本发明涉及一种电力电缆、控制电缆及光缆技术领域，具体涉及一种多功能耐低温风力发电用中压软电缆。
背景技术：
在全球化石能源日渐枯竭和气候变化形势严峻的背景下，风能作为一种可再生、环境影响小的清洁能源，其战略价值日益突显，各国都非常重视风能的开发利用。2017年全球新增风电装机5,257万千瓦，到2017年底全球累计装机5.40亿千瓦。
风能作为一种清洁的可再生能源，目前也是众多新能源中最具规模、技术最成熟、最有商业发展前景的发电模式。风力发电电缆有风电机舱和塔筒内的控制电缆、信号电缆、耐扭曲电力电缆等，因风场环境恶劣，且电力电缆随叶轮摆动而扭曲，所以风力发电用电缆一般要求较高，如要求耐低温、耐油、耐扭曲、耐气候、耐紫外线、耐酸碱等，我国目前只有1.8/3kv及以下风力发电电缆国家、行业、地方标准，而对于3.6/6kv～26/35kv等级的风电发电中压电缆则无相关国家、行业、地方标准。
塔筒电缆是风力发电系统中应用最多的电缆，我们经常说的风电电缆就是指此类电缆。因为塔筒电缆随风机不断的正反向摆动，所以塔筒电缆性能要求极为严格，即要保证结构柔软，又要求具有较高的抗张强度、耐低温、耐紫外线、耐扭转、耐盐雾(海上风电厂有此类要求)、耐海水腐蚀、耐摩、耐气候老化、阻燃等性能。
风电电缆一般分为电力传输、信号控制两大类电缆，且都为独自不同的电缆。目前风的电缆耐低温等级一般为-25℃(橡胶、弹性体材料)、-40℃(橡胶、弹性体材料)和-55℃(硅橡胶材料)，风电电缆作为传输电力的主要零部件,在风电发展历程中起着至关重要的作用。风机机型、区域的多元化,对风电电缆的性能要求不断在提升。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种多功能耐低温风力发电用中压软电缆。
具体通过如下技术手段实现：
一种多功能耐低温风力发电用中压软电缆，所述电缆由内至外包括：电力传输单元、信号控制单元、光传输单元、备用线芯单元、定型层、总屏蔽层、护套层；
所述电力传输单元从内至外依次由铜导体、绕包层、内屏蔽层、绝缘层、外屏蔽层、双金属屏蔽层构成，且所述双金属屏蔽层由内层铜丝屏蔽层和外层铜带屏蔽层共同构成；
所述电力传输单元内屏蔽层、绝缘层、外屏蔽层为三层共挤一次性挤出成型；
所述电力传输单元的内屏蔽层为半导电橡胶内屏蔽材料，所述半导电橡胶内屏蔽材料按重量分数的组分为：三元乙丙胶31.5-38.5份、全精炼石蜡2.3-3.0份、氧化锌1.3-2.4份、导电炭黑18.0-22.0份、炭黑8.5-11.0份、活性碳酸钙8.0-12.0份、轻质碳酸钙7.0-10.5份、石蜡油4.0-7.5份、领本二甲酸二辛脂1.5-5.0份、防老剂0.3-0.8份、硬脂酸0.2-0.5份、复合型稳定剂0.1-0.5份、促进剂0.2-0.8份、交联剂0.2-0.7份、硫化剂0.2-0.9份、偶联剂0.1-0.3份；
所述电力传输单元的绝缘层为橡胶绝缘材料，所述橡胶绝缘材料按重量分数的组分为：三元乙丙胶44-54份、氧化锌3.5-6.5份、煅烧陶土33.5-41.0份、超细滑石粉2.0-5.0份、领本二甲酸二辛脂1.0-3.0份、防老剂0.3-0.9份、硬脂酸0.2-0.6份、复合型稳定剂0.3-0.7份、促进剂0.4-0.8份、交联剂0.3-0.7份、硫化剂0.2-0.9份、软化剂0.1-0.3份；
所述电力传输单元的外屏蔽层为半导电橡胶外屏蔽材料，所述半导电橡胶外屏蔽材料按重量分数的组分为：eva34.5-42.0份、半精炼石蜡3.0-5.5份、导电炭黑14.5-27.5份、炭黑10.5-13.5份、滑石粉6.5-10.0份、领本二甲酸二辛脂2.5-9.5份、石蜡油2.0-6.0份、防老剂0.3-0.9份、硬脂酸0.2-0.5份、复合型稳定剂0.3-0.7份、促进剂0.5-1.1份、交联剂0.4-0.9份、硫化剂0.2-1.0份、软化剂0.1-0.5份；
