一种超高压电缆及其生产用辅助设备的制作方法

1.本发明涉及超高压电缆设计技术领域，具体涉及一种超高压电缆及其生产用辅助设备。


背景技术：

2.66kv、110kv、220kv超高压电缆主要用于大容量的电能传输，导体有铜导体和铝导体两种材质，均为标准gb/t3956-2008电缆的导体中规定的2类紧压绞合导体，即有若干根细单丝，分层绞合、紧压成型；但采用2类紧压铝导体作为超高压电缆导体时具有以下三点技术弊端：1、超高压电缆在制造过程中，需要导体在带很大张力的情况经过立塔vcv立式三层挤出，因铝导体单丝细、延伸率低，容易产生拉断现象；2、电缆中间接头和电缆终端金具压接连接时，因铝导体单丝细、抗张强度低，容易产生断裂，从而影响整改电缆的传输性能；3、超高压电缆导体通电运行后存在热胀冷缩现象，而铝单丝材质会产生冷流、蠕变，从而引起整个导体松弛，进而破损导体与金具的连接后击穿电缆中间接头和电缆终端。
3.有鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

4.为解决背景技术中提到的问题，本发明提供了一种超高压电缆及其生产用辅助设备，目的是在保证成本的情况下，提供一种可以解决上述技术问题的超高压电缆，并且利用辅助设备辅助超高压电缆进行生产，避免由于电缆特性导致生产速度较慢的情况。
5.本发明通过下述技术方案实现：一种超高压电缆，包括由内向外设置的导体、绕包导体屏蔽层、挤出导体屏蔽层、绝缘层、挤出绝缘屏蔽层、纵向阻水缓冲层、金属护套层以及外护套层；导体包括多个实心条，实心条的横截面呈扇形结构，多个实心条能够围合形成圆柱结构,且多个实心条的圆心位于同一直线，多个实心条之间均设置有隔离层；该电缆能够避免生产制造过程中导体易拉断、金具压接时易断裂、金具中冷流和蠕变带来的松弛问题，还增加了导体的柔软性，从而让电缆的弯曲性能更优。
6.进一步的，实心条采用铝材制作，隔离层采用纸质材料制作。
7.进一步的，实心条有五条，实心条的横截面的圆心角为71.2度，实心条的棱处均倒有角,倒角半径为1.08mm。
8.一种超高压电缆生产用辅助设备，用于辅助上述超高压电缆进行生产，包括安装底座、支撑杆、轨道板以及两个限位结构，支撑杆一端固定在安装底座上，另一端与轨道板转动连接，轨道板远离支撑杆的一侧设置有相互平行的第一轨道结构以及第二轨道结构，两个限位结构中的一个限位结构通过第一连接件与第一轨道结构滚动连接，另一个限位结构通过第二连接件与第二轨道结构传动连接；上述电缆在生产时，先生产实心条，将生产好
的实心条进行缠绕，然后将多个实心条和隔离层进行绞合，由于实心条是具备一定角度的，在后续对多个实心条进行绞合的过程中，需要调整实心条的角度，辅助设备可以提前对实心条的角度进行调整，使得实心条提前调整为正确的角度，便于后续对多个实心条的绞合，提高电缆整体的制造效率；辅助设备设置在电缆缠绕设备前方，调整轨道板的角度，使其与缠绕设备的缠绕中心平行，将实心条穿过限位结构安装在缠绕设备上，实心条开始生产时，启动缠绕设备对实心条进行缠绕，经过限位结构的实心条能够以固定的方向缠绕在缠绕中心上，限位结构能够在第二轨道上传动，便于实心条均匀缠绕在缠绕中心上，便于后续生产；当实心条在缠绕设备上的长度达到一定数值后，将缠绕有实心条的缠绕中心运送到下一个处理流程中，辅助设备安装到缠绕中心前方，将实心条穿过安装在第一轨道结构上的限位结构上，调整支撑板的角度，使其与缠绕设备的缠绕中心平行，多个实心条分别调整成不同的角度，使得多个实心条能够提前达到绞合的角度，便于后续与隔离层一起进行绞合，限位结构滚动设置在第一轨道结构上，可以根据实心条在缠绕中心上的位置在第一轨道结构上滚动，避免限位结构对实心条造成弯折。
