專利名稱：海上漂浮風(fēng)力發(fā)電電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電纜，特別涉及一種海上漂浮風(fēng)力發(fā)電用的電纜。
背景技術(shù)：
在世界海上風(fēng)電開始進入大規(guī)模開發(fā)階段的背景下，中國海上風(fēng)電場建設(shè)也拉開 了序幕。在海上風(fēng)電方面，中國東部沿海的海上可開發(fā)風(fēng)能資源約達(dá)7. 5億千瓦，不僅資源 潛力巨大且開發(fā)利用市場條件良好。2008年以來，我國海上風(fēng)電資源保持良好發(fā)展勢頭，海 上風(fēng)電項目投資不斷升溫，海上風(fēng)力發(fā)電場建設(shè)有序推進。2010年1月22日，國家發(fā)布《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法》，標(biāo)志著國家能源 局開始強化海上風(fēng)電開發(fā)的管理，同時啟動了首批海上風(fēng)電特許權(quán)項目。在2009年，以國家五大發(fā)電集團為首的開發(fā)商協(xié)同整機商已經(jīng)在遼寧、河北、天 津、山東、江蘇、上海、浙江、福建、廣東等省市的沿海地區(qū)布局了潮間帶和近海風(fēng)電資源，為 下一步開發(fā)沿海風(fēng)電打下了基礎(chǔ)。2010年，隨著國家開發(fā)沿海風(fēng)電資源步伐加快，前期圈占 的風(fēng)資源項目現(xiàn)在都有了實質(zhì)性的進展。中國尚缺乏海上風(fēng)電建設(shè)經(jīng)驗，海上風(fēng)能資源測量與評估以及海上風(fēng)電機組國產(chǎn) 化剛剛起步，近年來通過結(jié)合國家科技攻關(guān)項目，對海上風(fēng)電有關(guān)技術(shù)進行專題研究，我國 海上風(fēng)電建設(shè)的技術(shù)規(guī)范體系逐步完善發(fā)展，形成擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的海上風(fēng)電機組設(shè)計 和制造技術(shù)，為中國海上風(fēng)電的規(guī)?；l(fā)展創(chuàng)造條件。海上風(fēng)力發(fā)電在未來30年內(nèi)將會得到大力發(fā)展，中國計劃在距離海岸大約30英 里的地方大規(guī)模建造水上風(fēng)力發(fā)電站，這些發(fā)電站可能建在巨大的浮體上，也可能深入水 下120英尺建在大陸架上。鑒于發(fā)電站可能建在巨大的浮體上，就需要一種能浮在海面上 且可見的漂浮風(fēng)力發(fā)電用電纜。中國專利文獻(xiàn)CN2720579提供了一種《漂浮電纜》，包括成圓形分布的若干根絕緣 線，絕緣線外設(shè)有外護套，所述外護套的外表面以內(nèi)的任意位置設(shè)有漂浮體。漂浮體本身具 有較小比重，從而可以使整個電纜的比重小于水，能直接漂浮在水上，該電纜用于水上作業(yè) 時，雖然可以漂浮在水上，外表清晰可見，也便于維護，但是該電纜的抗拉強度、防水性能、 耐腐蝕性能、柔軟性和彎曲性能都比較差，因而不適合用于海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。綜上所述，為滿足海上風(fēng)力發(fā)電的需要，非常有必要設(shè)計一種能在海上漂浮使用 的高性能風(fēng)力電纜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能在海上漂浮使用的高性能風(fēng)力電纜，特別是適合于發(fā) 電站建在巨大的浮體上這種淺海地區(qū)發(fā)電場使用的抗拉強度高、防水性能好、耐腐蝕、柔軟 性和彎曲性能好等優(yōu)點的海上漂浮風(fēng)力發(fā)電電纜，。