專利名稱：抗風(fēng)雪絕緣集束電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力電纜技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種抗風(fēng)雪絕緣集束電纜。
背景技術(shù)：
在城市供電系統(tǒng)中，高壓線路和綠化帶都要占用一定空間，線路的空間走廊日益狹小，線和樹的矛盾逐漸突現(xiàn)出來，觸電傷亡事故不斷增加。而采用地下電纜供電，可利用的地下空間也很有限，況且開挖壕溝也很困難，耗資相對(duì)較多。
架空絕緣電纜系統(tǒng)為半絕緣供電系統(tǒng)，絕緣承擔(dān)部分相電壓，大部份的相電壓由空氣承擔(dān)。架空絕緣電纜作為裸電線的替代產(chǎn)品，正流行于世界。這是由于架空絕緣電纜的制造采用了新材料、新工藝，結(jié)合了裸電線與普通絕緣電纜的優(yōu)點(diǎn)。在電性能、安全性能、經(jīng)濟(jì)性能等方面與裸電線相比具有很多優(yōu)點(diǎn)(1)同傳統(tǒng)的裸電線相比，絕緣層具有較強(qiáng)的耐候性和抗機(jī)械損傷能力，避免了線芯的氧化腐蝕及外部機(jī)械損傷，提高了電氣運(yùn)行的穩(wěn)定性，使用壽命更長(zhǎng)。(2)架空絕緣電纜運(yùn)行費(fèi)用低，架設(shè)方便、線路美觀，不受環(huán)境制約。(3)絕緣架空電纜的絕緣層使線芯與外部環(huán)境隔離，維護(hù)使用安全，在掉線，倒桿的情況下仍能正常工作，避免了惡劣氣候及其它因素造成的相間搭線短路故障及觸電事故，故障率比裸電線低，在電纜使用中又沒有出現(xiàn)象高壓交聯(lián)電纜水樹、電樹等現(xiàn)象產(chǎn)生，所以供電非常安全。在老城市改造中，如果利用現(xiàn)有的桿塔，用架空絕緣電纜換下裸導(dǎo)線，就會(huì)更加方便，可以為工程建設(shè)節(jié)省大量的資金。
目前，世界上許多國(guó)家使用絞合式組合成纜型電纜，這種電纜由于絞距的存在具有下述弊端(1)增加了導(dǎo)線的金屬消耗和線路電能損耗。(2)在張力作用下各導(dǎo)線的絕緣層受壓，受力不均，致使其組合抗拉斷力明顯降低。(3)生產(chǎn)用設(shè)備多，工序流程長(zhǎng)，成本高。(4)使用時(shí)，分裂跨接困難。
在沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)較多，而北方地方，每年的風(fēng)雪天氣也很長(zhǎng)，對(duì)電纜的正常使用帶來更高的要求，許多地方的架空絕緣電纜在大風(fēng)中被風(fēng)刮斷，或被大雪壓斷，電力中斷，給當(dāng)?shù)乜篂?zāi)自救、工農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來很大的困難。為此近幾年來，國(guó)內(nèi)許多城市、農(nóng)村開始大量安裝使用集束絕緣電纜，其是將多根絕緣導(dǎo)線組成的絕緣導(dǎo)線束，直接架設(shè)在桿塔之間。這種集束絕緣電纜有利提供電纜的抗負(fù)荷能力。但由于電力需求的增長(zhǎng)，導(dǎo)致電力線路上電線桿設(shè)計(jì)載荷逐漸增長(zhǎng)，引起設(shè)備成本增大。設(shè)計(jì)負(fù)載在很大程度上依賴于在線上的風(fēng)力負(fù)載。因此減少電線上風(fēng)的載荷來達(dá)到減小設(shè)計(jì)負(fù)荷，是減小線路設(shè)備成本增加的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)技術(shù)問題是要提供一種低損耗、抗拉力強(qiáng)、便于安裝且方便生產(chǎn)的多根絕緣電纜組成的抗風(fēng)雪絕緣集束電纜。
解決本實(shí)用新型技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該抗風(fēng)雪絕緣集束電纜包括金屬導(dǎo)體，其特征在于在金屬導(dǎo)體外有絕緣層，絕緣層的表面為絕緣凸脊。絕緣集束電纜為2根或2根以上的絕緣線芯通過絕緣帶筋連結(jié)成一體。
