本發(fā)明涉及一種電纜，特別涉及一種電壓等級(jí)為±500kV的大截面SZ形型線導(dǎo)體銅絲屏蔽形式光纖復(fù)合直流電纜，本發(fā)明屬于電纜制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
柔性直流輸電技術(shù)因其線路造價(jià)低、線路損耗小，系統(tǒng)穩(wěn)定，有功功率與無功功率控制靈活，運(yùn)行可靠，方便分期建設(shè)和增容擴(kuò)建等優(yōu)勢(shì)受到廣泛關(guān)注，在孤島送電、城市配電網(wǎng)的增容改造、交流系統(tǒng)互聯(lián)、大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)等領(lǐng)域，并已得到廣泛應(yīng)用。
柔性直流電纜是柔性直流輸電技術(shù)的關(guān)鍵裝備之一，柔性直流輸電避免了交流輸電過程的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，并且柔性直流輸電距離較長(zhǎng)，大長(zhǎng)度絕緣線芯的連續(xù)生產(chǎn)有利于降低電纜制造成本，因此多數(shù)情況下柔性直流電纜用大截面導(dǎo)體一般不采用分割導(dǎo)體形式。對(duì)于截面在2000mm2以下的柔性直流海纜導(dǎo)體，緊壓圓形絞合導(dǎo)體可以滿足其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及連續(xù)生產(chǎn)要求，并且有效實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體的縱向阻水，國(guó)內(nèi)外已有多項(xiàng)工程應(yīng)用。但是當(dāng)導(dǎo)體截面超過2000mm2，受目前導(dǎo)體絞合設(shè)備所能完成的最多單絲根數(shù)能力限制，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)增大截面只能依靠增大單絲直徑，容易造成了單絲縫隙較大和緊壓系數(shù)偏小的弊端，為后續(xù)的絕緣擠出生產(chǎn)帶來更大難度，且較大的導(dǎo)體外徑造成了電纜整體成本的升高，因此需要開發(fā)新型結(jié)構(gòu)的大截面阻水導(dǎo)體適應(yīng)更高輸送容量和更高電壓等級(jí)柔性直流輸電需要。
交直流高壓電力電纜的主要應(yīng)用范圍集中在輸電領(lǐng)域，受電纜結(jié)構(gòu)、制造工藝及設(shè)備能力的影響，不同于高壓海底電纜，陸上高壓輸電線路中應(yīng)用的交直流高壓電力電纜目前還少有光纖復(fù)合產(chǎn)品投入應(yīng)用，傳統(tǒng)的陸地輸電線路中都是采用光纜和電纜分離的方式來完成通信傳輸或者對(duì)電纜實(shí)施監(jiān)測(cè)，因此帶來了對(duì)產(chǎn)品成本、工程難度以及監(jiān)測(cè)效果等方面的弊端。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種填充系數(shù)更高、結(jié)構(gòu)更優(yōu)、有利于大長(zhǎng)度連續(xù)生產(chǎn)的導(dǎo)體形式，并實(shí)現(xiàn)了光纖通信和電力傳輸?shù)墓δ軓?fù)合；提供了一種功能更強(qiáng)、生產(chǎn)成本更低并且可靠實(shí)用的±500kV柔性直流電纜產(chǎn)品方案，滿足國(guó)家直流輸電工程的建設(shè)需要，有助于提高我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種±500kV SZ形型線導(dǎo)體銅絲屏蔽光纖復(fù)合直流電纜，包括大截面SZ形型線導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層、第一半導(dǎo)電阻水緩沖層、光纖單元、銅絲復(fù)合銅帶屏蔽層、第二半導(dǎo)電阻水緩沖層、鋁塑復(fù)合帶、絕緣外護(hù)層以及半導(dǎo)電層；