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種海上漂浮風(fēng)力發(fā)電電纜，其特征在于包括導(dǎo) 體、絕緣層、內(nèi)襯層、內(nèi)護層、抗拉元件、漂浮元件、阻水層、防護層和外護套；所述導(dǎo)體外擠包絕緣層形成絕緣線芯，多根絕緣線芯絞合成纜芯；在纜芯外依次擠包內(nèi)襯層和內(nèi)護層； 在內(nèi)護層外繞包兩層保護層，每層保護層由多個環(huán)繞成一圈的保護元件組成，每個保護元 件由在抗拉元件外擠包漂浮元件而形成；在兩層保護層外依次繞包阻水層、防護層和外護 套；所述絕緣層和內(nèi)襯層采用熱塑性彈性體材料擠壓而成；所述絕緣層采用TPE中的TPO 材料，內(nèi)襯層采用TPE中的TPS材料。所述導(dǎo)體采用鍍錫軟銅絲；銅絲制成股線的節(jié)徑比為15 18倍；股線復(fù)絞的內(nèi) 外層絞向和節(jié)徑比相同、節(jié)徑比為8 9倍。所述內(nèi)襯層與絕緣線芯之間填充有滑石粉。所述內(nèi)護層熱塑性聚醚型聚氨酯。所述抗拉元件采用芳綸絲。所述漂浮元件選自發(fā)泡聚乙烯、聚氨酯泡沫塑料、交聯(lián)聚烯烴泡沫塑料和酚醛泡 沫塑料中的一種；漂浮元件的發(fā)泡的結(jié)構(gòu)為閉孔型、發(fā)泡密度為高發(fā)泡，密度在0. 05 0. lg/cm2 ；機械性能為軟質(zhì)，彈性模量在100 200MPa。所述阻水層為繞包在保護元件外的兩層阻水帶。所述防護層采用編織丙綸絲或者抗磁金屬纖維編織的纖維編織層。所述外護套采用熱塑性聚醚型聚氨酯。采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下的有益效果(1)本發(fā)明的絕緣層采用 熱塑性彈體TPE中的TPO材料，第一內(nèi)襯層采用TPE中的TPS材料，TPE不僅具有很好的電 氣性能，同時還具有很好的機械性能，特別是在-60°C時仍然保持良好的柔韌性，低溫彎曲 和耐扭轉(zhuǎn)性能優(yōu)異，長期工作溫度也比較高，最高可達(dá)125°C，且防水性能比較好，抗鹽霧性 能極佳。TPO的電性能更加優(yōu)異，TPS的防水性能比TPO還要好。(2)本發(fā)明的導(dǎo)體采用鍍錫軟銅絲，大大提高了電纜的抗腐蝕性，防止被海邊潮濕 空氣和鹽霧環(huán)境所腐蝕氧化，確保在運行過程中保持優(yōu)異的電氣性能，電纜使用壽命長。銅 絲制成股線節(jié)徑比的控制、股線復(fù)絞采用內(nèi)外層相同絞向，且內(nèi)外層節(jié)徑比一致，并控制節(jié) 徑，這樣能保證導(dǎo)體的彎曲性能和抗扭轉(zhuǎn)性能。(3)電纜由于進水，電纜絕緣中的水分在高壓電場作用下形成的發(fā)散形或者領(lǐng)結(jié) 行的氣隙就是水樹，水樹會使絕緣高分子快速老化，絕緣電氣和機械性能急劇下降，導(dǎo)電的 水樹會損耗大量的電能，并最終引起電纜絕緣擊穿，從而大大減少電纜的壽命，本發(fā)明的阻 水層的兩層阻水帶的設(shè)置可以使得漂浮元件整齊排列，有效防止水進一步浸入電纜內(nèi)部， 防止絕緣水樹的產(chǎn)生，減少能量的損失。(4)本發(fā)明在內(nèi)襯層與絕緣線芯之間填充有滑石粉，保證內(nèi)襯層與絕緣線芯不粘 連，同時內(nèi)襯層可以起到有效阻水的作用。(5)本發(fā)明的內(nèi)護層采用熱塑性聚醚型聚氨酯，該材料耐水解，耐油，耐腐蝕，耐 磨，彈性很好。(6)本發(fā)明采用芳綸絲作為抗拉元件，具有耐高溫、高抗拉、高磨度、高硬度、低延 伸率、耐沖擊和耐化學(xué)劑等高性能，其強度和模量有鋼絲之強度。(7)本發(fā)明的漂浮元件選自發(fā)泡聚乙烯、聚氨酯泡沫塑料、交聯(lián)聚烯烴泡沫塑料、 酚醛泡沫塑料，發(fā)泡的結(jié)構(gòu)為閉孔型，可以防止漂浮元件吸水，而降低浮力；發(fā)泡密度為高 發(fā)泡，可有效降低電纜重量；機械性能為軟質(zhì)，可以緩解外部機械應(yīng)力的沖擊，從而保護電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)(8)本發(fā)明的防護層采用丙綸絲可增加電纜的機械強度，還可使電纜具有很高的 耐磨性能。