[发明专利]一种风力发电电缆及生产工艺

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种风力发电电缆及生产工艺。 

背景技术

风能是一种清洁的可再生能源，目前也是众多新能源中最具规模、技术最成熟、最有商业发展前景的发电模式，据公开资料显示我国大陆及近海岸可利用风能资源已近10亿kW，我国《可再生能源中长期发展规划》指出，2020年我国风电总装机容量达到3000万kW，2013-2020年仍是大有可为的黄金时期。风力发电电缆有风电机舱和塔筒内的控制电缆、信号电缆、耐扭曲电力电缆等，因风场环境恶劣，且电力电缆随叶轮摆动而扭曲，所以风力发电用电缆一般要求较高，如要求耐低温、耐油、耐扭曲、耐气候、耐紫外线、耐酸碱等。风力发电电缆国内多数参照行业标准TICW01，而在北美地区则需满足UL44的要求，UL44中的导体、绝缘、护套结构与尺寸与IEC、GB有较大的差别，如衡量导体截面积的单位、直流电阻、绝缘护套的选择等。 

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种风力发电电缆的生产工艺。 

实现本发明第一个目的的技术方案是一种风力发电电缆的生产工艺，包括以下步骤： 

步骤一：确定电缆结构由内至外依次为导体、绕包带、绝缘层和护套； 

步骤二：结合美标和国标确定导体：根据美标UL44标准，将其规定的kcmil数换算成mm²，定为Xmm²；然后在国标中选择与之最接近的mm²，定为Ymm²，根据国标得到Ymm²下导体单丝丝径和根数选择范围；再根据UL44标准中规定的该kcmil数导体下的20℃直流电阻Z，由电阻公式R＝ρL/S，通过在前述范围内选择不同的单丝以及增加或减少该单丝根数使计算出的电阻值为Z±；在此，ρ为选择的单丝的电阻率，L为1000m，S为选择的单丝总截面积； 

步骤三：采用聚酯型无纺布绕包在导体外部，作为绕包带，其搭盖率为25％-35％； 

步骤四：采用连硫双层共挤工艺在绕包带外挤出绝缘层和护套；绝缘层采用EPCV；护套采用CPE。 

所述步骤三中的绕包带的厚度为0.1-0.2mm，宽度为30-40mm，纵向绕包在导体外部。 

所述步骤四的连硫双层共挤工艺中，根据绝缘层和护套二种材料的门尼粘度设计挤 出温度，二个挤橡机身温度均设定在240℃～450℃之间，熔融压力控制在450bar以下，挤出胶均匀、光滑，采用在线侧偏移检测电缆偏心情况，生产速度控制在7.5～8.8m/min之间。 

所述步骤四的绝缘层和护套的厚度分别为2.5mm和1.7mm。 

所述步骤二中，制备符合UL44标准500kcmil的电缆；导体选用铜导体；500kcmil等于253mm²，20℃直流电阻是0.0709Ω/km，国标中240mm²与之最接近，根据20℃直流电阻反推导体丝径及根数，确定该导体由22根直径为0.495mm的铜丝单丝束丝、61股束丝同方向复绞而成。 

所述步骤二中导体中的单丝采用多头拉丝机拉制，出口模具配置范围为0.492-0.50mm；束丝采用多头束丝机束绞，22根单丝采用8+14或1+7+14排列，进线模配置范围在2.62-2.75mm之间，束丝后外径为2.60-2.65mm，束绞后单丝延伸率为10％-15％；复绞采用630型框绞机绞合，61股束丝复绞结构为1+6+12+18+24，最外层节距控制范围是180-220mm。 

所述步骤二中，制备符合UL44标准600kcmil的电缆；导体选用铝导体；600kcmil等于304mm²，20℃直流电阻是0.0976Ω/km，国标中与之最接近的是240mm²，根据20℃直流电阻反推导体丝径及根数，确定采用2类导体，60根单丝按1+6+12+18+23结构排列绞合；采用L2或以上铝杆挤出至5.0-6.0mm的铝导体，强度为70-100Mpa，再用该铝杆拉丝后将单丝强度控制在120-160Mpa。 

本发明的第二个目的是提供一种风力发电电缆。