±500kV柔性直流電纜及海纜用SZ形單線阻水導(dǎo)體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種±500kV柔性直流電纜及海纜用SZ形單線阻水導(dǎo)體，包括中心導(dǎo)體線芯、阻水填充材料、SZ形單線絞合層、半導(dǎo)電阻水捆扎帶，在中心導(dǎo)體線芯外設(shè)置有多層SZ形單線絞合層，在中心導(dǎo)體線芯、SZ形單線絞合層的銅單線間隙和層間均設(shè)置有阻水填充材料，在導(dǎo)體最外層設(shè)置有半導(dǎo)電阻水捆扎帶。本發(fā)明的導(dǎo)體滿足大長度連續(xù)生產(chǎn)需要，提高生產(chǎn)效率，SZ形銅單絲絞合可以明顯提高導(dǎo)體的填充系數(shù)，使導(dǎo)體具備更好的阻水性能，滿足水下輸電的使用要求，并且可以在相同輸電能力下較大程度節(jié)約線路成本。
【專利說明】
±500kV柔性直流電纜及海纜用SZ形單線阻水導(dǎo)體
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電纜導(dǎo)體，特別涉及一種適用于電壓等級為±500kV的直流電纜及海纜的大截面SZ形單線阻水圓形銅導(dǎo)體，本發(fā)明屬于電纜制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家提出構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求的倡議，如何高效開發(fā)和利用風(fēng)能、水電等清潔能源成了電力行業(yè)科研人員日益關(guān)注的問題。全球能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)質(zhì)上是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、全球互聯(lián)的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，是清潔能源在全球范圍大規(guī)模開發(fā)、配置、利用的基礎(chǔ)平臺，實(shí)質(zhì)就是特高壓電網(wǎng)+智能電網(wǎng)+清潔能源的組合。柔性直流輸電技術(shù)因其線路造價低、線路損耗小，系統(tǒng)穩(wěn)定，有功功率與無功功率控制靈活，運(yùn)行可靠，方便分期建設(shè)和增容擴(kuò)建等優(yōu)勢受到廣泛關(guān)注，在孤島送電、城市配電網(wǎng)的增容改造、交流系統(tǒng)互聯(lián)、大規(guī)模風(fēng)電場并網(wǎng)等領(lǐng)域，并已得到廣泛應(yīng)用，尤其在遠(yuǎn)距離水下輸電領(lǐng)域有著明顯的優(yōu)勢。
[0003]柔性直流電纜及海纜是柔性直流輸電技術(shù)的關(guān)鍵裝備，為了滿足柔性直流的大容量輸電特點(diǎn)，柔性直流電纜及海纜需要采用更大截面的導(dǎo)體來提高自身的載流能力，同時，也可以降低導(dǎo)體直流電阻帶來的線路損耗，隨著電壓等級和輸送容量的提高，柔性直流電纜及海纜對導(dǎo)體提出了更大截面的要求。
[0004]柔性直流輸電避免了交流輸電過程的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，并且柔性直流輸電的距離輸電較長，對產(chǎn)品的連續(xù)生產(chǎn)長度提出了很高的要求，大截面高壓交流電纜采用的分割導(dǎo)體形式不適于大長度連續(xù)式生產(chǎn)，因此多數(shù)情況下柔性直流電纜及海纜導(dǎo)體不采用分割導(dǎo)體形式。對于截面在2000mm2以下的柔性直流電纜及海纜導(dǎo)體，緊壓圓形絞合導(dǎo)體可以滿足其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及連續(xù)生產(chǎn)要求，并且有效實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體的縱向阻水，國內(nèi)外已有多項(xiàng)工程應(yīng)用。但是當(dāng)導(dǎo)體截面超過2000mm2，受目前導(dǎo)體絞合設(shè)備所能完成的最多單絲根數(shù)能力限制，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)增大截面只能依靠增大單絲直徑，容易造成了單絲縫隙較大和緊壓系數(shù)偏小的弊端，為后續(xù)的絕緣擠出生產(chǎn)帶來更大難度，且較大的導(dǎo)體外徑造成了電纜整體成本的升高，因此需要開發(fā)新型結(jié)構(gòu)的大截面阻水導(dǎo)體適應(yīng)更高輸送容量和更高電壓等級柔性直流輸電需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種±500