本实用新型涉及电线电缆领域，尤其是涉及额定电压1.8/3kV及以下风力发电机组用的铝合金橡套电缆。
背景技术：
目前，额定电压1.8/3kV及以下风力发电机组用的电缆大多采用第5种软铜导体作为电缆导体，电缆导体外面挤包绝缘层，绝缘层外包有护套。铜电缆导体因其具有优越的导电性、抗腐蚀性、机械性能等优点，成为电缆导体材料的首选，但是采用铜作为电缆导体会造成不可再生资源的损耗，使生产成本增加，同时电缆的总体重量偏重，国内大量采用铝作为输电电缆的主要电缆导体材料，“以铝代铜”成为电气行业普遍遵循的技术政策。但是，以纯铝作为电缆导体(AA1350)有很多问题，主要体现在如下几个方面：
(1)机械强度差，容易折断；
(2)易蠕变，需要经常紧固螺丝；
(3)容易过载发热，存在安全隐患；
(4)没有很好的解决铜铝过渡连接问题。
鉴于此，国内外积极研发铝合金作为电缆导体，随着科学技术的不断发展和进步，铝合金电缆导体因其具有的良好的导电性能和优异的机械性能，广泛替代铜电缆导体，从而大大降低了电缆成本。
然而，在电缆行业中，大量使用铝合金电缆导体来替代铜电缆导体时，相较于纯铝来说抗蠕变性能增强，但该问题仍需重视。抗拉强度是铝合金电缆导体抗蠕变性能的一个缩影，可以肯定的是，铝合金电缆导体抗拉强度越小，抗蠕变性能越差。再者，纯铝的一个重要缺点就是脆度高，在安装时只要若干次一定角度的扭转，电缆导体就会产生裂纹，裂口就会发热、腐蚀，是出现火灾的重要原因。金属线材的韧性愈好，能承受的扭转次数愈多。由于电缆导体韧性好，不会产生裂纹，在安装中出现的安全隐患减少。所以如何保证铝合金电缆导体的抗拉强度及韧性是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供额定电压1.8/3kV及以下风力发电机组用的铝合金橡套电缆，以解决电缆行业中大量使用铝合金电缆导体来替代铜电缆导体时保证铝合金电缆导体的抗拉强度及韧性的技术问题。
为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
一种额定电压1.8/3kV及以下风力发电机组用的铝合金橡套电缆，包括电缆导体、绝缘层和护套；所述电缆导体由至少两股单线绞合而成，所述单线由AA-8030系列铝合金制成，且任意一股单线的抗拉强度在98～159MPa之间，且断裂伸长率不小于10％。
优选地，所述电缆导体的绞合结构为(1+6+12+18+24)/2.93mm，所述电缆导体的直径为23.0～23.9mm。
优选地，所述绝缘层材料为乙丙橡胶或其改性弹性体，所述护套材料为氯磺化聚乙烯橡胶混合物或其补强填充体系。
优选地，所述绝缘层的最小平均厚度为2.6～2.7mm。
优选地，所述绝缘层的最薄点厚度为2.24～2.3mm。
优选地，所述护套的最小平均厚度为2.0～2.2mm。
优选地，所述护套的最薄点厚度为1.60～1.7mm。
优选地，所述护套的偏心率不大于35％。
优选地，所述铝合金橡套电缆的外径为33.5～35.0mm。
优选地，所述绝缘层和所述护套采用双层共挤的方式分别通过橡胶挤出机挤包在所述电缆导体的外面。
本实用新型提供的铝合金橡套电缆具有以下有益效果：
以AA-8030系列铝合金材料为电缆导体的铝合金橡套电缆弥补了以纯铝为电缆导体的不足，能够保证电缆的导电性能、弯曲性能、抗蠕变性能和耐腐蚀性能等，能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续性能稳定；并且，由于电缆导体中的任意一股单线的抗拉强度在98～159MPa之间、且断裂伸长率不小于10％，能够在使用铝合金制的电缆导体来替代铜制的电缆导体时保证铝合金电缆导体的抗拉强度及韧性。
并且，铝合金的导电率是最常用基准材料铜IACS的61.8％，载流量是铜的79％，优于纯铝标准。在同样体积下，铝合金的实际重量大约是铜的三分之一。在满足相同导电性能的前提下，相同重量铝合金橡套电缆的长度是铜芯电缆的两倍。相同载流量时铝合金橡套电缆的重量大约是铜芯电缆的一半。综合以上性能描述和与铜芯电缆的对比，取代铜芯电缆，铝合金橡套电缆的价格只有铜芯电缆的70％左右。同时，因铝合金橡套电缆的弯曲性能更好、重量更轻，电缆安装敷设时可以不用桥架、不用穿管，节约大量的钢材，安装成本减少20％～50％。因此，采用铝合金橡套电缆取代铜芯电缆，可以减轻电缆重量，降低安装成本，减少设备和电缆的磨损，使安装工作更加轻松。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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方式，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为本实用新型实施例提供的铝合金橡套电缆的结构示意图；
