架空絕緣電纜的制作方法
【專利摘要】一種架空絕緣電纜，包括導體、絕緣層和屏蔽層，該導體包括抗拉芯和作為導體部分的軟鋁合金型線，軟鋁合金型線緊壓絞合在抗拉芯上。絕緣層包括交聯聚乙烯絕緣層和絕緣屏蔽層，屏蔽層包括導體屏蔽層和絕緣屏蔽層，所述的絕緣屏蔽層同時具有絕緣和屏蔽作用，所述的導體屏蔽層、交聯聚乙烯絕緣層和絕緣屏蔽層采用三層共擠交聯并一次性擠出的制造方式緊緊包在所述的導體上；并且抗拉芯、軟鋁合金型線、導體屏蔽層、交聯聚乙烯絕緣層、絕緣屏蔽層依次由內向外設置。不僅導電率高、熱穩定性好，而且低弧垂、自阻尼性能優越，通過增加絕緣層，實現了導線與空氣有效隔離，提高了電纜導線的抗腐蝕性能和防外力破壞性能。
【專利說明】架空絕緣電纜
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及輸配電領域，具體涉及一種適用于受多林木、多灰塵、多鹽霧、多雷電等自然界因素影響嚴重的地區的架空絕緣電纜，特別是一種適用于35kV級的中壓架空絕緣輸電電纜。
【背景技術】
[0002]在輸配電領域，我國近90%的電力傳輸線路是由架空導線組成的，這些架空導線大多是裸導線，特別是在IlOkv?500kV高壓輸電線路中更是占了絕大多數。但隨著我國經濟及城市化的高速發展，對電能的輸送要求也越來越高，特別是對于一些受自然界因素影響嚴重的地區，如樹木覆蓋區、灰塵污染區、鹽霧腐蝕區等，一般的架空裸導線因易受周圍環境的影響，經常會引發一些電力火災事故，使電網的可靠性、安全性面臨諸多問題。為解決這一問題，絕緣電纜在供電線路中的應用越來越多，已有絕緣電纜主要包括地埋絕緣電纜與架空絕緣電纜，相對于開挖工程巨大的地埋絕緣電纜，架空絕緣電纜具有成本低、投資少、安裝容易、維護和檢修比較方便、容易發現和排除故障等優點，因此架空絕緣電纜在我國，特別是在城鎮街道、工廠內部、住宅小區等配電網中得到廣泛應用。
[0003]35kV級架空絕緣電纜作為一種新型架空絕緣電纜，主要用在受自然界因素影響嚴重的地區，其好處之一在于能有效地縮小35kV級裸線電網的供電半徑，使35kV及以上的配電變壓器(變電站)遠離城市中心，將國家電網的35kV級的電力安全輸送到人口和建筑設施相對密集的小區的用戶配電網中，但是與城市內使用的IOkV級架空電纜相比，由于35kV級架空絕緣電纜需要成比例地增加絕緣厚度，而且還需增加絕緣層、屏蔽層的層數，使35kV級架空絕緣電纜的單位重量(即導體截面積相同條件下的單位長度的電纜重量)大幅度提高，因此其抗拉強度的技術要求也比IOkV級架空電纜高很多，而且現代輸電線路對于架設電纜的低弧垂要求越來越高，從而更須增加架空絕緣電纜的抗拉強度、熱穩定等機械性能。此外，導體的緊壓系數是決定絕緣電纜品質的關鍵因素之一，導體截面積的大小關系到電纜的輸電能力，這要求同時提升電纜的抗拉強度、導體的緊壓系數、導體的截面積的一系列技術問題，其中包括電纜的結構問題。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種克服了上述現有技術缺陷的架空絕緣電纜，其結構不僅能滿足35kV級架空絕緣電纜的導電、絕緣、屏蔽的設計要求，而且還具有抗拉強度高、熱穩定性和自阻尼性好的特點。此外，通過電纜結構的優化設計，使35kV級架空絕緣電纜導體截面能擴大到630平方毫米，導體緊壓系數能提高到0.93，導電率可達61.5%IACS，單位重量輕和抗拉強度強，能更好滿足低弧垂的要求。
