專利名稱：高速電氣化鐵道用電力電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高速電氣化鐵道用電力電纜，具體地說是一種高速電氣化鐵 道用27. 5KV單相銅芯乙丙橡膠絕緣電力電纜。
技術(shù)背景隨著我國經(jīng)濟的高速增長，電氣化鐵路也得到了快速的發(fā)展。到2020年，我國電 氣化鐵路的總里程預(yù)計將達到5萬公里，其中高速電熱化鐵路將達到1. 8萬公里。電氣化 鐵路供電系統(tǒng)是由電力機車、牽引網(wǎng)和牽引變電站組成的。電力牽引負(fù)荷具有單相性，非線 性，沖擊性和隨機性，這些特點使它所產(chǎn)生的負(fù)序和諧波造成了電力系統(tǒng)的電流畸變(時 大時小)，不對稱，以及電壓不平衡等問題，極大地影響鐵路供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量，在極端的 情況下還會造成對牽引電機、繼電保護設(shè)備和供電電纜的故障和誤動作，危及電力系統(tǒng)的 安全穩(wěn)定運行。隨著鐵路提速和高速鐵路的建設(shè)，上述問題更加明顯，故障更加頻繁，對供 電質(zhì)量提出了更加嚴(yán)格的要求。因此，對電氣化鐵路電力供電系統(tǒng)的影響進行深入的研究， 具有十分重要的意義。一方面要建立起電力機車、牽引網(wǎng)和牽引變電站的模型，研究電氣化鐵路電力供 電系統(tǒng)的特點?，F(xiàn)在鐵路設(shè)計部門已經(jīng)開始對電力機車、牽引網(wǎng)和牽引變電站的電能質(zhì)量 問題，如諧波電流與電壓，電壓電流不平衡度和負(fù)序電流等進行仿真研究，采取技術(shù)措施， 解決鐵路供電系統(tǒng)的質(zhì)量問題。牽引網(wǎng)上的電是通過27. 5kV的電纜從牽引變電站輸送到牽引網(wǎng)，因此，諧波電流 與電壓，電壓電流不平衡度和負(fù)序電流同樣不可避免地對所使用的27. 5kV單相電纜帶來 的極其嚴(yán)重影響。當(dāng)機車通過，特別是重載機車通過時，鐵路上某一路段供電系統(tǒng)的負(fù)載電 流很大，沒有機車通過時，負(fù)載電流較小，甚至沒有，因此電纜上也是每隔幾分鐘經(jīng)過一次 大電流，電纜長期在沖擊電流下運行。從已建的高速鐵路運行以來，27. 5kV電纜已經(jīng)多次發(fā) 生放炮現(xiàn)象，如甬-溫-福高鐵。目前所使用的27. 5kV電纜是單相銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣 型電力電纜，而該電纜只進行了正極性和負(fù)極性各10次的沖擊電壓試驗，且是考慮的短期 過電壓的特性，而交聯(lián)聚乙烯絕緣在長期沖擊電流運行時的耐電壓性能會怎樣？國內(nèi)至今 未看到這方面的研究和試驗。但從目前所使用的27. 5kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜運行結(jié) 果來看，并不理想，從國外電氣化鐵路所使用的供電電纜均是乙丙絕緣型電纜。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種高速電氣化鐵道用電力 電纜，除提高了電纜在長期沖擊電流運行時的耐電壓性外，還提高了電纜的柔軟性能，增加 了電纜的防水性能、防鼠性能和防蟻性能，同時也提高了電纜的防火性能和徑向耐壓性能。