CN220651689U - 耐扭抗拉型中压风能电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电缆技术领域，提供一种耐扭抗拉型中压风能电缆，包括：导体、三层共挤绝缘层、第一绕包层、第一编织层、第二编织层、半导电热熔胶层以及护套，三层共挤绝缘层设于导体与第一绕包层之间，第一编织层和第二编织层依次设于第一绕包层和护套之间，半导电热熔胶层设于第二编织层与护套之间，且第一编织层的间隙处与第二编织层的间隙处均填充有半导电热熔胶。本实用新型通过设置两层编织层，提高电缆的耐扭性能；在编织层和护套之间设置半导电热熔胶层，起到缓冲作用，能够将第一编织层、第二编织层以及护套紧密粘合，能够有效避免电缆长时间运行后护套产生褶皱、与第二编织层分离，延长电缆的寿命。

Description

耐扭抗拉型中压风能电缆

技术领域

本实用新型涉及电缆技术领域，尤其涉及一种耐扭抗拉型中压风能电缆。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。风电场逐步采用单机容量更大的风机，容量已达到了12MW以上。随着技术的发展，开始逐步使用中高压动力电缆代替常规电缆，大大减少了电缆的使用根数，降低风机制造成本。

风机塔筒内使用的单芯扭转中压风能电缆，绝缘外金属丝编织或者疏绕等形式作为屏蔽层，用于故障电流引流。电缆使用时处于垂直状态，上端采用夹块夹住外护套进行固定，自由扭转段需要承受电缆自重，长时间正常运行后，外护套层会处于疲劳状态，出现护套层与金属编织层滑移分离现象，且无法恢复原有状态。

另外，风机偏航满发状态或电缆满负荷运行时，导体运行温度一般达到90℃，热量会逐层传递到护套层，另外加上环境温度影响，护套层温度较高。温度越高，橡胶材料越柔软，长期扭转后护套层与内部金属编织层附着力大大降低。电缆长期运行后，会出现护套层褶皱、开裂等严重问题，电缆无法使用，影响风机运行，造成较大损失。

实用新型内容

本实用新型提供一种耐扭抗拉型中压风能电缆，用以解决现有技术中电缆长期运行后，会出现护套层褶皱、开裂等问题，导致电缆无法使用，影响风机运行。

本实用新型提供一种耐扭抗拉型中压风能电缆，包括：导体、三层共挤绝缘层、第一绕包层、第一编织层、第二编织层、半导电热熔胶层以及护套，所述三层共挤绝缘层设于所述导体与所述第一绕包层之间，所述第一编织层和所述第二编织层依次设于所述第一绕包层和所述护套之间，所述半导电热熔胶层设于所述第二编织层与所述护套之间，且所述第一编织层的间隙处与所述第二编织层的间隙处均填充有半导电热熔胶。

根据本实用新型提供的一种耐扭抗拉型中压风能电缆，所述第一编织层和所述第二编织层均为金属编织层。

根据本实用新型提供的一种耐扭抗拉型中压风能电缆，所述第一编织层的编织密度大于所述第二编织层的编织密度，所述第一编织层的编织角度大于所述第二编织层的编织角度。

根据本实用新型提供的一种耐扭抗拉型中压风能电缆，所述耐扭抗拉型中压风能电缆还包括第二绕包层，所述第二绕包层设于所述半导电热熔胶层与所述护套之间。

根据本实用新型提供的一种耐扭抗拉型中压风能电缆，所述第二绕包层为网格布包带，所述网格布包带缠绕设于所述半导电热熔胶层的外壁面。

根据本实用新型提供的一种耐扭抗拉型中压风能电缆，所述网格布包带为玻璃纤维机织物制成件。

根据本实用新型提供的一种耐扭抗拉型中压风能电缆，所述第一绕包层为半导电尼龙带，所述半导电尼龙带缠绕设于所述三层共挤绝缘层的外壁面。

根据本实用新型提供的一种耐扭抗拉型中压风能电缆，所述三层共挤绝缘层包括导体屏蔽层、绝缘层以及绝缘屏蔽层，所述绝缘层设于所述导体屏蔽层与所述绝缘屏蔽层之间，所述导体屏蔽层靠近所述导体设置。

