CN204596448U - 风力发电用高耐扭曲软电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电用高耐扭曲软电缆，包括缆芯以及包覆于缆芯上的外护层，该缆芯至少包括有四根股线束，每一股线束均由若干股线绞合而成，在每根股线束上包覆有绝缘层；缆芯的节径比为10～14；股线束的节径比为10～14；所述股线由若干导体单丝绞合而成，该导体单丝的直径为0.15mm～0.405mm。所述导体单丝的单丝伸长率为26%-32%。所述股线的绞合方向与股线束的绞合方向相同。所述缆芯的绞合方向与股线束的绞合方向相同。该电缆不仅具有良好的电性能和绝缘性能，而且柔软性好，能承受频繁的扭转弯曲。

Description

风力发电用高耐扭曲软电缆

技术领域

   本实用新型涉及一种电缆，尤其涉及一种用于风力发电的电能传输电缆。

背景技术

风力发电作为一种洁净绿色环保可再生能源，是世界范围内最有发展前景的一种能源，具有环境友好、技术成熟、全球可行的特点，在世界各地正得到越来越广泛的应用。我国地域辽阔，海岸线长，风口多，风能资源丰富，风能储量很大、分布面广，取之不尽，用之不竭。

风力发电系统是将风能转换为电能的机械、电气及其控制设备的组合。风力发电系统中各装置之间都需要相应的电缆来连接，作为风力发电核心的能量转换装置即风力发电机组更离不开电缆来传输转换的能量，在整个风力发电系统中，电缆是整个系统的血管和神经，起着不可替代、举足轻重的作用。

风电工程环境大多较为恶劣，使用年限较长。更由于风力发电机组风桨叶的旋转是根据风向呈不规则摆动的，电缆既要随着风桨叶的方向进行频繁、随机的扭转，其扭转速度和角度均具有不确定性，又要在风电塔筒内振荡扭弯，其形成的晃动幅度和牵拉力同样是不确定的；加之电缆在风电机组和塔筒中的布设路径复杂。传统电缆显然不能满足高耐扭曲、高柔软和足够的机械强度等综合性能要求。为了提高电缆的使用寿命，就需要一种高扭曲性能的软电缆。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种风力发电用高耐扭曲软电缆，它不仅具有良好的电性能和绝缘性能，而且柔软性好，能承受频繁的扭转弯曲。

为了解决上述技术问题，本实用新型的风力发电用高耐扭曲软电缆，包括缆芯以及包覆于缆芯上的外护层，该缆芯至少包括有四根股线束，每一股线束均由若干股线绞合而成，在每根股线束上包覆有绝缘层；缆芯的节径比为10～14；股线束的节径比为10～14；所述股线由若干导体单丝绞合而成，该导体单丝的直径为0.15 mm～0.405mm。

采用上述结构后，由于在缆芯上包覆有外护层，并且在组成缆芯的股线束外包覆有绝缘层，这使得电缆既具有良好的导电性能和绝缘性能，又具有较好的抗磨损、抗牵拉等机械性能。又由于导体单丝较传统电缆导体直径更细，而采用纤细的导体单丝能有效地提高整根电缆的柔软性，使电缆能在频繁扭转、弯曲晃动的场合使用。还由于股线束和缆芯采用合理的节径比，不仅能实现股线束中每根单丝导体张拉力的均衡，避免或减少单丝导体在制作和使用过程中的断裂，整股导体具有足够的抗拉伸、耐弯曲、耐挤压的良好机械性能，而且有效保证了单丝和线束间的绞合紧密度，既防止松股，又避免相邻单丝间的过度嵌入，从而确保电缆的扭曲柔性。

本实用新型的优选实施方式，所述导体单丝的单丝伸长率为26%—32%。合理的单丝伸长率，更能保证电缆的柔韧性。

本实用新型的进一步实施方式，所述缆芯包括有四根股线束。该结构的电缆更宜于风力发电机组向电网传输电力。

本实用新型的优选实施方式，所述股线的绞合方向与股线束的绞合方向相同。所述缆芯的绞合方向与股线束的绞合方向相同。采用相同的绞合方向，能有效均匀缆芯或线束中单丝导体的受力和弯曲程度，既便于实现缆芯单丝导体的纤细化，又能提高整根电缆的柔软性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型风力发电用高耐扭曲软电缆作进一步说明。

图1是本实用新型风力发电用高耐扭曲软电缆一种具体实施方式的截面结构示意图。

图中，1—导体单丝、2—股线、3—股线束、4—绝缘层、5—缆芯、6—外护层。

具体实施方式

在图1所示的风力发电用高耐扭曲软电缆中，在该电缆的缆芯5上包覆有外护层6，外护层6由软质橡胶层构成，该软质橡胶包覆层以90℃超柔性氯磺聚乙烯橡胶为材料，经模具挤压并蒸汽硫化而成。

