专利名称：绕组用电缆的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力传输技术领域，涉及一种用于变压器、电抗器、电机等电气设备的绕组用电缆。
背景技术：
传统电力变压器的绕组一般采用矩形截面导线，这种导线形状使电场分布不均匀，并且由于导线处在变压器油中，其设计、制造均趋于复杂，同时由于变压器油的渗漏，且其易燃、易爆性，带来工作的安全隐患，渗漏同时还造成环境污染。
常规高压电力传输用交联电缆，其绝缘线芯包含导电线芯、内半导电屏蔽层、绝缘层、外半导电屏蔽层四部分，在其外面加装护层就可以实现电力传输的作用。20世纪九十年代后期，ABB公司开始着手研究将高压电力传输用交联绝缘线芯直接作为变压器、电抗器、电机等绕组使用，但是直接将交联绝缘线芯用于绕组时，由于在强磁场中绕组的涡流损耗很大，同时导体会产生大量的热，加速了绝缘体的老化，减少绕组电缆的寿命，从而缩短了变压器、电抗器、电机等的使用寿命。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有的高压电力传输用交联电缆用于绕组电缆所存在的不足，提供一种能够长期安全稳定的工作在强磁场中、涡流损耗小的绕组用电缆。
解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该绕组用电缆从内向外依次包括有第一导电线芯、第一内半导电屏蔽层、第一绝缘层、第一外半导电屏蔽层，所述第一导电线芯由多根不同材质的单导线绞合而成，呈同心层排列，即第一导电线芯中间有中央导线，中央导线外环绕多层单导线，内层单导线的导电率比外层单导线的导电率低。由于绕组电缆的导电线芯在强磁场表现出集肤效应和邻近效应现象，导电线芯中传输的电流会表现出靠近导电线芯的周边其电流密度更大的现象，为此在导电线芯的设计中使外层单导线的导电率比内层单导线的导电率高，从而提高材料的利用率，也就是说，要求内层单导线的导电率比外层单导线的导电率低。所述第一内半导电屏蔽层、第一绝缘层、第一外半导电屏蔽层具有相同的热特性，便于绕组用电缆的绝缘加工。
优选的是，所述第一导电线芯的各单导线层之间还可以有层间绝缘体。层间绝缘体可使各单线层之间相互隔离，减小绕组用电缆的涡流损耗，能承受10伏以上的交流电压。层间绝缘体紧密包覆于各单导线层外部，其可采用低密度聚乙烯LDPE、高密度聚乙烯HDPE、聚丙烯PP、聚丁烯PB、聚甲基戊烯PMP、交联聚乙烯XLPE或乙丙橡胶EPR制成。
第一内半导电屏蔽层、第一绝缘层、第一外半导电屏蔽层中的绝缘材料可采用低密度聚乙烯LDPE、高密度聚乙烯HDPE、聚丙烯PP、聚丁烯PB、聚甲基戊烯PMP、交联聚乙烯XLPE或乙丙橡胶EPR制成。
第一导电线芯呈同心层排列，即第一导电线芯中间有中央导线，中央导线外环绕多层单导线，各层中单导线的数目从内向外逐层递增，这种结构属于绕组用电缆导体的最佳模式，其作为变压器、电机、电抗器的绕组时涡流损耗最小。
优选的是，第一外半导电屏蔽层外部从内向外依次环绕有第二导电线芯、第二半导电屏蔽层、第二绝缘层、第二外半导电屏蔽层。此时，第一导电线芯、第一半导电屏蔽层、第一绝缘层、第一外半导电屏蔽层将作为变压器、电机、电抗器的高压绕组，而第二导电线芯、第二半导电屏蔽层、第二绝缘层、第二外半导电屏蔽层就可以直接作为变压器、电机、电抗器的绕组的低压绕组直接使用，使变压器、电机、电抗器结构简单化。
本实用新型中，第一导电线芯的截面积范围可为25-3000mm2。
第一内半导电屏蔽层的电阻率范围为1-100kΩ.cm，第一外半导电屏蔽层的电阻率范围为10-500Ω.cm，优选10-100.cm。
第一内半导电屏蔽层、第一绝缘层、第一外半导电屏蔽层具有相同的弹性模量E，为了便于绕组电缆的绝缘挤出和弯曲，同时防止各层之间由于内部机械力的作用而相互剥离，要求弹性模量E≤500Mpa，优选E≤200Mpa。