所述大截面SZ形型線導(dǎo)體外設(shè)有導(dǎo)體屏蔽層，在導(dǎo)體屏蔽層外設(shè)有絕緣層，在絕緣層外設(shè)有絕緣屏蔽層，在絕緣屏蔽層外設(shè)有第一半導(dǎo)電阻水緩沖層，在第一半導(dǎo)電阻水緩沖層外設(shè)有銅絲復(fù)合銅帶屏蔽層，在銅絲復(fù)合銅帶屏蔽層同層絞合有光纖單元，在光纖單元和銅絲復(fù)合銅帶屏蔽層外設(shè)有第二半導(dǎo)電阻水緩沖層，在第二半導(dǎo)電阻水緩沖層外設(shè)有鋁塑復(fù)合帶，在鋁塑復(fù)合帶外設(shè)有絕緣外護(hù)層，在絕緣外護(hù)層外設(shè)有半導(dǎo)電層；
所述的大截面SZ形型線導(dǎo)體由中心線芯和外層SZ形銅單絲分層絞合而成，根據(jù)不同導(dǎo)體截面需求，中心線芯采用一根圓形銅單線或者采用多根圓形單線緊壓絞合而成，中心線芯外絞合1-6層不等的SZ形銅單絲，絞合時(shí)S形銅單線絞合層和Z形銅單線絞合層間隔放置。
進(jìn)一步的，所述的導(dǎo)體屏蔽層由半導(dǎo)電捆扎帶和擠出導(dǎo)體屏蔽兩部分組成，擠出導(dǎo)體屏蔽部分和所述絕緣屏蔽層均采用具有超光滑性能、高導(dǎo)電性能和熱固特性的直流電纜專用半導(dǎo)電材料制成，所述絕緣層采用直流電纜專用超潔凈熱固性交聯(lián)聚乙烯絕緣料制成。
進(jìn)一步的，所述第一半導(dǎo)電阻水緩沖層和第二半導(dǎo)電阻水緩沖層均由兩層層或更多層厚度為2.0mm的半導(dǎo)電緩沖阻水帶繞包制成，起到緩沖保護(hù)和縱向阻水的作用。
進(jìn)一步的，所述銅絲復(fù)合銅帶屏蔽層采用直徑均一的圓銅絲間隙絞合后外層反向捆扎銅帶而成，所述光纖單元放置于銅帶內(nèi)與圓銅絲一起完成絞合，絞合時(shí)要求銅絲復(fù)合銅帶屏蔽層內(nèi)的銅絲整體分布均勻，且每根光纖單元兩側(cè)的圓銅絲緊貼光纖單元放置，同時(shí)要求光纖單元的不銹鋼管外徑略小于圓銅絲外徑。
進(jìn)一步的，所述鋁塑復(fù)合帶采用雙面鋁塑復(fù)合帶在第二半導(dǎo)電阻水緩沖層外縱包成型后粘結(jié)而成，縱包后的鋁塑復(fù)合帶留有一定寬度的搭蓋部分，使用熱烘槍烘烤使塑層融化完成粘貼，或者使用專用粘結(jié)劑進(jìn)行粘貼，粘貼完成后形成徑向不透水的密封層。
進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)電層選用半導(dǎo)電護(hù)套料與絕緣外護(hù)層通過雙層擠出機(jī)一次性共擠完成生產(chǎn)，或者使用石墨涂覆在絕緣外護(hù)層外。
有益效果：本發(fā)明額有益效果如下：
（1）±500kV SZ形型線導(dǎo)體銅絲屏蔽光纖復(fù)合直流電纜采用大截面SZ形型線導(dǎo)體，導(dǎo)體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、緊密，填充系數(shù)不小于93%，在相同載流能力下相比緊壓圓形導(dǎo)體或者分割導(dǎo)體具有更小的導(dǎo)體直徑，大幅度節(jié)省了電纜整體的成本投入，此外在填入阻水材料后還可以獲得更優(yōu)的縱向阻水性能。
（2）±500kV SZ形型線導(dǎo)體銅絲屏蔽光纖復(fù)合直流電纜為光電一體化傳輸提供了更加有效和更為便捷的方案，植入式的通信或者測(cè)溫用光纖單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使通信傳輸?shù)谋Ｗo(hù)和電纜運(yùn)行過程中的溫度監(jiān)測(cè)更為有效，同時(shí)節(jié)省了電纜的敷設(shè)和工程的建設(shè)成本。
（3）±500kV SZ形型線導(dǎo)體銅絲屏蔽光纖復(fù)合直流電纜滿足如今電網(wǎng)建設(shè)的大容量傳輸需要，填補(bǔ)了我國(guó)同類產(chǎn)品在該電壓等級(jí)上的空白，顯著提高我國(guó)電力裝備的技術(shù)水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的電纜結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示的一種±500kV SZ形型線導(dǎo)體銅絲屏蔽光纖復(fù)合直流電纜，包括大截面SZ形型線導(dǎo)體1、導(dǎo)體屏蔽層2、絕緣層3、絕緣屏蔽層4、第一半導(dǎo)電阻水緩沖層5、光纖單元6、銅絲復(fù)合銅帶屏蔽層7、第二半導(dǎo)電阻水緩沖層8、鋁塑復(fù)合帶9、絕緣外護(hù)層10以及半導(dǎo)電層11；
