CN206401045U - 一种高耐寒高弹性的电力电缆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高耐寒高弹性的电力电缆，包括导体、内绝缘层以及外护套，还包括电加热组件以及外绝缘层；所述电加热组件包括左导电丝、右导电丝、中导电丝、若干根左合金电阻丝以及若干根右合金电阻丝；本申请通过在电力电缆中设置电加热组件，当电力电缆面对‑50℃～0℃环境温度时，利用左合金电阻丝与右合金电阻丝的通电发热对整个电力电缆进行加热保温，为电力电缆提供外界补充热量，加热升温抵抗严寒，使得该电力电缆具有较好的耐低温性能，能在‑50℃～0℃环境温度下正常工作以及正常铺设，能够满足市场需求。

Description

一种高耐寒高弹性的电力电缆

技术领域

本实用新型涉及电力设备技术领域，尤其是涉及一种高耐寒高弹性的电力电缆。

背景技术

电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等等。

电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线。在电力线路中，电缆所占比重正逐渐增加。电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，包括1-500KV以及以上各种电压等级，各种绝缘的电力电缆。

电力电缆按电压等级可分为中、低压电力电缆(35千伏及以下)、高压电缆(110千伏及以上)、超高压电缆(275～800千伏)以及特高压电缆(1000千伏及以上)。此外，还可按电流分为交流电缆和直流电缆。

目前电力电缆多采用塑料绝缘层以及塑料外护套，当环境温度为-50℃～0℃时，随着环境温度的降低，塑料绝缘层以及塑料外护套会变得越来越硬且越来越脆，此时如果电缆弯曲速度过快、弯曲角度较大或受到猛烈外界冲击等等，塑料绝缘层和/或塑料外护套会因脆硬而破裂，因此，在严寒季节以及地区(例如我国冬季的北方地区)使用电力电缆需要考虑电力电缆的耐低温性能。目前，现有的电力电缆的耐低温性能还不能满足市场对电力电缆的耐低温性能的要求。

因此，如何提高电力电缆的耐低温性能，满足市场需求是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高耐寒高弹性的电力电缆，该电力电缆具有较好的耐低温性能，能在-50℃～0℃环境温度下正常工作以及正常铺设，能够满足市场需求。

为解决上述的技术问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种高耐寒高弹性的电力电缆，包括导体、内绝缘层以及外护套，所述内绝缘层挤包所述导体，所述外护套设置于所述电力电缆的最外侧，还包括电加热组件以及外绝缘层；

所述电加热组件包括左导电丝、右导电丝、中导电丝、若干根左合金电阻丝以及若干根右合金电阻丝；

所述左导电丝、右导电丝以及中导电丝相互平行且均平行于所述电力电缆的长度方向；

所述左合金电阻丝以及右合金电阻丝的长度方向平行于所述电力电缆的径向方向；

所述左导电丝与中导电丝之上固定连接有若干根左合金电阻丝，且所述左合金电阻丝的一端与所述左导电丝固定连接，所述左合金电阻丝的另一端与所述中导电丝固定连接；

所述右导电丝与中导电丝之上固定连接有若干根右合金电阻丝，且所述右合金电阻丝的一端与所述右导电丝固定连接，所述右合金电阻丝的另一端与所述中导电丝固定连接；

所述右合金电阻丝与所述中导电丝的连接点和所述左合金电阻丝与所述中导电丝的连接点在所述中导电丝上交错布置；

所述左导电丝与右导电丝沿其长度方向焊接连接以使得所述电加热组件纵包在所述内绝缘层上；

所述外绝缘层挤包在所述电加热组件的外围。

优选的，还包括绕包的钢带铠装层，所述钢带上镀有若干条呈条纹状间隔布置的镜面银膜，每条所述镜面银膜的长度方向与所述钢带的长度方向平行。

优选的，所述外护套为包括内壁与外壁的双层结构，所述内壁为平直套管结构，所述外壁为凹槽与凸台组成的环形波纹套管结构，所述外壁的凹槽与凸台的径向中心面均垂直于所述电力电缆的轴向中心线，所述凹槽的内壁面与所述内壁的外壁面密封粘合连接。

