含有石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電纜，特別是一種含有石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]電力電纜因其導(dǎo)體材料存在有電阻，當(dāng)電纜傳輸電流時，導(dǎo)體的電阻會產(chǎn)生熱量，電流越大導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多，導(dǎo)體溫度也會升高，溫度升高導(dǎo)體的直流電阻還會增加，而直流電阻增加產(chǎn)生的熱量會更多，電能傳輸過程中導(dǎo)體溫度升高導(dǎo)致的損耗約占傳輸電能的15%左右。降低導(dǎo)體溫度可以減少電能的損耗，因此降低電纜導(dǎo)體溫度具有重要意義。影響導(dǎo)體溫度的重要因素是構(gòu)成電纜結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體周圍的材料的熱阻，導(dǎo)體外設(shè)有絕緣層和護(hù)套層，而絕緣層和護(hù)套層材料是高阻熱材料，這些材料導(dǎo)熱系數(shù)很低，一般在0.1?0.3W/mk，如普通交聯(lián)聚乙烯絕緣層與聚氯乙烯護(hù)套層電力電纜，交聯(lián)聚乙烯的導(dǎo)熱系數(shù)為0.2W/mk，聚氯乙烯的導(dǎo)熱系數(shù)為0.14W/mk，電纜在空氣中工作，空氣溫度為20°C，當(dāng)導(dǎo)體溫度達(dá)到90°C時，電纜表面溫度只有40°C，從導(dǎo)體到電纜表面溫度梯度可達(dá)50°C，散熱非常不好，導(dǎo)致傳輸電能被損耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種含有石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜，要解決的技術(shù)問題是降低損耗、散熱效果好而且成本低。
[0004]為解決上述問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種含有石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜，包括電纜本體，所述電纜本體包括一根以上的線芯和通過擠包的方式設(shè)于線芯外并且由石墨烯-聚氯乙烯納米復(fù)合材料制成的護(hù)套層，所述線芯包括一股或由多股絞合的銅/鋁線制成的導(dǎo)體，所述導(dǎo)體的橫截面為圓形或扇形。
[0005]本實(shí)用新型所述的線芯還包括設(shè)于導(dǎo)體外的絕緣層。
[0006]本實(shí)用新型所述的絕緣層由交聯(lián)聚乙烯或聚氯乙烯材料制成。
[0007]本實(shí)用新型所述的線芯還包括分別同心依次包覆在導(dǎo)體外的導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層、銅帶屏蔽層。
[0008]本實(shí)用新型所述的導(dǎo)體屏蔽層和絕緣屏蔽層均采用電纜用半導(dǎo)電屏蔽材料制成，絕緣層采用交聯(lián)聚乙烯材料制成。
[0009]本實(shí)用新型所述的導(dǎo)體的橫截面為四分之一圓弧的扇形，所述線芯設(shè)有四根，四根線芯相互拼合后，構(gòu)成圓形，在四根線芯外與護(hù)套層之間設(shè)有纏繞在線芯上的繞包帶。
[0010]本實(shí)用新型所述的繞包帶由無紡布材料制成。
[0011]本實(shí)用新型所述的導(dǎo)體的橫截面為圓形，所述線芯設(shè)有三根，在三根線芯外與護(hù)套層之間設(shè)有纏繞在線芯上的繞包帶。
[0012]本實(shí)用新型所述的繞包帶與線芯之間以及三根線芯之間的縫隙內(nèi)設(shè)有阻燃填充物。
[0013]本實(shí)用新型所述的繞包帶由無紡布材料制成。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，在線芯外設(shè)置護(hù)套層并且采用石墨烯-聚氯乙烯納米復(fù)合材料制成，不僅明顯提高護(hù)套層的導(dǎo)熱率，達(dá)到0.3ff/mk以上，而且散熱較好，可以降低被損耗的傳輸電能或提高電纜載流量并且成本低，利潤率高。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1單股線芯的電纜本體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1四股線芯的電纜本體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2單股線芯的電纜本體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2三股線芯的電纜本體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]本實(shí)用新型的含石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜，包括電纜本體11，所述電纜本體11包括一根以上的線芯12，在線芯12外擠包有由石墨烯-聚氯乙烯納米復(fù)合材料制成的護(hù)套層3。
[0021]如圖1所示，實(shí)施例1中線芯12由一股或由多股銅線或鋁線絞合而成的導(dǎo)體1和擠制包覆(擠包)在導(dǎo)體1外有絕緣層2組成，絕緣層2采用交聯(lián)聚乙烯(XLPE)或聚氯乙烯材料制成。所述導(dǎo)體1的橫截面為圓形。
[0022]如圖2所示，線芯12設(shè)有四根并且導(dǎo)體1的橫截面為四分之一圓弧的扇形，線芯12設(shè)有四根，四根線芯12相互拼合后，四根線芯12的橫截面共同構(gòu)成圓形，在四根線芯12外與護(hù)套層3之間設(shè)有纏繞在線芯12上的由無紡布材料制成的繞包帶4，繞包帶4可將四根線芯12捆在一起。
[0023]實(shí)施例1制成的電纜本體1的電壓等級為0.6/1KV。
[0024]如圖3所示，實(shí)施例2中線芯12由一股或多股銅線或鋁線絞合而成的導(dǎo)體1和分別同心依次包覆在導(dǎo)體1外的導(dǎo)體屏蔽層6、絕緣層7、絕緣屏蔽層8、銅帶屏蔽層9組成，護(hù)套層3設(shè)于銅帶屏蔽層9外，所述導(dǎo)體屏蔽層6和絕緣屏蔽層8均采用電纜用半導(dǎo)電屏蔽材料制成，絕緣層7采用交聯(lián)聚乙烯材料制成。
[0025]如圖4所示，線芯12設(shè)有三根，所述導(dǎo)體1的橫截面為圓形，在三根線芯12外與護(hù)套層3之間設(shè)有纏繞在線芯12上的由無紡布材料制成的繞包帶4 ;繞包帶4與線芯12之間以及三根線芯12之間的縫隙內(nèi)設(shè)有阻燃填充物10，三根線芯12的圓心分別與導(dǎo)線本體11圓心之間的連線的夾角為120度。
