CN211294727U - 一种中压海上漂浮动态风能电缆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种中压海上漂浮动态风能电缆，其包括：设置于半导电缓冲阻水层(8)内的多条电力传输芯(1)以及浮力填充体(7)，所述半导电缓冲阻水层(8)的外部依次设置有径向阻水层(9)、芳纶加强层(10)、沥青防腐层(11)、外护层(12)。本实用新型的有益效果如下：可实现海上风力发电站到陆上站之间高压低流传输，从而减少能源损耗，电缆整体密度小，可漂浮于海上，不需要任何相关的电缆配件，同时电缆位置清晰易于维护，且具有耐低温、抗紫外线辐射、耐酸碱，能在‑40～90℃使用等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电缆技术领域，尤其涉及一种中压海上漂浮动态风能电缆。
背景技术
海上风力发电已经悄然兴起并且将会成为重要能源形式，海上有丰富的风能资源和广阔平坦的区域，中国海上风能资源储量远大于陆地风能，储量10m高度可利用的风能资源超过7×109kW，且距离电力负荷中心很近。海上风力发电也就自然而然的成为了新的重要能源开发项目，同时也是风力发电的开发重点。
为了实现海上风力发电站到陆上站之间高压低流传输，从而减少能源损耗，同时使电缆位置清晰易于维护和具有抗紫外线耐酸碱腐蚀的性能，急需一种中压海上漂浮风能电缆。
实用新型内容
本实用新型为解决上述技术问题，旨在提供可以直接悬浮于水面之下，在水中不需要任何相关配件的一种中压海上漂浮动态风能电缆。
本实用新型提出的一种中压海上漂浮动态风能电缆，其包括：设置于半导电缓冲阻水层(8)内的多条电力传输芯(1)以及浮力填充体(7)，所述半导电缓冲阻水层(8)的外部依次设置有径向阻水层(9)、芳纶加强层(10)、沥青防腐层(11)、外护层(12)。
进一步，所述电力传输芯(1)设置的数量为3根。
进一步，所述电力传输芯(1)包括：导体(2)、依次设置于导体(2)外部的导体屏蔽层(3)、绝缘层(4)、绝缘屏蔽层(5)、铜带屏蔽层(6)。
进一步，所述绝缘层(4)采用XLPE。
进一步，所述浮力填充体(7)为条带状。
进一步，所述浮力填充体(7)至少包括一根将电力传输芯(1)隔离的中心浮力填充体，所述中心浮力填充体外绕包一层铜带屏蔽层，并与其余浮力填充体及电力传输芯正规绞合，确保三根电力传输芯金属屏蔽层相互接触，保证屏蔽电流和泄漏电流的有效传输。
进一步，所述浮力填充体(7)为高密度聚乙烯经物理发泡制成。
进一步，所述半导电缓冲阻水层(8)于绞合的电力传输芯与浮力填充体外部绕包两层。
进一步，所述径向阻水层(9)为封闭的铝管。
进一步，所述铝管外部设置有螺旋轧纹，扎纹间隙8-35mm，有效增加电缆可弯曲半径。
进一步，所述外护层(12)为抗紫外线耐腐蚀聚乙烯材料。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：可实现海上风力发电站到陆上站之间高压低流传输，从而减少能源损耗，电缆整体密度小，可漂浮于海上，不需要任何相关的电缆配件，同时电缆位置清晰易于维护，且具有耐低温、抗紫外线辐射、耐酸碱，能在-40～90℃使用等优点。
附图说明
图1为一种中压海上漂浮动态风能电缆结构示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本实用新型进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。
如图1所示，本实用新型公开了一种中压海上漂浮动态风能电缆，其包括：设置于半导电缓冲阻水层8内的多条电力传输芯1以及浮力填充体7，电力传输芯1布设的数量根据需要而定，此处以3条电力传输芯为例加以示例，而浮力填充体7则呈条带状，以便于与电力传输芯之间进行绞合。
这里的浮力填充体采用与电力传输芯配套的四根，包括一根中心浮力填充体。位于电缆中部的中心浮力填充体外绕包一层铜带屏蔽层，并与三根浮力填充体以及三根电力传输芯正规绞合，确保三根电力传输芯1的金属屏蔽层相互接触，保证屏蔽电流和泄漏电流的有效传输。浮力填充体采用高密度聚乙烯经物理发泡至80％制得，密度远小于水，可有效均衡电缆整体密度，其体积计算公式为：
其中：V浮为浮力填充体积，计算出浮力填充的体积后，即可根据其体积确定模具尺寸。