9.进一步的，限位结构包括套壳、限位筒以及转动底座，套壳为两端开口的筒体结构，限位筒内设有供实心条穿过的通道，套壳内部设置有多个安装结构，限位筒能够与任一安装结构可拆卸连接，从而改变限位筒的安装角度，套壳与转动底座转动连接，套壳的转动面与其所在平面平行；通过限位筒在套壳上不同的安装位置来调整限位筒的角度，从而控制实心条的角度，套壳可以在转动底座上转动，能够进一步随着实心条在缠绕中心的位置发生变化而转动，提高实心条整体生产过程的顺畅程度。
10.进一步的，第一连接件包括第一连接块以及滑轮，其中一个转动底座与第一连接块转动连接，转动底座与第一连接块的夹角随着转动底座的转动发生变化，第一连接块远离转动底座的表面安装有滑轮，滑轮与第一轨道结构滚动配合；第二连接件包括第二连接块以及多个第一锯齿，另一个转动底座与第二连接块转动连接，转动底座与第二连接块的夹角随着转动底座的转动发生变化，多个第一锯齿安装在第二连接块远离转动底座的表面，第二连接块与第二轨道结构传动配合。
11.进一步的，第一轨道结构包括设置在轨道板上的第一凹槽以及多个转动轮，转动轮通过转轴与第一凹槽转动连接，滑轮与多个转动轮滚动配合；第二轨道结构包括设置在轨道板上的第二凹槽以及传动组件，传动组件安装在第二凹槽上，第二连接块与传动组件传动配合。
12.进一步的，传动结构包括电机、主动齿轮、从动齿轮以及皮带，主动齿轮和从动齿轮均与第二凹槽转动连接，皮带套设在主动齿轮和从动齿轮外，皮带外侧设有与第二连接块的第一锯齿配合的第二锯齿，电机的输出轴与主动齿轮同轴连接，第二连接块与皮带啮合连接；电机驱动主动轮，带动皮带进行传动，从而带动与皮带啮合的第二连接块，驱动限位结构的运动。
13.进一步的，安装结构包括多个凸块，限位筒上设有与凸块适配的凹槽，多个凸块和限位筒上均设有螺纹孔，限位筒通过螺钉与安装结构可拆卸连接。
14.进一步的，限位筒上的通道的横截面结构与实心块的横截面结构相同。
15.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明提供的超高压电缆保留了铝导体用作超高压电缆导体中重量轻、价格便宜
的优点；解决了原2类紧压绞合铝导体用作超高压电缆导体存在的三点技术弊端：生产制造中易拉断、金具压接时易断裂、金具中冷流和蠕变带来的松弛，增加了导体的柔软性，从而让电缆的弯曲性能更优；辅助设备对实心条的方向进行限制，辅助实心条能够快速均匀地以指定的方向缠绕在缠绕中心上，辅助设备还能对实心条绞合的方向进行调整，减少绞合时调整实心条方向的时间，提高超高压电缆的生产效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。在附图中：图1为本发明的超高压电缆横截面示意图；图2为本发明的实心条横截面示意图；图3为本发明的辅助设备整体结构图；图4为本发明的a处细节图；图5为本发明的缠绕设备和缠绕中心结构图；图6为本发明的限位结构和第一连接件的配合示意图；图7为本发明的限位结构和第二连接件的配合示意图；图8为本发明的传动组件结构图。
17.附图中标记及对应的零部件名称：11-实心条，12-隔离层，13-绕包导体屏蔽层，14-挤出导体屏蔽层，15-绝缘层，16-挤出绝缘屏蔽层，17-纵向阻水缓冲层，18-金属护套层，19-外护套层，2-安装底座，3-支撑杆，4-轨道板，51-套壳，52-限位筒，53-转动底座，61-第一连接块，62-滑轮，71-第二连接块，72-第一锯齿，81-第一凹槽，82-转动轮，91-第二凹槽，92-主动齿轮，93-从动齿轮，94-皮带，95-第二锯齿，101-缠绕设备，102-缠绕中心。
具体实施方式
18.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
19.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
20.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/