根据本实用新型提供的一种耐扭抗拉型中压风能电缆，所述导体屏蔽层为不可剥离半导电屏蔽材料制成件，所述绝缘层为中压乙丙绝缘材料制成件，所述绝缘屏蔽层为可剥离半导电屏蔽材料制成件。

根据本实用新型提供的一种耐扭抗拉型中压风能电缆，所述护套为高强度高抗撕的氯化聚乙烯橡胶材料制成件。

本实用新型提供的耐扭抗拉型中压风能电缆，通过在三层共挤绝缘层的外壁面设置第一绕包层，避免挤压损坏内部的三层共挤绝缘层；通过设置两层编织层，扭转过程中不易产生挤压，在编织层和护套之间设置半导电热熔胶层，以使第一编织层和第二编织层的间隙处充满半导电热熔胶，起到缓冲作用，电缆反复弯曲扭转过程中编织层不易断丝损伤内部的三层共挤绝缘层，提高电缆使用寿命；且半导电热熔胶层能够将第一编织层、第二编织层以及护套紧密粘合，能够有效避免电缆长时间运行后护套产生褶皱、与第二编织层分离，延长电缆的寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的耐扭抗拉型中压风能电缆的截面图；

附图标记：

1、导体；2、导体屏蔽层；3、绝缘层；4、绝缘屏蔽层；5、第一绕包层；6、第一编织层；7、第二编织层；8、半导电热熔胶层；9、第二绕包层；10、护套。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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作出创造性劳动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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

下面结合图1描述本实用新型提供的耐扭抗拉型中压风能电缆。

参考图1，本实用新型提供的耐扭抗拉型中压风能电缆，包括：导体1、三层共挤绝缘层、第一绕包层5、第一编织层6、第二编织层7、半导电热熔胶层8以及护套10，三层共挤绝缘层设于导体1与第一绕包层5之间，第一编织层6和第二编织层7依次设于第一绕包层5和护套10之间，半导电热熔胶层8设于第二编织层7与护套10之间，且第一编织层6的间隙处与第二编织层7的间隙处均填充有半导电热熔胶。

本实用新型中的导体1采用5类镀锡铜，镀锡单丝的直径为0.4～0.51mm，断裂伸长率不小于22％；镀锡单丝按照一定的根数、节距进行束丝，再将束丝线按正规绞合方式排列绞合，由内向外绞线节距比依次控制为18-20倍，14-16倍，10-12倍，绞合方向采用同向绞合，绞合过程采用分层紧压，保证导体1结构紧密，外径稳定，以利于后道挤出工序的生产。同时，便于导体屏蔽层2的厚度控制均匀，改善电场分布。

本实用新型中的三层共挤绝缘层是采用三层共挤设备同时挤出三种不同结构，采用挤压式挤包使绝缘层和屏蔽层能够紧密均匀地粘合在一起。

本实用新型在三层共挤绝缘层的外壁面设置第一绕包层5，保护导体1和三层共挤绝缘层，避免挤压损坏内部的三层共挤绝缘层。进一步地，在第一绕包层5和护套10之间设置两层编织层(第一编织层6和第二编织层7)，两层编织层的角度设置不同，改善电缆的弯曲性能，扭转过程中编织层受力更加均匀，提高电缆的耐扭性能。

进一步地，本实用新型在编织层和护套10之间设置半导电热熔胶层8，半导电热熔胶层8采用挤压式涂覆，挤出温度120～140℃，挤出压力以两层编织层内部间隙完全充满半导电热溶胶为准，涂覆厚度控制0.3～0.5mm。半导电热熔胶层8的电阻率小，电阻率≤500Ω·m。半导电热熔胶满足耐低温-40℃，耐高温110℃的特性，满足电缆的使用环境。

第一编织层6和第二编织层7的间隙处充满半导电热熔胶，起到缓冲作用，电缆反复弯曲扭转过程中，两层编织层不易产生断丝。半导电热熔胶层8还具有粘合力，能够将第一编织层6和第二编织层7以及护套10紧密粘合，电缆达到正常运行温度时，半导电热熔胶层8软化，粘合力增大，能够有效避免电缆长时间运行后护套10产生褶皱、与第二编织层7分离，延长电缆的寿命。