附图标记：
1-电缆导体； 2-绝缘层； 3-护套。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型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做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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型提供了一种额定电压1.8/3kV及以下风力发电机组用的铝合金橡套电缆，适用于风力发电机组塔筒内固定敷设部分，其结构如图1所示，铝合金橡套电缆包括电缆导体1、绝缘层2和护套3；上述电缆导体1由至少两股单线绞合而成，组成电缆导体1的单线由AA-8030系列铝合金制成，且任意一股单线的抗拉强度在98～159MPa之间，且断裂伸长率不小于10％。
上述铝合金橡套电缆中，组成电缆导体1的单线选用AA-8030系列铝合金材料，其具体化学成分符合下表的要求：
对比AA-8030铝合金的电缆导体和纯铝电缆导体，由于增加了铜、铁、镁元素，这些元素在合金中起到非常关键的作用：
铜：增加合金在高温时候的电阻稳定性；
铁：抗蠕变性与压紧性提高了280％，避免了由于蠕变引起的松弛问题；
镁：在同样的界面压力下，能够提高接触点而具有更高的抗拉强度。
对比AA-8030铝合金电缆导体和铜电缆导体，发现由于电阻率的不同，它们的IACS不同，AA-8030铝合金电缆导体是铜电缆导体的61.8％，当我们将铝合金电缆导体的截面积增大两档或者提高到铜电缆导体截面积的150％时，其电气性能一致。
抗拉强度，铝合金电缆导体只有铜电缆导体的一半(113.8：220MPa)，由于AA-8030铝合金的密度只有铜的30.4％，因而即使铝合金电缆导体截面积提高到铜电缆导体截面积的150％，铝合金电缆导体的重量也只有铜电缆导体的45％，这使得铝合金电缆导体的抗拉强度相对于铜电缆导体还有一定的优势。
AA-8030铝合金电缆导体的屈服强度接近于铜电缆导体，从而使得铝合金电缆导体的蠕变性能接近铜电缆导体的蠕变性能。在断裂伸长率上，铝合金电缆导体和铜电缆导体基本相同。
上述铝合金橡套电缆中，铝合金橡套电缆弥补了以往纯铝电缆的不足，能够保证电缆的导电性能、弯曲性能、抗蠕变性能和耐腐蚀性能等，能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续性能稳定；并且，由于电缆导体中的任意一股单线的抗拉强度在98～159MPa之间、且断裂伸长率不小于10％，能够在使用铝合金制的电缆导体来替代铜制的电缆导体时保证铝合金电缆导体的抗拉强度及韧性。
并且，铝合金的导电率是最常用基准材料铜IACS的61.8％，载流量是铜的79％，优于纯铝标准。在同样体积下，铝合金的实际重量大约是铜的三分之一。在满足相同导电性能的前提下，相同重量铝合金橡套电缆的长度是铜芯电缆的两倍。相同载流量时铝合金橡套电缆的重量大约是铜芯电缆的一半。综合以上性能描述和与铜芯电缆的对比，取代铜芯电缆，铝合金橡套电缆的价格只有铜芯电缆的70％左右。同时，因铝合金橡套电缆的弯曲性能更好、重量更轻，电缆安装敷设时可以不用桥架、不用穿管，节约大量的钢材，安装成本可减少20％～50％。因此，采用铝合金橡套电缆取代铜电缆，可以减轻电缆的重量，降低安装成本，减少设备和电缆的磨损，使安装工作更加轻松。
由于铝合金电缆导体具有的良好的导电性能和优异的机械性能，改善了铝电缆导体的连接不可靠、机械强度差、易蠕变等缺点，在机械性能上和铜电缆导体相近，电气性能通过增大截面积和铜电缆导体具有同样的导电能力，在低压配电系统中将得到广泛的应用。铝合金电缆导体在国内市场的推广应用将会使国家节约大量的铜资源，减少国家对国外铜资源的依赖度，节约大量的外汇，同时让用户在经济上有一定的节省，让安装商能够更轻松方便的安装。
另外，电缆导体1是铝合金橡套电缆传输电的主要载体，电缆导体1具体可以为GB/T 3956中的第2种铝合金电缆导体。