本實用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案高速電氣化鐵道用電力電纜，在電纜的中心設(shè)有以多股鍍錫軟銅絲絞合形成的單 芯導(dǎo)體，在所述導(dǎo)體外繞包有無紡布隔離層，在隔離層上三層共擠有導(dǎo)體半導(dǎo)電層、絕緣層及絕緣半導(dǎo)電層，在絕緣半導(dǎo)電層上依次設(shè)有采用鍍錫銅絲編織形成的金屬屏蔽層，擠包 有內(nèi)護層，采用縱包焊接軋紋形成的密封型金屬護套，電纜的最外層擠包有外護套。本實用新型的結(jié)構(gòu)特點也在于所述隔離層上采用橡膠型半導(dǎo)電材料、90°C乙丙橡膠絕緣材料和橡膠型半導(dǎo)電材 料進行三層共擠，擠包在隔離層上形成導(dǎo)體半導(dǎo)電層、絕緣層和絕緣半導(dǎo)電層。在所述屏蔽層上采用氯丁橡膠擠包形成內(nèi)護層。與已有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果體現(xiàn)在1、導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和材料從2類銅導(dǎo)體結(jié)構(gòu)改為GB/3956中規(guī)定的5類鍍錫銅導(dǎo)體結(jié) 構(gòu)，導(dǎo)體半導(dǎo)電層、絕緣層和絕緣半導(dǎo)電層的材料從塑料改為橡膠，其中絕緣從交聯(lián)聚乙烯 改為90°C乙丙橡膠設(shè)計，金屬屏蔽的結(jié)構(gòu)和材料從銅絲纏繞加銅帶繞包改為鍍錫銅線編 織，鎧裝層采用不銹鋼帶縱包焊接并軋紋，內(nèi)外護套材料從聚乙烯或聚氯乙烯改為氯丁橡 膠，電纜的各項性能均滿足設(shè)計要求和使用要求。2、所述絕緣層采用90°C乙丙橡膠作絕緣的主要原因是乙丙橡膠的物理性能和電 性能(特別是電阻率)具有保持的特性，而且乙丙橡膠的擊穿電壓和介電常數(shù)較高，耐電暈 放電性能和耐電龜裂性能優(yōu)于交聯(lián)聚乙烯，其吸水性很小，浸水后電性能電性能變化很小， 長期浸水后，在水中的電氣性能也很穩(wěn)定，而交聯(lián)聚乙烯在高壓時易產(chǎn)生水樹枝，造成放電 擊穿，即放炮現(xiàn)象。3、所述金屬屏蔽層采用了編織屏蔽結(jié)構(gòu)，符合橡膠電纜對屏蔽結(jié)構(gòu)的要求。屏蔽 性能得到了提高。4、金屬護套采用了不銹鋼帶縱包焊接軋紋護套，增加了電纜的的防水性能、防鼠 性能和防蟻性能?，F(xiàn)有電纜中的防水功能是通過鋁塑帶縱包加聚乙烯的綜合護層來實現(xiàn)， 防鼠功能是通過鋼帶鎧裝或在非金屬護套料中加入防鼠藥物來實現(xiàn)的，防蟻功能也是在非 金屬護套料中加入防蟻藥物來實現(xiàn)，而本新型電纜只通過縱包焊接的不銹鋼金屬層就能達 到三種效果。為了電纜的彎曲性能具有柔軟性，對不銹鋼護套進行了軋紋處理。不銹鋼材 料本身的防腐性能良好，外護套可以不加，根據(jù)使用場合，可任意選用。5、所述外護套采用了阻燃型氯丁橡膠護套，使電纜的防腐、防紫外線性能更佳。由于采用了不銹鋼護套，電纜在使用過程中不需要穿管，安裝更加方面，電纜的防 火性能也更好。6、本實用新型電纜的主要技術(shù)性能指標(biāo)6. 1. 1 工作電壓27· 5kV ；6. 1. 2 測試電壓69kV/30min，不擊穿；6. 1. 3 局部放電試驗41. 3kV, < IOpC ；6. 1. 4 導(dǎo)體直流電阻:150mm2 為 0. 1240 Ω /km ；185mm2 為 0. 0991 Ω /km ；6. 1. 5電纜的長期允許工作溫度_40 +90°C。6. 1. 6 電容試驗:150mm2 為 0. 143 μ F/km ；185mm2 為 0. 152 μ F/km ；