本实用新型由于导电线芯是由不同材质的铜、铝或合金材料组合而成，因此可以有效减弱导电线芯在外界磁场影响下的集肤效应和邻近效应因素，减少了导体处于强磁场环境下的涡流损耗，提高了产品的性能，具有高效节能的优点，同时也降低了制造成本。
本实用新型根据现有高压交联电缆生产线的生产能力可生产电压范围为10kV-800kV的电缆，因此可传输10kv-800kV的高电压，其既可用于电力传输，也可用于变压器、电抗器、电机等绕组。
图1为本实用新型实施例1的结构示意图图2为本实用新型实施例2的结构示意图图3为本实用新型实施例3的结构示意图图4为本实用新型实施例4的结构示意图图中1-第一导电线芯 2-第一内半导电屏蔽层 3-第一绝缘层 4-第一外半导电屏蔽层 5-层间绝缘体 6-第二导电线芯 7-第二内半导电屏蔽层 8-第二绝缘层 9-第二外半导电屏蔽层具体实施方式
如图1所示，本实用新型从内向外依次包括第一导电线芯1、第一内半导电屏蔽层2、第一绝缘层3、第一外半导电屏蔽层4，第一导电线芯1由多根不同材质(如铜、铝、合金材料)的单导线绞合而成，呈同心层排列，即第一导电线芯1中间有中央导线，中央导线外环绕多层单导线，内层单导线的导电率比外层单导线的导电率低。
所述第一内半导电屏蔽层2、第一绝缘层3、第一外半导电屏蔽层4具有相同的热特性。第一内半导电屏蔽层2、第一绝缘层3、第一外半导电屏蔽层4中的固态绝缘体系中的绝缘材料可采用LDPE(低密度聚乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PB(聚丁烯)、PMP(聚甲基戊烯)、XLPE(交联聚乙烯)、EPR(乙丙橡胶)等高分子材料或硅橡胶类的热塑性材料通过共挤挤压的方式形成。其中，第一内半导电屏蔽层2的电阻率范围为1-100kΩ.cm，第一外半导电屏蔽层4的电阻率范围为10-500Ω.cm，优选10-100Ω.cm。第一内半导电屏蔽层2和第一外半导电屏蔽层4的电阻率可通过改变基础聚合物的类型和改变碳黑的类型和比例来确定。第一内半导电屏蔽层2、第一绝缘层3、第一外半导电屏蔽层4具有相同的弹性模量E，E≤500Mpa，优选E≤200Mpa。
第一导电线芯1的各单导线层之间还可有层间绝缘体5。层间绝缘体5采用聚合物绝缘塑料如LDPE(低密度聚乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PB(聚丁烯)、PMP(聚甲基戊烯)、XLPE(交联聚乙烯)或EPR(乙丙橡胶)等，通过挤包或绕包的聚合物绝缘塑料的带材、电力电缆纸等来实现第一导电线芯1各单导线层之间的相互绝缘，同时其紧密包覆在单导线层的外部。层间绝缘体5至少能够承受10伏以上的交流电压，并且在一定的长度范围内，保证第一导电线芯1的各单线层之间不能相互导通。
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细叙述。
以下为本实用新型的非限定性实施例。
实施例1如图1所示，本实施例从内向外依次包括第一导电线芯1、第一内半导电屏蔽层2、第一绝缘层3、第一外半导电屏蔽层4，第一导电线芯1由多根铜、铝线或合金材料的单导线绞合而成，其内层单导线的导电率比外层单导线的导电率低。
第一内半导电屏蔽层2、第一绝缘层3、第一外半导电屏蔽层4具有相同的热特性。第一内半导电屏蔽层2、第一绝缘层3、第一外半导电屏蔽层4具有相同的弹性模量E，E为200Mpa。
本实施例中，第一导电线芯1呈同心层排列，即第一导电线芯1中间有中央导线，中央导线由铝质材料制成，中央导线外环绕多层单导线，其内层单导线由铝质材料制成，外层单线由铜质材料制成，各单导线层中单导线的数目从内层向外层逐层递增。
实施例2如图2所示，本实施例除了第一导电线芯1的各单线层之间都分别有层间绝缘体5外，其余结构与实施例1的相同。
