一种电缆的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种电缆，该电缆包括导电芯体、绝缘层（5）、屏蔽层和保护层（7），绝缘层内外分别设置屏蔽层；导电芯体包括导电内芯（1）和沿导电内芯（1）径向设置的翅片（2）及填充于翅片（2）间的散热层（3），散热层（3）为低熔点合金层。该电缆载流能力大，散热能力强，节约原料，老化速度慢，延长了电缆的使用寿命。
【专利说明】—种电缆
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种输电器件，具体讲涉及一种电缆。
【背景技术】
[0002]超导材料是指在低于某一温度时电阻突然降为零的材料。
[0003]可利用超导材料的零电阻特性来制造超导电缆、超导磁体、超导变压器等超导电力装置，可最大限度地降低损耗。
[0004]超导电力装置主要适用于大电流传输。用于连接超导电力装置和变电装置的电缆，通常直径比较大，也比较重。由于电流的热效应，负载电流通过常规电缆时，发热现象比较明显。当传输更大电流时，一般将多根常规电缆并联使用，以减轻单根电缆的散热负担。尽管如此，电缆散热效果依然不好，老化速度依然较快。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种改进的电缆，载流能力大，散热能力强，节约原料，老化速度慢，延长了电缆的使用寿命。
[0006]为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为:
[0007]—种电缆包括导电芯体、绝缘层(5)、屏蔽层和保护层(7)，绝缘层内外分别设置屏蔽层；导电芯体包括导电内芯(I)和沿导电内芯(I)径向设置的翅片(2)及填充于翅片
(2)间的散热层(3)。
[0008]翅片(2)为金、银、铜、铝或铝合金中的一种制成。
[0009]导电内芯(I)为金、银、铜、铝或铝合金中的一种或多种材料制成。
[0010]进一步的，导电内芯(I)与翅片(2)由相同材质制成。散热性能良好。
[0011]进一步的，导电内芯(I)为合金，按重量百分比计，所述合金:娃0.1%,铁0.3%?0.8%,铜 0.15% ?0.3%,镁 0.05%,锌 0.05%,硼 0.001% ?0.004%,铝为余量。
[0012]进一步的，导电内芯(I)为单根金属丝，翅片(2)与金属丝为一体成型，由金属经模具成型，金属线直径为5?100mm。
[0013]翅片(2)通过热传导为导体层散热，为低熔点合金散热层提供支撑。
[0014]进一步的，导电内芯(I)为平行排列的金属线或绞合的金属线。
[0015]进一步的，绞合的金属线为单根金属线独立绞制或多根金属线预绞合股后再绞制。
[0016]进一步的，绞合的金属线，单根金属线直径为I?5_，多根金属线绞制后直径为5?10mm ;单根金属线独立绞制时绞合节径比为10?60倍。
[0017]进一步的，导电内芯(I)和翅片(2)为焊接连接。
[0018]进一步的，散热层(3)为低熔点合金层。
[0019]进一步的，绝缘层(5)为交联聚乙烯层，绝缘层(5)内设置的屏蔽层I (4)为聚氯乙烯层，屏蔽电磁场。
[0020]进一步的，绝缘层(5)外设置的屏蔽层II (6)为低熔点合金层。
[0021]进一步的，低熔点合金为镓合金。
[0022]选用的低熔点合金的导热率高、密度大、稳定性好，相变后不易发生化学变化。
[0023]低熔点合金作为电力传输介质，另外低熔点合金相变过程中吸热。电缆导电层发热，当温度达到低熔点合金的熔点时，低熔点合金会由固态变为液态，减小了导体层与大气环境之间热阻，改善了整条电力传输线缆的温度均匀性。
[0024]镓合金为Ga80In20 或 Ga62In25Snl3。
[0025]本发明的另一目的在于提供了一种制备电缆的方法，包括如下步骤:
[0026]I)拉线:对拉丝机拉制的金属进行热处理；铜、铝单丝在加热到一定的温度下，以再结晶的方式来提高单丝的韧性、降低单丝的强度，以符合电线电缆对导电线芯的要求。退火工序关键是杜绝铜丝的氧化；
[0027]2)绞制:对按绞合节径绞合的金属线进行液压压制；
[0028]3)焊接翅片(2);
[0029]4)将成型的散热层置于翅片间，压紧；
[0030]5)包覆屏蔽层I ;
[0031]挤包屏蔽层I，电缆两端进行密封收口 ；
[0032]6)包覆绝缘层(5);挤包实心型绝缘层或紧密缠绕绝缘层；
[0033]7)将模具成型的屏蔽层II套于绝缘层(5)外；
[0034]8)包覆保护层(7)，用挤塑机挤包塑料保护层，成缆。
