轻型防爆储能电力电缆的制作方法
【专利摘要】轻型防爆储能电力电缆，属于电力电缆【技术领域】。包括缆芯和护套层，所述缆芯由两根线芯构成，其特征是，设有储能元件，所述线芯由导体、包覆在导体外层的电极层构成，所述缆芯外设有电解质层，电解质层外挤出交联聚乙烯绝缘层，交联聚乙烯绝缘层外设有保护层，保护层外设有高性能无卤低烟阻燃聚烯烃制成的护套层，所述电极层和电解质层构成储能元件。本发明采用轻型材料制成，整体结构重量轻便，节约能源、使用寿命长；储能便捷，应用领域广泛；高温防爆设计，产品质量安全可靠；耐腐蚀性强，可在多种恶劣环境下使用。
【专利说明】轻型防爆储能电力电缆
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电缆的结构，尤其是一种轻型防爆储能电力电缆的结构，属于电力电缆【技术领域】。
【背景技术】
[0002]现代科技的高速发展，人们对电能需求范围更加广泛，不同领域对电能的依赖性也逐渐增强，电能已经成为各行各业、千家万户日常工作及生活不可或缺的重要能源。以往传统意义上的电力电缆其主要功能仅限于围绕对电源装置与电器元件之间的连接，缺少储能元件，在无电源供电的情形下，电路中电气设备在断电之后无法正常运行。
[0003]发明的内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种轻型防爆储能电力电缆，本发明在电缆结构中加入了储能元件，使电缆在通电的过程中储备电能，在断电的情况下可为电气设备起到临时供电的储备电源作用。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:轻型防爆储能电力电缆，包括缆芯和护套层，所述缆芯由两根线芯构成，其特征是，设有储能元件，所述线芯由导体、包覆在导体外层的电极层构成，所述缆芯外设有电解质层，电解质层外挤出交联聚乙烯绝缘层，交联聚乙烯绝缘层外设有保护层，保护层外设有高性能无卤低烟阻燃聚烯烃制成的护套层，所述电极层和电解质层构成储能元件。
[0005]所述电极层由纳米合金涂层和半导电绝缘材料制成，电极层分别包覆在两根导体表面构成正、负两极。
[0006]所述导体为铜、铝或碳纤维材料制成。
[0007]所述电解质层由以涂覆或挤出形式设置的可在通电情形下电离出自由离子的固态电解质材料构成。
[0008]所述保护层由较强耐腐蚀性能的非磁性铝合金材料制成，并以绕包式、联锁式或轧纹式设置在交联聚乙烯绝缘层外。
[0009]所述电解质层含有用于高温防爆的隔墙材料。
[0010]以往传统意义上的电力电缆其主要功能仅限于围绕对电源装置与电器元件之间的连接，而本发明打破了这种传统观念，在电缆结构中加入了储能元件，使得电缆在传输电能的同时自行存储电能，并且在无电源供电的情形下将存储的电能施放，保证了电路中电气设备在断电之后仍可正常运行一段时间。同时，本发明的开发及应用，也将大大改变移动型电气设备对大型电池的依赖，一定程度上减少了移动电气设备的整体重量，降低了能源的消耗。
[0011]本发明产品的创新点如下:
1.电缆结构设计。本发明主要作用为在电缆通电时可将一部分电能转化为化学能存储在电缆的储能结构中，在电缆断电后，再将储能元件中的化学能转化为电能由导体传输出去，此设计改变了传统电缆仅仅作为传输电能通道的理念，将电缆打造成为即可传输又可存储的电气元件，使电路中的其他电气元件及时在无外界电能输送时也可正常运转。
[0012]2.储能元件的研制。储能元件由电极层和电解质层组成，电极作为存储电能的主要结构，其正负极材料由不同的纳米合金涂层及半导电绝缘材料制成，以达到电子在电极间定向移动的条件，电缆在通电过程中电极与电解质发生氧化还原反应，电子定向移动至正极端，当电缆断电后，由于电势差的作用电子由正极定向移动至负极，产生电流，电流由电极端的导体导出完成供电。纳米涂层是一种可在通电情形下生成含有大量自由锂离子的合金材料。
[0013]3.产品结构轻便。本发明中，导体及保护层结构均选用铜、铝金属导体或碳纤维材料，同时其储能元件通过纳米科技研制，质地轻盈，储能效果优越，极为适用于移动型的电气设备当中。