[0005]本實用新型的目的是通過下述技術方案來實現的:架空絕緣電纜包括導體、絕緣層和屏蔽層，其特征在于所述的導體包括抗拉芯I和作為導體部分的軟鋁合金型線2，所述的軟鋁合金型線2緊壓絞合在抗拉芯I上。所述的絕緣層包括交聯聚乙烯絕緣層4和絕緣屏蔽層5，所述的屏蔽層包括導體屏蔽層3和絕緣屏蔽層5，所述的絕緣屏蔽層5同時具有絕緣和屏蔽作用，所述的導體屏蔽層3、交聯聚乙烯絕緣層4和絕緣屏蔽層5采用三層共擠交聯并一次性擠出的制造方式緊緊包在所述的導體上；并且所述的抗拉芯1、軟鋁合金型線2、導體屏蔽層3、交聯聚乙烯絕緣層4、絕緣屏蔽層5依次由內向外設置。
[0006]優選的,所述的交聯聚乙烯絕緣層4的厚度范圍為9.3mm至10.5mm。
[0007]優選的，所述的導體的截面積為300平方毫米、400平方毫米、500平方毫米或630平方毫米之一。
[0008]優選的，所述的抗拉芯I的根數結構為1+6根結構或單根結構。
[0009]優選的，所述的抗拉芯I是成型的鍍鋅鋼芯。
[0010]優選的，所述的軟鋁合金型線2采用退火處理后的截面形狀為梯形或S形或Z形的軟鋁合金型線。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的第一實施例的架空絕緣電纜的橫截面結構示意圖，圖中的軟鋁合金型線2的截面形狀為梯形。
[0012]圖2是本實用新型的第二實施例的架空絕緣電纜的橫截面結構示意圖，圖中的軟鋁合金型線2的截面形狀為S形或Z形。
[0013]圖中起相同作用的部件采用相同的編號，這些部件編號的名稱為:
[0014]I一抗拉芯；
[0015]2—軟鋁合金型線；
[0016]3—導體屏蔽層；
[0017]4 一交聯聚乙烯絕緣層；
[0018]5—絕緣屏蔽層。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖1至2給出的實施例，進一步說明本實用新型的架空絕緣電纜的【具體實施方式】。本實用新型的架空絕緣電纜不限于以下實施例的描述。
[0020]圖1、2分別是本實用新型的第一、第二實施例的架空絕緣電纜的橫截面結構示意圖，圖1中的軟鋁合金型線2的截面形狀為梯形，圖2中的軟鋁合金型線2的截面形狀為S形或Z形。本實用新型的架空絕緣電纜包括導體、絕緣層和屏蔽層，所述的導體包括抗拉芯I和作為導體部分的軟鋁合金型線2，所述的軟鋁合金型線2緊壓絞合在抗拉芯I上。所述的絕緣層包括XLPE交聯聚乙烯絕緣層4和絕緣屏蔽層5，所述的屏蔽層包括導體屏蔽層3和絕緣屏蔽層5，所述的絕緣屏蔽層5同時具有絕緣和屏蔽作用，所述的導體屏蔽層3、XLPE交聯聚乙烯絕緣層4和絕緣屏蔽層5采用三層共擠交聯并一次性擠出的制造方式緊緊包在所述的導體上；并且所述的抗拉芯1、軟鋁合金型線2、導體屏蔽層3、XLPE交聯聚乙烯絕緣層4、絕緣屏蔽層5依次由內向外設置。
