智慧能源用高壓電力電纜的石墨烯改性金屬屏蔽層結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了智慧能源用高壓電力電纜的石墨烯改性金屬屏蔽層結(jié)構(gòu)，包括焊接的皺紋金屬套和涂覆在皺紋金屬套內(nèi)表面的石墨烯涂層；或者包括擠包的皺紋金屬套、涂覆在皺紋金屬套外表面的石墨烯涂層和纏繞在石墨烯涂層外部的隔離保護層；所述石墨烯涂層的厚度為0.001～0.002mm。本實用新型采用超導(dǎo)電的石墨烯涂覆在皺紋金屬套表面的結(jié)構(gòu)來作為電纜的金屬屏蔽層，有效降低了在電纜發(fā)生短路故障時引起的溫升，對電纜的運行使用提供了更加安全的保障。
【專利說明】
智慧能源用高壓電力電纜的石墨烯改性金屬屏蔽層結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種智慧能源用高壓電力電纜的石墨烯改性金屬屏蔽層結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在高壓電纜輸配電過程中，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時會產(chǎn)生超過電纜額定載流量十幾甚至幾十倍的電流量，這些短路電流會通過電纜金屬屏蔽層傳輸?shù)酱蟮?，在傳輸過程中如果金屬屏蔽導(dǎo)電能力差會造成溫度迅速上升，使相鄰結(jié)構(gòu)層的非金屬材料出現(xiàn)過熱，最終導(dǎo)致電纜大面積燒壞。為了避免出現(xiàn)這種情況，要盡可能的降低金屬屏蔽層電阻，確保在發(fā)生短路故障時金屬屏蔽層能夠在短時間內(nèi)承受較大的短路電流，而不會使溫度上升過高。常規(guī)增加高壓電纜金屬屏蔽層短路電流容量的方式，無外乎增加金屬屏蔽層厚度或者是增加金屬絲纏繞結(jié)構(gòu)，這兩種方式都會使電纜的重量和外徑增大，既增加了制造成本也增加了電纜生產(chǎn)的工藝復(fù)雜性。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種傳輸短路電流能力更強的新型高壓電力電纜用金屬屏蔽層結(jié)構(gòu)。
[0004]實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案是智慧能源用高壓電力電纜的石墨烯改性金屬屏蔽層結(jié)構(gòu)，包括焊接的皺紋金屬套和涂覆在皺紋金屬套內(nèi)表面的石墨烯涂層;或者包括擠包的皺紋金屬套、涂覆在皺紋金屬套外表面的石墨烯涂層和纏繞在石墨烯涂層外部的隔離保護層;所述石墨稀涂層的厚度為0.001?0.002_。
[0005]所述涂覆在皺紋金屬套內(nèi)表面的石墨稀涂層為0.0Olmm的石墨稀粉末或者0.002mm的石墨稀溶膠。
[0006]所述石墨烯粉末外表面繞包一層保護層。
[0007]所述涂覆在皺紋金屬套外表面的石墨稀涂層為0.00 I mm的石墨稀粉末或者0.002mm的石墨稀溶膠。
[0008]所述皺紋金屬套的紋路間距為18.7?27.0mm。
[0009]采用了上述技術(shù)方案，本實用新型具有以下的有益效果:(I)本實用新型采用超導(dǎo)電的石墨烯涂覆在皺紋金屬套表面的結(jié)構(gòu)來作為電纜的金屬屏蔽層，有效降低了在電纜發(fā)生短路故障時引起的溫升，對電纜的運行使用提供了更加安全的保障。
[0010](2)本實用新型根據(jù)石墨烯涂覆在金屬套外表面還是內(nèi)表面對技術(shù)效果的不同影響，石墨烯涂層的厚度不一樣。
[0011](3)與普通結(jié)構(gòu)的金屬套屏蔽層相比，在達(dá)到相同的短路電流傳輸效果時，采用本實用新型可有效減少對金屬套及其后續(xù)生產(chǎn)工藝的材料消耗，節(jié)約成本，電纜本身的重量和外徑，降低對金屬套及其后續(xù)生產(chǎn)工藝的材料消耗，在電纜的運輸、包裝及現(xiàn)場敷設(shè)方面都體現(xiàn)出很大的競爭優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0012]為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細(xì)的說明，其中
[0013]圖1為本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖中標(biāo)號為:
[0016]皺紋金屬套1、石墨烯涂層2、隔離保護層3。
【具體實施方式】
[0017](實施例1)
[0018]見圖1，本實施例的智慧能源用高壓電力電纜的石墨烯改性金屬屏蔽層結(jié)構(gòu)包括焊接的皺紋金屬套I和涂覆在皺紋金屬套I內(nèi)表面的石墨烯涂層2。涂覆在皺紋金屬套I內(nèi)表面的石墨稀涂層2為0.00 Imm的石墨稀粉末或者0.002mm的石墨稀溶膠。皺紋金屬套I的紋路間距為18.7?27.0mm0
