CN118155921A - 一种化学电池储能用连接电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种化学电池储能用连接电缆，该化学电池储能用连接电缆包括导体和挤包在导体外的绝缘层，所述导体包括由铜单丝束绞而成的束绞导体，在束绞导体内部各铜单丝之间的空隙内填充有高纯石墨粉，所述导体为填充石墨粉后的束绞导体经过径向紧压处理形成的紧压圆形导体，紧压圆形导体的直径为紧压前束绞导体直径的0.94—0.98倍。该化学电池储能用连接电缆使用过程中水或电池液体不会进入导体内部对导体造成侵害，该连接电缆的使用寿命长，且电阻小，该连接电缆还具有弯曲阻力小、易于弯曲施工的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种直流电缆，尤其是一种用于化学电池储能系统中直流侧的连接电缆。
背景技术
在电池储能系统中，需要使用1500V或1000V直流连接电缆来连接直流侧的电池模块与电池模块、电池簇与电池簇、电池簇与汇流箱及电池簇与储能变流器。由于连接电缆工作的空间狭小，电缆要在小半径弯曲状态下长时间工作，需要连接电缆具有较高的弯曲性能，电缆外径≤25mm时，电缆的最小弯曲半径达到4D，电缆外径>25mm时，电缆的最小弯曲半径达到6D，为了满足连接电缆对弯曲性能的要求，现有技术中的连接电缆均采用细铜单束绞导体。但是，这种采用束绞导体的连接电缆存在以下几方面缺陷：一、束绞导体内部的各单丝之间存在间隙，空气中的水蒸汽很容易沿单丝之间的间隙进入到连接电缆内部形成水树，影响电缆的性能，尤其是电池内的电解液也很容易沿单丝之间的间隙进入到连接电缆内部腐蚀导体，缩短导体的使用寿命。二、连接电缆在连接电池时长度通常不超过500mm，当这种短连接电缆小半径弯曲时，束绞导体表面的单丝容易突出导体表面，使束绞导体呈现松股变形状态，为了避免束绞导体松股变形就得提高绞入率，而绞入率提高会直接增加原料成本。三、束绞导体内各单丝之间的摩擦力较大，使得小半径弯曲连接电缆时的阻力较大，且在弯曲过程中容易造成单丝表面损伤，影响导体的电气性能。
发明内容
发明要解决的技术问题是：提供一种化学电池储能用连接电缆，该化学电池储能用连接电缆使用过程中水或电池液体不会进入导体内部对导体造成侵害，该连接电缆的使用寿命长，且电阻小，该连接电缆还具有弯曲阻力小、易于弯曲施工的优点。
解决技术问题所采取的技术方案：一种化学电池储能用连接电缆，包括导体和挤包在导体外的绝缘层，所述导体包括由铜单丝束绞而成的束绞导体，在束绞导体内部各铜单丝之间的空隙内填充有高纯石墨粉。
作为本发明的进一步改进方案：所述导体为填充石墨粉后的束绞导体经过径向紧压处理形成的紧压圆形导体。
作为本发明的进一步改进方案：紧压圆形导体的直径为紧压前束绞导体直径的0.94—0.98倍。
作为本发明的进一步改进方案：在束绞导体表面还设有将构成束绞导体的铜单丝束缚在一起的紧束层，所述紧束层为由铜丝编织成的铜丝织筒。
作为本发明的进一步改进方案：所述高纯石墨粉为目数大于200的高纯石墨粉。
作为本发明的进一步改进方案：所述铜单丝的直径为0.2—0.4mm。
作为本发明的进一步改进方案：在绝缘层的外表面还挤包有交联型弹性体护套层，所述绝缘层为低烟无卤阻燃交联聚烯烃绝缘层，在绝缘层的外圆周面以导体中心为圆心等间角排列有多条凸棱，从而使绝缘层与护套层的结合面在电缆的径向截面上呈齿轮形。
作为本发明的进一步改进方案：所述凸棱为半圆形截面凸棱，在相邻的半圆形截面凸棱之间设有半圆形截面凹槽。
作为本发明的进一步改进方案：多条凸棱在绝缘层的外圆周面呈多头螺旋排列。
有益效果：本发明的化学电池储能用连接电缆，由于采用了所述导体包括由铜单丝束绞而成的束绞导体，在束绞导体内部各铜单丝之间的空隙内填充有高纯石墨粉的技术特征，通过在束绞导体各铜单丝之间的空隙内填充石墨粉，减小了导体内部可以浸入水或电池液体的空间，可以有效防止水或电池液体进入导体内部而腐蚀导体，影响导体的性能，缩短连接电缆的使用寿命，同时，利用石墨的润滑特性，可以有效降低连接缆弯曲过程中各单丝之间的摩擦力，使电缆施工时更易于弯曲、更省力，此外，填充在空隙内的石墨粉还具有导电和传热效果，不但可以降低导体的电阻，还可以提高导体的导热性能，使导体内部产生的热量及时向表面及两端传导，有利于降低连接电缆的工作温度。由于采用了所述导体为将填充石墨粉后的束绞导体经过径向紧压处理形成的紧压圆形导体的技术特征，一方面可以将石墨粉自身压实，提高石墨粉的导电性能，另一方面还可以使石墨粉与单丝接触更紧密、导热性更好。由于合理地限定了紧压圆形导体直径与紧压前束绞导体直径的倍数关系，在保证将石墨压实的前提下尽可能减小单丝受挤压产生的塑性变形，降低紧压对导体柔韧性的影响。