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圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號1導(dǎo)體，2隔離層，3導(dǎo)體半導(dǎo)電層，4絕緣層，5絕緣半導(dǎo)電層，6金屬屏 蔽層，7內(nèi)護層，8金屬護套，9外護套。以下通過具體實施方式
，并結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
具體實施方式
實施例結(jié)合圖1，本實施例的高速電氣化鐵道用電力電纜，是高速電氣化鐵路用 27. 5kV單相乙丙橡膠絕緣不銹鋼帶鎧裝氯丁橡膠護套的供電電纜。在電纜的中心設(shè)有以 多股鍍錫軟銅絲絞合形成的單芯導(dǎo)體1，以多根多股鍍錫或裸軟銅絲絞合形成，其性能符合 GB/T3956-1997第5種軟導(dǎo)體的要求，在所述導(dǎo)體外繞包有無紡布隔離層2，所述隔離層2 上采用橡膠型半導(dǎo)電材料、90°C乙丙橡膠絕緣材料和橡膠型半導(dǎo)電材料進行三層共擠，擠 包在隔離層2上形成導(dǎo)體半導(dǎo)電層3、絕緣層4和絕緣半導(dǎo)電層5。在絕緣半導(dǎo)電層5上采 用鍍錫銅線編織作為金屬屏蔽層6，并在外面采用氯丁橡膠材料擠包內(nèi)護層7，在內(nèi)護層7 上再采用不銹鋼帶進行縱包焊接軋紋形成金屬護套8，電纜的最外層采用擠包阻燃型氯丁 護套材料為外護套9。
權(quán)利要求高速電氣化鐵道用電力電纜，在電纜的中心設(shè)有以多股鍍錫軟銅絲絞合形成的單芯導(dǎo)體(1)，其特征是在所述導(dǎo)體外繞包有無紡布隔離層(2)，在隔離層上三層共擠有導(dǎo)體半導(dǎo)電層(3)、絕緣層(4)及絕緣半導(dǎo)電層(5)，在絕緣半導(dǎo)電層上依次設(shè)有采用鍍錫銅絲編織形成的金屬屏蔽層(6)，擠包有內(nèi)護層(7)，采用縱包焊接軋紋形成的密封型金屬護套(8)，電纜的最外層擠包有外護套(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速電氣化鐵道用電力電纜，其特征是所述隔離層上采用橡 膠型半導(dǎo)電材料、90°C乙丙橡膠絕緣材料和橡膠型半導(dǎo)電材料進行三層共擠，擠包在隔離 層(2)上形成導(dǎo)體半導(dǎo)電層(3)、絕緣層(4)和絕緣半導(dǎo)電層(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速電氣化鐵道用電力電纜，其特征是在所述屏蔽層(6)上 采用氯丁橡膠擠包形成內(nèi)護層(7)。
專利摘要本實用新型公開了一種高速電氣化鐵道用電力電纜，在電纜的中心設(shè)有以多股鍍錫軟銅絲絞合形成的單芯導(dǎo)體，在所述導(dǎo)體外繞包有無紡布隔離層，在隔離層上三層共擠有導(dǎo)體半導(dǎo)電層、絕緣層及絕緣半導(dǎo)電層，在絕緣半導(dǎo)電層上依次設(shè)有采用鍍錫銅絲編織形成的金屬屏蔽層，擠包有內(nèi)護層，采用縱包焊接軋紋形成的密封型金屬護套，電纜的最外層擠包有外護套。本實用新型電纜除提高了電纜在長期沖擊電流運行時的耐電壓性能外，還提高了電纜的柔軟性能，增加了電纜的防水性能、防鼠性能和防蟻性能，同時也提高了電纜的防火性能和徑向耐壓性能。
文檔編號H01B9/02GK201749721SQ20102027405
公開日2011年2月16日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者周友芝, 盛業(yè)華 申請人:安徽華能電纜集團有限公司