[0035]导电内芯两端为环形连接结构；屏蔽层1、绝缘层和屏蔽层II于导电内芯的线型部分和环形结构连接处密封收口，防止低熔点合金相变后流出。
[0036]将电缆的两端分别接入变电装置和超导电力装置。
[0037]由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果包括:
[0038]1.本发明中的电缆，增加翅片和散热层，散热层为低熔点金属，利用低熔点金属相变吸热，散热能力强；
[0039]2.本发明中的电缆额定载流能力提高，载流能力大；
[0040]3.本发明中的电缆节约原料，降低成本；
[0041]4.本发明中的电缆老化速度慢，延长了电缆的使用寿命；
[0042]5.本发明中的电缆节能，环保；
[0043]6.本发明中的电缆结构简单，制作简单，制造成本低；
[0044]7.本发明中电缆中低熔点合金当温度达到熔点后会由固态变为液态，减小了导体层与大气环境之间热阻，改善了电缆的温度均匀性。
【专利附图】
【附图说明】
[0045]图1是电缆的截面图；
[0046]图2是电缆的剖面图；
[0047]I导电内芯；2翅片；3散热层；4屏蔽层I ;5绝缘层；6屏蔽层II ;7保护层。【具体实施方式】
[0048]下面结合实例对本发明进行详细的说明。
[0049]实施例1:
[0050]如图1所示，本发明的一种电缆包括
[0051]一种电缆包括导电芯体、绝缘层(5)、屏蔽层和保护层(7)，绝缘层内外分别设置屏蔽层；导电芯体包括导电内芯(I)和沿导电内芯(I)径向设置翅片(2)及填充于翅片(2)间的散热层(3)。
[0052]导电内芯(I)为单根金属丝，翅片(2)与金属丝为一体成型，由金属经模具成型，金属线直径为100mm。
[0053]导电内芯(I)和翅片(2)为铝合金，铝合金按重量百分比计:娃0.1%，铁0.3%?
0.8%，铜0.15%?0.3%，镁0.05%,锌0.05%,硼0.001%?0.004%,铝为余量。散热性能良好。
[0054]翅片(2)通过热传导为导体层散热，为低熔点合金散热层提供支撑。
[0055]散热层(3)为Ga80In20层。绝缘层(5)为交联聚乙烯层，绝缘层(5)内设置的屏蔽层I (4)为聚氯乙烯层，屏蔽电磁场。绝缘层(5)外设置的屏蔽层II (6)为Ga80In20层。
[0056]本发明的另一目的在于提供了一种制备电缆的方法，包括如下步骤:
[0057]I)翅片(2)与金属丝为一体成型，由金属经模具成型；
[0058]2)将模具成型的散热层置于翅片间，压紧；
[0059]3)包覆屏蔽层I ;
[0060]挤包屏蔽层I，电缆两端进行密封收口 ；
[0061]4)包覆绝缘层(5);挤包实心型绝缘层；
[0062]5)将模具成型的屏蔽层II套于绝缘层(5)外；
[0063]6)包覆保护层(7)，用挤塑机挤包塑料保护层，成缆。
[0064]导电内芯两端为环形连接结构；屏蔽层1、绝缘层和屏蔽层II于导电内芯的线型部分和环形结构连接处密封收口，防止低熔点合金相变后流出。
[0065]将电缆的两端分别接入变电装置和超导电力装置。
[0066]实施例2:
[0067]如图1所示，本发明的一种电缆包括
[0068]一种电缆包括导电芯体、绝缘层(5)、屏蔽层和保护层(7)，绝缘层内外分别设置屏蔽层；导电芯体包括导电内芯(I)和沿导电内芯(I)径向设置翅片(2)及填充于翅片(2)间的散热层(3)。
[0069]导电内芯(I)为平行排列的金属线，单根金属线直径为5mm，10根金属线直径为5?10050_ ;导电内芯(I)和翅片(2)为焊接连接。导电内芯(I)与翅片(2)材质相同，均为铜，散热性能良好。
[0070]翅片(2)通过热传导为导体层散热，为低熔点合金散热层提供支撑。
[0071]散热层(3)为Ga62In25Snl3层。绝缘层(5)为交联聚乙烯层，绝缘层(5)内设置的屏蔽层I (4)为聚氯乙烯层，屏蔽电磁场。绝缘层(5)外设置的屏蔽层II (6)为Ga62In25Snl3 层。
[0072]本发明的另一目的在于提供了一种制备电缆的方法，包括如下步骤:
[0073]I)拉线:用拉丝机拉制金属线后进行热处理；
[0074]2)绞制:多根金属线平行排列后液压压制；
[0075]3)焊接翅片(2);
[0076]4)将模具成型的散热层置于翅片间，压紧；
[0077]5)包覆屏蔽层I;
[0078]挤包屏蔽层I，电缆两端进行密封收口 ；
[0079]6)包覆绝缘层(5);紧密缠绕绝缘层；
[0080]7)将模具成型的屏蔽层II套于绝缘层(5)外；
[0081 ] 8 )包覆保护层(7 )，用挤塑机挤包塑料保护层，成缆。