[0021]參見圖1或圖2，導體由抗拉芯I和梯形或S形或Z形的軟鋁合金型線2構成，軟鋁合金型線2緊壓絞合在抗拉芯I上。軟鋁合金型線2由多根型線組成，通過常規的絞合、緊壓生產線設備和工序將多根型線絞合并緊壓在抗拉芯I上，形成如圖1或2所示的導體結構。抗拉芯I的根數結構為1+6根結構，即采用如圖1、2所示的中心I根芯線加周圍6根芯線的結構形式。當然，1+6根結構是抗拉芯I的一種優選的方案，另一種優選方案是抗拉芯I的根數結構為單根結構(圖中未示出)，即只有中心I根芯線的結構形式，抗拉芯I的根數結構可根據電纜的抗拉強度要求和絞合、緊壓工序的條件設計，綜合考慮提高緊壓系數和降低弧垂度的要求。本實用新型的抗拉芯I優選特強抗拉芯，如采用成型的鍍鋅鋼芯，因為它不僅具有很高的抗拉強度，而且還具有良好的導電率、熱穩定等物理性能，成型的鍍鋅鋼芯還具有理想的價格性能比。軟鋁合金型線2優選采用退火處理后的截面形狀為梯形或S形或Z形的軟鋁合金型線，因為經過退火處理后的軟鋁合金型線的導電率和延伸率得到了理想的改善，此外，處理后的軟鋁合金型線變軟，再加上其梯形或S形或Z形的截面形狀使各型線的之間十分緊湊，從而有利于提高緊壓系數。通過選用鍍鋅鋼芯，彌補了軟鋁合金型線拉斷力不足的問題，而鋼芯外面通過采用“梯形”或“S形或Z形”軟鋁合金型線緊壓絞合，大大提高了導體的緊壓系數，提高了導體同等外徑情況下截面的利用率，而且“梯形”或“S形或Z形”軟鋁合金型線結構十分緊湊，更加耐震，具有非常優良的自阻尼性能，且軟鋁合金導體具有較好的熱穩定性，其導電率可達61.5%IACS，與硬鋁合金相比，線損可減少8%，提高了電纜的節能性。同時軟鋁合金線具有較高的延伸率，為20%?30%，比普通硬鋁合金線的延伸率(1%?3%)高許多，當工作溫度高于導線遷移點時，導線的機械應力全部轉移到鋼芯上，由鋼芯承擔導線的全部張力，由于鋼芯具有較好的軟化特性，能在較高的溫度下工作而不降低其機械強度，當導線工作溫度提高時，同時期導線的馳度變化小，不受線股長期蠕變的影響，使得導線具有非常優良的自阻尼性能。因此該電纜不僅適用于新建線路，還很適合于老舊線路的改造。
[0022]所述的導體的截面積關系到架空絕緣電纜輸電能力，受電纜結構限制，導體的截面積擴大受到制約，本實用新型的架空絕緣電纜的導體結構，特別是抗拉芯I和軟鋁合金型線2相結合的方式，實現了電纜導體截面由300平方毫米到630平方毫米的跨越，導體的截面積可在300平方毫米、400平方毫米、500平方毫米或630平方毫米中任意進行選擇。由于35kV及以下中低壓級絕緣電纜的電場強度不高，所以絕緣厚度在滿足35kV工作電壓的規定要求的前提下，絕緣層的厚度無需隨導體的截面積的增加而增加，因此，電纜導體截面由300平方毫米到630平方毫米的跨越的意義不僅在于提升了電纜的輸電能力，而且還在于絕緣層重量的增加比重較小，這對于架空絕緣電纜減小弧垂是一個利好的因素。
