專利名稱：風力發電用耐扭曲動力軟電纜的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電纜，具體地說是一種風力發電用耐扭曲動力軟電纜。
技術背景根據全球風能委員會的報告，全球潛在風力發電能力超過70萬億千瓦時，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。隨著未來常規能源成本持續上升，風電優勢更為明顯，發展會更快，估計未來多年內風電裝機容量年均增速將高達20 %。目前德國、西班牙、美國、印度、丹麥、意大利、英國、荷蘭、中國、日本和葡萄牙等國的風電裝機容量相對較多。國際綠色和平組織和世界風能協會發布的全球產業藍皮書認為，到2020年全世界風能裝機容量將達到12. 6億千瓦，屆時風電電量達3. 1萬億千瓦時，風電將占世界電力供應的12% (同時，這種清潔能源將減少約110億噸的二氧化碳排放)。到2010年和2020年，全球風電裝備市場容量將分別達到320億美元和1200億美元。如此光明的市場前景，大大激起了裝備制造企業的投資熱情。中國風能資源豐富，發展風電潛力巨大。據中國氣象科學研究院初步探明，中國風能總儲量達32. 乙千瓦，居世界第一位。其中可開發和利用的陸地上風能儲量有2. 53億千瓦，近海可開發和利用的風能儲量有7. 5億千瓦，共計約10億千瓦，大于中國的水能資源儲量。如果陸上風電年上網電量按等效滿負荷2000小時計，每年可提供5000億千瓦時電量，海上風電年上網電量按等效滿負荷2500小時計，每年可提供1. 8萬億千瓦時電量，合計 2. 3萬億千瓦時電量。由于^/35kV風力發電用耐扭曲動力軟電纜主要用于大型機組(5MW和6MW機組) 中的塔筒內連接位于機艙后部中壓變壓器的高壓側和位于風力發電機塔筒底部的中壓開關柜。風力發電機的電力在機艙內經過變壓器升壓后，電壓達到35kV，并經一根35kV三相電纜傳送到塔筒底部開關柜，進而接入大電網中。此電纜在最上節塔筒內部懸垂，上端隨機艙轉動，下端固定到塔筒上，所以此段電纜承受風機機艙迎風時的扭轉。下部塔筒中，電纜固定到塔筒內壁上為固定敷設。因此， 電纜應具有優異的耐扭轉、抗拉、耐高低溫、耐紫外線、耐臭氧、耐油、阻燃、柔軟可移動等特性，并具有耐鹽霧性能。
發明內容為克服現有技術的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種Q6/35kV)風力發電用耐扭曲動力軟電纜，具有優異的耐扭轉性能、耐負重性能、耐鹽霧性能、耐低溫性能、耐侯性能(耐臭氧性性能、耐熱老化性能和耐紫外線性能)、耐油性能以及良好的電絕緣性能。完全滿足風力發電設備及使用環境對電纜的長期使用的要求，使用壽命與風力發電機組相同，達到20年以上的要求。本實用新型解決技術問題采用如下技術方案風力發電用耐扭曲動力軟電纜，線芯采用鍍錫軟銅導體，在所述導體外依次設有導體隔離層、導體屏蔽層及絕緣層，在所述絕緣層外依次設有絕緣屏蔽層、內墊層、金屬屏蔽層及保護層構成電纜線芯，多根電纜線芯絞合成纜芯，纜芯間隙設置填充層，所述纜芯及填充層外依次設有繞包層及外護層。本實用新型的結構特點也在于所述導體隔離層為無紡布隔離層。所述金屬屏蔽層為鍍錫軟銅線編織屏蔽層。所述填充層為阻燃填充條。所述繞包層為隔氧包帶繞包。所述外護層為聚氨酯彈性體擠包于所述繞包層上。與已有技術相比，本實用新型的有益效果體現在本實用新型電纜的技術性能指標2. 1. 1 工作電壓:26/35kV ；2. 