优选的，所述左合金电阻丝为铜镍铬合金，所述右合金电阻丝为铜镍铬合金。

优选的，所述左导电丝、右导电丝以及中导电丝为铜丝。

本申请提供了一种高耐寒高弹性的电力电缆，包括导体、内绝缘层以及外护套，还包括电加热组件以及外绝缘层；所述电加热组件包括左导电丝、右导电丝、中导电丝、若干根左合金电阻丝以及若干根右合金电阻丝；本申请通过在电力电缆中设置电加热组件，当电力电缆面对-50℃～0℃环境温度时，将电力电缆中的中导电丝与电源的一极电连接，将电力电缆中的左导电丝和右导电丝一起与电源的另一极电连接，利用左合金电阻丝与右合金电阻丝的通电发热对整个电力电缆进行加热保温；该左合金电阻丝与右合金电阻丝的加热作用主要包括热传导以及热辐射，热传导以及热辐射差不多各占左合金电阻丝与右合金电阻丝的总通电发热量的50％，与电加热组件紧密接触的内绝缘层主要靠热传导加热，与电加热组件间隔设置的外绝缘层以及外护套主要靠热辐射加热。综上，本实用新型提供了一种高耐寒高弹性的电力电缆，通过电加热组件通电发热，为电力电缆提供外界补充热量，加热升温抵抗严寒，使得该电力电缆具有较好的耐低温性能，能在-50℃～0℃环境温度下正常工作以及正常铺设，能够满足市场需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的高耐寒高弹性的电力电缆的横向剖视结构示意图；

图2为图1中的外护套的纵向剖视结构示意图；

图3为图1中的钢带的俯视图；

图4为图1中的电加热组件的主视图：

图5为图4中的电加热组件的俯视图。

图中：1导体，2内绝缘层，3电加热组件，301左导电丝，302右导电丝，303中导电丝，304左合金电阻丝，305右合金电阻丝，4外绝缘层，5钢带铠装层，6外护套，601内壁，602外壁，603凹槽，604凸台，7镜面银膜，8钢带。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“轴向”、“径向”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1～5，图1为本实用新型实施例提供的高耐寒高弹性的电力电缆的横向剖视结构示意图；图2为图1中的外护套的纵向剖视结构示意图；图3为图1中的钢带的俯视图；图4为图1中的电加热组件的主视图：图5为图4中的电加热组件的俯视图。

本申请提供了一种高耐寒高弹性的电力电缆，包括导体1、内绝缘层2以及外护套6，所述内绝缘层2挤包所述导体1，所述外护套6设置于所述电力电缆的最外侧，还包括电加热组件3以及外绝缘层4；

所述电加热组件3包括左导电丝301、右导电丝302、中导电丝303、若干根左合金电阻丝304以及若干根右合金电阻丝305；

所述左导电丝301、右导电丝302以及中导电丝303相互平行且均平行于所述电力电缆的长度方向；

所述左合金电阻丝304以及右合金电阻丝305的长度方向平行于所述电力电缆的径向方向；

所述左导电丝301与中导电丝303之上固定连接有若干根左合金电阻丝304，且所述左合金电阻丝304的一端与所述左导电丝301固定连接，所述左合金电阻丝304的另一端与所述中导电丝303固定连接；

所述右导电丝302与中导电丝303之上固定连接有若干根右合金电阻丝305，且所述右合金电阻丝305的一端与所述右导电丝302固定连接，所述右合金电阻丝305的另一端与所述中导电丝303固定连接；

所述右合金电阻丝305与所述中导电丝303的连接点和所述左合金电阻丝304与所述中导电丝303的连接点在所述中导电丝303上交错布置；

所述左导电丝301与右导电丝302沿其长度方向焊接连接以使得所述电加热组件3纵包在所述内绝缘层2上；

所述外绝缘层4挤包在所述电加热组件3的外围。

本申请设置外绝缘层4主要是为了为电加热组件3提供绝缘保护，避免电加热组件3通电后漏电。

本申请想要解决的技术问题主要是提高电力电缆的耐低温性能，提供的电力电缆主要是适用于低温环境，属于一种适用于特种环境的专用电缆，并不是一种适用于各种环境的通用电缆，因此，本申请对电力电缆的结构设计不可避免地会对电力电缆的除耐低温性能之外的其它性能产生一定的影响，甚至会削弱其它的某个或某些性能，这都属于工业产品的正常设计现象。

