专利名称：高压直流电缆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于高压直流输电领域的直流电缆，具体涉及一种高压直流电缆。
背景技术：
高压直流输电是ABB公司开发的一项技术，旨在提高远距离输电的效率。目前，在高压直流输电领域通用ABB公司开发的电缆。如图1所示，ABB公司开发的高压直流电缆包含设置在最内部作为传输电力的导体11，该导体11采用铝或铜制成，在导体11外由内至外依次包覆有内半导体电屏蔽层12、绝缘层13、外半导体电屏蔽层14、金属屏蔽层15、膨胀胶带层16、铝薄片层17和外壳(鞘)18。其中，内半导体电屏蔽层12和外半导体电屏蔽层14采用半导性聚合物制成，绝缘层13采用交联HVDC聚合物制成，金属屏蔽层15采用铜带，外壳18采用聚乙烯材料制成。ABB公司设计生产的高压直流电缆控制绝缘层的平均场强在15kV/mm左右。
实用新型内容本实用新型说明了一种高压直流电缆，可较好抑制空间电荷产生，其绝缘层具有较低的平均场强，满足电缆安全运行的电气条件。为实现上述目的，本实用新型公开一种高压直流电缆，其特点是，该电缆包含铜导体，该铜导体设置在电缆的最内层中心；内半导电屏蔽层，该内半导电屏蔽层包覆在上述的铜导体外；绝缘层，该绝缘层包覆在上述的内半导电屏蔽层外；外半导电屏蔽层，该外半导电屏蔽层包覆在上述的绝缘层外；铜带屏蔽层，该铜带屏蔽层包覆在上述的外半导电屏蔽层外；纵向阻水层，该纵向阻水层包覆在上述的铜带屏蔽层外；径向阻水层，该径向阻水层覆在上述的纵向阻水层外；以及聚乙烯护套，该聚乙烯护套包覆在上述的径向阻水层外。上述的内半导电屏蔽层和外半导电屏蔽层采用半导性聚合物制成。上述的绝缘层采用交联聚乙烯与纳米氧化镁混合制成。上述的纵向阻水层采用绕包在所述的铜带屏蔽层外的单面阻水带。上述的径向阻水层采用包覆在所述的聚乙烯护套内的铝塑复合带。本实用新型说明的一种高压直流电缆和现有技术相比，其优点在于，本实用新型的绝缘层采用交联聚乙烯(XLPE)与纳米氧化镁(MH)混合制成，可很好地抑制空间电荷的产生，使得本实用新型电缆的最大电场强度低于现有技术的高压直流电缆的平均场强，满足高压直流传输安全运行的电气条件。
[0018]图1为现有技术的高压直流电缆的结构示意图；图2为本实用新型高压直流电缆的结构示意图；图3为本实用新型高压直流电缆的绝缘层的电场分布图。
具体实施方式
以下结合附图，说明本实用新型的具体实施方式
。如图2所示，本实用新型公开了一种高压直流电缆，该电缆电压等级为30kV，单芯结构，标称截面为300mm2。电缆的中心设有铜导体21，在铜导体21外紧密包覆有8层保护层或屏蔽层，其由内至外依次为内半导电屏蔽层22、绝缘层23、外半导电屏蔽层M、铜带屏蔽层25、纵向阻水层沈、径向阻水层27和聚乙烯护套28。铜导体21设置在电缆的最内部，其采用由铜制成的紧压绞合铜芯。铜导体21采用圆形紧压绞合结构，性能符合GB/T3956的规定。该紧压绞合后的铜导体21要求无缺根断线和松股现象，表面要求光洁、圆整、无油污、毛刺、锐边等，胶合导体中的单线允许焊接， 焊接处要求修理平整。内半导电屏蔽层22紧密包覆在铜导体21外，其采用半导电聚合物材料，为不可剥离材料。该内半导电屏蔽层22要求挤包，表面光滑、均勻、圆整，要求无尖角、裂纹、颗粒、擦伤的痕迹。其标称厚度为0.8mm，平均厚度不小于0.6mm (工艺控制平均厚度0. 7mm)。绝缘层23紧密包覆在内半导电屏蔽层22外，其采用交联聚乙烯材料，也可采用交联聚乙烯(XLPE)与1%纳米氧化镁(MH)混合材料。该绝缘层23符合均勻、无杂质、无焦粒、无气孔的要求。绝缘层23的平均厚度不小于规定的标称值4. Omm (工艺控制平均厚度 4. 15mm)，绝缘层23的最薄点厚度不小于标称值的90%mm。如图3所示，采用XLPE+1%MH材料的绝缘层23能很好的抑制空间电荷的产生，由图中可见，最大的电场强度约为12. 5kV/ mm左右，低于现有技术的直流电缆绝缘层的平均场强(该平均场强在15kV/mm左右)。