光纤复合高压电力电缆的制作方法

本实用新型涉及电缆领域，特别涉及一种光纤复合高压电力电缆。

背景技术：

随着电力负荷的不断增加，电力系统对电缆载流量的要求越来越严格，由于交联聚乙烯绝缘电缆导体的工作温度不能超过90度，在用电高峰时，既要最大限度地输电电容，又要不使电缆导体温度超过设计值而影响电缆寿命，电力系统引入了分布式光纤测温系统（DTS）。即以光纤作为传感器，把光纤内置在电缆线芯表面，通过与光纤连接的广电处理主机，把光纤全长所在个点位置上温度测量出来，再结合电缆负荷电流数据，计算出电缆导体的线芯温度，进行电缆线温度分部的在线监测，通过分析电缆温度场与动态载流量能及早发现电缆运行存在的安全隐患，并且在电缆热点故障、火灾等异常环境驱动报警或其他应急系统。但是，由于技术局限和电缆生产工艺，这种方式目前应用不多。

技术实现要素：

为提高光纤在电力系统中的应用，本实用新型提供一种光纤复合高压电力电缆，减少光纤因电缆膨胀及弯曲时产生的应力，并以缓冲带作为保护层防止挤压和生产过程中的烫伤，可广泛应用于城市电网、电站、医院、隧道、地铁、石油化工和矿山等。

按照本实用新型所提供的设计方案， 一种光纤复合高压电力电缆，包括位于电缆中心的导体，导体外依次包覆有内屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层、绝缘屏蔽层、铜带屏蔽层、两层绕包半导电缓冲阻水带、金属护套和外护套；在两层绕包半导电缓冲阻水带之间设有蛇形敷设双光纤并通过半导电自粘带固定。

上述的，所述导体采用铜丝绞合的导体结构。

上述的，所述内屏蔽层采用不可剥离型交联内屏蔽料。

上述的，所述绝缘屏蔽层采用可剥离型交联外屏蔽料。

上述的，所述金属护套采用皱纹铝护套。

上述的，所述外护套采用聚乙烯护套，且在该聚乙烯护套外设有石墨涂层。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结构简单，设计科学、合理，产品结构紧凑，制作工艺简单，安装使用和维护极为方便；通过将光纤蛇形放置在两层缓冲阻水带之间，缓冲阻水带厚度薄、热阻等级低，可反映出线芯表面温度，光纤蛇形放置以减少电缆膨胀及弯曲时产生的应力，并以缓冲带作为保护层防止挤压和生产过程中的烫伤，电气、机械性能好，能够满足各种使用场合环境要求，可广泛应用于城市电网、电站、医院、隧道、地铁、石油化工和矿山等，具有较强的推广应用价值。

附图说明：

图1为实施例中电力电缆结构示意图；

图2为实施例中双光纤敷设示意图；

图3为实施例中现有测温光纤结构示意图。

具体实施方式：

图中标号，标号1代表导体，标号2代表内屏蔽层，标号3代表交联聚乙烯绝缘层，标号4代表绝缘屏蔽层，标号5代表铜带屏蔽层，标号6代表两层绕包半导电缓冲阻水带，标号7代表双光纤，标号8代表金属护套，标号9代表聚乙烯护套，标号10代表石墨涂层，标号61代表半导电自粘带，标号71代表光纤，标号72代表螺旋管铠装，标号73代表不锈钢编织，标号74代表PE外护套。

下面结合附图和技术方案对本实用新型作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本实用新型的实施方式，但本实用新型的实施方式并不限于此。

为进一步提高光纤在电力系统中的应用，通过分析电缆温度场和动态载流量以及时发现电缆运行存在的安全隐患等，本实用新型实施例，参见图1和2所示，提供一种光纤复合高压电力电缆，包括位于电缆中心的导体，导体外依次包覆有内屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层、绝缘屏蔽层、铜带屏蔽层、两层绕包半导电缓冲阻水带、金属护套和外护套；在两层绕包半导电缓冲阻水带之间设有蛇形敷设双光纤并通过半导电自粘带固定。