或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
21.在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“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发明和简化描述，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发明保护范围的限制。
22.实施例166kv、110kv、220kv超高压电缆主要用于大容量的电能传输，导体有铜导体和铝导体两种材质，均为标准gb/t3956-2008电缆的导体中规定的2类紧压绞合导体，即有若干根细单丝，分层绞合、紧压成型；铝材质本身抗张强度和断裂伸长率低，单丝越细，该绞合导体在电缆导体制造、电缆附件金具压接中均容易断裂；超高压电缆导体通电运行后存在热胀冷缩现象，而铝单丝材质会产生冷流、蠕变，从而引起整个导体松弛，进而破损导体与金具的连接后击穿电缆中间接头和电缆终端，为了解决上述问题，本实施例提供了一种超高压电缆，如图1和图2所示。
23.本实施例提供的超高压电缆包括由内向外设置的导体、绕包导体屏蔽层13、挤出导体屏蔽层14、绝缘层15、挤出绝缘屏蔽层16、纵向阻水缓冲层17、金属护套层18以及外护套层19；导体包括多个实心条11，实心条11的横截面呈扇形结构，多个实心条11能够围合形成圆柱结构,且多个实心条11的圆心位于同一直线，多个实心条11之间均设置有隔离层12；在本实施中，实心条11一共五条，实心条11的横截面的圆心角为71.2度，实心条11一共有三条棱，每条棱处均设置有倒角，每个倒角的半径均为1.08mm，采用导电性、断裂伸长率、抗张强度均高于ly4和ly6硬铝线的
ø
15mm软铝杆（材料牌号1070），经特种挤铝机设备退火挤出成扇形实心股块（确保了该股块的柔软性和弯曲性），再将5个实心条11绞合成圆形，每个实心条11之间采用皱纹纸作为隔离层12，以解决导体截面增大以后在电能传输过程中产生的集肤效应和临近效应损耗；绕包导体屏蔽层13为半导电尼龙带绕包构成，挤出导体屏蔽层14为挤出半导电屏蔽层，绝缘层15为超净化交联聚乙烯材料挤出绝缘层15，挤出绝缘屏蔽层16为挤出半导电屏蔽层，纵向阻水缓冲层17为半导电缓冲阻水带绕包构成，金属护套层18为氩弧焊焊接铝护套后进行轧纹并涂覆防腐沥青，外护套层19为挤出防鼠防白蚁阻燃聚乙烯材料和挤出外半导电层共挤。
24.本实施例提供的超高压电缆保留了铝导体用作超高压电缆导体中重量轻、价格便宜的优点；解决了原2类紧压绞合铝导体用作超高压电缆导体存在的三点技术弊端（生产制造中易拉断、金具压接时易断裂、金具中冷流和蠕变带来的松弛），又增加了该导体的柔软性，从而让电缆的弯曲性能更优。
25.该特种实心分割铝导体由5个实心条11绞合成圆柱，股块变粗，股块相互之间没有挤压变形，使得整个导体的抗张强度和断裂伸长率得到很大的提高，从而保证了该导体在电缆导体制造、电缆附件金具压接中不断裂；在超高压电缆通电运行后存在热胀冷缩的情况下，因导体个体体积变大，不会存在冷流、蠕变，引起整个导体松弛。
26.实施例2一种超高压电缆生产用辅助设备，如图3-图8，该辅助设备用于辅助超高压电缆进行生产，上述超高压电缆在生产时，导体的实心条11的生产以及多个实心条11的绞合是分为两个过程进行的，首先将导体的实心条11生产出来，将一定长度的实心条11利用缠绕设
备101缠绕到缠绕中心102上，再将已经缠绕好实心条11的缠绕中心102移动到绞合工序的位置，同时对五个缠绕中心102上的实心条11进行加工；由于实心条11的横截面是不规则的结构，对五个实心条11进行绞合时，需要对实心条11的方向进行调整，如果不利用该辅助设备，对五个实心条11进行绞合时，由于需要不停地调整实心条11的方向，生产速度会较慢，因此，辅助设备是用于对实心条11的方向进行调整，提高超高压电缆的生产速度的。
