海上漂浮风力发电电缆的制作方法

文档序号:6954313阅读:209来源:国知局
专利名称:海上漂浮风力发电电缆的制作方法
技术领域
本发明涉及一种电缆,特别涉及一种海上漂浮风力发电用的电缆。
背景技术
在世界海上风电开始进入大规模开发阶段的背景下,中国海上风电场建设也拉开 了序幕。在海上风电方面,中国东部沿海的海上可开发风能资源约达7. 5亿千瓦,不仅资源 潜力巨大且开发利用市场条件良好。2008年以来,我国海上风电资源保持良好发展势头,海 上风电项目投资不断升温,海上风力发电场建设有序推进。2010年1月22日,国家发布《海上风电开发建设管理暂行办法》,标志着国家能源 局开始强化海上风电开发的管理,同时启动了首批海上风电特许权项目。在2009年,以国家五大发电集团为首的开发商协同整机商已经在辽宁、河北、天 津、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东等省市的沿海地区布局了潮间带和近海风电资源,为 下一步开发沿海风电打下了基础。2010年,随着国家开发沿海风电资源步伐加快,前期圈占 的风资源项目现在都有了实质性的进展。中国尚缺乏海上风电建设经验,海上风能资源测量与评估以及海上风电机组国产 化刚刚起步,近年来通过结合国家科技攻关项目,对海上风电有关技术进行专题研究,我国 海上风电建设的技术规范体系逐步完善发展,形成拥有自主知识产权的海上风电机组设计 和制造技术,为中国海上风电的规模化发展创造条件。海上风力发电在未来30年内将会得到大力发展,中国计划在距离海岸大约30英 里的地方大规模建造水上风力发电站,这些发电站可能建在巨大的浮体上,也可能深入水 下120英尺建在大陆架上。鉴于发电站可能建在巨大的浮体上,就需要一种能浮在海面上 且可见的漂浮风力发电用电缆。中国专利文献CN2720579提供了一种《漂浮电缆》,包括成圆形分布的若干根绝缘 线,绝缘线外设有外护套,所述外护套的外表面以内的任意位置设有漂浮体。漂浮体本身具 有较小比重,从而可以使整个电缆的比重小于水,能直接漂浮在水上,该电缆用于水上作业 时,虽然可以漂浮在水上,外表清晰可见,也便于维护,但是该电缆的抗拉强度、防水性能、 耐腐蚀性能、柔软性和弯曲性能都比较差,因而不适合用于海上风力发电设备。综上所述,为满足海上风力发电的需要,非常有必要设计一种能在海上漂浮使用 的高性能风力电缆。

发明内容
本发明的目的是提供一种能在海上漂浮使用的高性能风力电缆,特别是适合于发 电站建在巨大的浮体上这种浅海地区发电场使用的抗拉强度高、防水性能好、耐腐蚀、柔软 性和弯曲性能好等优点的海上漂浮风力发电电缆,。实现本发明目的的技术方案是一种海上漂浮风力发电电缆,其特征在于包括导 体、绝缘层、内衬层、内护层、抗拉元件、漂浮元件、阻水层、防护层和外护套;所述导体外挤包绝缘层形成绝缘线芯,多根绝缘线芯绞合成缆芯;在缆芯外依次挤包内衬层和内护层; 在内护层外绕包两层保护层,每层保护层由多个环绕成一圈的保护元件组成,每个保护元 件由在抗拉元件外挤包漂浮元件而形成;在两层保护层外依次绕包阻水层、防护层和外护 套;所述绝缘层和内衬层采用热塑性弹性体材料挤压而成;所述绝缘层采用TPE中的TPO 材料,内衬层采用TPE中的TPS材料。所述导体采用镀锡软铜丝;铜丝制成股线的节径比为15 18倍;股线复绞的内 外层绞向和节径比相同、节径比为8 9倍。所述内衬层与绝缘线芯之间填充有滑石粉。所述内护层热塑性聚醚型聚氨酯。所述抗拉元件采用芳纶丝。所述漂浮元件选自发泡聚乙烯、聚氨酯泡沫塑料、交联聚烯烃泡沫塑料和酚醛泡 沫塑料中的一种;漂浮元件的发泡的结构为闭孔型、发泡密度为高发泡,密度在0. 05 0. lg/cm2 ;机械性能为软质,弹性模量在100 200MPa。所述阻水层为绕包在保护元件外的两层阻水带。所述防护层采用编织丙纶丝或者抗磁金属纤维编织的纤维编织层。所述外护套采用热塑性聚醚型聚氨酯。