均采用高电性能绝缘级聚氯乙烯护套料，通过挤塑机将护套料经过加热融化，均匀的挤出包覆，内护套的厚度依据缆芯的外径确定。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (11)
1.一种高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆，其特征在于，包括：
主导体线芯，多个主导体线芯之间两两相切地布置；
中性导体线芯，多个中性导体线芯填充在主导体线芯之间的间隙内；
隔离带层，绕包在所述主导体线芯与中性导体线芯的外径方向，所述多个主导体线芯通过绞合、在所述间隙中填充中性导体线芯，并在外部绕包隔离带而成缆，获得缆芯；所述绕包的隔离带构成隔离带层；
内护套，挤包在所述隔离带层外部；
复合金属总屏蔽层，设置在内护套的外部，所述复合金属总屏蔽层包括覆盖在内护套外表面的铜丝编织的网状金属屏蔽层和在网状金属屏蔽层外表面绕包铜带构成的带状金属屏蔽层；以及
外护套，挤包在所述复合金属总屏蔽层的外部；
其中，所述主导体线芯包括主导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层以及分相金属屏蔽层：
导体屏蔽层由半导电带以及半导电挤包层构成，半导电带绕包在主导体外部、构成半导电带导体屏蔽层，半导电挤包层位于半导电带导体屏蔽层外部，通过半导电屏蔽料挤包在半导电带导体屏蔽层上制备而成；
绝缘层，挤包在半导电挤包层的外部；
绝缘屏蔽层，采用半导电屏蔽料挤包在绝缘层的外部；
所述绝缘屏蔽层的外部还绕包有半导电带构成半导电带绝缘屏蔽层；
分相金属屏蔽层包括稀疏缠绕在半导电带绝缘屏蔽层表面的铜丝缠绕分相屏蔽层以及在铜丝缠绕分相屏蔽层外表面稀疏绕包铜带构成的铜带绕包分相屏蔽层，形成双重组合分屏蔽结构；
所述中性导体线芯由中性线导体以及挤包在中性线导体外表面的半导电屏蔽料构成的半导电层构成。
2.根据权利要求1所述的高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆，其特征在于，所述主导体线芯中的主导体采用紧压圆形铜导体，通过分层紧压工艺紧压制备，紧压系数为0.92。
3.根据权利要求1所述的高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆，其特征在于，所述导体屏蔽层采用半导电带导体屏蔽层叠加半导电挤包层的结构。
4.根据权利要求1所述的高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆，其特征在于，所述绝缘材层采用110kV级交联聚乙烯，并且其厚度为同等电压等级电力电缆的内绝缘层厚度的1.1-1.2倍。
5.根据权利要求1所述的高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆，其特征在于，所述复合金属总屏蔽层采用铜丝编织网状叠加铜带绕包带状复合屏蔽结构。
6.根据权利要求1所述的高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆，其特征在于，所述网状金属屏蔽层的编织覆盖密度大于90％。
7.根据权利要求1所述的高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆，其特征在于，所述内护套和外护套均为聚氯乙烯护套。
8.根据权利要求1所述的高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆，其特征在于，所述隔离带为聚氨酯带。
9.根据权利要求1所述的高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆，其特征在于，所述半导电挤包层、绝缘层以及绝缘屏蔽层采用三层共挤工艺成型。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)紧压圆形主导体
采用退火裸铜线通过绞制方式，将多根铜单线绞合，并通过紧压模具进行拉拔紧压得到绞合铜导体作为主导体，在绞合的同时在主导体表面重叠绕包半导电带，构成半导电带导体屏蔽层；
(2)制备中性导体线芯
中性导体线芯通过挤包工艺实现，将半导电屏蔽材料均匀挤包在中性线导体外表面；
(3)制备绝缘线芯
采用导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽三层共挤工艺，在交联线上生产，通过挤塑机将导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层均匀的包覆在主导体表面，分别构成半导电挤包层、绝缘层以及绝缘屏蔽层，然后通过硫化管道加热交联，制备出绝缘线芯；
(4)制备半导电带绝缘屏蔽层
采用重叠绕包工艺，在绝缘线芯表面绕包半导电带，构成半导电带绝缘屏蔽层，搭盖率控制在15％～25％；
(5)制备分相金属屏蔽层
首先在半导电带绝缘屏蔽层外表面稀疏缠绕铜丝，制备铜丝缠绕分相屏蔽层；然后在铜丝缠绕分相屏蔽层外表面稀疏绕包铜带，构成铜带绕包分相屏蔽层，通过铜丝缠绕分相屏蔽层与铜带绕包分相屏蔽层叠加形成双重组合分屏蔽结构；
(6)成缆
三芯绝缘线芯进行绞合，并在主绝缘线芯的空隙之间放置采用三根中性导体线芯，并在外部绕包隔离带而成缆，获得缆芯，其中中性导体线芯的半导电材料兼做填充物；
(7)制备内护套
采用挤塑工艺在缆芯外表面均匀挤包一层内护套；
(8)制备复合金属总屏蔽层
首先在内护套的外表面制备铜丝编织的网状金属屏蔽层，然后在网状金属屏蔽层外表面绕包铜带构成带状金属屏蔽层，形成复合金属总屏蔽层；
(9)制备外护套
在复合金属总屏蔽层外表面挤包一层高电性能绝缘级聚氯乙烯护套料，制备外护套。
11.根据权利要求10所述的高性能大容量变频器配套用中压变频电力电缆的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)制备分相金属屏蔽层，包括：
铜丝缠绕分相屏蔽层的制备采用缠绕的方式，通过钢丝铠装机均匀地将铜丝缠绕在半导电带绝缘屏蔽层的外表面，缠绕节距比控制10～12倍之间；
铜带绕包分相屏蔽层的制备采用绕包工艺，通过绕包机，将铜带绕包在铜丝表面，绕包方式为间隙疏绕，间隙率控制在30％～60％之间。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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