[0014]4.电解质层高温防爆设计。在电解质层内加入合适的隔墙材料，当温度升高到一定值时，微米级多孔自动溶分区，通过促使电解质中的离子停止反应，阻碍两极间的氧化还原反应，停止储能元件的充能过程。进而阻止充能发热过程，避免充电过热而发生危险事故。
[0015]本发明采用轻型材料制成，整体结构重量轻便，节约能源、使用寿命长；储能便捷，应用领域广泛；高温防爆设计，产品质量安全可靠；耐腐蚀性强，可在多种恶劣环境下使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的结构示意图；
图中:1导体、2电极层、3电解质层、4交联聚乙烯绝缘层、5保护层、6护套层。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，轻型防爆储能电力电缆，缆芯由两根线芯构成，线芯由导体1、包覆在导体外层的电极层2构成，导体I为铜、铝或碳纤维材料制成。
[0018]缆芯外设有电解质层3，电解质层外挤出交联聚乙烯绝缘层4，交联聚乙烯绝缘层外设有保护层5，保护层外设有高性能无卤低烟阻燃聚烯烃制成的护套层6，电极层和电解质层构成储能元件。
[0019]电极层2由包覆在导体外层的纳米合金涂层和半导电绝缘层构成，分别包覆在两根导体表面构成正、负两极。
[0020]电解质层3由以涂覆或挤出形式设置的可在通电情形下电离出自由离子的固态电解质材料构成，电解质层3含有用于高温防爆的隔墙材料。
[0021]保护层5由较强耐腐蚀性能的非磁性铝合金材料制成，并以绕包式、联锁式或轧纹式设置在交联聚乙烯绝缘层外。
[0022]本发明中，导体选用铜、铝金属或碳纤维材料，导电性能优异，减少电能的损耗。储能元件分为电极层、电解质层。
[0023]电极层:电极层为正负两极，由特殊研制的纳米合金涂层及半导电绝缘材料制成，分别包覆在两根导体表面，此结构同时作为储能结构，在通电情况下，可促使正负两电极间产生电势差，控制电子的流向，将电能储存在储能元件中，同时具有半导电材料的绝缘功能，保障导体在传输电能的同时储能元件内电能不至流失。
[0024]电解质层:以涂覆或挤出形式在两层电极层中加入一种可在通电情形下电离出自由离子的固态电解质材料。
[0025]本发明的绝缘层采用具有柔韧性、机械强度和电气性能良好的超纯净交联聚乙烯绝缘材料，保证电缆电气绝缘性能的同时，增强绝缘层的抗拉强度和抗挤压性能。保护层选用有较强耐腐蚀性能的非磁性铝合金材料制成，制作形式分为绕包式、联锁式、乳纹式等，其重量轻便、材质坚韧，有效保护电缆内部结构，提高了电缆在不同使用场所的适应力。护套层采用高性能无卤低烟阻燃聚烯烃材料，此材料具有耐酸碱腐蚀、防虫蚁、防紫外线等性能，可进一步加强电缆在恶劣的工作环境下的适应能力。
【权利要求】
1.一种轻型防爆储能电力电缆，包括缆芯和护套层，所述缆芯由两根线芯构成，其特征是，设有储能元件，所述线芯由导体〔0、包覆在导体外层的电极层(2)构成，所述缆芯外设有电解质层(3),电解质层外挤出交联聚乙烯绝缘层(4),交联聚乙烯绝缘层外设有保护层(5),保护层外设有高性能无卤低烟阻燃聚烯烃制成的护套层(6),所述电极层和电解质层构成储能元件。
2.根据权利要求1所述的轻型防爆储能电力电缆，其特征是，所述电极层(2)由纳米合金涂层和半导电绝缘材料制成，电极层分别包覆在两根导体表面构成正、负两极。
3.根据权利要求1或2所述的轻型防爆储能电力电缆，其特征是，所述导体(1)为铜、铝或碳纤维材料制成。
4.根据权利要求2所述的轻型防爆储能电力电缆，其特征是，所述电解质层(3)由以涂覆或挤出形式设置的可在通电情形下电离出自由离子的固态电解质材料构成。
5.根据权利要求1所述的轻型防爆储能电力电缆，其特征是，所述保护层(5)由较强耐腐蚀性能的非磁性铝合金材料制成，并以绕包式、联锁式或轧纹式设置在交联聚乙烯绝缘层外。
6.根据权利要求4所述的轻型防爆储能电力电缆，其特征是，所述电解质层(3)含有用于高温防爆的隔墙材料。
【文档编号】H01B3/44GK104464940SQ201410814705
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月25日 优先权日:2014年12月25日
【发明者】刘彦军, 杨泽强, 刘艳华, 汪秀丽, 牛春明, 白质明 申请人:宝胜科技创新股份有限公司