[发明专利]风力发电用高压交联单芯电缆

说明书

技术领域：

本发明涉及一种高压交联单芯电缆，该电缆主要用于风力发电。

背景技术：

目前，世界气候正逐渐变暖，地球两极的冰域面积正在缩小，陸地上的冰川正在减少，海平面上升，世界大气环境正变得越来越坏，现在提出了发展清洁能源、节能减排的要求。我国有十分丰富的风力资源，风能发电已起步发展，而且速度快，电缆也需跟上发展需求。风能发电有其特点，大多建在风能资源丰富的地域，也就是说风能发电站(或场)大多建在邻近海滩或浅海中，或是荒漠旷野中。作为风能发电用的电缆必须适合这些地方的自然条件，具体地说，要求电缆抗强风、耐腐蚀。

现有的高压交联单芯电缆，如图1所示，包括导电线芯1、导体屏蔽2、绝缘层3、外屏和铜带屏蔽层4、无纺布和内衬层5，钢丝铠装6(即加强层)、以及外护套7，这种普通的交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套高压单芯电缆就难以满足风能用电缆抗强风、耐腐蚀的要求。风能用高压交联电缆必须满足如下要求：

一、要能承受塔筒内垂直敷设对电缆产生的拉力，以及筒外敷设强风对电缆的作用；

1、选用YJV型单芯电缆，没有钢丝铠装，不能承受拉力，也就是不适应垂直敷设和强风的作用。

2、选用YJV32型能承受拉力，但单芯电缆不能用有磁性的钢丝铠装，否则将大大降低电缆的载流量。

二、要同时能承受低温，和酸碱、盐雾和海水浸蚀的恶劣条件，一般交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套高压电缆也不能满足要求。

发明内容：

本发明针对以下现有电缆技术存在的问题，提供一种抗强风耐腐蚀风力发电用高压交联单芯电缆，在保持与现有单芯电缆具有同等抗拉力的前提下，大大提高了单芯电缆的截流量，同时电缆的总重量相对减小了，可增加电缆的敷设跨距。

本发明的技术方案如下：

一种抗强风耐腐蚀风力发电用高压交联单芯电缆，该电缆由包括导电线芯、导体屏蔽、绝缘层、外屏和铜带屏蔽层、无纺布和内衬层，以及外护套，其特征在于：外护套内沿圆周方向均匀设有多组集束钢丝加强芯。

外护套内沿圆周方向均匀设有四组、六组或八组集束钢丝加强芯，外护套内优选均匀设有四组集束钢丝加强芯。

外护套外围设有多个突耳，该突耳与外护套内包覆的集束钢丝加强芯位置对应。该结构可以减小外护套的厚度，从而可减轻电缆的重量，且突耳结构更有利于外护套对集束钢丝加强芯的包覆性能。集束钢丝加强芯优选采用航空用钢丝绳。

外护套采用聚氯乙烯弹性体材料制成。

本发明相比现有技术具有如下优点：

关于现有的钢丝铠装YJV32型电缆的载流量，使用该结构不仅载流量会比非铠装电缆YJV型降低50％以上，还有一个缺点，就是因为所有钢丝是紧紧靠在一起的，在钢丝层上会形成涡流，产生感应电压和感到电流，不仅大大降低了电缆的电气安全性能，严重的还会把整根电缆都烧掉。

而本发明的结构，把钢丝之间的距离拉得很开，而且钢丝之间还有护套隔离，阻止了涡流的形成，从而使电缆的载流量近似于非铠装电缆YJV型，从而不仅保证了电缆的电气性能，也使电缆的抗拉力得到了保障。

本发明电缆的特点：

1、本发明的高压交联单芯电缆与现有YJV32电缆相比，克服了单芯装铠电缆截流量大大下降的缺点，在保持单芯电缆具有同等抗拉力的前提下，大大提高单芯的截流量。

2、与现有的YJV32电缆相比，电缆从导体到内衬层结构都相同，由于采用4根φ4.2mm高强度航空钢丝绳加强电缆的拉力，钢丝绳的重量仅是装铠钢丝的80％，电缆的总重量相对减小了，电缆的敷设跨距可以增加。

3、与现有的YJV电缆相比，电缆垂直敷设后电缆的导体承受的拉力大大的减小了，电缆自重对导电线芯的拉力，大部分由钢丝绳承受了，电缆垂直敷设的长度可以增加。

4、由于护套材料改用耐低温、耐腐蚀的低温柔软性好的聚氯乙烯弹性体材料，确保电缆能在-40℃温度下、强风、盐雾等恶劣环境下使用。

本发明为了满足风能用高压交联电缆的要求，对电缆的加强芯(层)的选材与结构进行了多方案分析，具体如下：

方案1、用聚丙烯腈碳纤维丝作编织代替钢丝装铠，作为电缆的加强层，以抗拉，性能参数见表1。

方案2、用聚丙烯腈碳纤维布绕包代替钢丝装铠，作为电缆的加强层，以抗拉，性能参数见表2。

方案3、用石墨碳纤维绞绳绕在内衬层的外面，代替钢丝装铠，作为电缆的加强层，以抗拉，性能参数见表3。