[发明专利]一种阻水型超大截面中空分割导体

说明书

技术领域

本发明涉及电缆导体领域，具体是一种阻水型超大截面中空分割导体。

背景技术

伴随着中国经济的快速增长以及工业化、城镇化进程的进一步加快，对城市电网等基础设施的建设要求日益提高，发达地区城市与省会城市纷纷要求城市中心区域使用地下电力电缆传输电能。同时，电力是是国民经济发展的前提和基础，随着国民经济的快速发展，电力需求剧增，电网容量骤增，电机功率增加，电力设施朝着大容量（高电压、大电流、高频）传输方向发展。为了提高电缆的载流量，通常采用增大导体截面的办法。

导体的直流电阻是考核电缆电性能的一个重要参数。但是对于交流传输的大截面电缆，由于集肤效应的存在，导体中的电流密度并不是均匀分布，而是沿电缆导体径向自表面到中心逐渐减小，导致导体中的载流量并不是随电缆导体截面的增大而成正比例增加，而是当导体直径增大到一定程度时，集肤效应严重，导致交流电力线路中导体产生损耗而发热的有效电阻即交流电阻会明显大于其直流电阻，外径越大，集肤效应就越明显，导致交流电阻增加的比例也就越大，单靠增大截面也就失去了其实用性和经济性。

为了最大限度地减轻因集肤效应引起的导体交流电阻增大，有效地减小导体的损耗发热，增加导体的载流量，人们不得不将大截面导体以不同的方式进行分割加工成为由几个相互绝缘的独立部分构成的导体，每个部分的外形尺寸明显减小，以达到减小交流电阻的目的。电力电缆行业内常把交联聚乙烯绝缘电力电缆铜芯导体做成分割导体，一般有四分割、五分割、六分割和七分割等几种结构，分割股块也有扇形和瓦楞形等形状，以五分割扇形股块居多。由于单个扇形股块的截面积只有导体总截面积的若干分之一，所以单个股块的“集肤效应”和“邻近效应”大大减小，从而达到了减小导体交流电阻的目的。如在GB/T11017和GB/Z 18890中，以800mm²作为分水岭：800mm²以下的电缆导体采用常规紧压绞合排列结构形式；800mm²及以上的电缆导体采用五分割导体成缆绞合排列的结构形式。这种形式包括五个大小和截面形状均相同的铜芯股块，由该五个铜芯股块按一定方向扭合成缆，所述的大截面铜芯五分割导体还包括设置在该铜芯股块之间、将各股块隔离开来的绝缘皱纹纸，以及包裹在该铜芯股块外围的半导电尼龙带。通过将大截面铜芯导线化整为零，将原来的铜芯截面均匀分割成五个相互隔离的股块，从而将“集肤效应”和“临近效应”的不利影响降到最低限度，大大提高了导线的传输容量。

现有技术这种扇形股块分割导体的方式，主要适用于中等截面800-1800mm²，具有良好的分割效果。但是对于更大截面，由于扇形高和扇形宽已大于2倍的透入深度（集肤效应是由于场量在导体内部的衰减形成的，场量在导体内的衰减快慢可以用透人深度表示），因而分割效果就不再明显。同时，这种分割导体的方式在生产过程中也存在很多难题和弊端：一是扇形导体股块截面过大时，生产工艺难度增大，工装模具、设备的特性要求，及导体结构的稳定性和弯曲特性等均无法满足要求；二是电力电缆常要求导体必须采用紧压导体，以提高导线的填充系数，缩小外径，减少导体间间隙，防止水分渗入；使导体之间连接更紧密，避免了松动所引起的一些问题．接触面增大导电性能增强避免接触不良引起的发热电阻大等；而扇形导体股块是扇形紧压，每层的形状不同，股块截面过大时，紧压的难度增加。

为了增加导体截面，现有技术一种改进是采用中空的分割导体结构，包括支撑的螺旋管，在支撑的螺旋管外绞合四分割、五分割、六分割和七分割的瓦楞型导体股块，这种结构的中空分割导体支撑的螺旋管为了保证一定的强度往往采用金属螺旋管（如不锈钢螺旋管、青铜螺旋管等），不同的金属材质，会增加线路损耗，造成电场不均匀。即使采用相同材质，螺旋管与分割导体股块之间会也产生间隙，接触不良引起发热电阻大。而采用拉拔管或塑料等材质的铜管等，柔软度低，会导致整个导体的柔软度降低。

水分的侵入往往是电力电缆遭到破坏、使用寿命受到影响的主要原因。水分浸入途径主要是从电缆的护层和电缆的端部侵入电缆，造成导体的氧化、腐蚀，从而影响电缆的电性能，甚至发生异常断线事故；水分渗入绝缘层，在强电场的作用下，绝缘层会产生“水树枝”，加速电缆的电老化，导致电缆击穿事故，降低电缆使用寿命。为了防止水分的侵入，要求电缆各结构之间紧密没有间隙。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种生产工艺难度降低，工装模具、设备的特性要求低，结构稳定，集肤效应低，载流量大、阻水性能好、耐腐蚀、耐氧化的超大截面中空分割导体。