[0082]导电内芯两端为环形连接结构；屏蔽层1、绝缘层和屏蔽层II于导电内芯的线型部分和环形结构连接处密封收口，防止低熔点合金相变后流出。
[0083]将电缆的两端分别接入变电装置和超导电力装置。
[0084]实施例3:
[0085]如图1所示，本发明的一种电缆
[0086]一种电缆包括导电芯体、绝缘层(5)、屏蔽层和保护层(7)，绝缘层内外分别设置屏蔽层；导电芯体包括导电内芯(I)和沿导电内芯(I)径向设置翅片(2)及填充于翅片(2)间的散热层(3)。
[0087]导电内芯(I)为单根金属线绞合的金属线，单根金属线直径为1mm，多根金属线绞制后直径为10mm ;单根金属线独立绞制时绞合节径比为60倍。
[0088]导电内芯(I)和翅片(2)为焊接连接。
[0089]翅片(2)通过热传导为导体层散热，为低熔点合金散热层提供支撑。
[0090]导电内芯(I)与翅片(2)材质相同，为招，散热性能良好。
[0091 ] 散热层(3 )为Ga80In20层。绝缘层(5 )为交联聚乙烯层，绝缘层(5 )内设置的屏蔽层I (4)为聚氯乙烯层，屏蔽电磁场。绝缘层(5)外设置的屏蔽层II (6)为Ga80In20层。
[0092]本发明的另一目的在于提供了一种制备电缆的方法，包括如下步骤:
[0093]I)拉线:用拉丝机拉制金属线后进行热处理；
[0094]2)绞制:多根金属线以一定绞合节径绞合后液压压紧；
[0095]3)焊接翅片(2);
[0096]4)将模具成型的散热层置于翅片间，压紧；
[0097]5)包覆屏蔽层I ;
[0098]挤包屏蔽层I，电缆两端进行密封收口 ；
[0099]6)包覆绝缘层(5);挤包实心型绝缘层或紧密缠绕绝缘层；
[0100]7)将模具成型的屏蔽层II套于绝缘层(5)外；
[0101]8)包覆保护层(7)，用挤塑机挤包塑料保护层，成缆。
[0102]导电内芯两端为环形连接结构；屏蔽层1、绝缘层和屏蔽层II于导电内芯的线型部分和环形结构连接处密封收口，防止低熔点合金相变后流出。
[0103]将电缆的两端分别接入变电装置和超导电力装置。
[0104]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种电缆，所述电缆包括导电芯体、绝缘层(5)、屏蔽层和保护层(7)，其特征在于:所述绝缘层内外分别设置屏蔽层；所述导电芯体包括导电内芯(I)和沿所述导电内芯(I)径向设置的翅片(2 )及填充于所述翅片(2 )间的散热层(3 )。
2.如权利要求1所述的一种电缆，其特征在于:所述导电内芯(I)与翅片(2)由相同材质制成。
3.如权利要求1所述的一种电缆，其特征在于:所述导电内芯(I)为单根金属线，其与翅片(2)为一体成型，金属线直径为5?100mm。
4.如权利要求1所述的一种电缆，其特征在于:所述导电内芯(I)为平行排列的金属线或绞合的金属线。
5.如权利要求4所述的一种电缆，其特征在于:所述绞合的金属线为单根金属线独立绞制或多根金属线预绞合股后再绞制。
6.如权利要求5所述的一种电缆，其特征在于:所述绞合的金属线，单根金属线直径为I?5mm,多根金属线绞制后直径为5?10mm ;单根金属线独立绞制时绞合节径比为10?60倍。
7.如权利要求1所述的一种电缆，其特征在于:所述导电内芯(I)和翅片(2)为焊接连接。
8.如权利要求1所述的一种电缆，其特征在于:所述散热层(3)为低熔点合金层。
9.如权利要求1所述的一种电缆，其特征在于:所述绝缘层(5)为交联聚乙烯层，所述绝缘层(5)内置的屏蔽层为聚氯乙烯层。
10.如权利要求1所述的一种电缆，其特征在于:所述绝缘层(5)外置的屏蔽层为低熔点合金层。
11.如权利要求8或10所述的一种电缆，其特征在于:所述低熔点合金为镓合金。
12.—种制备如权利要求1所述电缆的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤: 1)拉线:对拉丝机拉制的金属进行热处理； 2)绞制:对按绞合节径绞合的金属线进行液压压制； 3)焊接翅片(2); 4)将成型的散热层置于翅片间，压紧； 5)包覆屏蔽层； 6)包覆绝缘层(5)； 7)将模具成型的屏蔽层设于绝缘层(5)外； 8)包覆保护层(7)，成缆。
【文档编号】H01B13/00GK104332236SQ201410129060
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】李振明 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 国网北京市电力公司, 国网黑龙江省电力有限公司