±500kV柔性直流電纜及海纜用梯形單線阻水導(dǎo)體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種±500kV柔性直流電纜及海纜用梯形單線阻水導(dǎo)體，包括中心導(dǎo)體線芯、阻水填充材料、梯形單線絞合層、半導(dǎo)電阻水捆扎帶，在中心導(dǎo)體線芯外設(shè)置有多層梯形單線絞合層，在中心導(dǎo)體線芯、梯形單線絞合層的銅單線間隙和層間均設(shè)置有阻水填充材料，在導(dǎo)體最外層設(shè)置有半導(dǎo)電阻水捆扎帶。本發(fā)明的導(dǎo)體滿足大長(zhǎng)度連續(xù)生產(chǎn)需要，提高生產(chǎn)效率，梯形銅單絲絞合可以提高型線導(dǎo)體的填充系數(shù)，使導(dǎo)體形式具備更好的阻水性能，滿足水下輸電的使用要求，并且可以在相同輸電能力下較大程度節(jié)約線路成本。
【專利說(shuō)明】
±500kV柔性直流電纜及海纜用梯形單線阻水導(dǎo)體
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電纜導(dǎo)體，特別涉及一種適用于電壓等級(jí)為±500kV的直流電纜及海纜大截面梯形單線阻水圓形銅導(dǎo)體，本發(fā)明屬于電纜制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)家提出構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動(dòng)以清潔和綠色方式滿足全球電力需求的倡議，如何高效開發(fā)和利用風(fēng)能、水電等清潔能源成了電力行業(yè)科研人員日益關(guān)注的問題。全球能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)質(zhì)上是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、全球互聯(lián)的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，是清潔能源在全球范圍大規(guī)模開發(fā)、配置、利用的基礎(chǔ)平臺(tái)，實(shí)質(zhì)就是特高壓電網(wǎng)+智能電網(wǎng)+清潔能源的組合。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(wú)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，尤其在遠(yuǎn)距離水下輸電領(lǐng)域有著明顯的優(yōu)勢(shì)。
[0003]柔性直流電纜及海纜是柔性直流輸電技術(shù)的關(guān)鍵裝備之一，為了滿足柔性直流的大容量輸電特點(diǎn)，柔性直流電纜及海纜需要采用更大截面的導(dǎo)體來(lái)提高自身的載流能力，同時(shí)，也可以降低導(dǎo)體直流電阻帶來(lái)的線路損耗，隨著電壓等級(jí)和輸送容量的提高，柔性直流電纜及海纜對(duì)導(dǎo)體提出了更大截面的要求。
[0004]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)，并且柔性直流輸電的輸電線路較長(zhǎng)，對(duì)產(chǎn)品的連續(xù)生產(chǎn)長(zhǎng)度提出了很高的要求，大截面高壓交流電纜采用的分割導(dǎo)體形式不適于大長(zhǎng)度連續(xù)式生產(chǎn)，因此多數(shù)情況下柔性直流電纜及海纜導(dǎo)體不采用分割導(dǎo)體形式。對(duì)于截面在2000mm2以下的柔性直流電纜及海纜導(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(lái)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)柔性直流輸電的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]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±500kV柔性直流電纜及海纜用梯形單線阻水導(dǎo)體，突破了緊壓圓形絞合導(dǎo)體由于生產(chǎn)設(shè)備造成的截面限制，并且可以彌補(bǔ)分割導(dǎo)體無(wú)