所述光传输单元从内至外依次由光纤、松套管、隔离套、屏蔽层构成；
所述信号控制单元从内至外依次由铜导体、绝缘层、加强件、缓冲层、屏蔽层构成；
所述备用线芯单元由备用光缆，备用控制线芯及加强件构成；
所述备用光缆位于备用线芯单元中心位置；所述光传输单元、信号控制单元、备用线芯单元位于电力传输单元线芯外缘缝隙处；所述填充层位于光传输单元、信号控制单元、备用线芯单元、电力传输单元之间；所述定型层包裹在电力传输单元、光传输单元、信号控制单元、备用线芯单元外部，所述总屏蔽层包裹在定型层外部，最外层为护套层；
所述护套层为橡胶护套材料，所述橡胶护套材料按重量分数的组分为：氯化聚乙烯29.0-35.5份、轻质氧化镁1.3-2.5份、煅烧高岭土19.0-23.5份、超细滑石粉16.5-20.5份、n660炭黑1.5-3.5份、n330炭黑2.0-5.0份、三氧化二锑0.6-1.7份、氢氧化铝0.9-2.7份、高效阻燃剂0.8-2.3份、氯化石蜡油3.4-6.2份、硬脂酸铅0.5-1.3份、硬脂酸0.2-0.4份、防老剂0.1-0.5份、三盐0.1-0.7份、半精炼石蜡0.8-1.8份、交联剂0.6-1.4份、硫化剂0.6-1.4份、二辛酯1.5-2.7份、纳米补强剂0.5-1.5份。
作为优选，所述铜导体均为由多股软细圆铜丝绞合而成，软细圆铜丝也可以镀锡。
作为优选，所述绕包层为高温聚酯带。
作为优选，所述内屏蔽层、外屏蔽层都为半导电橡胶料。
作为优选，所述绝缘层为橡胶绝缘料。
作为优选，所述双金属屏蔽层为铜丝+铜带屏蔽。
作为优选，所述加强件为高强度碳纤维丝。
作为优选，所述缓冲层为缓冲带。
作为优选，所述屏蔽层为铜丝，铜丝也可以镀锡。
作为优选，所述松套管层为pbt制成的套管。
作为优选，所述隔离套为橡塑弹性体。
作为优选，所述填充层为玻璃丝。
作为优选，所述定型层为高强度碳纤维带。
作为优选，所述总屏蔽层为铜丝，铜丝也可以镀锡。。
作为优选，所述外护套层为橡胶护套料。
本发明具有以下有益效果：
1、通过设置多股软细圆铜丝绞合导体结构，可以使导体线芯更加柔软，在扭转的情况下保持一定的回弹性，而不损伤导体。
2、通过设置高温聚酯带绕包层结构，可以防止电缆导体松散、出现毛刺从而引起内屏蔽层厚度不均匀、有鼓包情况，可以避免此状况下引起的电缆击穿现象，提高了产品合格率。
3、通过对半导电橡胶内屏蔽料、半导电橡胶外屏蔽料材质进行改进，提高了半导电橡胶屏蔽料与橡胶绝缘层的兼容性，且具有可剥离性，降低了中间接头及终端接头的施工难度。
4、通过对橡胶绝缘料材质进行改进，使其可在零下60℃的低温环境下仍然保持良好的柔韧性，在低温条件下耐扭转性能更加优异，更能适应不同的环境。
5、通过设置双金属屏蔽层结构，屏蔽效果更强，不仅内部可以消除电磁感应及涡流损耗，且外部也可以隔绝外界电磁场的干扰，同时提高了电缆的抗干扰性能。
6、通过设置高强度碳纤维丝加强件结构，可以保护控制线芯在扭转的情况下保持回弹，控制线芯不易被拉断。
7、通过设置缓冲带缓冲层结构，可以减小在扭转情况下电力传输单元对控制线芯造成的挤压，起到缓冲保护作用。
8、通过设置各传输单元的分屏及电缆的总屏蔽结构，屏蔽效果更强，不仅可以消除各单元之间的相互干扰，同时也可隔绝外界电磁场的干扰，抗干扰性更强。
9、通过设置电力传输单元、信号控制单元、光传输单元结构，一根电缆集电力传输、信号控制及数据传输集于一体，降低了电缆施工成本，同时也降低了控制单元和光单元在扭转过程中被拉断的几率。
10、通过设置备用线芯结构，可以防止电缆在长期运行中部分光纤、控制绝缘线芯损坏时，有备用线芯可以替换，保证电缆的正常运行，从而降低换线造成的材料及施工成本。
