CN204229907U - 一种固定敷设用铝合金导体风能电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型固定敷设用铝合金风能电缆，用于额定电压0.6/1kV低压电能传输系统，适宜于耐盐碱性的场合。传统的铜缆不具备耐海水酸、碱腐蚀，不适用于海洋风电环境，而铝固有的防腐性能，缘自当表面与空气接触时即刻形成的薄而坚固的氧化层。这种氧化层特别耐受各种形式的腐蚀，其抗腐蚀性能大大优于铜。该电缆又是基于铝的基础上添加微量元素形成铝合金，提高耐腐蚀性能，同时又使用自锁铠装结构，提高电缆的抗压性能。

Description

一种固定敷设用铝合金导体风能电缆

技术领域

本实用新型涉及一种用于固定敷设在海上风机用动力传输系统，能够在酸、碱腐蚀性较大的沿海地区使用。

背景技术

众所周知，我国铜资源的匮乏，而铝资源的丰富，随着科学技术的进步，“以铝代铜”、“节能降耗”的节奏加快。在同样载流量下，铝合金的实际重量大约为铜的三分之二，故采用铝合金电缆取代铜缆，可以减少电缆重量，降低安装成本，减少设备和电缆的磨损，使安装工作更轻松。同时我们又知道，铜不具备耐海水酸、碱腐蚀，不适用于海洋风电环境，铝固有的防腐性能，缘自当表面与空气接触时即刻形成的薄而坚固的氧化层。这种氧化层特别耐受各种形式的腐蚀，其抗腐蚀性能大大优于铜。因此特别适用于在恶劣的沿海、海岛上使用。本申请正是基于上述背景的情况下而进行的实用新型改进。

实用新型内容

本实用新型的目的所要解决的技术问题是提供一种具有良好电性能且能有效降低成本适于海上风机固定敷设用铝合金导体风能电缆。

为了达到上述目的，本实用新型的固定敷设用铝合金导体风能电缆，包括缆芯及包覆于缆芯上的外护层，该缆芯至少包括有三组铝合金绞合导体，每一铝合金绞合导体外均设有硅烷交联绝缘层，所述铝合金绞合导体由若干根铝质型线相嵌绞合而成，位于铝合金绞合导体芯部的铝质型线的横截面为圆形，在该圆形型线的外周绞合排列有两层横截面呈梯形的型线；所述外护层从里到外依次为自锁铠装层和护套层。

所述横截面呈梯形的型线以四周与相邻型线紧密绞合。

由于上述方案的运用，本实用新型专利与现有专利相比具有下列优点：

1、铝合金导体采用由若干根型线铝合金单丝进行四周相嵌绞合，有利于减小电缆体积，提高电缆的直流电阻，增强电缆的柔性，均化电缆的电场。

2、制造成本低。在与铜缆具有同样电性能的情况下，铝合金电缆比普通铜缆价格大约低15％-20％，比使用A级阻燃材料的铜缆价格低20％-25％，且安全性能远高于使用A阻燃材料的铜缆；

3、由于采用了的铝合金导体和铠装，电缆不仅自重小，能减轻建筑物的负担，其抗张强度和抗外力破坏的能力比普通电缆提高了300％以上，完全可以被长距离敷设；

4、施工成本低。铝合金电缆重量不到铜缆的一半，安装时不需构建用于支撑的钢架或只需构建很少的钢架即可完成安装，安装方便，安装费用比铜缆少30％左右；

5、铝合金材料中的主材铝资源是地壳中含量最丰富的金属元素，含量超过7％，我国铜资源匮乏而需求量又名列世界第一，每年进口的铜超过总使用量的70％。铝合金电缆的重量不到铜缆的一半，其截面仅为铜缆的1.1-1.5倍，价格比普通铜缆低15％-30％，使用新型铝合金导体代替铜导体，不仅可以化解资源紧张的矛盾，每年还可以节约上千亿的建设资金，对创建节约型社会和国家将产生不可估量的影响。

制造本实用新型的方法，包括以下步骤：

(1)选择添加了铁、硅、铜、镁、锌、硼等微量元素的合金铝杆拉制成不同截面的型线导体。

(2)将铝合金线按1+3n(n-1)方式排列，对排列好的多根铝合金线进行绞合，对于多层绞合的铝合金线采用S或Z型线绞合，使型线单线间有更多的接触面，其自阻尼性能远比圆线同心绞导线优良，有良好抗微风振动和抗暴风雨引起振动的能力；对于型线的结构，由于每根单线间都相互嵌连在一起，即使其中某一单线断裂，也不会像圆单线断裂时跳出，使导线仍保持着原有形状，完整无损。导体采用逐层绞合的方式，且相邻层绞合方向相同，绞合后的线芯通过一组紧压模具进行逐层紧压，形成绞合导体，对绞合后的导体进行退火处理，使其达到一定的柔软性；由于在绞合时单丝导体随着绞笼的旋转会产生扭转弯曲导致单丝变形，采用摇篮式框绞设备生产绞合导体，可有效对绞合过程中的单丝均匀地退扭，使得单丝导体不因长时间绞合而被扭伤变形从而保证了绞合导体质量；