而采用抗磁金屬纖維編織的纖維編織層，則能使其具有防護和電磁干擾等優(yōu)點。(9)本發(fā)明的外護套采用熱塑性聚醚型聚氨酯，該材料耐水解，耐油，耐腐蝕，耐 磨，彈性很好，機械強度比較高。(10)本發(fā)明的電纜為近海風(fēng)力發(fā)電提供技術(shù)服務(wù)，本發(fā)明具有耐低溫，耐彎曲和 耐扭轉(zhuǎn)、耐磨、阻水、耐腐蝕、耐氣候、抗拉強度高、能夠有效防止海面上風(fēng)浪和其它漂浮物 對電纜的損壞，特別是適合于發(fā)電站建在巨大的浮體上這種淺海地區(qū)發(fā)電場。


為了使本發(fā)明的內(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 本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明，其中圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中標(biāo)號為導(dǎo)體1、絕緣層2、內(nèi)襯層3、內(nèi)護層4、抗拉元件5、漂浮元件6、阻水層7、防護層8 和外護套9。
具體實施例方式(實施例1)見圖1，本實施例包括導(dǎo)體1、絕緣層2、內(nèi)襯層3、內(nèi)護層4、抗拉元件5、漂浮元件 6、阻水層7、防護層8和外護套9。導(dǎo)體1外擠包絕緣層2形成絕緣線芯，多根絕緣線芯絞合成纜芯；導(dǎo)體1采用鍍錫 軟銅絲；銅絲制成股線的節(jié)徑比為15 18倍；股線復(fù)絞的內(nèi)外層絞向和節(jié)徑比相同、節(jié)徑 比為8 9倍。絕緣層2采用TPE中的TPO材料。在纜芯外依次擠包內(nèi)襯層3和內(nèi)護層4。內(nèi)襯層3采用TPE中的TPS材料，內(nèi)襯層 3與絕緣線芯之間填充有滑石粉；內(nèi)護層4熱塑性聚醚型聚氨酯。在內(nèi)護層4外繞包兩層保護層，每層保護層由多個環(huán)繞成一圈的保護元件組成， 每個保護元件由在抗拉元件5外擠包漂浮元件6而形成；抗拉元件5采用芳綸絲。漂浮元件 6選自發(fā)泡聚乙烯；漂浮元件6的發(fā)泡的結(jié)構(gòu)為閉孔型、發(fā)泡密度為高發(fā)泡，密度在0. 05 0. lg/cm2 ；機械性能為軟質(zhì)，彈性模量在100 200MPa。在兩層保護層外依次繞包阻水層7、防護層8和外護套9。阻水層7為繞包在保護 元件外的兩層阻水帶。防護層8采用編織丙綸絲。外護套9采用熱塑性聚醚型聚氨酯。(實施例2)本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于漂浮元件6采用聚氨酯泡沫塑料， 防護層8采用抗磁金屬纖維編織的纖維編織層。(實施例3)本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于漂浮元件6采用交聯(lián)聚烯烴泡沫塑 料。(實施例4)
本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于漂浮元件6采用酚醛泡沫塑料。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、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，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種海上漂浮風(fēng)力發(fā)電電纜，其特征在于包括導(dǎo)體(1)、絕緣層(2)、內(nèi)襯層(3)、內(nèi)護層(4)、抗拉元件(5)、漂浮元件(6)、阻水層(7)、防護層(8)和外護套(9)；所述導(dǎo)體(1)外擠包絕緣層(2)形成絕緣線芯，多根絕緣線芯絞合成纜芯；在纜芯外依次擠包內(nèi)襯層(3)和內(nèi)護層(4)；在內(nèi)護層(4)外繞包兩層保護層，每層保護層由多個環(huán)繞成一圈的保護元件組成，每個保護元件由在抗拉元件(5)外擠包漂浮元件(6)而形成；在兩層保護層外依次繞包阻水層(7)、防護層(8)和外護套(9)；所述絕緣層(2)和內(nèi)襯層(3)采用熱塑性彈性體(TPE)材料擠壓而成；所述絕緣層(2)采用TPE中的TPO材料，內(nèi)襯層(3)采用TPE中的TPS材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上漂浮風(fēng)力發(fā)電電纜，其特征在于所述導(dǎo)體(1)采用鍍 