[发明专利]铝合金铠装平行排布智能复合电力电缆及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电力传输的智能复合电力电缆及其制造方法，尤其涉及一种铝合金铠装平行排布的智能复合电力电缆及其制造方法，具体适用于变频电源的牵引电机的电力传输。

背景技术

目前，城市电力传输还存在着较多使用架空电线的情况。随着城市建设的现代化程度的提高，要求架空电线落地的市场需求也有所扩大，因此选择何种电缆便成为迫切的技术问题。如果通过挖掘电缆沟来布置电缆，则增加了许多建设投资。而且一旦电缆发生故障需要维修，会有多次占用周边空地而影响城市环境的情况发生。

如图1所示，已有的金属铠装的电力电缆大多是单芯或多芯扭绞，采用铠装金属带9（例如钢带、铝合金带、不锈钢带等）进行绕包，或金属氩弧焊管材铠装，并在金属铠装外挤PVC护套10。也有一些电力电缆产品设置了外层金属丝作为电阻检测的实施功能件，但电缆的工作温度无法实时监测。还有一些防火聚乙烯绝缘电缆，所满足的使用条件中不具备可以直接埋入地面土层中。而多芯电力电缆则存在着扭绞破坏绝缘层的问题，也无法控制电缆的电容值。利用金属带9（钢带、不锈钢带、铝合金带等）铠装的电缆存在着金属腐蚀而造成使用寿命缩短的问题，因此不得不在金属铠装层外挤PVC护套10加以保护，这样就增加了电缆的制造成本。至于氩弧焊形成的金属管材铠装电缆也存在着无法密封的问题，其使用寿命几乎与金属带铠装电缆相同，所以也采用了在外层挤PVC护套10的结构，同样成本较高。

为了智能化实时监测电缆的工作温度，欧洲、日本、韩国与美洲一些电力电缆传输线上采用外敷热敏光纤的方法，但在使用中会出现光纤极易损坏的情况，造成线路维护费用的增加。如中国专利CN200410035010.5公开了一种光纤复合电力电缆，将光纤绕包在导体的绝缘层外。这样的结构会导致极易损坏光纤，所以不得不在绕包的光纤外再挤护套，由此增加了电缆的制造成本，以及致使工艺流程复杂化。

当前，在城市轨道交通车辆上使用的变频调速电机的电力传输系统选择的是单根电力电缆平行安装，以控制电缆的电容值，因此造成了电力电缆布置空间的增加，同时也使得固定卡具和保护外壳的重量增加，进而增加了列车的重量。

而对于磁浮交通系统所选择的沿线轨道长定子的馈电电缆的敷设方式则极为特殊，因为馈电电缆的电容值控制将直接影响同步直线电机的牵引效率和动力，也会影响电机的控制系统。因此结合考虑上述因素，如图2所示，在目前高速磁浮交通系统中的沿线长定子的馈电电缆采用的是三根电力电缆平行捆扎的敷设方式，是较为合适的选择。但是，在磁浮沿线几十公里，甚至是上千公里所敷设的电力电缆，都是利用尼龙捆扎带8捆扎成具有三角截面形状的馈电电缆，从而造成大量耗费人力和物力资源的情况。因此，如何在馈电电缆的结构上进行改进以解决上述技术问题，并且同时考虑到同步变速电机的牵引馈电问题，成为高速磁浮交通系统建设的关键，甚至也是轨道交通系统建设的关键所在。

综上所述，在该技术领域所涉及的技术问题是：1.如何选择合适的电力电缆结构，满足可以直接埋入地表层内，并且不需要电缆沟或电缆管道；2.由此涉及到如何智能化实时监测电缆的工作状态，准确检测电缆故障点；3.如何控制变频电力传输中的电力电缆电容；4.如何减轻电力电缆的重量，适当降低制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝合金铠装平行排布智能复合电力电缆及其制造方法，所述智能复合电力电缆可实时监测其工作温度；可直接埋入地表土壤中，并且防水、防蚁、防鼠以及耐腐蚀；可抑制涡流损失，降低周围的电场强度，减小电磁辐射及电化学腐蚀，满足电力传输的安全运行电气条件；应用范围广。

为实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种铝合金铠装平行排布智能复合电力电缆，其包含：三根电力电缆，呈三角形截面相互平行排布，且两两之间的最外层绝缘表面相切接触；热敏光纤电缆，设置在所述三根电力电缆排布形成的几何空间中心，且与所述电力电缆平行设置；铝合金铠装护套管，封闭套设在所述三根电力电缆的外部，呈波纹管。

所述的单根电力电缆包含：导电体；设置在所述导电体外部的内绝缘层；绕包在所述内绝缘层外部的金属屏蔽层；包覆在所述金属屏蔽层外部的半导体绝缘层；以及设置在所述半导体绝缘层外部的外绝缘保护层。

所述的导电体由多芯纯铝线扭绞形成。

所述的内绝缘层和外绝缘保护层均为交联聚乙烯层。