本申请提供了一种高耐寒高弹性的电力电缆，包括导体1、内绝缘层2以及外护套6，还包括电加热组件3以及外绝缘层4；所述电加热组件3包括左导电丝301、右导电丝302、中导电丝303、若干根左合金电阻丝304以及若干根右合金电阻丝305；本申请通过在电力电缆中设置电加热组件3，当电力电缆面对-50℃～0℃环境温度时，将电力电缆中的中导电丝303与电源的一极电连接，将电力电缆中的左导电丝301和右导电丝302一起与电源的另一极电连接，利用左合金电阻丝304与右合金电阻丝305的通电发热对整个电力电缆进行加热保温；该左合金电阻丝304与右合金电阻丝305的加热作用主要包括热传导以及热辐射，热传导以及热辐射差不多各占左合金电阻丝304与右合金电阻丝305的总通电发热量的50％，与电加热组件3紧密接触的内绝缘层2主要靠热传导加热，与电加热组件3间隔设置的外绝缘层4以及外护套6主要靠热辐射加热；该电力电缆可以在敷设施工时，先将电加热组件3接通电源，加热升温抵抗严寒，使得电力电缆的塑料绝缘层以及塑料外护套6在面对辐射施工过程中的弯曲、移动、重物冲击等情况时不会脆裂；该电力电缆还可以在正常使用时，在正常输电电源之外，将电加热组件3另接通一路电源，加热升温抵抗严寒，使得电力电缆的塑料绝缘层以及塑料外护套6在面对正常使用过程中的弯曲、移动、重物冲击等情况时不会脆裂。综上，本实用新型提供了一种高耐寒高弹性的电力电缆，通过电加热组件3通电发热，为电力电缆提供外界补充热量，加热升温抵抗严寒，使得该电力电缆具有较好的耐低温性能，能在-50℃～0℃环境温度下正常工作以及正常铺设，能够满足市场需求。

本申请对电加热组件3的结构进行了特殊设置，使得假设在该电力电缆的长度方向上的任一点进行切断，切断后得到的两截电力电缆中的电加热组件3仍然可以通电发热，仍然可以加热升温抵抗严寒，切断操作并没有破坏两截电力电缆的通电加热功能，从而使得可以在该电力电缆的长度方向上的任一点进行切断，适应现场的敷设施工要求，提高了电力电缆的实用性。

在本申请的一个实施例中，上述电力电缆还包括绕包的钢带铠装层5，所述钢带8上镀有若干条呈条纹状间隔布置的镜面银膜7，每条所述镜面银膜7的长度方向与所述钢带8的长度方向平行；上述提及，电加热组件3产生的热量主要以热传导与热辐射进行传递，且热辐射的热量占电加热组件3总产热量的50％左右，所占比重很大，如果不采取措施，有很大比例的热量会以热辐射的方式传递到电力电缆之外的环境中，不能对电力电缆进行加热，得来不易的热量就会轻易地浪费掉，为此，此处设置了带有镜面银膜7的钢带8，利用镜面银膜7的镜面反射功能将热辐射热量反射回去，阻挡热量辐射到电力电缆之外的环境中，将以热辐射传递的热量始终保存在电力电缆的内部；再者，该镜面银膜7位于内绝缘层2与外护套6之间，电加热组件3的外面还有外绝缘层4与外护套6，上述提及，与电加热组件3间隔布置的外绝缘层4以及外护套6主要靠热辐射加热，如果钢带8上的镜面银膜7将大部分的热量都反射回去了，那就无法对外绝缘层4以及外护套6进行有效加热了，造成电力电缆内热外冷，依然无法承受严寒，为此，本申请将镜面银膜7设置成若干条呈条纹状间隔布置，相邻两条镜面银膜7之间为钢带8表面，不设置涂层，使得热辐射可以从中穿过，从而使得上述钢带8部分反射热辐射，部分透射热辐射，合理控制镜面银膜7的面积占钢带8内长宽面的面积的比例，使得热量既可以尽量多地保存在电力电缆的内部，又可以对外绝缘层4以及外护套6进行充分足够的加热。