由于采用了在束绞导体表面还设有将构成束绞导体的铜单丝束缚在一起的紧束层，所述紧束层为由铜丝编织成的铜丝织筒的技术特征，可以避免由于绞入率低导致的电缆弯曲时容易造成束绞导体松股、石墨粉外溢等弊端，铜丝织筒在对单丝进行束缚的同时具有导体的功能，可以增加导体的截面积。由于合理地限定了所述高纯石墨粉的目数，使得石墨填充的更紧实，导电和导热效果更好。由于采用了在绝缘层的外表面还挤包有交联型弹性体护套层的技术特征，使本发明的化学电池储能用连接电缆防护性能更强，能够适用多种环境的使用要求。由于采用了所述绝缘层为低烟无卤阻燃交联聚烯烃绝缘层，在绝缘层的外圆周面以导体中心为圆心等间角排列有多条凸棱，从而使绝缘层与护套层的结合面在电缆的径向截面上呈齿轮形的技术特征，增加了绝缘层与护套层的接触面积，不但可以防止护套层与绝缘层在弯曲时分离，还可以增加绝缘层与护套层之间的热传递效果，进一步提高了电缆的散热性能。由于采用了所述凸棱为半圆形截面凸棱，在相邻的半圆形截面凸棱之间设有半圆形截面凹槽的技术特征，可以有效避免护套挤包过程中在凸棱根部形成护套材料难以到达的空腔，进一步提高了护套与绝缘的结合效果。由于采用了多条凸棱在绝缘层的外圆周面呈多头螺旋排列的技术特征，更可以防止护套层与绝缘层在电缆轴线方向发生相对位移，使绝缘和护套的整体性更好。
附图说明
下面结合附图对本发明的化学电池储能用连接电缆作进一步的详细说明。
图1是本发明的化学电池储能用连接电缆的径向截面示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的化学电池储能用连接电缆，包括导体和挤包在导体外的绝缘层4，所述导体包括由铜单丝1束绞而成的束绞导体，在束绞导体内部各铜单丝之间的空隙内填充有高纯石墨粉2，所述高纯石墨粉为目数大于200的高纯石墨粉。
优选地，所述导体为填充石墨粉后的束绞导体经过径向紧压处理形成的紧压圆形导体，紧压圆形导体的直径为紧压前束绞导体直径的0.94—0.98。
优选地，在束绞导体表面还设有将构成束绞导体的铜单丝束缚在一起的紧束层，所述紧束层为由铜丝编织成的铜丝织筒3，构成铜丝织筒的铜丝直径小于或等于构成束绞导体的铜单丝直径。铜丝织筒束缚在紧压圆形导体外，可以有效防止电缆弯曲时导体松股，使紧压圆形导体在时始终保持圆形。
所述铜单丝的直径为0.2—0.4mm。
优选地，在绝缘层的外表面还挤包有交联型弹性体护套层5，所述绝缘层为低烟无卤阻燃交联聚烯烃绝缘层，在绝缘层的外圆周面以导体中心为圆心等间角排列有多条凸棱41，从而使绝缘层与护套层的结合面在电缆的径向截面上呈齿轮形，所述凸棱为半圆形截面凸棱，在相邻的半圆形截面凸棱之间设有半圆形截面凹槽42，多条凸棱在绝缘层的外圆周面呈多头螺旋排列。
本发明的化学电池储能用连接电缆生产时，采用束绞导体在石墨粉池内成缆的方式使石墨粉在绞合过程中直接填充到各铜单丝之间的间隙内，然后再对束绞导体进行紧压，紧压后再在紧压圆形导体外束缚铜丝织筒，最后再采用常规方式在导体外挤包绝缘，根据需要在绝缘外挤包护套。
本发明的化学电池储能用连接电缆适用于导体截面积4平方毫米以上、工作电压1500V以下的直流连接电缆。
Claims (9)
1.一种化学电池储能用连接电缆，包括导体和挤包在导体外的绝缘层，其特征是：所述导体包括由铜单丝束绞而成的束绞导体，在束绞导体内部各铜单丝之间的空隙内填充有高纯石墨粉。
2.根据权利要求1所述的化学电池储能用连接电缆，其特征是：所述导体为填充石墨粉后的束绞导体经过径向紧压处理形成的紧压圆形导体。
3.根据权利要求2所述的化学电池储能用连接电缆，其特征是：紧压圆形导体的直径为紧压前束绞导体直径的0.94—0.98倍。
4.根据权利要求1至3任一项所述的化学电池储能用连接电缆，其特征是：在束绞导体表面还设有将构成束绞导体的铜单丝束缚在一起的紧束层，所述紧束层为由铜丝编织成的铜丝织筒。
5.根据权利要求1所述的化学电池储能用连接电缆，其特征是：所述高纯石墨粉为目数大于200的高纯石墨粉。
6.根据权利要求1所述的化学电池储能用连接电缆，其特征是：所述铜单丝的直径为0.2—0.4mm。
7.根据权利要求4所述的化学电池储能用连接电缆，其特征是：在绝缘层的外表面还挤包有交联型弹性体护套层，所述绝缘层为低烟无卤阻燃交联聚烯烃绝缘层，在绝缘层的外圆周面以导体中心为圆心等间角排列有多条凸棱，从而使绝缘层与护套层的结合面在电缆的径向截面上呈齿轮形。
8.根据权利要求7所述的化学电池储能用连接电缆，其特征是：所述凸棱为半圆形截面凸棱，在相邻的半圆形截面凸棱之间设有半圆形截面凹槽。
9.根据权利要求8所述的化学电池储能用连接电缆，其特征是：多条凸棱在绝缘层的外圆周面呈多头螺旋排列。
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