ρ浮为浮力填充体的密度，浮力填充体采用高密度聚乙烯经物理发泡至80％，密度远小于水的密度，与其他结构一起在水中可提供浮力的作用。
V水为海水的体积，按照设计电缆是悬浮在水平面以下，即整体浸泡在水中，所以电缆排水体积就是电缆整体的体积。
ρ水为海水的密度。
ρi为电缆各结构材料密度。
Vi电缆各结构材料体积；各结构除电气、机械用材考虑之外，根根据电缆在水中悬浮敷设的功能需求，绝缘结构、防腐层结构、加强层结构、外护层结构均选用密度接近或小于水的材料。
需要指出的是，为适应中压海上漂浮环境，参见图1，所述半导电缓冲阻水层8的外部依次设置有径向阻水层9、芳纶加强层10、沥青防腐层11、外护层12。径向阻水层9为封闭的铝管，材质选用比重较小的铝材，铝管外部设置有螺旋轧纹，扎纹间隙8-10mm，或者30-35mm，保证其防水性能的同时其弯曲性能优良，在水中随波浪弯曲摆动而不受外力损伤。
而芳纶加强层10采用上百根强度不小于103MPa的轻质芳纶环绕在径向阻水层9外部，相比于铠装钢丝具有强度高，比重小的优点，可在水中承受电缆的轴向张力超过103kN，保证电缆不因轴向张力导致损伤。
外护套12采用抗紫外线耐腐蚀聚乙烯材料，保证电缆不因阳光照射和海水的腐蚀而损伤，同时聚乙烯材料具有一定的阻水性能，使电缆径向阻水效果更好。
外护套12与径向阻水层9之间渗透防腐沥青11，并与芳纶加强层10固化在一起，从而加强电缆的机械强度，防腐沥青11可有效保护金属管不受腐蚀，保证电缆使用寿命。
半导电缓冲阻水层8于绞合的电力传输芯与浮力填充体外部绕包两层，在传输屏蔽电流及泄漏电流的同时，可起到保护缆芯及径向阻水的作用。
作为一种选择，所述电力传输芯1包括：导体2以及依次设置于导体2外部的导体屏蔽层3、绝缘层4、绝缘屏蔽层5、铜带屏蔽层6，绝缘层4的材质包括但不仅限于XLPE。
本实用新型提供的产品能适应海上风能发电项目施工环境，可以直接悬浮于水面之下，在水中不需要任何相关配件。
上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种中压海上漂浮动态风能电缆，其特征在于，其包括：设置于半导电缓冲阻水层(8)内的多条电力传输芯(1)以及浮力填充体(7)，所述半导电缓冲阻水层(8)的外部依次设置有径向阻水层(9)、芳纶加强层(10)、沥青防腐层(11)、外护层(12)。
2.根据权利要求1所述的一种中压海上漂浮动态风能电缆，其特征在于，所述电力传输芯(1)设置的数量为3根。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种中压海上漂浮动态风能电缆，其特征在于，所述电力传输芯(1)包括：导体(2)、依次设置于导体(2)外部的导体屏蔽层(3)、绝缘层(4)、绝缘屏蔽层(5)、铜带屏蔽层(6)。
4.根据权利要求3所述的一种中压海上漂浮动态风能电缆，其特征在于，所述绝缘层(4)采用XLPE。
5.根据权利要求1所述的一种中压海上漂浮动态风能电缆，其特征在于，所述浮力填充体(7)为条带状。
6.根据权利要求5所述的一种中压海上漂浮动态风能电缆，其特征在于，所述浮力填充体(7)至少包括一根将电力传输芯(1)隔离的中心浮力填充体，所述中心浮力填充体外绕包一层铜带屏蔽层，并与其余浮力填充体及电力传输芯正规绞合。
7.根据权利要求1或5或6所述的一种中压海上漂浮动态风能电缆，其特征在于，所述浮力填充体(7)为高密度聚乙烯经物理发泡制成。
8.根据权利要求1所述的一种中压海上漂浮动态风能电缆，其特征在于，所述半导电缓冲阻水层(8)于绞合的电力传输芯与浮力填充体外部绕包两层。
9.根据权利要求1所述的一种中压海上漂浮动态风能电缆，其特征在于，所述径向阻水层(9)为封闭的铝管。
10.根据权利要求9所述的一种中压海上漂浮动态风能电缆，其特征在于，所述铝管外部设置有螺旋轧纹，扎纹间隙8-35mm。
11.根据权利要求1所述的一种中压海上漂浮动态风能电缆，其特征在于，所述外护层(12)为抗紫外线耐腐蚀聚乙烯材料。
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2020
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