在本申请的一个实施例中，上述外护套6为包括内壁601与外壁602的双层结构，所述内壁601为平直套管结构，所述外壁602为凹槽603与凸台604组成的环形波纹套管结构，所述外壁602的凹槽603与凸台604的径向中心面均垂直于所述电力电缆的轴向中心线，所述凹槽603的内壁面与所述内壁601的外壁面密封粘合连接；保温隔热有材料保温，选用导热系数本身很小的材料，例如聚苯乙烯或聚氨酯，保温隔热还有结构保温，通过在物件中设置保温结构来达到保温隔热效果，例如发泡结构，所以现有技术中的多数有机保温材料都是发泡结构，例如聚苯乙烯模塑发泡保温板(EPS保温板)，聚苯乙烯挤塑发泡保温板(XPS保温板)，因此此处的外护套6最好也采用一些保温结构，例如发泡外护套，但是发泡外护套将使外护套6过于松软，失去外护套6应有的抵抗外界压力、拉力、冲击力、耐酸耐碱、虫咬等功能，为此，本申请设计了一种发泡结构的变形结构，可以理解为将现有发泡保温板中的众多微小的小空气泡整合成一个且唯一一个大空气泡，该大空气泡中充满空气，由于空气的导热系数为0.023W/(m·K)，而电缆外护套经常使用的聚乙烯的导热系数为0.33～0.50W/(m·K)，电缆外护套经常使用的聚氯乙烯的导热系数为0.16W/(m·K)，经对比，显然空气的导热系数要远小于现有聚乙烯外护套与聚氯乙烯外护套的导热系数，在外护套6中夹心一层空气肯定比实心的聚乙烯外护套或聚氯乙烯外护套的保温隔热效果要好，从而阻挡电加热组件3产生的热量散失到电力电缆之外的环境中，阻挡了外界环境中的低温侵入进电力电缆的内部，形成保内抗外的保温模式，提高了电力电缆耐受严寒低温的能力；外护套6采用如此结构的双壁结构，由于外护套6为内壁601与外壁602组成的双层结构，且所述外壁602的凹槽603与凸台604的径向中心面均垂直于所述电力电缆的轴向中心线，外壁602为环形波纹状管结构，而不是日常所见的螺旋形波纹状管结构，大大增强了外护套6的环刚度，虽有空腔，但该带有空腔的外护套6的抗外压能力、抗拉等力学强度性能反而比日常所见的实心外护套6的相应的力学强度性能要强，即在达到同等力学强度的情况下，单位体积下所消耗的聚乙烯外护套6料或聚氯乙烯外护套6料可以更少，降低了原材料消耗；此处的外护套6的外壁602为环形波纹状管结构，而不是日常所见的螺旋形波纹状管结构，使得假设在该电力电缆的长度方向上的任一点进行切断，切断后得到的两截电力电缆中的外护套6仍然是由内壁601与外壁602构成的完整的双层结构，外壁602仍然是完整的环形波纹状管结构，仍然具有较高的保温隔热性能以及较高的抗外压能力等力学强度性能，切断操作并没有降低两截电力电缆的保温隔热性能以及力学强度性能，从而使得可以在该电力电缆的长度方向上的任一点进行切断，适应现场的敷设施工要求，提高了电力电缆的实用性。综上，本实施例中，为了使电力电缆的外护套6具有保温隔热功能，同时不降低其作为外护结构所理应具的力学性能、耐酸碱性能等等性能，本实施例将外护套6设计成由内壁601以及外壁602构成的双层结构，内夹心空气层，使得电力电缆具有了较高的保温隔热性能，满足实用所需。

在本申请的一个实施例中，所述左合金电阻丝304为铜镍铬合金，所述右合金电阻丝305为铜镍铬合金。

在本申请的一个实施例中，所述左导电丝301、右导电丝302以及中导电丝303为铜丝。

本申请还提供了一种上述的高耐寒高弹性的电力电缆的制备方法，包括以下步骤：

1)取左导电丝301、右导电丝302、中导电丝303、若干根左合金电阻丝304以及若干根右合金电阻丝305，然后将左导电丝301、右导电丝302以及中导电丝303沿其长度方向平行布置，然后将所述左合金电阻丝304的一端与所述左导电丝301焊接，将所述左合金电阻丝304的另一端与所述中导电丝303焊接，将所述右合金电阻丝305的一端与所述右导电丝302焊接，将所述右合金电阻丝305的另一端与所述中导电丝303焊接，且焊接过程中控制所述左合金电阻丝304以及右合金电阻丝305的长度方向垂直于所述左导电丝301、右导电丝302或中导电丝303的长度方向，且焊接过程中控制所述右合金电阻丝305与所述中导电丝303的连接点和所述左合金电阻丝304与所述中导电丝303的连接点在所述中导电丝303上交错布置，制得电加热组件3，备用；