本实施例中，层间绝缘体5紧密包覆在第一导电线芯1的各单导线层外部。层间绝缘体5采用电力电缆纸通过绕包实现第一导电线芯1各单导线层之间的相互绝缘。
实施例3如图3所示，本实施例中，本实用新型从内向外依次包括有第一导电线芯1、第一内半导电屏蔽层2、第一绝缘层3、第一外半导电屏蔽层4、第二导电线芯6、第二半导电屏蔽层7、第二绝缘层8、第二外半导电屏蔽层9。
其中，第一导电线芯1呈同心层排列，即第一导电线芯1中间有中央导线，中央导线由铝材制成，中央导线外环绕两层铝质单导线层，铝质单导线外环绕一层铜质单导线层，各单导线层中单导线的数目从内层向外层以6的倍数逐层递增。
第二导电线芯6由铜质或铝质材料制成。
本实施例中，第一内半导电屏蔽层2、第一绝缘层3、第一外半导电屏蔽层4具有相同的热特性。第一内半导电屏蔽层2、第一绝缘层3、第一外半导电屏蔽层4具有相同的弹性模量E，E为200Mpa。
实施例4如图4所示，本实施例除了第一导电线芯1的各单线层之间都分别有层间绝缘体5外，其余结构与实施例3的相同。
本实施例中，层间绝缘体5紧密包覆在第一导电线芯1各单导线层的外部。层间绝缘体5采用聚酯带通过绕包实现第一导电线芯1各单导线层之间的相互绝缘。
权利要求1.一种绕组用电缆，其特征在于该绕组用电缆从内向外依次包括有第一导电线芯(1)、第一内半导电屏蔽层(2)、第一绝缘层(3)、第一外半导电屏蔽层(4)，所述第一导电线芯(1)由多根不同材质的单导线绞合而成，呈同心层排列，即第一导电线芯中间有中央导线，中央导线外环绕多层单导线，内层单导线的导电率比外层单导线的导电率低。
2.根据权利要求1所述的绕组用电缆，其特征在于所述第一内半导电屏蔽层(2)、第一绝缘层(3)、第一外半导电屏蔽层(4)具有相同的热特性。
3.根据权利要求1所述的绕组用电缆，其特征在于第一内半导电屏蔽层(2)、第一绝缘层(3)、第一外半导电屏蔽层(4)中的绝缘材料采用低密度聚乙烯LDPE、高密度聚乙烯HDPE、聚丙烯PP、聚丁烯PB、聚甲基戊烯PMP、交联聚乙烯XLPE或乙丙橡胶EPR制成。
4.根据权利要求1所述的绕组用电缆，其特征在于第一外半导电屏蔽层(4)外部从内向外依次环绕有第二导电线芯(6)、第二半导电屏蔽层(7)、第二绝缘层(8)、第二外半导电屏蔽层(9)。
5.根据权利要求1或4所述的绕组用电缆，其特征在于第一导电线芯(1)的各单导线层之间有层间绝缘体(5)。
6.根据权利要求5所述的绕组用电缆，其特征在于所述层间绝缘体(5)紧密包覆于各单导线层外部，层间绝缘体采用低密度聚乙烯LDPE、高密度聚乙烯HDPE、聚丙烯PP、聚丁烯PB、聚甲基戊烯PMP、交联聚乙烯XLPE或乙丙橡胶EPR制成。
7.根据权利要求1-4之一所述的绕组用电缆，其特征在于第一导电线芯(1)的截面积范围为25-3000mm2。
8.根据权利要求1-4之一所述的绕组用电缆，其特征在于第一内半导电屏蔽层(2)的电阻率范围为1-100kΩ.cm，第一外半导电屏蔽层(4)的电阻率范围为10-500Ω.cm。
9.根据权利要求1-4之一所述的绕组用电缆，其特征在于第一内半导电屏蔽层(2)、第一绝缘层(3)、第一外半导电屏蔽层(4)具有相同的弹性模量E，E≤500Mpa。
专利摘要本实用新型涉及一种用于变压器、电抗器、电机等电气设备的绕组用电缆。该绕组用电缆从内向外依次包括有第一导电线芯、第一内半导电屏蔽层、第一绝缘层、第一外半导电屏蔽层，所述第一导电线芯由多根不同材质的单导线绞合而成，呈同心层排列，即第一导电线芯中间有中央导线，中央导线外环绕多层单导线，内层单导线的导电率比外层单导线的导电率低。本实用新型能够长期稳定的工作在强磁场中、其涡流损耗小，具有高效节能的优点。
文档编号H01B7/02GK2857163SQ20052013054
公开日2007年1月10日 申请日期2005年11月4日 优先权日2005年11月4日
发明者刘坚栋, 冯国兴 申请人:特变电工股份有限公司