[发明专利]±500kV梯形型线导体铜丝屏蔽光纤复合直流电缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种电缆，特别涉及一种电压等级为±500kV的大截面梯形型线导体铜丝屏蔽形式光纤复合直流电缆，本发明属于电缆制造技术领域。

背景技术

柔性直流输电技术因其线路造价低、线路损耗小，系统稳定，有功功率与无功功率控制灵活，运行可靠，方便分期建设和增容扩建等优势受到广泛关注，在孤岛送电、城市配电网的增容改造、交流系统互联、大规模风电场并网等领域，并已得到广泛应用。

柔性直流电缆是柔性直流输电技术的关键装备之一，柔性直流输电避免了交流输电过程的集肤效应和邻近效应，并且柔性直流输电距离较长，大长度绝缘线芯的连续生产有利于降低电缆制造成本，因此多数情况下柔性直流电缆用大截面导体一般不采用分割导体形式。对于截面在2000mm²以下的柔性直流海缆导体，紧压圆形绞合导体可以满足其结构设计及连续生产要求，并且有效实现导体的纵向阻水，国内外已有多项工程应用。但是当导体截面超过2000mm²，受目前导体绞合设备所能完成的最多单丝根数能力限制，进一步实现增大截面只能依靠增大单丝直径，容易造成了单丝缝隙较大和紧压系数偏小的弊端，为后续的绝缘挤出生产带来更大难度，且较大的导体外径造成了电缆整体成本的升高，因此需要开发新型结构的大截面阻水导体适应更高输送容量和更高电压等级柔性直流输电需要。

交直流高压电力电缆的主要应用范围集中在输电领域，受电缆结构、制造工艺及设备能力的影响，不同于高压海底电缆，陆上高压输电线路中应用的交直流高压电力电缆目前还少有光纤复合产品投入应用，传统的陆地输电线路中都是采用光缆和电缆分离的方式来完成通信传输或者对电缆实施监测，因此带来了对产品成本、工程难度以及监测效果等方面的弊端。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种填充系数更高、结构更优、有利于大长度连续生产的导体形式，并实现了光纤通信和电力传输的功能复合；提供了一种功能更强、生产成本更低并且可靠实用的±500kV柔性直流电缆产品方案，满足国家直流输电工程的建设需要，有助于提高我国电力产业的国际竞争力。

技术方案：本发明所述的一种±500kV 梯形型线导体铜丝屏蔽光纤复合直流电缆，包括大截面梯形型线导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、第一半导电阻水缓冲层、光纤单元、铜丝复合铜带屏蔽层、第二半导电阻水缓冲层、铝塑复合带、绝缘外护层以及半导电层；

所述大截面梯形型线导体外设有导体屏蔽层，在导体屏蔽层外设有绝缘层，在绝缘层外设有绝缘屏蔽层，在绝缘屏蔽层外设有第一半导电阻水缓冲层，在第一半导电阻水缓冲层外设有铜丝复合铜带屏蔽层，在铜丝复合铜带屏蔽层同层绞合有光纤单元，在光纤单元和铜丝复合铜带屏蔽层外设有第二半导电阻水缓冲层，在第二半导电阻水缓冲层外设有铝塑复合带，在铝塑复合带外设有绝缘外护层，在绝缘外护层外设有半导电层；

所述的大截面梯形型线导体由中心线芯和外层梯形铜单丝分层绞合而成，根据不同导体截面需求，中心线芯采用一根圆形铜单线或者采用多根圆形单线紧压绞合而成，中心线芯外绞合1-6层不等的梯形铜单丝，梯形铜单线采用短底边向内、长底边向外的方式进行绞合。

进一步的，所述的导体屏蔽层由半导电捆扎带和挤出导体屏蔽两部分组成，挤出导体屏蔽部分和所述绝缘屏蔽层均采用具有超光滑性能、高导电性能和热固特性的直流电缆专用半导电材料制成，所述绝缘层采用直流电缆专用超洁净热固性交联聚乙烯绝缘料制成。

进一步的，所述第一半导电阻水缓冲层和第二半导电阻水缓冲层均由两层层或更多层厚度为2.0mm的半导电缓冲阻水带绕包制成，起到缓冲保护和纵向阻水的作用。

进一步的，所述铜丝复合铜带屏蔽层采用直径均一的圆铜丝间隙绞合后外层反向捆扎铜带而成，所述光纤单元放置于铜带内与圆铜丝一起完成绞合，绞合时要求铜丝复合铜带屏蔽层内的铜丝整体分布均匀，且每根光纤单元两侧的圆铜丝紧贴光纤单元放置，同时要求光纤单元的不锈钢管外径略小于圆铜丝外径。

进一步的，所述铝塑复合带采用双面铝塑复合带在第二半导电阻水缓冲层外纵包成型后粘结而成，纵包后的铝塑复合带留有一定宽度的搭盖部分，使用热烘枪烘烤使塑层融化完成粘贴，或者使用专用粘结剂进行粘贴，粘贴完成后形成径向不透水的密封层。

进一步的，所述半导电层选用半导电护套料与绝缘外护层通过双层挤出机一次性共挤完成生产，或者使用石墨涂覆在绝缘外护层外。

有益效果：本发明额有益效果如下：