焊接电加热组件3的过程中，优选的，控制电加热组件3的宽度等于内绝缘层2的外圆周的周长，以使得后续电加热组件3纵包在内绝缘层2上后，可以与内绝缘层2紧紧接触，没有空隙，避免电力电缆松散；

2)取导体1，然后在导体1上挤包内绝缘层2；

3)将步骤1)制得的电加热组件3纵包在步骤2)中的内绝缘层2上，然后将所述左导电丝301与右导电丝302沿其长度方向焊接连接以使得所述电加热组件3纵包在所述内绝缘层2上；

4)在步骤3)纵包焊接后的电加热组件3上挤包外绝缘层4；

5)在步骤4)挤包后的外绝缘层4上挤包外护套6，制得电力电缆。

在本申请的一个实施例中，在步骤4)与步骤5)之间还包括在步骤4)挤包后的外绝缘层4上绕包钢带8形成钢带铠装层5。

在本申请的一个实施例中，所述钢带8的制备方法为：将一定数量银氨络合物溶液和作为还原剂的醛类溶液呈条纹状间隔布置地倒在钢带8的内长宽面上进行银镜反应，银离子被还原沉积在钢带8的内长宽面上形成多条呈条纹状间隔布置的镜面银膜7。

在本申请的一个实施例中，所述步骤5)具体为：所述外护套6为包括内壁601与外壁602的双层结构，所述内壁601为平直套管结构，所述外壁602为凹槽603与凸台604组成的环形波纹套管结构，所述外壁602的凹槽603与凸台604的径向中心面均垂直于所述电力电缆的轴向中心线，所述凹槽603的内壁601面与所述内壁601的外壁602面密封粘合连接；

所述内壁601与外壁602同时挤包成型。

在本申请的一个实施例中，所述外护套6的内壁601与外壁602均使用聚氯乙烯外护套6料制作。

本实用新型未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。

本文中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高耐寒高弹性的电力电缆，包括导体、内绝缘层以及外护套，所述内绝缘层挤包所述导体，所述外护套设置于所述电力电缆的最外侧，其特征在于，还包括电加热组件以及外绝缘层；

所述电加热组件包括左导电丝、右导电丝、中导电丝、若干根左合金电阻丝以及若干根右合金电阻丝；

所述左导电丝、右导电丝以及中导电丝相互平行且均平行于所述电力电缆的长度方向；

所述左合金电阻丝以及右合金电阻丝的长度方向平行于所述电力电缆的径向方向；

所述左导电丝与中导电丝之上固定连接有若干根左合金电阻丝，且所述左合金电阻丝的一端与所述左导电丝固定连接，所述左合金电阻丝的另一端与所述中导电丝固定连接；

所述右导电丝与中导电丝之上固定连接有若干根右合金电阻丝，且所述右合金电阻丝的一端与所述右导电丝固定连接，所述右合金电阻丝的另一端与所述中导电丝固定连接；

所述右合金电阻丝与所述中导电丝的连接点和所述左合金电阻丝与所述中导电丝的连接点在所述中导电丝上交错布置；

所述左导电丝与右导电丝沿其长度方向焊接连接以使得所述电加热组件纵包在所述内绝缘层上；

所述外绝缘层挤包在所述电加热组件的外围。

2.根据权利要求1所述的电力电缆，其特征在于，还包括绕包的钢带铠装层，所述钢带上镀有若干条呈条纹状间隔布置的镜面银膜，每条所述镜面银膜的长度方向与所述钢带的长度方向平行。

3.根据权利要求2所述的电力电缆，其特征在于，所述外护套为包括内壁与外壁的双层结构，所述内壁为平直套管结构，所述外壁为凹槽与凸台组成的环形波纹套管结构，所述外壁的凹槽与凸台的径向中心面均垂直于所述电力电缆的轴向中心线，所述凹槽的内壁面与所述内壁的外壁面密封粘合连接。

4.根据权利要求1所述的电力电缆，其特征在于，所述左合金电阻丝为铜镍铬合金，所述右合金电阻丝为铜镍铬合金。

5.根据权利要求1所述的电力电缆，其特征在于，所述左导电丝、右导电丝以及中导电丝为铜丝。