眾所周知減少風(fēng)載荷被使用在高爾夫球球表面處理上，使球表面形成漣漪來減小風(fēng)載荷，所以將同樣的原理應(yīng)用在電纜方面，當(dāng)電纜彎曲的表面很光滑時(shí)，產(chǎn)生的渦流就會(huì)靠近彎曲的表面。為了減小氣流沿邊界對(duì)彎曲表面的剪切力，就需減輕邊界的風(fēng)速，轉(zhuǎn)換向下風(fēng)的接觸點(diǎn)，從而轉(zhuǎn)換向下風(fēng)產(chǎn)生的渦流的個(gè)數(shù)，使減小向上風(fēng)和向下風(fēng)之間的壓力不同，最終實(shí)現(xiàn)減小風(fēng)載荷。本實(shí)用新型就是采用了此減少風(fēng)力的原理，通過絕緣層表面的絕緣凸脊減輕邊界的風(fēng)速，轉(zhuǎn)換向下風(fēng)的接觸點(diǎn)，從而轉(zhuǎn)換向下風(fēng)產(chǎn)生的渦流的個(gè)數(shù)，使減小向上風(fēng)和向下風(fēng)之間的壓力不同，達(dá)到最終實(shí)現(xiàn)減小風(fēng)載荷。具有可以減小絕緣電纜表面所受風(fēng)阻力和減小積雪附著在絕緣表面的功能


以下結(jié)合實(shí)施例附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1為抗風(fēng)雪絕緣集束電纜單根絕緣線芯示意圖圖2為呈“一字型”結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)雪二芯絕緣線芯集束電纜示意圖圖3為呈“一字型”結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)雪三芯絕緣線芯集束電纜示意圖圖4為呈“△角型”結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)雪三芯絕緣線芯集束電纜示意圖圖5為呈“△角型”結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)雪三芯絕緣線芯集束電纜示意圖圖6為呈“一字型”結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)雪四芯絕緣線芯集束電纜示意圖圖7為呈“□字型”結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)雪四芯絕緣線芯集束電纜示意圖圖8為呈“△角型”結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)雪四芯絕緣線芯集束電纜示意圖圖中1-絕緣凸脊2-絕緣層3-絕緣帶筋4-金屬導(dǎo)體具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型包括金屬導(dǎo)體(4)，金屬導(dǎo)體(4)外的絕緣層(2)，絕緣層(2)的表面絕緣凸脊(1)，2根或2根以上的絕緣線芯通過絕緣帶筋(3)連結(jié)成一體?？癸L(fēng)雪絕緣集束電纜的金屬導(dǎo)體(4)材料可以采用銅、鋁和鋁合金，導(dǎo)電線芯可生產(chǎn)成銅絞線、鋁絞線、鋁合金絞線、銅合金絞線或銅包鋼絞線，另外對(duì)于敷設(shè)跨度較大的集束電纜，其導(dǎo)電線芯可以采用銅包鋼線或中間為鋼芯，周圍為鋁絞線或鋁合金絞線的結(jié)構(gòu)。對(duì)于鋼芯主要起支撐作用，銅絞線、鋁絞線或鋁合金絞線主要起傳輸電流的作用。絕緣集束電纜的絕緣層(2)采用耐候性的聚氯乙烯絕緣料、黑色耐候性低密度聚乙烯絕緣料或交聯(lián)熱固性聚烯烴。碳黑含量控制在一定的范圍，碳黑含量在0.5～1％時(shí)就有較好的介電性能。為解決光老化和電氣性能之間的矛盾，我們采用了粒徑為20～100nμ的碳黑，且均勻混和分布，即使碳黑含量為0.5～1.0％時(shí)，仍具有很好的光老化性能，仍可阻止粒徑(即波長(zhǎng))為300～400nμ的光子進(jìn)入高分子絕緣之中，從而不致使碳?xì)浣≌蹟嗪徒^緣裂解，致使絕緣加速老化。