法實(shí)現(xiàn)大長(zhǎng)度連續(xù)生產(chǎn)的弊端，采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高導(dǎo)體的縱向阻水性能及填充系數(shù)，可以使導(dǎo)體的填充系數(shù)超過93%，為柔性直流輸電提供性能優(yōu)異、節(jié)約成本的大截面阻水導(dǎo)體;為開發(fā)±500kV柔性直流電纜及海纜提供了良好的技術(shù)支撐和產(chǎn)品配套，滿足海上風(fēng)電和島嶼供電開發(fā)領(lǐng)域電力傳輸?shù)钠惹行枰?br>[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種±500kV柔性直流電纜及海纜用梯形單線阻水導(dǎo)體，包括中心導(dǎo)體線芯、阻水填充材料、梯形單線絞合層、半導(dǎo)電阻水捆扎帶，在中心導(dǎo)體線芯外設(shè)置有多層梯形單線絞合層，在中心導(dǎo)體線芯、梯形單線絞合層的銅單線間隙和層間均設(shè)置有阻水填充材料，在導(dǎo)體最外層設(shè)置有半導(dǎo)電阻水捆扎帶。
[0007]進(jìn)一步的，所述的中心導(dǎo)體線芯采用圓形銅單線制成，根據(jù)不同導(dǎo)體截面需求可設(shè)置成一根單獨(dú)圓形銅單線或者采用多根圓形銅單線通過分層緊壓絞合而成，若所述中心導(dǎo)體線芯采用多根圓形銅單線通過分層緊壓絞合而成時(shí)，則在絞合過程中需要填入阻水材料。
[0008]進(jìn)一步的，所述的阻水填充材料采用室溫交聯(lián)型硅氧烷類有機(jī)硅橡膠材料或者含吸水膨脹顆粒的非織造布材質(zhì)類阻水帶配合阻水紗及阻水粉組合而成。
[0009]進(jìn)一步的，所述梯形銅單線絞合層采用截面形狀為梯形的鍍金屬層或不鍍金屬層的銅單線絞合而成，層數(shù)為1-6層。
[0010]進(jìn)一步的，所述梯形單線絞合層絞合時(shí)采用梯形單線短底邊向內(nèi)、長(zhǎng)底邊向外的方式進(jìn)行。
[0011]進(jìn)一步的，根據(jù)梯形單線尺寸及導(dǎo)體截面設(shè)計(jì)依次設(shè)置多層不同根數(shù)的梯形單線絞合層。
[0012]進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)電阻水捆扎帶采用含吸水膨脹顆粒的半導(dǎo)電阻水捆扎帶。
[0013]有益效果:本發(fā)明的有益效果如下:
(I)± 500kV柔性直流電纜及海纜用大截面梯形單線阻水銅導(dǎo)體結(jié)構(gòu)緊密，與緊壓圓形導(dǎo)體和分割導(dǎo)體相比，滿足大長(zhǎng)度連續(xù)生產(chǎn)需要，提高生產(chǎn)效率，梯形單絲絞合可以提高型線導(dǎo)體的填充系數(shù)，使導(dǎo)體形式具備更好的阻水性能，滿足水下輸電的使用要求，并且可以在相同輸電能力下較大程度節(jié)約線路成本。
[0014](2)±500kV柔性直流電纜及海纜用大截面梯形單線阻水銅導(dǎo)體是開發(fā)±500kV大容量柔性直流電纜及海纜的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)于國(guó)家建設(shè)海洋資源，推動(dòng)全球能源互聯(lián)的戰(zhàn)略發(fā)展有著重要作用。
[0015](3)±500kV柔性直流電纜及海纜用大截面梯形單線阻水銅導(dǎo)體填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的空白，顯著增強(qiáng)我國(guó)在柔性直流輸電領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示的一種±500kV柔性直流電纜及海纜用梯形單線阻水導(dǎo)體，包括中心導(dǎo)體線芯1、阻水填充材料2、梯形單線絞合層3、半導(dǎo)電阻水捆扎帶4，在中心導(dǎo)體線芯I外設(shè)置有多層梯形單線絞合層3，在中心導(dǎo)體線芯1、梯形單線絞合層3的銅單線間隙和層間均設(shè)置有阻水填充材料2，在導(dǎo)體最外層設(shè)置有半導(dǎo)電阻水捆扎帶4。
[0018]所述的中心導(dǎo)體線芯I采用圓形銅單線制成，根據(jù)不同導(dǎo)體截面需求可設(shè)置成一根單獨(dú)圓形銅單線或者采用多根圓形銅單線通過分層緊壓絞合而成，如中心導(dǎo)體線芯采用多根圓形銅單絲通過分層緊壓絞合工藝制備，則在絞合過程中需要填入阻水材料。