[0023]所述的絕緣層包括交聯聚乙烯絕緣層4和絕緣屏蔽層5，所述的XLPE絕緣層4的厚度范圍為9.3mm至10.5mm。當然，交聯聚乙烯絕緣層4的厚度在此范圍內取值是一種優選的方案，交聯聚乙烯絕緣層4的厚度過薄可能會使絕緣性能不能達標，交聯聚乙烯絕緣層4的厚度過厚可能會對架設帶來不便，同時還會加劇弧垂。所述的屏蔽層包括導體屏蔽層3和絕緣屏蔽層5，這里的絕緣屏蔽層5同時具有屏蔽和絕緣功能，通過三層共擠交聯生產線完成導體屏蔽層3、交聯聚乙烯絕緣層4和絕緣屏蔽層5的一次性擠出，導體屏蔽層3、交聯聚乙烯絕緣層4和絕緣屏蔽層5緊緊包在導體上。在此所謂的三層共擠并一次性擠出的方式，是常規的一種生產線制造工藝，本實用新型的抗拉芯1、軟鋁合金型線2、導體屏蔽層3、交聯聚乙烯絕緣層4、絕緣屏蔽層5依次由內向外設置的結構，能很好適應于這種常規的制造工藝，無需增加特殊的加工設備和工藝。
[0024]下面說明本實用新型的電力電纜的制造過程，首先根據導體的總拉斷力，選取一根滿足要求的鍍鋅鋼芯，然后采用“梯形”或“S形或Z形”軟鋁合金型線絞合在鍍鋅鋼芯上作為導體部分，最后在導體外通過三層共擠交聯生產線完成導體屏蔽、交聯聚乙烯絕緣、絕緣屏蔽的一次性擠出。
[0025]本實用新型通過電纜的構造改進，不僅提高了電纜絕緣安全性能，實現了導線與空氣有效隔離，提高了電纜導線的抗腐蝕性能，而且還在滿足安全可靠的低弧垂架設的抗拉強度的要求的同時，實現了導體截面由300平方毫米擴大到了 630平方毫米，導體緊壓系數由0.9提高到了 0.93，導電率可達61.5%IACS，同時軟鋁合金線具有較高的延伸率，為20%?30%，比普通硬鋁合金線的延伸率(1%?3%)高許多，能更好地發揮導線的低弧垂性能，特別適用于額定電壓35kV及以下受自然界因素，如:多林木、多灰塵、多鹽霧、多雷電等影響嚴重的地區。
【權利要求】
1.一種架空絕緣電纜，包括導體、絕緣層和屏蔽層，其特征在于: 所述的導體包括抗拉芯(I)和作為導體部分的軟鋁合金型線(2)，所述的軟鋁合金型線(2)緊壓絞合在抗拉芯(I)上； 所述的絕緣層包括交聯聚乙烯絕緣層(4)和絕緣屏蔽層(5)，所述的屏蔽層包括導體屏蔽層(3)和絕緣屏蔽層(5)，所述的絕緣屏蔽層(5)同時具有絕緣和屏蔽作用，所述的導體屏蔽層(3)、交聯聚乙烯絕緣層(4)和絕緣屏蔽層(5)采用三層共擠交聯并一次性擠出的制造方式緊緊包在所述的導體上；并且 所述的抗拉芯(I)、軟鋁合金型線(2)、導體屏蔽層(3)、交聯聚乙烯絕緣層(4)、絕緣屏蔽層(5)依次由內向外設置。
2.根據權利要求1所述的架空絕緣電纜，其特征在于:所述的交聯聚乙烯絕緣層(4)的厚度范圍為9.3mm至10.5mm。
3.根據權利要求1所述的架空絕緣電纜，其特征在于:所述的導體的截面積為300平方毫米、400平方毫米、500平方毫米或630平方毫米之一。
4.根據權利要求1所述的架空絕緣電纜，其特征在于:所述的抗拉芯(I)的根數結構為1+6根結構或單根結構。
5.根據權利要求1所述的架空絕緣電纜，其特征在于:所述的抗拉芯(I)是成型的鍍鋅鋼芯。
6.根據權利要求1所述的架空絕緣電纜，其特征在于:所述的軟鋁合金型線(2)采用退火處理后的截面形狀為梯形或S形或Z形的軟鋁合金型線。
【文檔編號】H01B7/17GK203444849SQ201320452314
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月27日 優先權日:2013年7月27日
【發明者】田鳴, 崔海洋, 呂發忠, 王永海, 葛方森, 惠俊恒 申請人:安徽太平洋電纜股份有限公司