[0019]皺紋金屬套I可以是鋁套或銅套。通過牽引裝置將電工用金屬鋁(銅)帶縱向放線，利用石墨烯涂覆機在金屬鋁(銅)帶的內(nèi)表面均勻涂抹一層石墨烯，然后縱向包覆在電纜絕緣線芯上，經(jīng)過氬弧焊工藝焊接形成金屬套管，最后通過乳紋設(shè)備形成皺紋金屬套。
[0020]本實施例采用氬弧焊管機和涂覆機對本實施例進行生產(chǎn)，其20°C直流電阻明顯小于相同截面的普通金屬套，且本實施例傳輸電流的速度更快，故在電力傳輸系統(tǒng)設(shè)計電纜時，通過本實施例可減小對金屬屏蔽截面的制定，降低生產(chǎn)成本，并能在故障發(fā)生時加強對電纜的保護。
[0021]原理在于:電纜金屬屏蔽層的皺紋金屬管表面涂抹一層超導(dǎo)電的石墨烯，降低金屬屏蔽層的電阻增加對短路電流的容量，石墨烯常溫下其電子迀移率超過15000cm2/V.s，電子迀移的速度極快，當(dāng)涂敷在金屬屏蔽層表面時，短路電流會以更快的速度傳遞出去，降低了升溫速率，而石墨烯電阻率只約為10—6Ω.cm，是目前已知電阻率最小的材料，不會增加額外的電阻溫升。另外石墨烯導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m.K，提高了屏蔽層的散熱能力，因此有效增加了電纜屏蔽短路電流容量。石墨烯涂覆工藝簡單，易于操作和控制，在達(dá)到相同短路電流容量時，石墨烯涂覆后對金屬層的需求量降低，這不僅節(jié)省了后續(xù)材料的使用，降低了成本，另外電纜本身重量也會減輕，外徑減小，在電纜的運輸、包裝及現(xiàn)場敷設(shè)方面都體現(xiàn)出很大的優(yōu)勢。
[0022](實施例2)
[0023]見圖2，本實施例的智慧能源用高壓電力電纜的石墨烯改性金屬屏蔽層結(jié)構(gòu)，包括擠包的皺紋金屬套1、涂覆在皺紋金屬套I外表面的石墨烯涂層2和纏繞在石墨烯涂層2外部的隔離保護層3;涂覆在皺紋金屬套I外表面的石墨烯涂層2為0.0Olmm的石墨烯粉末或者0.002mm的石墨稀溶膠。
[0024]將金屬(鋁、銅或鉛)擠出包覆在電纜線芯上形成金屬套管，在金屬套管外表面上均勻涂覆一層石墨烯，再通過包帶繞包形成一層隔離保護層3。本實施例通過金屬擠出機、涂覆機和繞包機對本實施例進行生產(chǎn)，其達(dá)到的效果與實施例1相同。
[0025]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.智慧能源用高壓電力電纜的石墨烯改性金屬屏蔽層結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括焊接的皺紋金屬套(I)和涂覆在皺紋金屬套(I)內(nèi)表面的石墨烯涂層(2);或者包括擠包的皺紋金屬套(I)、涂覆在皺紋金屬套(I)外表面的石墨烯涂層(2)和纏繞在石墨烯涂層(2)外部的隔離保護層(3);所述石墨稀涂層(2)的厚度為0.0Ol?0.002mm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智慧能源用高壓電力電纜的石墨烯改性金屬屏蔽層結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述涂覆在皺紋金屬套(I)內(nèi)表面的石墨稀涂層(2)為0.0Olmm的石墨稀粉末或者0.002mm的石墨稀溶膠。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智慧能源用高壓電力電纜的石墨烯改性金屬屏蔽層結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述石墨烯粉末外表面繞包一層保護層。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智慧能源用高壓電力電纜的石墨烯改性金屬屏蔽層結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述涂覆在皺紋金屬套(I)外表面的石墨稀涂層(2)為0.0Olmm的石墨稀粉末或者0.002mm的石墨稀溶膠。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的智慧能源用高壓電力電纜的石墨烯改性金屬屏蔽層結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述皺紋金屬套(I)的紋路間距為18.7?27.0_。
【文檔編號】H01B9/02GK205670465SQ201620434716
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】陳東, 周鋒, 張鵬, 黃敏健, 蘭陽燦, 路文賢, 袁巍
【申請人】遠(yuǎn)東電纜有限公司