本实用新型提供的耐扭抗拉型中压风能电缆，通过在三层共挤绝缘层的外壁面设置第一绕包层5，避免挤压损坏内部的三层共挤绝缘层；通过设置两层编织层，扭转过程中不易产生挤压，在编织层和护套10之间设置半导电热熔胶层8，以使第一编织层6和第二编织层7的间隙处充满半导电热熔胶，起到缓冲作用，电缆反复弯曲扭转过程中编织层不易断丝损伤内部的三层共挤绝缘层，提高电缆使用寿命；且半导电热熔胶层8能够将第一编织层6、第二编织层7以及护套10紧密粘合，能够有效避免电缆长时间运行后护套10产生褶皱、与第二编织层7分离，延长电缆的寿命。

本实用新型中的半导电热熔胶的配方是由EVA、石油树脂、萜烯树脂、石蜡、防老剂RD、导电炭黑、氢氧化铝、碳酸钙组成，各组分的重量份数组成如下：EVA：25-30份；C5石油树脂：10～15份；萜烯树脂：8～12份；石蜡：6～8份；防老剂RD：1～2份；导电炭黑：8～12份；氢氧化铝：10～15份；碳酸钙：15～20份。其中EVA为VA含量20～30％的乙烯醋酸乙烯酯。

本实用新型中的第一编织层6和第二编织层7为金属编织层。

进一步地，第一编织层6的编织密度大于第二编织层7的编织密度，第一编织层6的编织角度大于第二编织层7的编织角度。

本实用新型中的编织层采用两层结构设计，且均为金属编织层，即为第一金属编织层和第二金属编织层，第一金属编织层和第二金属编织层总的截面满足电缆的使用需求，第一金属编织层和第二金属编织层可均采用镀锡铜丝，单丝直径0.2～0.3mm，第一金属编织层的编织密度为45-50％编织角度为50-55°，第二金属编织层的编织密度为40-50％，编织角度为40-45°。

本实用新型通过将第一金属编织层的编织密度大于第二金属编织层的编织密度，将第一金属编织层的编织角度大于第二金属编织层的编织角度，有助于半导电热熔胶在挤压力的作用下充满第一金属编织层的间隙处和第二金属编织层的间隙处，起到缓冲作用，改善电缆的弯曲性能，扭转过程中两金属编织层受力更加均匀，提高电缆的耐扭性能。

本实用新型提供的耐扭抗拉型中压风能电缆还包括第二绕包层9，第二绕包层9设于半导电热熔胶层8与护套10之间。

进一步地，第二绕包层9为网格布包带，网格布包带缠绕设于半导电热熔胶层8的外壁面。其中，网格布包带可为玻璃纤维机织物制成件。

第二编织层7的外壁面绕包一层网格布包带，包带呈网状结构，以玻璃纤维机织物为基材制成，具备高强度、高抗拉力，网格布包带的搭盖率为5-10％。

在电缆达到正常运行温度时，编织层间隙处的半导电热熔胶局部软化，粘力增强，与护套10紧密粘合，附着力大大增加，设于半导电热熔胶层8和护套10之间的玻璃纤维机织物制成的网格布包带起到加强抗拉作用，电缆反复扭转过程中，避免护套10层与编织层出现分离。

本实用新型中的第一绕包层5为半导电尼龙带，半导电尼龙带缠绕设于三层共挤绝缘层的外壁面，半导电尼龙带的搭盖率为35-45％，避免两层金属层断丝损坏三层共挤绝缘层。

本实用新型中的三层共挤绝缘层包括导体屏蔽层2、绝缘层3以及绝缘屏蔽层4，绝缘层3设于导体屏蔽层2与绝缘屏蔽层4之间，导体屏蔽层2靠近导体1设置。

其中，导体屏蔽层2为不可剥离半导电屏蔽材料制成件，绝缘层3为中压乙丙绝缘材料制成件，绝缘屏蔽层4为可剥离半导电屏蔽材料制成件。

三层共挤绝缘层包括依次设置的导体屏蔽层2、绝缘层3以及绝缘屏蔽层4，其中导体屏蔽层2靠近导体1设置，导体屏蔽层2为导电性能优良的不可剥离半导电屏蔽材料制成件，绝缘层3为洁净中压乙丙绝缘材料制成件，绝缘屏蔽层4为导电性能优良的可剥离半导电屏蔽材料制成件；生产时采用三层共挤设备同时挤出导体屏蔽层2+绝缘层3+绝缘屏蔽层4，挤出机分别为60机、150机、100机，具体工艺参数为：挤出机各区温度螺杆60±10℃，机身90±10℃，机头95±10℃；蒸汽压力1.1～1.3MPa，出线速度控制在3～6m/min；采用挤压式挤包方式使导体屏蔽层2、绝缘层3和绝缘屏蔽层4三层之间能够紧密均匀地粘合在一起，其中绝缘层3位于导体屏蔽层2和绝缘屏蔽层4之间。