采用了上述技术方案后,本发明具有以下的有益效果(1)本发明的绝缘层采用 热塑性弹体TPE中的TPO材料,第一内衬层采用TPE中的TPS材料,TPE不仅具有很好的电 气性能,同时还具有很好的机械性能,特别是在-60°C时仍然保持良好的柔韧性,低温弯曲 和耐扭转性能优异,长期工作温度也比较高,最高可达125°C,且防水性能比较好,抗盐雾性 能极佳。TPO的电性能更加优异,TPS的防水性能比TPO还要好。(2)本发明的导体采用镀锡软铜丝,大大提高了电缆的抗腐蚀性,防止被海边潮湿 空气和盐雾环境所腐蚀氧化,确保在运行过程中保持优异的电气性能,电缆使用寿命长。铜 丝制成股线节径比的控制、股线复绞采用内外层相同绞向,且内外层节径比一致,并控制节 径,这样能保证导体的弯曲性能和抗扭转性能。(3)电缆由于进水,电缆绝缘中的水分在高压电场作用下形成的发散形或者领结 行的气隙就是水树,水树会使绝缘高分子快速老化,绝缘电气和机械性能急剧下降,导电的 水树会损耗大量的电能,并最终引起电缆绝缘击穿,从而大大减少电缆的寿命,本发明的阻 水层的两层阻水带的设置可以使得漂浮元件整齐排列,有效防止水进一步浸入电缆内部, 防止绝缘水树的产生,减少能量的损失。(4)本发明在内衬层与绝缘线芯之间填充有滑石粉,保证内衬层与绝缘线芯不粘 连,同时内衬层可以起到有效阻水的作用。(5)本发明的内护层采用热塑性聚醚型聚氨酯,该材料耐水解,耐油,耐腐蚀,耐 磨,弹性很好。(6)本发明采用芳纶丝作为抗拉元件,具有耐高温、高抗拉、高磨度、高硬度、低延 伸率、耐冲击和耐化学剂等高性能,其强度和模量有钢丝之强度。(7)本发明的漂浮元件选自发泡聚乙烯、聚氨酯泡沫塑料、交联聚烯烃泡沫塑料、 酚醛泡沫塑料,发泡的结构为闭孔型,可以防止漂浮元件吸水,而降低浮力;发泡密度为高 发泡,可有效降低电缆重量;机械性能为软质,可以缓解外部机械应力的冲击,从而保护电缆内部结构(8)本发明的防护层采用丙纶丝可增加电缆的机械强度,还可使电缆具有很高的 耐磨性能。而采用抗磁金属纤维编织的纤维编织层,则能使其具有防护和电磁干扰等优点。(9)本发明的外护套采用热塑性聚醚型聚氨酯,该材料耐水解,耐油,耐腐蚀,耐 磨,弹性很好,机械强度比较高。(10)本发明的电缆为近海风力发电提供技术服务,本发明具有耐低温,耐弯曲和 耐扭转、耐磨、阻水、耐腐蚀、耐气候、抗拉强度高、能够有效防止海面上风浪和其它漂浮物 对电缆的损坏,特别是适合于发电站建在巨大的浮体上这种浅海地区发电场。


为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对 本发明作进一步详细的说明,其中图1为本发明的结构示意图。附图中标号为导体1、绝缘层2、内衬层3、内护层4、抗拉元件5、漂浮元件6、阻水层7、防护层8 和外护套9。
具体实施例方式(实施例1)见图1,本实施例包括导体1、绝缘层2、内衬层3、内护层4、抗拉元件5、漂浮元件 6、阻水层7、防护层8和外护套9。导体1外挤包绝缘层2形成绝缘线芯,多根绝缘线芯绞合成缆芯;导体1采用镀锡 软铜丝;铜丝制成股线的节径比为15 18倍;股线复绞的内外层绞向和节径比相同、节径 比为8 9倍。绝缘层2采用TPE中的TPO材料。在缆芯外依次挤包内衬层3和内护层4。内衬层3采用TPE中的TPS材料,内衬层 3与绝缘线芯之间填充有滑石粉;内护层4热塑性聚醚型聚氨酯。在内护层4外绕包两层保护层,每层保护层由多个环绕成一圈的保护元件组成, 每个保护元件由在抗拉元件5外挤包漂浮元件6而形成;抗拉元件5采用芳纶丝。漂浮元件 6选自发泡聚乙烯;漂浮元件6的发泡的结构为闭孔型、发泡密度为高发泡,密度在0. 05 0. lg/cm2 ;机械性能为软质,弹性模量在100 200MPa。在两层保护层外依次绕包阻水层7、防护层8和外护套9。阻水层7为绕包在保护 元件外的两层阻水带。防护层8采用编织丙纶丝。外护套9采用热塑性聚醚型聚氨酯。(实施例2)本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于漂浮元件6采用聚氨酯泡沫塑料, 防护层8采用抗磁金属纤维编织的纤维编织层。(实施例3)本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于漂浮元件6采用交联聚烯烃泡沫塑 料。(实施例4)