电缆导体1优选为8030型铝合金紧压而成的圆形电缆导体，蠕变性能好，不需要后期维护。采用紧压电缆导体一方面可以减小电缆导体外径，节省成本，另一方面可均化电场，以防止电缆导体表面电荷集中，产生尖端放电，击穿或灼伤绝缘层。
一种优选实施方式中，电缆导体1由至少两股单线绞合形成的绞合结构可以为(1+6+12+18+24)/2.93mm，这样既保证结构根数，满足用户的要求，同时导体的直流电阻也符合工艺要求，且紧压后电缆导体外观表面光滑、紧密。
具体地，上述铝合金橡套电缆中电缆导体1的直径为23.0～23.9mm，如23.0mm、23.2mm、23.4mm、23.6mm、23.9mm。
上述铝合金橡套电缆在20℃环境中电缆导体1的最大直流电阻可以为0.0778Ω/km。并且，电缆导体1的表面光洁、无油污、无毛刺。
一种具体实施方式中，铝合金橡套电缆具有的绝缘层2的绝缘材料可以为乙丙橡胶或其改性弹性体，如，绝缘层2的材料可以为本色乙丙橡胶料(XJ-30A)，乙丙橡胶因其主链是由化学稳定的饱和烃组成，故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异，具有良好的耐化学品、电绝缘性能、冲击弹性、低温性能、低密度和高填充性及耐热水性和耐水蒸气性等，可广泛用于电缆领域。乙丙橡胶的改性弹性体如市场中出现的多种改性乙丙橡胶和热塑性乙丙橡胶等，改性乙丙橡胶主要是将乙丙橡胶进行溴化、氯化、磺化、顺酐化、马来酸酐化、有机硅改性、尼龙改性等。乙丙橡胶还有接枝丙烯腈、丙烯酸酯等。乙丙橡胶通过改性，也在性能方面获得很大的改善，从而扩大了乙丙橡胶的应用范围。
铝合金橡套电缆具有的护套3的材料可以为氯磺化聚乙烯橡胶混合物或其补强填充体系。如，可以为黑色氯磺化聚乙烯护套料；氯磺化聚乙烯是以聚乙烯主原料经氯化、氯磺化反应而制得的具有高饱和化学结构的含氯特殊弹性体材料，属高性能品质的特种橡胶品种。其外观呈白色或乳白色弹性材料，有热塑性。由于分子结构中含有氯磺酰活性基团，故表现出高活性，而尤以耐化学介质腐蚀、抗臭氧氧化及耐油侵蚀、阻燃等性能突出，还具有抗候变、耐热、抗离子辐射、耐低温、抗磨蚀和电绝缘性及优异的机械性能，用途广泛。一种实施方式中，铝合金橡套电缆具有的绝缘层2的最小平均厚度为2.6～2.7mm，如2.6mm、2.64mm、2.68mm、2.7mm。
进一步地，上述绝缘层2的最薄点厚度为2.24～2.3mm，如2.24mm、2.26mm、2.28mm、2.3mm。
当然，上述铝合金橡套电缆具有的护套3的最小平均厚度为2.0～2.2mm，如2.0mm、2.05mm、2.10mm、2.15mm、2.2mm。
进一步地，护套3的最薄点厚度为1.60～1.7mm，如1.60mm、1.62mm、1.64mm、1.68mm、1.7mm。
护套3的偏心率不大于35％。
上述铝合金橡套电缆中，绝缘层和护套可以采用双层共挤的方式分别通过橡胶挤出机挤包在电缆导体1外面。电缆绝缘挤出机的双层挤出方式是利用两台塑料(或橡胶)挤出机(或双螺杆挤出机)，将两种材料的绝缘料同时挤包在电线电缆导体外，形成两层材料组成的绝缘新工艺。而采用双层同时一次挤出方式就可以避免由于两次挤出分开进行时内层绝缘表面受到污染和损伤等问题的出现，使绝缘相临的两层之问紧密结合，保证双层绝缘的同心度，提高产品质量。采用双层挤出新工艺，对于提高电线电缆产品的质量，对各种新产品的开发，提高产品的造假难度，节约原材料和库存资金等都有着很好的作用，也是电线电缆挤出工艺的发展方向。
本实用新型提供的铝合金橡套电缆的外径控制在33.5～35.0mm范围之内。
本实用新型提供的铝合金橡套电缆为耐寒型电缆，适应的最低环境温度为-40℃。
综上所述，本实用新型实施例提供的铝合金橡套电缆以AA-8030系列铝合金材料为电缆导体，代替了传统的铜电缆导体，电缆的重量明显减轻，适应更广的范围，同时大大提高铝合金橡套电缆的导电率，具有耐高温性，同时解决了纯铝电缆导体的电化学腐蚀、蠕变等问题。
并且，本实用新型提供额定电压1.8/3kV及以下风力发电机组用的铝合金橡套电缆，采用AA-8030系列铝合金材料为电缆导体，乙丙橡胶或其改性弹性体为绝缘材料，氯磺化聚乙烯橡胶混合物或其补强填充体系为护套材料，保障电缆的各项性能要求和使用要求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。