1. 2 測試電壓:65kV/30min 或 91kV/5min。2. 1. 3局部放電量在1. 73U0電壓下局部放電量彡10pC。2. 1. 4導體電阻在20°C時符合3956中5或6類鍍錫銅導體的規定，并通過金屬鍍層耐鹽霧性能試驗。2. 1. 5電纜的長期允許工作溫度-45 +90°C。2. 1. 6絕緣的抗張強度> lOMPa，是普通硫化型乙丙橡膠的抗張強度的2倍，絕緣能通過136°C X168h高溫老化試驗，其老化后的抗張強度變化率和斷裂伸長率的變化率不大于士30%。2. 1. 6外護層的抗張強度> 20MPa,是硫化型橡膠護套的抗張強度的2倍，絕緣能通過110°C X168h高溫老化試驗，其老化后的抗張強度變化率和斷裂伸長率的變化率不大于 士30%。2. 1. 7絕緣及外護套的低溫拉伸和低溫沖擊試驗，試驗溫度為_40°C。試驗后絕緣和外護套表面無裂紋現象。2. 1. 8電纜的外護套經受在100°C、24h的礦物油試驗，其老化后的抗張強度變化率和斷裂伸長率的變化率不大于士40%。2. 1. 9電纜的絕緣和外護套通過25°C，24h,臭氧濃度為250 300ppm的耐臭氧試驗不開裂。2. 1. 10電纜的耐鹽霧性能能通過GB/TM23. 17-2008規定的試驗，鹽霧試驗前后外護套的抗張強度變化率和斷裂伸長率變化率不超過士30%。2. 1. 11耐扭轉試驗。常溫下的耐扭轉試驗為電纜正反各扭轉1440°為一次，共進行10000次。低溫下的耐扭轉試驗為電纜正反各扭轉1440°為一次，共進行2000次。 試驗結果為檢查電纜表面不開裂；然后再將成品電纜進行2. 5U0U5min交流電壓試驗和導體電阻試驗，電纜不擊穿，導體電阻符合GB/3956的規定。2. 1. 12負重試驗。整根電纜按導體截面積X 15N進行負重試驗，電纜的絕緣和外護套表面無開裂。導體電阻符合GB/3956的規定。2. 1. 13人工氣候老化試驗(氙燈法)。老化時間:1008h。2. 1. 14低溫彎曲試驗。成品電纜能通過-40°C的5倍電纜外徑的試棒上彎曲180°，絕緣和外護套表面無裂紋。2. 1. 15阻燃性能。成品電纜能通過GB/T18380. 12和GB/T18380. 35的燃燒性能試驗。3、導體半導電屏蔽層、絕緣層和絕緣半導電屏蔽層分別采用耐溫等級在_45°C +90°C硫化型半導電彈性體材料、硫化型乙丙橡膠彈性體絕緣料和硫化型半導電彈性體材料，絕緣材料具有優異的電絕緣性能，介質損耗較小，耐臭氧性能和較高的機械性能，并具有耐鹽霧性能，三種材料的抗張強度不小于8. 5N/mm2,斷裂伸長率不小于200%，絕緣材料的介電強度不小于30MV/m。并采用三層共擠技術和工藝。確保其耐電壓性能和局部放電量符合GB/T12706中相應要求。在絕緣屏蔽層外再繞包一層高強度半導電帶作內墊層。以防止電纜在生產過程中和耐扭試驗中，編織層的鍍錫銅線的絲頭扎到絕緣屏蔽層中。4、金屬屏蔽層采用鍍錫軟銅線編織而成。并能通過耐鹽霧性能試驗。在金屬屏蔽層外，再繞包高強度及耐磨的帶材料，以防止電纜在扭試驗過程中金屬編織層松散和損壞而破壞絕緣層和外護層。5、纜芯外繞包二層高阻燃隔氧包帶，一是扎緊成纜線芯，二是提高電纜的阻燃性能。6、外護層采用耐溫等級在_55°C +90°C熱塑性環保型阻燃聚氨酯(TPU)彈性體護套料，具有優異的耐鹽霧性能、優良的耐侯性能、耐臭氧性能和耐熱老化性能以及卓越的機械性能、耐磨性能和耐扭曲性能，并具有良好的環保和阻燃性能。