抗風(fēng)雪絕緣集束電纜的特殊之處在于絕緣層(2)表面的絕緣凸脊(1)同絕緣層連為一體，表面必須光滑，絕緣凸脊(1)和絕緣凸脊(1)的連接處必須光滑連接，不能有尖角，且絕緣凸脊(1)和絕緣層(2)為同一絕緣材料。抗風(fēng)雪絕緣集束電纜的每個(gè)絕緣線芯而言，其絕緣凸脊(1)呈弓形，弓形的圓心角由弓的高度(H)決定。絕緣凸脊(1)的半徑(R)、絕緣凸脊的弓形高度(H)、絕緣層半徑(r)、兩個(gè)絕緣凸脊的弓形的圓心角同該絕緣線芯的圓心所成角度為(θ)共同確定絕緣凸脊的形狀。集束絕緣電纜的絕緣凸脊(1)的弓形高度(h)是由設(shè)計(jì)風(fēng)速、絕緣半徑(r)所決定。一般情況下導(dǎo)體標(biāo)稱截面的范圍為1.5～800mm2，導(dǎo)體半徑(r。)的范圍為1.37mm～32mm、θ的范圍為10°～22.5°、h/r的范圍為0.05～0.2、h≥0.5*R*SIN(θ/2)。因此，絕緣凸脊的弓形高度(h)的范圍為0.15mm～4mm。
抗風(fēng)雪絕緣集束電纜的絕緣凸脊的數(shù)量(n)是由設(shè)計(jì)風(fēng)速、絕緣半徑(r)所決定。一般情況下導(dǎo)體標(biāo)稱截面的范圍為1.5～800mm2，導(dǎo)體半徑r的范圍為1.37mm～32mm、θ的范圍為10°～22.5°、h/r的范圍為0.05～0.2、h≥0.5*R*SIN(θ/2)。因此，絕緣凸脊的數(shù)量(n)的范圍為10～40個(gè)。
抗風(fēng)雪絕緣集束電纜使用于低壓電網(wǎng)模式，其主要特點(diǎn)是使用于架空電纜的主干線和分支線。
抗風(fēng)雪絕緣集束電纜由兩個(gè)絕緣線芯組成二線形式(見附圖2)，呈“一字型”結(jié)構(gòu)排列，可用于水平敷設(shè)的絕緣集束電纜；抗風(fēng)雪絕緣集束電纜由三個(gè)絕緣線芯組成三線絕緣集束電纜(見附圖3、4、5)，對(duì)于三線絕緣集束電纜，可以設(shè)計(jì)為三根絕緣線芯在一條直線上，呈“一字型”結(jié)構(gòu)排列(見附圖3)；絕緣線芯也可設(shè)計(jì)成“△角型”結(jié)構(gòu)排列(見附圖4、5)，對(duì)于附圖4這種結(jié)構(gòu)，在實(shí)際生產(chǎn)中比較容易，所以電纜生產(chǎn)廠家常選用此結(jié)構(gòu)，同時(shí)也可根據(jù)敷設(shè)的需要將其展開呈“一字型”?？癸L(fēng)雪集束絕緣電纜由三個(gè)絕緣線芯組成三線絕緣集束電纜，當(dāng)在低壓配電網(wǎng)使用時(shí)，其用于三相三線制；抗風(fēng)雪絕緣集束電纜由四個(gè)絕緣線芯組成四線絕緣集束電纜(見附圖6、7、8)，對(duì)于四線絕緣集束電纜，可以設(shè)計(jì)為四根絕緣線芯在一條直線上，呈“一字型”結(jié)構(gòu)排列；絕緣線芯也可設(shè)計(jì)呈“□字型”結(jié)構(gòu)排列；絕緣線芯也可設(shè)計(jì)成“△角型”結(jié)構(gòu)排列；抗風(fēng)雪絕緣集束電纜由四個(gè)絕緣線芯組成四線絕緣集束電纜，當(dāng)在低壓配電網(wǎng)使用時(shí)，其用于三相四線制?？梢愿鶕?jù)使用場(chǎng)低年風(fēng)力的情況，對(duì)于呈“□字型”的絕緣集束電纜，在設(shè)計(jì)中，可以背風(fēng)面的左下方電纜導(dǎo)電線芯截面大小、絕緣厚度設(shè)計(jì)小于其他絕緣線芯，同時(shí)，其表面的絕緣凸脊的弓形高度(h)相對(duì)其他絕緣線芯要小，且絕緣凸脊數(shù)量要多；對(duì)于“△角型”絕緣集束電纜，在設(shè)計(jì)中，主要使用于大跨度敷設(shè)方面，可以將呈“△角型”的中心線芯設(shè)計(jì)為鋼絲，其中鋼絲主要作用是用來增強(qiáng)電纜的抗張能力。