风电场用低压铝合金电缆的制作方法

文档序号:12802516阅读:438来源:国知局

本申请涉及一种电线电缆,尤其涉及一种风电场用低压铝合金电缆。



背景技术:

风能作为一种新型能源,由于技术成熟、建设周期短、投资强度适中等优点被列为重点投资对象,但传输电流的铜材价格偏高,一直制约着建设成本的降低,并且传统的电缆故障率高、使用寿命达不到设计预期值。

随着风力发电机单机容量的不断增大,风机出口电缆数量越来越多,为风电场施工和运行带来一系列弊端:电缆使用量、重量增加,电缆发热影响变大,电缆头故障率增加等。普通用的铝合金电缆能一定程度解决上述问题,但其在风电场使用时,抗压、抗冲击性、抗蠕变性、抗疲劳性不足。



技术实现要素:

本申请的目的在于提出一种具有良好的导电性能、弯曲性能、耐寒、耐热、阻燃、抗压、抗冲击性、经济性的风电场用低压铝合金电缆。

本申请是这样实现的:风电场用低压铝合金电缆,其包括三大一小四根线芯、固形层、内护套层、铠装层和外护套层;三大一小四根线芯沿环状排布且相邻的线芯两两相切;四根线芯外紧密包裹有一层与四根线芯均相切的固形层,四根线芯与固形层间、线芯间填充有内填充层;固形层外部由内至外依次设有内护套层、铠装层和外护套层,固形层与内护套层间填充有外填充层。

进一步的,线芯包括内部同心铰合在一起的导体和包裹在导体外部的绝缘层,中心的导体截面呈正多边形,最外圈的导体截面外边缘呈与绝缘层内壁匹配的圆弧状。

进一步的,导体为稀土高铁铝合金导体,稀土高铁铝合金导体内均匀设有锆元素。

进一步的,单根线芯内的导体数量为6根或12根或15根或30根或53根。

进一步的,铠装层为铝合金铠装层。

由于实施上述技术方案,本申请通过用稀土高铁铝合金代替传统的铜导体,造价更少,重量更轻,弯曲半径更小;通过紧密包裹在线芯外的固形层,辅助线芯定型,在保持其良好的弯曲性能的同时,增加其抗压、抗冲击性,本申请成本降低,故障率低,特别适用于风电场推广使用。

附图说明:本申请的具体结构由以下的附图和实施例给出:

图1是本申请实施例1结构示意图。

图例:1.线芯,101.导体,102.绝缘层,2.固形层,3.内护套层,4.内填充层,5.外填充层,6.铠装层,7.外护套层。

具体实施方式:

本申请不受下述实施例的限制,可根据本申请的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

如图1所示,风电场用低压铝合金电缆包括三大一小四根线芯1、固形层2、内护套层3、铠装层6和外护套层7;三大一小四根线芯1沿环状排布且相邻的线芯1两两相切;四根线芯1外紧密包裹有一层与四根线芯1均相切的固形层2,四根线芯1与固形层2间、线芯1间填充有内填充层4;固形层2外部由内至外依次设有内护套层3、铠装层6和外护套层7,固形层2与内护套层3间填充有外填充层5。

三大一小四根线芯1为“3+1”型电缆,适用于风电场。通过紧密包裹在线芯1外的固形层2和内填充层4、外填充层5的配合,能最大限度的将线芯1辅助定型,增加整体强度,在面对风机振动,风电场各种恶劣环境下,有效提高其抗压、抗冲击性;内护套层3采用低烟无卤阻燃聚烯烃,可使电缆具有优良的阻燃和不延燃性能,同时满足低烟无卤、低毒性、高透光性等环保和安全要求;铠装层6采用联锁铠装结构,使电缆具有安全、防锈、抗拉、弯曲、抗外机械力损伤等特殊要求,极大的提高了使用系统运行的安全性;外护套保护铠装层6的完整性,并提高铠装层6的防腐能力及防氧化的能力。

如图1所示,线芯1包括内部同心铰合在一起的导体101和包裹在导体101外部的绝缘层102,中心的导体截面呈正多边形,最外圈的导体截面外边缘呈与绝缘层102内壁匹配的圆弧状。

中心的导体截面呈正多边形能确保导体101在绝缘层102的包覆下,受力均匀,从而提高其在外压下的稳定性;最外圈的导体截面外边缘呈与绝缘层102内壁匹配的圆弧状,整圈导体101的外边缘连续,在绝缘层102的包覆下,内部所有的导体101边缘贴合整齐,消除间隙,增加整体强度,提高本申请的抗冲击性和抗疲劳性。导体101采用同心绞合结构,可缓解长期风机振动带来的疲劳问题。绝缘层102采用乙丙橡胶,具有优异的电绝缘性,良好的耐低温,耐高温,耐老化性能,既起到隔离电缆与外部的作用又起到保护电缆的作用。

如图1所示,导体101为稀土高铁铝合金导体,稀土高铁铝合金导体内均匀设有锆元素。锆元素提高了电缆在高温时的电阻稳定性,含有的铁元素使电缆的抗蠕变性与压紧性提高了280%,避免了因蠕变引起的松弛问题,含有的稀土元素使电缆具有更高的导电性、柔韧性、抗蠕变性。

如图1所示,单根线芯1内的导体101数量为6根或12根或15根或30根或53根。

导体101由稀土高铁铝合金代替传统的铜,需要增加稀土高铁铝合金导体截面才能达到与铜导体相同的载流量;故本申请中导体101根数按GB3659-2008《电缆的导体》中规定的导体最少根数进行设计,确保单根型线截面的最大化。

当电缆中单根线芯1的截面积为25或35或50mm²,导体101最少根数为6根;

当电缆中单根线芯1的截面积为70mm²,导体101最少根数为12根;

当电缆中单根线芯1的截面积为95或120或150mm²,导体101最少根数为15根;

当电缆中单根线芯1的截面积为1855或240或300mm²,导体101最少根数为30根;

当电缆中单根线芯1的截面积为400mm²,导体101最少根数为53根。

考虑到各生产工序会影响导体101电阻,以及导体101延伸给导体101截面积带来的影响,在导体101单丝截面设计时将单丝截面积放大2%,确保型线单丝截面不小于设计值。

如图1所示,铠装层6为铝合金铠装层。

以上技术特征构成了本申请的最佳实施例,其具有较强的适应性和最佳实施效果,可根据实际需要增减非必要技术特征,来满足不同情况的需要。

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