kV柔性直流電纜及海纜用SZ形單線阻水導(dǎo)體，突破了緊壓圓形絞合導(dǎo)體由于生產(chǎn)設(shè)備造成的截面限制，并且可以彌補(bǔ)分割導(dǎo)體無法實(shí)現(xiàn)大長度連續(xù)生產(chǎn)的弊端，采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高導(dǎo)體的縱向阻水性能及填充系數(shù)，可以使導(dǎo)體的填充系數(shù)超過93%，為柔性直流輸電提供性能優(yōu)異、節(jié)約成本的大截面阻水導(dǎo)體;為開發(fā)±500kV柔性直流電纜及海纜提供了良好的技術(shù)支撐和產(chǎn)品配套，滿足海上風(fēng)電和島嶼供電開發(fā)領(lǐng)域電力傳輸?shù)钠惹行枰?br>[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種±500kV柔性直流電纜及海纜用SZ形單線阻水導(dǎo)體，包括中心導(dǎo)體線芯、阻水填充材料、SZ形單線絞合層、半導(dǎo)電阻水捆扎帶，在中心導(dǎo)體線芯外設(shè)置有多層SZ形單線絞合層，在中心導(dǎo)體線芯、SZ形單線絞合層的銅單線間隙和層間均設(shè)置有阻水填充材料，在導(dǎo)體最外層設(shè)置有半導(dǎo)電阻水捆扎帶。
[0007]進(jìn)一步的，所述的中心導(dǎo)體線芯采用圓形銅單線制成，根據(jù)不同導(dǎo)體截面需求可設(shè)置成一根單獨(dú)圓形銅單線或者采用多根圓形銅單線通過分層緊壓絞合而成，若所述中心導(dǎo)體線芯采用多根圓形銅單線通過分層緊壓絞合而成時，則在絞合過程中需要填入阻水材料。
[0008]進(jìn)一步的，所述的阻水填充材料采用室溫交聯(lián)型硅氧烷類有機(jī)硅橡膠材料或者含吸水膨脹顆粒的非織造布材質(zhì)類阻水帶配合阻水紗及阻水粉組合而成。
[0009]進(jìn)一步的，所述SZ形單線絞合層采用截面形狀為S形或Z形的鍍金屬層或不鍍金屬層的銅單線絞合而成，層數(shù)為1-6層。
[0010]進(jìn)一步的，所述SZ形單線絞合層絞合時需要將S形單線絞合層和Z形單線絞合層間隔放置，其中S形銅單線在生產(chǎn)過程中沿導(dǎo)體前進(jìn)方向按照逆時針方向絞合，Z形銅單線在生產(chǎn)過程中沿導(dǎo)體前進(jìn)方向按照順時針方向絞合，同一絞合層相鄰的兩根S形或Z形銅單線相互搭接。
[0011]進(jìn)一步的，根據(jù)S形銅單線和Z形銅單線尺寸及導(dǎo)體截面設(shè)計(jì)依次設(shè)置多層不同根數(shù)的SZ形單線絞合層。
[0012]進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)電阻水捆扎帶采用含吸水膨脹顆粒的半導(dǎo)電阻水捆扎帶。
[0013]有益效果:本發(fā)明的有益效果如下:
(1)± 500kV柔性直流電纜及海纜用大截面SZ形單線阻水銅導(dǎo)體結(jié)構(gòu)緊密，每一層中相鄰的兩根SZ形銅單線緊密的相互搭接，使每一層SZ形單線絞合層構(gòu)成了一個穩(wěn)定的整體結(jié)構(gòu)，避免了其他形式導(dǎo)體在無絕緣線芯緊固或其他外力作用時容易出現(xiàn)松散的弊端；
(2)±500kV柔性直流電纜及海纜用大截面SZ形單線阻水銅導(dǎo)體與緊壓圓形導(dǎo)體和分割導(dǎo)體相比，滿足大長度連續(xù)生產(chǎn)需要，提高生產(chǎn)效率，SZ形單絲絞合可以明顯提高導(dǎo)體的填充系數(shù)，使導(dǎo)體具備更好的阻水性能，滿足水下輸電的使用要求，并且可以在相同輸電能力下較大程度節(jié)約線路成本；
(3)±500kV柔性直流電纜及海纜用大截面SZ形單線阻水銅導(dǎo)體是開發(fā)±500kV大容量柔性直流電纜及海纜的關(guān)鍵技術(shù)，對于國家建設(shè)海洋資源，推動全球能源互聯(lián)的戰(zhàn)略發(fā)展有著重要作用；
(4)±500kV柔性直流電纜及海纜用大截面SZ形單線阻水圓形銅導(dǎo)體填補(bǔ)了國內(nèi)同類產(chǎn)品的空白，顯著增強(qiáng)我國在柔性直流輸電領(lǐng)域的國際競爭力。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示的一種±500kV柔性直流電纜及海纜用SZ形單線阻水導(dǎo)體，包括中心導(dǎo)體線芯1、阻水填充材料2、SZ形單線絞合層3、半導(dǎo)電阻水捆扎帶4，在中心導(dǎo)體線芯I外設(shè)置有多層SZ形單線絞合層3，在中心導(dǎo)體線芯1、SZ形單線絞合層3的銅單線間隙和層間均設(shè)置有阻水填充材料2，在導(dǎo)體最外層設(shè)置有半導(dǎo)電阻水捆扎帶4。