11、通过对橡胶护套料材质进行改进，使其可在零下60℃的低温环境下仍然保持良好的柔韧性，在低温条件下耐扭转性能更加优异，同时提高了电缆的耐低温、耐疲劳强度、耐磨性、耐油、耐扭曲、耐候、耐酸碱、耐盐雾等性能，更能适应不同的环境，应用范围更广。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。下面对本发明作进一步阐述，但本发明的实施方式不限于此。
一种多功能耐低温风力发电用中压软电缆，所述电缆由内至外包括：电力传输单元、信号控制单元、光传输单元、备用线芯单元、高强度碳纤维带定型层、铜丝总屏蔽层、橡胶护套层；
所述电力传输单元从内至外依次由多股软细圆铜丝导体、高温聚酯带绕包层、半导电橡胶内屏蔽层、橡胶绝缘层、半导电橡胶外屏蔽层、双金属屏蔽层构成，且所述双金属屏蔽层由内层铜丝屏蔽层和外层铜带屏蔽层共同构成；
所述电力传输单元半导电橡胶内屏蔽层、橡胶绝缘层、半导电橡胶外屏蔽层为三层共挤一次性挤出成型；
所述电力传输单元的内屏蔽层为半导电橡胶内屏蔽料，所述半导电橡胶内屏蔽材料按重量分数的组分为：4044三元乙丙胶35.0份、全精炼石蜡2.7份、氧化锌1.9份、导电炭黑20.0份、n660炭黑9.8份、活性碳酸钙10.1份、轻质碳酸钙8.7份、300号石蜡油5.7份、领本二甲酸二辛脂3.3份、防老剂0.5份、硬脂酸0.3份、复合型稳定剂0.3份、促进剂0.5份、交联剂0.5份、硫化剂0.5份、软化剂0.2份；
所述电力传输单元的绝缘层为橡胶绝缘料，所述橡胶绝缘材料按重量分数的组分为：4044三元乙丙胶10.8份、3722p三元乙丙胶38.3份、氧化锌4.9份、煅烧陶土37.3份、5000目超细滑石粉3.4份、领本二甲酸二辛脂2.0份、防老剂0.6份、硬脂酸0.4份、复合型稳定剂0.5份、促进剂0.6份、交联剂0.5份、硫化剂0.5份、软化剂0.2份；
所述电力传输单元的外屏蔽层为半导电橡胶外屏蔽料，所述半导电橡胶外屏蔽材料按重量分数的组分为：40l-03eva39.5份、半精炼石蜡4.4份、导电炭黑21.8份、n660炭黑12.1份、1250目滑石粉8.5份、领本二甲酸二辛脂6.1份、300号石蜡油3.9份、防老剂0.6份、硬脂酸0.3份、复合型稳定剂0.5份、促进剂0.8份、交联剂0.6份、硫化剂0.6份、偶联剂0.3份；
所述光传输单元从内至外依次由多股光纤、pbt松套管、橡塑弹性体隔离套、铜丝屏蔽层构成；
所述信号控制单元从内至外依次由多股软细圆铜丝导体铜导体、弹性体绝缘层、高强度碳纤维丝加强件、缓冲带缓冲层、铜丝屏蔽层构成；
所述备用线芯单元由备用光缆，备用控制线芯及高强度碳纤维丝加强件构成；
所述备用光缆位于备用线芯单元中心位置；所述光传输单元、信号控制单元、备用线芯单元位于电力传输单元线芯外缘缝隙处；所述玻璃丝填充层位于光传输单元、信号控制单元、备用线芯单元、电力传输单元之间；所述高强度碳纤维带定型层包裹在电力传输单元、光传输单元、信号控制单元、备用线芯单元外部，所述铜丝总屏蔽层包裹在定型层外部，最外层为橡胶护套层；
所述护套层为橡胶护套料，所述橡胶护套料按重量分数的组分为：氯化聚乙烯33.0份、轻质氧化镁2.0份、煅烧高岭土21.8份、5000目超细滑石粉19.1份、n660炭黑2.6份、n330炭黑3.7份、三氧化二锑1.1份、氢氧化铝1.8份、高效阻燃剂1.5份、氯化石蜡油4.9份、硬脂酸铅0.9份、硬脂酸0.3份、防老剂0.3份、三盐0.4份、半精炼石蜡1.3份、交联剂1.1份、硫化剂1.1份、二辛酯2.1份、纳米补强剂1.1份。
所述电力传输单元为1-3芯的一种，一般为单数。
所述信号控制单元绝缘线芯为1-61芯的一种。
所述光纤为1-432芯的一种，一般为双数。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。