[0019]所述的阻水填充材料2采用室溫交聯(lián)型硅氧烷類有機(jī)硅橡膠材料或者含吸水膨脹顆粒的非織造布材質(zhì)類阻水帶配合阻水紗及阻水粉組合而成，所述阻水填充材料具有良好的阻水性和熱穩(wěn)定性，滿足產(chǎn)品在幾百米水深環(huán)境下的使用要求，并且在產(chǎn)品的絕緣擠出和交聯(lián)過程中及長(zhǎng)期運(yùn)行溫度下不會(huì)出現(xiàn)狀態(tài)變化和熱分解等情況，對(duì)電纜的電氣性能和機(jī)械物理性能等無(wú)負(fù)面影響。
[0020]所述梯形單線絞合層3的層數(shù)根據(jù)導(dǎo)體直徑的不同要求可以選擇的層數(shù)為1-6層中的任意一個(gè)層數(shù)。
[0021]所述的梯形單線絞合層3采用截面形狀近似為梯形的銅單線絞合而成，絞合采用梯形銅單線短底邊向內(nèi)、長(zhǎng)底邊向外的方式進(jìn)行，在中心導(dǎo)體線芯外層根據(jù)梯形銅單線尺寸及導(dǎo)體截面設(shè)計(jì)依次設(shè)置多層不同根數(shù)的梯形單線。
[0022]所述半導(dǎo)電阻水捆扎帶4采用含吸水膨脹顆粒的半導(dǎo)電阻水捆扎帶。
[0023]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)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種±500kV柔性直流電纜及海纜用梯形單線阻水導(dǎo)體，其特征在于:包括中心導(dǎo)體線芯(1)、阻水填充材料(2)、梯形銅單線絞合層(3)、半導(dǎo)電阻水捆扎帶(4)，在中心導(dǎo)體線芯(I)外設(shè)置有多層梯形銅單線絞合層(3)，在中心導(dǎo)體線芯(1)、梯形銅單線絞合層(3)的銅單線間隙和層間均設(shè)置有阻水填充材料(2)，在導(dǎo)體最外層設(shè)置有半導(dǎo)電阻水捆扎帶⑷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種±500kV柔性直流電纜及海纜用梯形單線阻水導(dǎo)體，其特征在于:所述的中心導(dǎo)體線芯(I)采用圓形銅單線制成，根據(jù)不同導(dǎo)體截面需求可設(shè)置成一根單獨(dú)圓形銅單線或者采用多根圓形銅單線通過分層緊壓絞合而成，若所述中心導(dǎo)體線芯(I)采用多根圓形銅單線通過分層緊壓絞合而成時(shí)，則在絞合過程中需要填入阻水材料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種±500kV柔性直流電纜及海纜用梯形單線阻水導(dǎo)體，其特征在于:所述的阻水填充材料(2)采用室溫交聯(lián)型硅氧烷類有機(jī)硅橡膠材料或者含吸水膨脹顆粒的非織造布材質(zhì)類阻水帶配合阻水紗及阻水粉組合而成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種±500kV柔性直流電纜及海纜用梯形單線阻水導(dǎo)體，其特征在于:所述梯形銅單線絞合層(3)采用截面形狀為梯形的鍍金屬層或不鍍金屬層的銅單線絞合而成，層數(shù)為1-6層。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種±500kV柔性直流電纜及海纜用梯形單線阻水導(dǎo)體，其特征在于:所述梯形銅單線絞合層(3)絞合時(shí)采用梯形單線短底邊向內(nèi)、長(zhǎng)底邊向外的方式進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】H01B13/22GK106057329SQ201610640929
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月8日 公開號(hào)201610640929.X, CN 106057329 A, CN 106057329A, CN 201610640929, CN-A-106057329, CN106057329 A, CN106057329A, CN201610640929, CN201610640929.X
【發(fā)明人】張洪亮, 謝書鴻, 張建民, 吳明埝, 王英華, 夏云海, 劉利剛
【申請(qǐng)人】中天科技海纜有限公司