[0026]實(shí)施例2制成的電纜本體1的電壓等級為3.6/6kV?26/35kV。
[0027]本實(shí)用新型采用石墨烯-聚氯乙烯納米復(fù)合材料制成的護(hù)套層，不但導(dǎo)熱率高，還可有效的降低導(dǎo)體溫度。石墨烯導(dǎo)熱率可達(dá)到5000W/mk左右，氧化石墨烯也達(dá)到3000W/mk，是非常好的導(dǎo)熱材料，且牢固堅硬，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同時由于石墨烯和氧化石墨烯又是非常好的導(dǎo)電材料，鑒于護(hù)套層材料對其絕緣性能和對電纜絕緣抗張強(qiáng)度、絕緣斷裂伸長率、護(hù)套抗張強(qiáng)度、絕緣斷裂伸長率的特殊要求，在保持電纜絕緣抗張強(qiáng)度、絕緣斷裂伸長率、護(hù)套抗張強(qiáng)度、絕緣斷裂伸長率符合國家標(biāo)準(zhǔn)的情況下，提高其導(dǎo)熱率，在導(dǎo)體溫度達(dá)到90°C時的負(fù)載條件下，將護(hù)套層導(dǎo)熱系數(shù)從0.14W/mk提高到0.3W/mk，電纜導(dǎo)體溫度可降低4°C，如按照導(dǎo)體溫度90°C不變電纜載流量可提高4.5%，而且其生產(chǎn)成本低，利潤率高。
【主權(quán)項】
1.一種含有石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜，包括電纜本體(11)，其特征在于:所述電纜本體(11)包括一根以上的線芯(12)和通過擠包的方式設(shè)于線芯(12)外并且由石墨烯-聚氯乙烯納米復(fù)合材料制成的護(hù)套層(3)，所述線芯(12)包括一股或由多股絞合的銅/鋁線制成的導(dǎo)體(1)，所述導(dǎo)體(1)的橫截面為圓形或扇形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜，其特征在于:所述線芯(12)還包括設(shè)于導(dǎo)體(1)外的絕緣層(2)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含有石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜，其特征在于:所述絕緣層(2)由交聯(lián)聚乙烯或聚氯乙烯材料制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜，其特征在于:所述線芯(12)還包括分別同心依次包覆在導(dǎo)體(1)外的導(dǎo)體屏蔽層(6)、絕緣層(7)、絕緣屏蔽層(8)、銅帶屏蔽層(9)05.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含有石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜，其特征在于:所述導(dǎo)體屏蔽層(6)和絕緣屏蔽層(8)均采用電纜用半導(dǎo)電屏蔽材料制成，絕緣層(7)采用交聯(lián)聚乙稀材料制成。6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的含有石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜，其特征在于:所述導(dǎo)體(1)的橫截面為四分之一圓弧的扇形，所述線芯(12)設(shè)有四根，四根線芯(12)相互拼合后，構(gòu)成圓形，在四根線芯(12)外與護(hù)套層(3)之間設(shè)有纏繞在線芯(12)上的繞包帶⑷。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含有石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜，其特征在于:所述繞包帶(4)由無紡布材料制成。8.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的含有石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜，其特征在于:所述導(dǎo)體(1)的橫截面為圓形，所述線芯(12)設(shè)有三根，在三根線芯(12)外與護(hù)套層(3)之間設(shè)有纏繞在線芯(12)上的繞包帶(4)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的含有石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜，其特征在于:所述繞包帶⑷與線芯(12)之間以及三根線芯(12)之間的縫隙內(nèi)設(shè)有阻燃填充物(10)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的含有石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜，其特征在于:所述繞包帶(4)由無紡布材料制成。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種含有石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜，要解決的技術(shù)問題是降低損耗、散熱效果好而且成本低。為解決上述問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種含石墨烯的高導(dǎo)熱聚氯乙烯護(hù)套電纜，包括電纜本體，所述電纜本體包括一根以上的線芯和通過擠包的方式設(shè)于線芯外由石墨烯-聚氯乙烯納米復(fù)合材料制成的護(hù)套層，所述線芯包括一股或由多股絞合的銅/鋁線制成的導(dǎo)體，所述導(dǎo)體的橫截面為圓形或扇形。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在線芯外設(shè)置護(hù)套層并且采用石墨烯-聚氯乙烯納米復(fù)合材料制成，不僅明顯提高護(hù)套層的導(dǎo)熱率，達(dá)到0.3W/mk以上，而且散熱較好，可以降低被損耗的傳輸電能或提高電纜載流量并且成本低，利潤率高。
【IPC分類】H01B7/29, H01B7/42, H01B9/02, H01B3/44
【公開號】CN204991259
【申請?zhí)枴緾N201520438408
【發(fā)明人】孫曙光, 吳鳴良
【申請人】江蘇中超電纜股份有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年6月24日