本实用新型中的护套10为高强度高抗撕的氯化聚乙烯橡胶材料制成件，其中抗张强度≥14N/mm²，断裂伸长率≥300％，抗撕强度≥6.5N/mm。护套10采用挤压式挤出方式，胶料能透过网格布绕包层将内部缆芯完全包裹，与挤压涂覆的半导电热溶胶层直接接触。网格布绕包设置在热熔胶层与护套10层之间，起到加强抗拉作用。生产时采用单层挤出设备，具体工艺参数如下：挤出机各区温度螺杆60±10℃，机身75±10℃，机头80±10℃；蒸汽压力1.1～1.3MPa，出线速度控制在5～10m/min。

本实用新型提供的耐扭抗拉型中压风能电缆，通过设置两层金属编织层，且金属编织层与护套10之间设置半导电热熔胶层8，金属编织层的间隙处充满半导电热熔胶，改善电缆的弯曲性能，提高电缆的耐扭性能；在电缆达到正常运行温度时，金属编织层间隙处的半导电热熔胶软化，大大增加护套10与金属编织层的附着粘合力，能有效避免电缆长时间运行后护套10层褶皱、与金属编织层分离等问题，同时保证电缆扭转过程中金属编织层不易断丝，断丝后不易损伤到绝缘，提高了电缆使用寿命。

本实用新型中的耐扭抗拉型中压风能电缆可为耐扭抗拉型风能软电缆。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种耐扭抗拉型中压风能电缆，其特征在于，包括：导体、三层共挤绝缘层、第一绕包层、第一编织层、第二编织层、半导电热熔胶层以及护套，所述三层共挤绝缘层设于所述导体与所述第一绕包层之间，所述第一编织层和所述第二编织层依次设于所述第一绕包层和所述护套之间，所述半导电热熔胶层设于所述第二编织层与所述护套之间，且所述第一编织层的间隙处与所述第二编织层的间隙处均填充有半导电热熔胶。

2.根据权利要求1所述的耐扭抗拉型中压风能电缆，其特征在于，所述第一编织层和所述第二编织层均为金属编织层。

3.根据权利要求2所述的耐扭抗拉型中压风能电缆，其特征在于，所述第一编织层的编织密度大于所述第二编织层的编织密度，所述第一编织层的编织角度大于所述第二编织层的编织角度。

4.根据权利要求1所述的耐扭抗拉型中压风能电缆，其特征在于，所述耐扭抗拉型中压风能电缆还包括第二绕包层，所述第二绕包层设于所述半导电热熔胶层与所述护套之间。

5.根据权利要求4所述的耐扭抗拉型中压风能电缆，其特征在于，所述第二绕包层为网格布包带，所述网格布包带缠绕设于所述半导电热熔胶层的外壁面。

6.根据权利要求5所述的耐扭抗拉型中压风能电缆，其特征在于，所述网格布包带为玻璃纤维机织物制成件。

7.根据权利要求1所述的耐扭抗拉型中压风能电缆，其特征在于，所述第一绕包层为半导电尼龙带，所述半导电尼龙带缠绕设于所述三层共挤绝缘层的外壁面。

8.根据权利要求1所述的耐扭抗拉型中压风能电缆，其特征在于，所述三层共挤绝缘层包括导体屏蔽层、绝缘层以及绝缘屏蔽层，所述绝缘层设于所述导体屏蔽层与所述绝缘屏蔽层之间，所述导体屏蔽层靠近所述导体设置。

9.根据权利要求8所述的耐扭抗拉型中压风能电缆，其特征在于，所述导体屏蔽层为不可剥离半导电屏蔽材料制成件，所述绝缘层为中压乙丙绝缘材料制成件，所述绝缘屏蔽层为可剥离半导电屏蔽材料制成件。

10.根据权利要求1所述的耐扭抗拉型中压风能电缆，其特征在于，所述护套为高强度高抗撕的氯化聚乙烯橡胶材料制成件。