27.本实施例提供的辅助设备提高超高压电缆工作效率的表现主要有两个方面，一个是辅助实心条11按照一定的方向和角度缠绕在缠绕中心102上，便于后续对实心条11进行绞合时，便于对实心条11的方向进行调整；第二个是在实心条11进行绞合之间，对实心条11进行方向的预处理，提前调整好五根实心条11的方向，减少后续绞合设备在进行绞合时调整实心条11方向的时间。
28.辅助设备包括安装底座2、支撑杆3、轨道板4以及两个限位结构，安装底座2用于安装在缠绕设备101前或者是绞合设备前，支撑杆3一端固定在安装底座2上，另一端与轨道板4转动连接，在本实施例中，支撑杆3和轨道板4之间的转动连接为具有锁定功能的铰接，能够固定支撑杆3和轨道板4之间的位置和角度；轨道板4远离支撑杆3的一侧设置有相互平行的第一轨道结构以及第二轨道结构，两个限位结构中的一个限位结构通过第一连接件与第一轨道结构滚动连接，另一个限位结构通过第二连接件和第二轨道结构传动连接；一个限位结构可以在第一轨道结构上移动，通过滚动的方式减少第一连接件和第一轨道结构的摩擦，另一个限位结构在第二轨道机构上传动。
29.当辅助设备用于辅助实心条11按照一定的方向和角度缠绕在缠绕中心102上，安装底座2安装在缠绕设备101前面，制造好的实心条11穿过第二轨道上的限位结构与缠绕中心102连接，由限位结构来固定实心条11的方向和角度，缠绕中心102是可拆卸连接在缠绕设备101上的，且缠绕中心102的轴线与地面的夹角可以根据实际使用需求进行调整，使用辅助设备时，需要根据缠绕中心102的轴线位置调整轨道板4和支撑杆3之间的角度，使得轨道板4的轴线和缠绕中心102的轴线是平行设置的，缠绕设备101启动后，第二连接块71需要在第二轨道结构上来回滑动，以使得实心条11能够以指定的方向均匀缠绕在缠绕中心102上，便于后续加工时对实心条11方向的调整；同时，为了避免第一轨道上的限位结构对实心条11的缠绕产生影响，轨道板4的长度需要长于缠绕中心102的轴线长度，轨道板4多余的长度可用于存放暂时未使用的限位结构。
30.当辅助设备用于对正准备绞合的实心条11进行预处理时，需要提前将缠绕有实心条11的缠绕中心102运输至指定位置，将辅助设备安装在缠绕中心102和绞合设备中间，将安装底座2固定在地面上，一共五个缠绕中心102，五个缠绕中心102前面均设置有对应的辅助设备，调整轨道板4的位置使其与缠绕中心102的轴线平行，将实心条11穿过对应的第一轨道结构上的限位结构，使得五个实心条11均处于指定的方向上，五个实心条11能够绞合形成一个圆柱结构，启动绞合设备，每个实心条11均以指定的方向进入绞合设备内，减少了绞合设备对实心条11调整方向的时间，提高超高压电缆的生产效率；同时，按照一定角度和方向缠绕到缠绕中心102上的实心条11，在进行绞合时，能与限位结构顺畅配合，提高实心条11改变方向时的顺畅程度；限位结构可以在第一轨道结构上随意滑动，根据实心条11在缠绕中心102上的不同位置改变限位结构在第一轨道结构上的位置，使得缠绕中心102和绞合设备之间的实心条11始终为一条直线，便于实心条11进入绞合设备内。
31.限位结构包括套壳51、限位筒52以及转动底座53，套壳51为两端开口的筒体结构，套壳51的内腔为圆柱结构，限位筒52内设置有供实心条11穿过的通道，限位筒52上的通道的横截面结构与实心块的横截面结构相同；套壳51的内壁上设置有五个安装结构，五个安装结构沿套壳51的圆周方向均匀分布，限位筒52能够与不同的安装结构可拆卸连接，五个安装结构与限位筒52之间的五种连接方式对应了五个不同的角度，这五个角度的限位筒52刚好与需要绞合的五条实心条11的方向对应，可根据实际使用情况更换限位筒52的位置，安装结构包括多个凸块，凸块呈一列沿套壳51的轴线安装在套壳51的内壁上，限位筒52上设置有与凸块适配的凹槽，凸块和限位筒52上均设置有螺纹孔，利用螺钉同时穿过限位筒52与