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中，也將呈“△角型”的中心線芯的截面大小、絕緣厚度設(shè)計(jì)小于其他絕緣線芯，其表面的絕緣凸脊的弓形高度(h)相對(duì)其他絕緣線芯要小，且絕緣凸脊數(shù)量要多；抗風(fēng)雪絕緣集束電纜由四根絕緣導(dǎo)線對(duì)稱分布截面呈“□字型”，在集束絕緣電纜形成的中間空隙中，因?yàn)闆]有風(fēng)形成的渦流，絕緣線芯朝形成中間空隙部分絕緣層表面可以不需要絕緣凸脊，絕緣層表面就不再具有絕緣凸脊，從而可以節(jié)省一些材料。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于該絕緣集束電纜每個(gè)絕緣線芯表面的絕緣凸脊(1)具有減小風(fēng)壓的作用，同時(shí)，其絕緣凸脊具有減小積雪的作用。同時(shí)，由于導(dǎo)線各線芯相互絕緣且經(jīng)帶筋連成一體組成平行集束，因而各導(dǎo)線受力均勻，絕緣層不受壓，組合抗拉斷力大于組成合中各單根絕緣導(dǎo)線抗拉斷力之和，平行集束導(dǎo)線的生產(chǎn)一次成型(即一次擠出三根或四根)，效率高，成本低，與絞合成纜式結(jié)構(gòu)相比，平行集束導(dǎo)線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工藝大簡(jiǎn)化，易形成規(guī)模生產(chǎn)。同時(shí)，在中低壓配電網(wǎng)中應(yīng)用，其具有在降損、節(jié)資、擴(kuò)容、安全等方面呈現(xiàn)很好的效果。
權(quán)利要求1.一種抗風(fēng)雪絕緣集束電纜，包括金屬導(dǎo)體(4)，其特征在于在金屬導(dǎo)體(4)外有絕緣層(2)，絕緣層(2)的表面為絕緣凸脊(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗風(fēng)雪絕緣集束電纜，其特征在于絕緣集束電纜為2根或2根以上的絕緣線芯通過絕緣帶筋(3)連結(jié)成一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗風(fēng)雪絕緣集束電纜，其特征在于絕緣集束電纜的金屬導(dǎo)體(4)材料可以采用銅、鋁或鋁合金，導(dǎo)電線芯可生產(chǎn)成銅絞線、鋁絞線、鋁合金絞線、銅合金絞線或銅包鋼絞線，另外對(duì)于敷設(shè)跨度較大的集束電纜，其導(dǎo)電線芯可以采用銅包鋼線或中間為鋼芯，周圍為鋁絞線或鋁合金絞線的結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗風(fēng)雪絕緣集束電纜，其特征在于絕緣集束電纜的絕緣層(2)采用耐候性的聚氯乙烯絕緣料、黑色耐候性低密度聚乙烯絕緣料或交聯(lián)熱固性聚烯烴，碳黑含量控制在5％～1％，粒徑為20nμ～100nμ，均勻混和分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗風(fēng)雪絕緣集束電纜，其特征在于絕緣凸脊(1)呈弓形，弓形的圓心角由弓的高度(H)決定，絕緣凸脊的半徑(R)、絕緣凸脊的弓形高度(H)、絕緣層半徑(r)、兩個(gè)絕緣凸脊的弓形的圓心角同該絕緣線芯的圓心所成角度為(θ)共同確定絕緣凸脊的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗風(fēng)雪絕緣集束電纜，其特征在于導(dǎo)體標(biāo)稱截面的范圍為1.5～800mm2，導(dǎo)體半徑(ro)的范圍為1.37mm～32mm、θ的范圍為10°～22.5°、h/r的范圍為0.05～0.2、h≥0.5*R*SIN(θ/2)時(shí)，絕緣凸脊(1)的弓形高度(h)的范圍為0.15mm～4mm，絕緣凸脊的數(shù)量(n)的范圍為10～40個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗風(fēng)雪絕緣集束電纜，其特征在于兩個(gè)絕緣線芯組成二線形式，呈“一字型”結(jié)構(gòu)排列，三個(gè)絕緣線芯組成三線絕緣集束電纜，可以設(shè)計(jì)為三根絕緣線芯在一條直線上，呈“一字型”結(jié)構(gòu)排列，或設(shè)計(jì)成“△角型”結(jié)構(gòu)排列，四個(gè)絕緣線芯組成四線絕緣集束電纜，可以設(shè)計(jì)為四根絕緣線芯在一條直線上，呈“一字型”結(jié)構(gòu)排列，或呈“△角型”結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)排列或絕緣線芯可設(shè)計(jì)成“□字型”結(jié)構(gòu)排列。