[0016]所述的中心導(dǎo)體線芯I采用圓形銅單線制成，根據(jù)不同導(dǎo)體截面需求可設(shè)置成一根單獨(dú)圓形銅單線或者采用多根圓形銅單線通過分層緊壓絞合而成，如中心導(dǎo)體線芯采用多根圓形銅單絲通過分層緊壓絞合工藝制備，則在絞合過程中需要填入阻水材料。
[0017]所述的阻水填充材料2采用室溫交聯(lián)型硅氧烷類有機(jī)硅橡膠材料或者含吸水膨脹顆粒的非織造布材質(zhì)類阻水帶配合阻水紗及阻水粉組合而成，所述阻水填充材料具有良好的阻水性和熱穩(wěn)定性，滿足產(chǎn)品在幾百米水深環(huán)境下的使用要求，并且在產(chǎn)品的絕緣擠出和交聯(lián)過程中及長期運(yùn)行溫度下不會出現(xiàn)狀態(tài)變化和熱分解等情況，對電纜的電氣性能和機(jī)械物理性能等無負(fù)面影響。
[0018]所述的SZ形單線絞合層3的層數(shù)根據(jù)導(dǎo)體直徑的不同要求可以選擇的層數(shù)為1-6層中的任意一個層數(shù)。
[0019]所述的SZ形單線絞合層3采用截面近似形狀為S形或Z形的銅單線絞合而成，絞合時需要將S形單線絞合層和Z形單線絞合層間隔放置，即一層S形單線絞合層，一層Z形單線絞合層設(shè)置。其中S形銅單線在生產(chǎn)過程中沿導(dǎo)體前進(jìn)方向按照逆時針方向絞合，Z形銅單線在生產(chǎn)過程中沿導(dǎo)體前進(jìn)方向按照順時針方向絞合，同一絞合層相鄰的兩根S形或Z形銅單線相互搭接，可以保證導(dǎo)體具有良好的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在中心導(dǎo)體線芯外層根據(jù)SZ形銅單線尺寸及導(dǎo)體截面設(shè)計(jì)依次設(shè)置多層不同根數(shù)的SZ形單線絞合層，最內(nèi)層的SZ形銅單線根數(shù)少，越往外由于截面積變大，其使用的SZ形單線根數(shù)就變多。
[0020]所述半導(dǎo)電阻水捆扎帶4采用含吸水膨脹顆粒的半導(dǎo)電阻水捆扎帶。
[0021]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種±500kV柔性直流電纜及海纜用SZ形單線阻水導(dǎo)體，其特征在于:包括中心導(dǎo)體線芯(1)、阻水填充材料(2)、SZ形單線絞合層(3)、半導(dǎo)電阻水捆扎帶(4)，在中心導(dǎo)體線芯(I)外設(shè)置有多層SZ形單線絞合層(3)，在中心導(dǎo)體線芯(1)、SZ形單線絞合層(3)的銅單線間隙和層間均設(shè)置有阻水填充材料(2)，在導(dǎo)體最外層設(shè)置有半導(dǎo)電阻水捆扎帶(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種±500kV柔性直流電纜及海纜用SZ形單線阻水導(dǎo)體，其特征在于:所述的中心導(dǎo)體線芯(I)采用圓形銅單線制成，根據(jù)不同導(dǎo)體截面需求可設(shè)置成一根單獨(dú)圓形銅單線或者采用多根圓形銅單線通過分層緊壓絞合而成;若所述中心導(dǎo)體線芯(I)采用多根圓形銅單線通過分層緊壓絞合而成時，則在絞合過程中需要填入阻水材料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種±500kV柔性直流電纜及海纜用SZ形單線阻水導(dǎo)體，其特征在于:所述的阻水填充材料(2)采用室溫交聯(lián)型硅氧烷類有機(jī)硅橡膠材料或者含吸水膨脹顆粒的非織造布材質(zhì)類阻水帶配合阻水紗及阻水粉組合而成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種±500kV柔性直流電纜及海纜用SZ形單線阻水導(dǎo)體，其特征在于:所述SZ形單線絞合層(3)采用截面形狀為S形或Z形的鍍金屬層或不鍍金屬層的銅單線絞合而成，層數(shù)為1-6層。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4的一種±500kV柔性直流電纜及海纜用SZ形單線阻水導(dǎo)體，其特征在于:所述SZ形單線絞合層(3)絞合時需要將S形銅單線絞合層和Z形銅單線絞合層間隔放置，其中S形單線按照逆時針方向絞合，Z形單線按照順時針方向絞合，同一絞合層相鄰的兩根S形或Z形銅單線相互搭接。
【文檔編號】H01B7/282GK106057291SQ201610640250
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月8日 公開號201610640250.0, CN 106057291 A, CN 106057291A, CN 201610640250, CN-A-106057291, CN106057291 A, CN106057291A, CN201610640250, CN201610640250.0
【發(fā)明人】張洪亮, 張建民, 葉成, 馬志金, 趙囿林, 張寶磊, 薛建林
【申請人】中天科技海纜有限公司