现有测温光纤结构如图3所示，电缆导体及绝缘体温度升高时，电缆线芯将沿长度方向膨胀伸长，如果将光纤直线放置，固定在电缆线芯上的光钎由于不能随之伸长，因此受到张力有可能增加额外的衰减。如果光纤螺旋形缠绕在绝缘线芯上，当电缆缠绕到货盘或从货盘拉出时产生电缆弯曲、电缆敷设时产生的电缆扭曲，光纤随之发生弯曲或扭曲，螺旋方向扭曲时光纤被勒紧拉长，反螺旋方向扭曲时光纤松弛，弯曲或扭曲复原时产生跷曲，有可能增加额外的衰减。同时，高压电缆使用波纹型金属护套结构，因此在金属护套内外表存在波峰波谷位置，在形成波纹形状工序中，由于电缆线芯很重，如没有必要的保护措施，光纤在电缆线芯和波纹内侧凸起处之间受挤压，可能造成光纤损伤；本实用新型中，将光纤蛇形放置在两层缓冲阻水带之间，缓冲阻水带厚度薄、热阻等级低，可反映出线芯表面温度，蛇形放置以减少电缆膨胀及弯曲时产生的应力，并以缓冲带作为保护层防止挤压和生产过程中的烫伤，合计新颖、合理，提高线缆使用寿命，减少维护成本。

上述的，所述导体采用铜丝绞合的导体结构。

上述的，所述内屏蔽层采用不可剥离型交联内屏蔽料。内屏蔽材料的作用是保护绝缘层，采用不可剥离交联型内屏蔽料可以使线缆在长期运行中，特别在过载或短路时，内屏蔽料不至于变形或向导体间隙流动，不可剥离型交联内屏蔽料均匀包覆在导体上。

上述的，所述绝缘屏蔽层采用可剥离型交联外屏蔽料（EVA）。

上述的，所述金属护套采用皱纹铝护套。

上述的，所述外护套采用聚乙烯护套，且在该聚乙烯护套外设有石墨涂层。

本实用新型中，导体采用电阻率不大于0.01707Ω·mm²/m，断裂伸长率不小于40%的牌号为TU1铸造（M07）铜线坯或T1的热轧（M20）铜线坯经拉丝紧圧绞合而成的紧圧圆导体或分割导体结构，分割结构能有效减少集肤效应引起的交流电阻的增加。线缆的绝缘线芯的制造可在U型交联生产线上进行，采用三层共挤，干式硫化和冷却工艺，工艺参数由NCC硫化计算程序模拟计算，西科拉在线测厚、测径，在线应力消除，导体预热及后加热，净化上料等技术。导体的内屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层、绝缘屏蔽层三者层间界面光滑，微孔杂质远优于标准要求，绝缘内、中、外层热延伸一致，保证电缆拥有足够长的使用寿命；并在绝缘屏蔽层外采用绕包软铜带+绕包半导电缓冲阻水带+蛇形敷设双光纤+绕包半导电缓冲阻水的结构，半导电缓冲阻水带电阻率低、厚度大，且具有弹性弹性、阻水能力强，可确保绝缘屏蔽与金属套等电位，同时起到纵向阻水和缓冲作用。金属护套采用皱纹铝护套，皱纹铝护套可采用铝合金带焊接成型，铝合金带本身材质和厚度均匀，杜绝杂质的引进和砂眼的产生，充分保证皱纹铜护套焊接连续、不漏气漏水，在电缆径向上形成阻水保护，结合屏蔽层的纵向阻水达到全面的阻水效果。由于焊接时热量较少，焊接点下方绝缘线芯表面温度相对较低，不会烫伤绝缘线芯表面，同时相对于传统结构，铝合金护套既无污染，又保证了高强度压强承受能力和较好的电气性能，满足电力系统安装敷设及电气容量等方面的要求。

为进一步验证本实用新型的有效性，下面通过本实用新型成品的性能指标做进一步说明：局部放电：在1.5Uo电压下，未检测到超过背景（1.8pC）的放电；交流电压试验：在2.0Uo电压下，30分钟电缆不击穿；tanδ：（导体温度95℃~100℃，1.0Uo电压下）3.4×10^-4；负荷热循环试验：（导体温度95℃~100℃，2.0Uo下），20个循环电缆不击穿；绝缘微孔杂质要求：成品电缆绝缘中无大于0.02mm的微孔；大于0.075mm的不透明杂质；半导电层与绝缘层界面应无大于0.02mm的微孔；导体半导电屏蔽层与绝缘之间以及绝缘半导电屏蔽层与绝缘之间，应无大于0.05mm的进入绝缘层或进入半导电层的凸起。绝缘偏心度：3%。纤衰减：波长850mm衰减小于≤3.0dB/km；长1300mm衰减小于≤1.0dB/km。通过以上数据，可以进一步说明本实用新型产品结构，能够承受高强度压强和较好的电气性能，满足电力系统安装铺设及电容量等方面的要求，具有较好的市场推广前景。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本实用新型等同或者类似的变化都应涵盖在本实用新型权利要求的范围内。