凸块上的螺纹孔即可完成对限位筒52和套壳51相对位置的固定；套壳51转动连接在转动底座53上，套壳51可以在转动底座53上转动，在本实施例中，套壳51底部设有转轴，转动底座53上设有容纳转轴的凹槽，转轴和凹槽配合转动连接，套壳51以转轴的轴线为转动轴心线转动，套壳51在其所在的平面转动，实心条11在进行缠绕或者是绞合时，根据实心条11在缠绕中心102的变化，限位结构会在轨道板4上变化，同样的，为了使得实心条11能够一直呈直线状态，套壳51也随着实心条11在缠绕中心102上的位置变化而转变相应的角度，使得实心条11的缠绕过程或者是绞合过程更加顺畅。
32.第一连接件包括第一连接块61以及滑轮62，第一轨道结构上的转动底座53与第一连接块61转动连接，转动底座53和第一连接块61的转动连接为具有锁定功能的铰接，并且转动底座53与第一连接块61的夹角随着转动底座53的转动发生变化，转动底座53和第一连接块61之间的角度可固定，第一连接块61远离转动底座53的表面安装有滑轮62，滑轮62用于与第一轨道结构滚动配合；第二连接件包括第二连接块71以及多个第一锯齿72，第二轨道结构上的转动底座53与第二连接块71转动连接，转动底座53和第二连接块71的转动连接也是具有锁定功能的铰接，并且转动底座53和第二连接块71的夹角随着转动底座53的转动发生变化，转动底座53和第二连接块71之间的角度可固定，多个第一锯齿72安装在第二连接块71远离转动底座53的表面，第二连接块71与第二轨道结构传动配合。
33.第一轨道结构包括设置在轨道板4上的第一凹槽81以及多个转动轮82，多个转轴固定连接在第一凹槽81的两侧壁之间，转动轮82和转轴同轴转动连接，多个转动轮82转动设置在第一凹槽81内，第一连接块61上的滑轮62和多个转动轮82滚动配合，第二轨道结构包括设置在轨道板4上的第二凹槽91以及传动组件，传动组件安装在第二凹槽91上，第二连接块71与传动组件传动配合；实心条11缠绕时，利用传动组件驱动限位结构在第二轨道结构上来回运动，使得实心条11的缠绕更均匀，实心条11绞合时，根据绞合过程，限位结构在实心条11的驱动下在第一轨道结构上来回滑动，限位结构可以在限制实心条11方向的同时，避免影响实心条11的绞合过程；为了避免限位结构从轨道板4上脱落，可在第一凹槽81或者第二凹槽91上设置防脱落结构，例如将凹槽设置为开口面小、横截面大的结构，凹槽的横截面类似于梯形结构。
34.传动结构为皮带94传动结构，包括电机、主动齿轮92、冲动齿轮以及皮带94，主动齿轮92和从动齿轮93均转动连接在第二凹槽91上，皮带94套设在主动齿轮92和冲动齿轮外，皮带94外侧设置有与第二连接块71的第一锯齿72配合的第二锯齿95，电机的输出轴与主动齿轮92同轴连接，第二连接块71与皮带94啮合连接，电机驱动主动轮，从而带动皮带94进行传动，从而使得第二连接块71在第二凹槽91内的移动。
35.本实施例提供的辅助设备，限位结构和轨道板4的角度、也就是转动底座53和第一连接块61或者第二连接块71的转动角度是可调节的，这是为了进一步提高辅助设备的灵活性，无论轨道板4的角度如何调整，使用者可根据实心条11的实际缠绕或者是绞合的过程的方向，调整套壳51与轨道板4的角度，使得实心条11能够更好、更顺畅的移动，当实心条11绞合时，如果轨道板4的角度与水平面呈倾斜角度，则需要根据实心条11的实际绞合角度调整限位结构和轨道板4的角度，使得套壳51上限位筒52的角度不会发生变化，便于后续的绞合过程。
36.以上所述的具体实施方式，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方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，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。