圖1為本實用新型的結構示意圖。圖中標號1-導體，2-導體隔離層，3-導體屏蔽層，4-絕緣層，5-絕緣屏蔽層， 6-內墊層，7-金屬屏蔽層，8-保護層，9-填充層，10-繞包層，11-外護層。以下通過具體實施方式
，并結合附圖對本實用新型作進一步說明。
具體實施方式
實施例圖1所示，本實施例風力發電用耐扭曲動力軟電纜，導體1外繞包了導體隔離層2、在導體隔離層2外采用了三層共擠工藝，擠包了導體屏蔽層3、絕緣層4、絕緣屏蔽層5，在絕緣屏蔽層5外繞包了內墊層6、在內墊層6上采用鍍錫軟銅線編織作金屬屏蔽層 7、在金屬屏蔽層7外繞包了保護層8、三芯成纜時在纜芯的空隙中填充有阻燃填充層9，在纜芯外繞包二層高阻燃包帶作繞包層10，最外層采用了熱塑性環保型阻燃聚氨酯(TPU)彈性體護套料作外護層11。具體實施中，導體采用了符合GB/T3956-2008第6種軟結構的鍍錫軟銅線束絞而成，在導體外采用無紡布帶作導體隔離層2。導體屏蔽層3、絕緣層4和絕緣屏蔽層5分別采用耐溫等級在_45°C +90°C硫化型半導電彈性體材料、硫化型乙丙橡膠絕緣料和硫化型半導電彈性體材料，在絕緣屏蔽層5外再繞包一層高強度半導電帶作內墊層6，金屬屏蔽層7采用鍍錫軟銅線編織而成，在金屬屏蔽層7外，再繞包高強度及耐磨的帶材料，形成保護層8，成纜時在纜芯間隙中填充阻燃填充條形成填充層9，成纜纜芯外繞包二層高阻燃隔氧包帶作繞包層10，外護層11采用耐溫等級在_55°C +90°C熱塑性環保型阻燃聚氨酯(TPU)彈性體護套料。
權利要求1.風力發電用耐扭曲動力軟電纜，其特征在于線芯采用鍍錫軟銅導體(1)，在所述導體(1)外依次設有導體隔離層O)、導體屏蔽層(3)及絕緣層G)，在所述絕緣層(4)外依次設有絕緣屏蔽層(5)、內墊層(6)、金屬屏蔽層(7)及保護層(8)構成電纜線芯，多根電纜線芯絞合成纜芯，纜芯間隙設置填充層(9)，所述纜芯及填充層(9)外依次設有繞包層(10) 及外護層(11)。
2.根據權利要求1所述的風力發電用耐扭曲動力軟電纜，其特征在于，所述導體隔離層O)為無紡布隔離層。
3.根據權利要求1所述的風力發電用耐扭曲動力軟電纜，其特征在于，所述金屬屏蔽層(7)為鍍錫軟銅線編織屏蔽層。
4.根據權利要求1所述的風力發電用耐扭曲動力軟電纜，其特征在于，所述填充層為阻燃填充條。
5.根據權利要求1所述的風力發電用耐扭曲動力軟電纜，其特征在于，所述繞包層(10)為隔氧包帶繞包。
6.根據權利要求1所述的風力發電用耐扭曲動力軟電纜，其特征在于，所述外護層(11)為聚氨酯彈性體擠包于所述繞包層(10)上。
專利摘要本實用新型公開了一種風力發電用耐扭曲動力軟電纜，線芯采用鍍錫軟銅導體，在所述導體外依次設有導體隔離層、導體屏蔽層及絕緣層，在所述絕緣層外依次設有絕緣屏蔽層、內墊層、金屬屏蔽層及保護層構成電纜線芯，多根電纜線芯絞合成纜芯，纜芯間隙設置填充層，所述纜芯及填充層外依次設有繞包層及外護層。電纜具有優異的耐扭轉性能、耐負重性能、耐鹽霧性能、耐低溫性能、耐候性能(耐臭氧性性能、耐熱老化性能和耐紫外線性能)、耐油性能以及良好的電絕緣性能。完全滿足風力發電設備及使用環境對電纜的長期使用的要求。
文檔編號H01B7/17GK202008851SQ20112015557
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月16日 優先權日2011年5月16日
發明者周友芝, 王潔然, 盛業華 申請人:安徽華能電纜集團有限公司