錫軟銅絲；銅絲制成股線的節(jié)徑比為15 18倍；股線復(fù)絞的內(nèi)外層絞向和節(jié)徑比相同、節(jié) 徑比為8 9倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海上漂浮風(fēng)力發(fā)電電纜，其特征在于所述內(nèi)襯層(3)與 絕緣線芯之間填充有滑石粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海上漂浮風(fēng)力發(fā)電電纜，其特征在于所述內(nèi)護層(4)熱塑 性聚醚型聚氨酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的海上漂浮風(fēng)力發(fā)電電纜，其特征在于所述抗拉元件(5)采 用芳綸絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海上漂浮風(fēng)力發(fā)電電纜，其特征在于所述漂浮元件(6)選 自發(fā)泡聚乙烯、聚氨酯泡沫塑料、交聯(lián)聚烯烴泡沫塑料和酚醛泡沫塑料中的一種；漂浮元件 (6)的發(fā)泡的結(jié)構(gòu)為閉孔型、發(fā)泡密度為高發(fā)泡，密度在0.05 0. lg/cm2 ；機械性能為軟 質(zhì)，彈性模量在100 200MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海上漂浮風(fēng)力發(fā)電電纜，其特征在于所述阻水層(7)為繞 包在保護元件外的兩層阻水帶。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海上漂浮風(fēng)力發(fā)電電纜，其特征在于所述防護層(8)采用 編織丙綸絲或者抗磁金屬纖維編織的纖維編織層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的海上漂浮風(fēng)力發(fā)電電纜，其特征在于所述外護套(9)采用 熱塑性聚醚型聚氨酯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海上漂浮風(fēng)力發(fā)電電纜，包括導(dǎo)體、絕緣層、內(nèi)襯層、內(nèi)護層、抗拉元件、漂浮元件、阻水層、防護層和外護套；導(dǎo)體外擠包絕緣層形成絕緣線芯，多根絕緣線芯絞合成纜芯；在纜芯外依次擠包內(nèi)襯層和內(nèi)護層；在內(nèi)護層外繞包兩層保護層，每層保護層由多個環(huán)繞成一圈的保護元件組成，每個保護元件由在抗拉元件外擠包漂浮元件而形成；在兩層保護層外依次繞包阻水層、防護層和外護套；絕緣層和內(nèi)襯層采用熱塑性彈性體材料擠壓而成；絕緣層采用TPE中的TPO材料，內(nèi)襯層采用TPE中的TPS材料。本發(fā)明耐低溫，耐彎曲和耐扭轉(zhuǎn)、耐磨、阻水、耐腐蝕、耐氣候、抗拉強度高、能夠有效防止海面上風(fēng)浪和其它漂浮物對電纜的損壞。
文檔編號H01B1/02GK101996708SQ201010511398
公開日2011年3月30日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者劉華軍, 徐靜, 湯舒婷, 許茂 申請人:遠(yuǎn)東電纜有限公司;江蘇新遠(yuǎn)東電纜有限公司;遠(yuǎn)東復(fù)合技術(shù)有限公司