外半导电屏蔽层M均勻地挤包在绝缘层23表面，其采用半导电聚合物材料，为不可剥离材料，若采用挤包型绝缘屏蔽料为可剥离料。该外半导电屏蔽层对表面光滑、要求无尖角、裂纹、颗粒、烧焦或擦伤的痕迹。其标称厚度0.8mm，平均厚度不小于0.6mm (工艺控制平均厚度0. 7mm)。铜带屏蔽层25紧密包覆在外半导电屏蔽层M外。其采用铜丝疏绕结构，屏蔽截面25mm2，设计节后44/0. 85mm。铜丝屏蔽由左向疏绕的软铜丝组成，其表面用反向的铜带疏绕扎紧(铜带规格位10*0. 12mm)。相邻铜丝的平均间隙不大于8mm。在铜带屏蔽层25内还绕包一层单面半导电阻水带，半导电阻水带单层厚度为 0.3mm。半导电阻水带采用重叠绕包，重叠率控制在109Γ20%之间。纵向阻水层沈为一层单面绝缘阻水带紧密绕包在铜带屏蔽层25表面。纵向阻水层沈厚度0.2mm。其采用重叠绕包，重叠率控制在109Γ20%之间。在纵向阻水层沈绕包时，纵向阻水层沈上设有阻水粉的一面朝向铜带屏蔽层25。径向阻水层27紧密包覆在纵向阻水层沈外、聚乙烯护套观内。其采用一层铝塑复合带，标称厚度0. 3的双面铝/塑复合带，重叠宽度为5-10mm。聚乙烯护套观紧密包覆在径向阻水层27外。其采用低收缩性双峰高密度聚乙烯材料，护套的标称厚度2. 1mm，平均厚度应不小于规定的最小值(工艺控制平均厚度2. 21mm)，其最薄处厚度不小于最小值的85%-0. 1。该聚乙烯护套观表面要求圆整、厚度均勻，表面无杂质、焦粒、气孔的缺陷，其断面要求无肉眼可见的气孔。该护套的挤包需紧密、 光滑、连续。 尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求1.一种高压直流电缆，其特征在于，该电缆包含 铜导体(21 )，该铜导体(21)设置在电缆最内层；内半导电屏蔽层(22)，该内半导电屏蔽层(22)包覆在所述的铜导体(21)外； 绝缘层(23 )，该绝缘层(23 )包覆在所述的内半导电屏蔽层(22 )外； 外半导电屏蔽层(24)，该外半导电屏蔽层(24)包覆在所述的绝缘层(23)外； 铜带屏蔽层(25)，该铜带屏蔽层(25)包覆在所述的外半导电屏蔽层(24)外； 纵向阻水层(26)，该纵向阻水层(26)包覆在所述的铜带屏蔽层(25)外； 径向阻水层(27)，该径向阻水层(27)包覆在所述的纵向阻水层(26)外；以及，聚乙烯护套(28)，该聚乙烯护套(28)包覆在所述的径向阻水层(27)外。
2.如权利要求所述的高压直流电缆，其特征在于，所述的内半导电屏蔽层(22)和外半导电屏蔽层(24)采用半导性聚合物制成。
3.如权利要求所述的高压直流电缆，其特征在于，所述的绝缘层(23)采用交联聚乙烯与纳米氧化镁混合制成。
4.如权利要求所述的高压直流电缆，其特征在于，所述的纵向阻水层(26)采用绕包在所述的铜带屏蔽层(25)外的单面阻水带。
5.如权利要求所述的高压直流电缆，其特征在于，所述的径向阻水层(27)采用包覆在所述的聚乙烯护套(28)内的铝塑复合带。
专利摘要本实用新型公开了一种高压直流电缆，该电缆包含设置在电缆的最内层中心的铜导体；内半导电屏蔽层，该内半导电屏蔽层包覆在铜导体外；绝缘层，该绝缘层包覆在内半导电屏蔽层外；外半导电屏蔽层，该外半导电屏蔽层包覆在绝缘层外；铜带屏蔽层，该铜带屏蔽层包覆在外半导电屏蔽层外；径向阻水层，该径向阻水层包覆在铜带屏蔽层外；纵向阻水层，该纵向阻水层包覆在径向阻水层外；以及，聚乙烯护套，该聚乙烯护套包覆在纵向阻水层外。本实用新型的绝缘层采用XLPE+1%MH，抑制空间电荷的产生，降低电缆周围的最大电场强度，满足高压直流传输安全运行的电气条件。
文档编号H01B9/02GK201975152SQ201120076369
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月22日 优先权日2011年3月22日
发明者何维国, 周雁, 尹毅, 张宇, 彭嘉康, 杨玉智, 柳松, 江平开, 章铭杰, 陈守直 申请人:上海交通大学, 上海华普电缆有限公司, 上海市电力公司, 上海捷锦电力新材料有限公司