(3)采用交联绝缘技术，先将硅烷交联材料挤包在铝合金绞合导体上，然后对挤包后的绝缘线芯进行蒸汽交联，挤包在铝合金导体上的交联绝缘厚度应均匀，表面光滑、无肉眼可见缺陷和未完全交联的现象。

(4)将交联绝缘线芯单元绞合成缆芯，缆芯外无须包覆任何材料；

(5)采用铝合金带连锁铠装，独特的环形凹凸闭合结构提高了抗击外界强大的破坏力的能力，环环相扣的连锁结构使电缆在敷设安装时易于弯曲，铝合金带重量远远小于钢带，既保持了钢带铠装原有的优越性能，又减轻了重量，安装时不需使用桥架，大大减小了安装难度，降低了安装成本。

(6)通过一组挤塑模具在铠装的缆芯上挤包一种环保型外护套材料(包括无卤聚烯烃、热塑低烟无卤阻燃聚烯烃材料)。

本实用新型电力电缆的导体是一组经过特殊工艺加工的铝合金材料，其导电性能仅次于铜导体，抗张强度和伸长率满足长距离敷设；铝合金导体不仅耐腐蚀性能优异、基材铝资源丰富、价格便宜，这些优点是铜所不具备的；铝合金电缆重量轻，易于敷设安装，所以铝合金是未来最理想的代替铜导体的金属材料。

附图说明

图1是本实用新型技术方案所具体实施的一种固定敷设用铝合金导体风能电缆；

图2是附图1铝合金绞合导体放大图。

其中：1是铝合金绞合导体；2是硅烷交联绝缘层；3是连锁铠装层；4是外护层；

具体实施方式

下面结合附图，举例详细说明本实用新型的具体内容：

如图1所示的在导体1上挤制硅烷交联绝缘层2，然后将3根挤制硅烷交联绝缘线进行绞制形成缆芯，在缆芯外使用铝合金带自锁铠装3，最后在铠装层3外挤制外护层4。

在铝材中添加铁、硅、铜、镁、锌、硼等微量元素，提高了导体的抗张强度、伸长率、热膨胀性能，减少了导体在受到温度变化和挤压力影响时所产生的“蠕变”现象；

采用独创的型性铝合金导体进行相互嵌连的绞合技术生产铝合金导体，提高了铝合金导体的导电性能，使其导电性能高于纯铝，仅次于铜，且大大降低了电缆的外径，节约了制造成本；

采用先进的金属热处理技术，适当软化紧压绞合后的导体，提高了导体的柔软性，增强导体的伸长率、抗蠕变性能以及电缆的弯曲性能；

由于在绞合时单丝导体随着绞笼的旋转会产生扭转弯曲导致单丝变形，采用摇篮式框绞设备生产绞合导体，可有效地对绞合过程中的单丝均匀地退扭，使得单丝导体不因长时间绞合而被扭伤变形从而保证了绞合导体质量；

将铝合金线按1+3n(n-1)方式排列，对排列好的多根铝合金线进行绞合，对于多层绞合的铝合金线采用逐层绞合的方式，且相邻层绞合方向应相同，绞合后的线芯通过一组紧压模具进行逐层紧压，形成绞合导体，对绞合后的导体进行退火处理，使其达到一定的柔软性；选用合适尺寸的紧压模具，使得导体既能得到良好紧压，又不会出现跳丝现象，保证了绞合导体的导电性和外观的圆整性；

采用硅烷交联聚乙烯绝缘蒸汽交联，交联聚乙烯具有优异的热化性能，绝缘的老化性能增加，寿命大大增加。每一米绝缘线芯都会在90多度的蒸汽中进行蒸煮四到五个小时。确保绝缘材料的各项性能大大优于国标规定；

将3根绝缘线芯绞合成缆芯，在缆芯绞合过程中控制绞合节径比在20倍左右；缆芯外无须包覆任何包带和填充任何材料；

采用铝合金带连锁铠装，独特的环形凹凸闭合结构使电缆的阻燃耐火等级达到A级，环环相扣的连锁结构使电缆在敷设安装时易于弯曲，铝合金带重量远远小于钢带，安装时不需使用桥架，降低了安装成本。

以上对本实用新型专利的特定实施例进行图示和说明，但本实用新型专利不仅仅限于以上实例，如铝合金单根导体不限于型性，导体绞合排列方式不限于1+3n(n-1)方式，绝缘材料不限于硅烷交联，绝缘线芯不限于3个，凡根据本实用新型专利所作的等效变换，都应在本实用新型专利保护范围之内。

Claims (2)

1.一种固定敷设用铝合金导体风能电缆，包括缆芯及包覆于缆芯上的外护层(4)，该缆芯至少包括有三组铝合金绞合导体(1)，每一铝合金绞合导体(1)外均设有硅烷交联绝缘层(2)，其特征在于：所述铝合金绞合导体(1)由若干根铝质型线相嵌绞合而成，位于铝合金绞合导体(1)芯部的铝质型线的横截面为圆形，在该圆形型线的外周绞合排列有两层横截面呈梯形的型线；所述外护层从里到外依次为自锁铠装层和护套层。

2.根据权利要求1所述的固定敷设用铝合金导体风能电缆，其特征在于：所述横截面呈梯形的型线以四周与相邻型线紧密绞合。