所述大截面SZ形型線導(dǎo)體1外設(shè)有導(dǎo)體屏蔽層2，在導(dǎo)體屏蔽層2外設(shè)有絕緣層3，在絕緣層3外設(shè)有絕緣屏蔽層4，在絕緣屏蔽層4外設(shè)有第一半導(dǎo)電阻水緩沖層5，在第一半導(dǎo)電阻水緩沖層5外設(shè)有銅絲復(fù)合銅帶屏蔽層7，在銅絲復(fù)合銅帶屏蔽層7同層絞合有光纖單元6，在光纖單元6和銅絲復(fù)合銅帶屏蔽層7外設(shè)有第二半導(dǎo)電阻水緩沖層8，在第二半導(dǎo)電阻水緩沖層8外設(shè)有鋁塑復(fù)合帶9，在鋁塑復(fù)合帶9外設(shè)有絕緣外護(hù)層10，在絕緣外護(hù)層10外設(shè)有半導(dǎo)電層11。
所述的大截面SZ形型線導(dǎo)體1由中心線芯和外層SZ形銅單絲分層絞合而成，根據(jù)不同導(dǎo)體截面需求，中心線芯可設(shè)置成在一根圓形銅單線或者采用多根圓形單線緊壓絞合而成，中心線芯外絞合1-6層不等的SZ形銅單絲，絞合時(shí)S形銅單線絞合層和Z形銅單線絞合層間隔放置，如果電纜對(duì)導(dǎo)體有縱向阻水要求，單絲絞合時(shí)可以在縫隙內(nèi)添加阻水材料，阻水材料根據(jù)不同的導(dǎo)體加工工藝和阻水性能要求可以選擇阻水帶、阻水粉或者阻水油膏等不同材料。
所述的導(dǎo)體屏蔽層2由半導(dǎo)電捆扎帶和擠出導(dǎo)體屏蔽兩部分組成。擠出導(dǎo)體屏蔽部分和所述絕緣屏蔽層4均采用具有超光滑性能、高導(dǎo)電性能和熱固特性的直流電纜專用半導(dǎo)電材料制成，所述絕緣層3采用直流電纜專用超潔凈熱固性交聯(lián)聚乙烯絕緣料制成。
所述第一半導(dǎo)電阻水緩沖層5和第二半導(dǎo)電阻水緩沖層8均由兩層或更多層厚度為2.0mm的半導(dǎo)電緩沖阻水帶繞包制成，起到緩沖保護(hù)和縱向阻水的作用。
所述光纖單元6采用不銹鋼結(jié)構(gòu)的光纖單元，根據(jù)傳輸需要內(nèi)部設(shè)置不同芯數(shù)和不同類型的光纖，根據(jù)光纖芯數(shù)選擇不同規(guī)格的不銹鋼管，不銹鋼光纖單元根數(shù)可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整。
銅絲復(fù)合銅帶屏蔽層7由直徑均一的圓銅絲間隙絞合后外層反向捆扎銅帶而成，光纖單元6放置于銅帶內(nèi)與圓銅絲一起完成絞合，絞合時(shí)要求銅絲復(fù)合銅帶屏蔽層7內(nèi)的銅絲整體分布均勻，且每根光纖單元兩側(cè)的圓銅絲緊貼光纖單元放置，同時(shí)要求光纖單元的不銹鋼管外徑略小于圓銅絲外徑，以免在電纜生產(chǎn)、安裝等過程中光纖單元受到較大的側(cè)壓力造成損傷。
所述鋁塑復(fù)合帶9采用雙面鋁塑復(fù)合帶在半導(dǎo)電阻水層8外縱包成型后粘結(jié)而成，縱包后的鋁塑復(fù)合帶留有一定寬度的搭蓋部分，使用熱烘槍烘烤使塑層融化完成粘貼，或者使用專用粘結(jié)劑進(jìn)行粘貼，粘貼完成后形成徑向不透水的密封層。
所述絕緣外護(hù)層10采用聚乙烯通過擠包成型方式成產(chǎn)，根據(jù)電纜不同使用環(huán)境的要求，也可以選擇具有阻燃、耐候等特性的改性材料，外護(hù)層擠出過程應(yīng)緊接綜合防水層縱包后連續(xù)進(jìn)行。
所述半導(dǎo)電層11可以選用半導(dǎo)電護(hù)套料與絕緣外護(hù)層通過雙層擠出機(jī)一次性共擠完成生產(chǎn)，也可以使用石墨涂覆在絕緣外護(hù)層外。
±500kV柔性直流電纜具有電壓等級(jí)高、輸送容量大、系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜、使用環(huán)境惡劣多變、產(chǎn)品制造裝備和工藝要求高等，是世界線纜行業(yè)公認(rèn)的技術(shù)難點(diǎn)和技術(shù)制高點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案采用了一種填充系數(shù)更高、結(jié)構(gòu)更優(yōu)、有利于大長(zhǎng)度連續(xù)生產(chǎn)的導(dǎo)體形式，并實(shí)現(xiàn)了光纖通信和電力傳輸?shù)墓δ軓?fù)合。提供了一種功能更強(qiáng)、生產(chǎn)成本更低并且可靠實(shí)用的±500kV柔性直流電纜產(chǎn)品方案，滿足國(guó)家直流輸電工程的建設(shè)需要，有助于提高我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。