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于漂浮元件6采用酚醛泡沫塑料。以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡 在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保 护范围之内。
权利要求
一种海上漂浮风力发电电缆,其特征在于包括导体(1)、绝缘层(2)、内衬层(3)、内护层(4)、抗拉元件(5)、漂浮元件(6)、阻水层(7)、防护层(8)和外护套(9);所述导体(1)外挤包绝缘层(2)形成绝缘线芯,多根绝缘线芯绞合成缆芯;在缆芯外依次挤包内衬层(3)和内护层(4);在内护层(4)外绕包两层保护层,每层保护层由多个环绕成一圈的保护元件组成,每个保护元件由在抗拉元件(5)外挤包漂浮元件(6)而形成;在两层保护层外依次绕包阻水层(7)、防护层(8)和外护套(9);所述绝缘层(2)和内衬层(3)采用热塑性弹性体(TPE)材料挤压而成;所述绝缘层(2)采用TPE中的TPO材料,内衬层(3)采用TPE中的TPS材料。
2.根据权利要求1所述的海上漂浮风力发电电缆,其特征在于所述导体(1)采用镀 锡软铜丝;铜丝制成股线的节径比为15 18倍;股线复绞的内外层绞向和节径比相同、节 径比为8 9倍。
3.根据权利要求1或2所述的海上漂浮风力发电电缆,其特征在于所述内衬层(3)与 绝缘线芯之间填充有滑石粉。
4.根据权利要求3所述的海上漂浮风力发电电缆,其特征在于所述内护层(4)热塑 性聚醚型聚氨酯。
5.根据权利要求4所述的海上漂浮风力发电电缆,其特征在于所述抗拉元件(5)采 用芳纶丝。
6.根据权利要求5所述的海上漂浮风力发电电缆,其特征在于所述漂浮元件(6)选 自发泡聚乙烯、聚氨酯泡沫塑料、交联聚烯烃泡沫塑料和酚醛泡沫塑料中的一种;漂浮元件 (6)的发泡的结构为闭孔型、发泡密度为高发泡,密度在0.05 0. lg/cm2 ;机械性能为软 质,弹性模量在100 200MPa。
7.根据权利要求6所述的海上漂浮风力发电电缆,其特征在于所述阻水层(7)为绕 包在保护元件外的两层阻水带。
8.根据权利要求7所述的海上漂浮风力发电电缆,其特征在于所述防护层(8)采用 编织丙纶丝或者抗磁金属纤维编织的纤维编织层。
9.根据权利要求8所述的海上漂浮风力发电电缆,其特征在于所述外护套(9)采用 热塑性聚醚型聚氨酯。
全文摘要
本发明公开了一种海上漂浮风力发电电缆,包括导体、绝缘层、内衬层、内护层、抗拉元件、漂浮元件、阻水层、防护层和外护套;导体外挤包绝缘层形成绝缘线芯,多根绝缘线芯绞合成缆芯;在缆芯外依次挤包内衬层和内护层;在内护层外绕包两层保护层,每层保护层由多个环绕成一圈的保护元件组成,每个保护元件由在抗拉元件外挤包漂浮元件而形成;在两层保护层外依次绕包阻水层、防护层和外护套;绝缘层和内衬层采用热塑性弹性体材料挤压而成;绝缘层采用TPE中的TPO材料,内衬层采用TPE中的TPS材料。本发明耐低温,耐弯曲和耐扭转、耐磨、阻水、耐腐蚀、耐气候、抗拉强度高、能够有效防止海面上风浪和其它漂浮物对电缆的损坏。
文档编号H01B1/02GK101996708SQ201010511398
公开日2011年3月30日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者刘华军, 徐静, 汤舒婷, 许茂 申请人:远东电缆有限公司;江苏新远东电缆有限公司;远东复合技术有限公司
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