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的抗風(fēng)雪絕緣集束電纜，其特征在于對(duì)于由四個(gè)絕緣線芯組成四線絕緣集束電纜，當(dāng)在低壓配電網(wǎng)使用時(shí)，其用于三相四線制，對(duì)于“□字型”絕緣集束電纜，在背風(fēng)面的左下方電纜導(dǎo)電線芯截面大小、絕緣厚度小于其他絕緣線芯，同時(shí)，其表面的絕緣凸脊的弓形高度(h)相對(duì)其他絕緣線芯要小，且絕緣凸脊數(shù)量要多，對(duì)于“△角型”絕緣集束電纜，在設(shè)計(jì)中，主要使用于大跨度敷設(shè)方面，可以將“△角型”中心線芯設(shè)計(jì)為鋼絲，“△角型”中心線芯的截面大小、絕緣厚度小于其他絕緣線芯，其表面的絕緣凸脊的弓形高度(h)相對(duì)其他絕緣線芯要小，且絕緣凸脊數(shù)量要多。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的抗風(fēng)雪絕緣集束電纜，其特征在于四根絕緣導(dǎo)線對(duì)稱分布截面呈“□字型”的結(jié)構(gòu)排列，在絕緣集束電纜形成的中間空隙中，因?yàn)闆]有風(fēng)形成的渦流，絕緣線芯朝形成中間空隙部分絕緣層表面可以不需要絕緣凸脊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗風(fēng)雪絕緣集束電纜，其特征在于絕緣層(2)表面的絕緣凸脊(1)同絕緣層連為一體，表面必須光滑，絕緣凸脊(1)和絕緣凸脊(1)的連接處必須光滑連接，且絕緣凸脊(1)和絕緣層(2)為同一絕緣材料。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電力電纜技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種抗風(fēng)雪絕緣集束電纜。它包括金屬導(dǎo)體，在金屬導(dǎo)體外有絕緣層，絕緣層的表面為絕緣凸脊，絕緣集束電纜為2根或2根以上的絕緣線芯通過絕緣帶筋連結(jié)成一體。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于該絕緣集束電纜每個(gè)絕緣線芯表面的絕緣凸脊具有減小風(fēng)壓的作用和減小積雪附著在絕緣表面的作用。同時(shí)，由于電纜各線芯相互絕緣且經(jīng)帶筋連成一體可組成平行集束，因而各線芯受力均勻，絕緣層不受壓，組合抗拉斷力大于組成合中各單根絕緣導(dǎo)線抗拉斷力之和，平行集束電纜的生產(chǎn)一次成型效率高，成本低，平行集束電纜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工藝大簡(jiǎn)化，易形成規(guī)模生產(chǎn)。同時(shí)，在中低壓配電網(wǎng)中應(yīng)用，其具有在降損、節(jié)資、擴(kuò)容、安全等方面呈現(xiàn)很好的效果。
文檔編號(hào)H01B7/17GK2650297SQ0322754
公開日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2003年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月6日
發(fā)明者劉堅(jiān)棟, 杜新梅, 劉軍 申請(qǐng)人:新疆特變電工股份有限公司