缆芯5由四根股线束3绞合而成，每根股线束3又由若干股线2绞合而成，其结构形式按常规的1+3n（n-1）方式排列；在本实例中，股线束3由19根股线2绞合而成。股线2则由若干根导体单丝1绞合而成。导体单丝1的直径应根据风电机组大小在0.15mm—0.405mm中选择其直径大小。导体单丝1的单丝伸长率选择在26%—32%。股线束3和缆芯5的节径比均为12，优先选择在10—14之间。股线束节径比是股线束的绞合节距与胶线束的外径d之比，同样缆芯节径比是缆芯绞合节距与缆芯的外径D之比。

本实用新型的制造步骤如下：

（1）根据电缆设计要求，导体单丝1选用直径为0.15mm—0.405mm的铜质导体单线，将导体单线拉制退火成伸长率为26%-32%。

（2）将上述导体单丝1按同心式排列进行绞合成股线2，股线2的绞合方向为左向（S向）。

（3）将股线2按常规的1+3n（n-1）方式排列，对排列好的股线2进行绞合而成股线束3，股线束3的绞合方向也为左向（S向）。股线2和股线束3采用相同的绞合方向，能使导体单线及股线间有更多的接触面，有良好抗风力振动和抗暴风雨引起振动的能力；导体单线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，使其达到一定的柔软性。

（3）采用蒸汽硫化技术，先将90℃超柔型乙丙橡胶挤包在股线束3上而形成绝缘层4，然后再对挤包后的绝缘层4进行蒸汽硫化、过粉，使绝缘层4厚度均匀，表面光滑，无过硫或欠硫现象。

（4）将带有绝缘层4的股线束3绞合成缆芯5，缆芯5绞合节径比为10倍。

（5）最后采用挤压式模具在缆芯5上挤包90℃超柔性氯磺化聚乙烯橡胶形成外护层6，对外护层6进行蒸汽硫化而制成成品。

上述绝缘层4采用90℃超柔性乙丙橡胶，外护套6采用90℃超柔性氯磺化聚乙烯橡胶，护套与绝缘材料均采用低邵氏硬度、门尼粘度35的材料，两层橡胶保护层的伸长率均控制在32%左右，从而提高电缆的耐扭曲性能。

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，如股线2和股线束3的绞合方向不限于左向（S向），还可以是右向（Z向）；缆芯不限于4根股线束；股线的绞合排列方式不限于1+3n（n-1）方式；绝缘层和外护层的材料还可以是交联聚乙烯等橡胶性高柔性高分子绝缘材料。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 (10)

1.一种风力发电用高耐扭曲软电缆，包括缆芯（5）以及包覆于缆芯（5）上的外护层（6），其特征在于：该缆芯（5）至少包括有四根股线束（3），每一股线束（3）均由若干股线（2）绞合而成，在每根股线束（3）上包覆有绝缘层（4）；缆芯（5）的节径比为10～14；股线束（3）的节径比为10～14；所述股线（2）由若干导体单丝（1）绞合而成，该导体单丝（1）的直径为0.15 mm～0.405mm。

2.根据权利要求1所述的风力发电用高耐扭曲软电缆，其特征在于：所述导体单丝（1）的单丝伸长率为26%—32%。

3.根据权利要求1所述的风力发电用高耐扭曲软电缆，其特征在于：所述缆芯（5）包括有四根股线束（3）。

4.根据权利要求1所述的风力发电用高耐扭曲软电缆，其特征在于：所述股线（2）的绞合方向与股线束（3）的绞合方向相同。

5.根据权利要求4所述的风力发电用高耐扭曲软电缆，其特征在于：所述股线（2）的绞合方向与股线束（3）的绞合方向均为左向。

6.根据权利要求4所述的风力发电用高耐扭曲软电缆，其特征在于：所述股线（2）的绞合方向与股线束（3）的绞合方向均为右向。

7.根据权利要求1所述的风力发电用高耐扭曲软电缆，其特征在于：所述缆芯（5）的绞合方向与股线束（3）的绞合方向相同。

8.根据权利要求1所述的风力发电用高耐扭曲软电缆，其特征在于：所述股线束（3）的节径比为12。

9.根据权利要求1所述的风力发电用高耐扭曲软电缆，其特征在于：所述缆芯（5）的节径比为12。

10.根据权利要求1所述的风力发电用高耐扭曲软电缆，其特征在于：所述绝缘层（4）和外护层（6）采用软质橡胶包覆层。