專利名稱：一種鋁管式導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣繞組用電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電纜技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電纜，尤其是一種鋁管式導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣繞組用電纜。
背景技術(shù)：
近二十年來，交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜得到了廣泛的應(yīng)用。由于交聯(lián)電纜具有非常優(yōu)良的電氣性能和機(jī)械物理性能，利用它制成的其它電力設(shè)備也相繼出現(xiàn)，比如高壓變壓器、發(fā)電機(jī)、電抗器以及電動(dòng)機(jī)等。以高壓變壓器為例，1997年瑞典ABB公司制造出世界上第一臺(tái)以交聯(lián)電纜為繞組的干式變壓器(電纜繞組變壓器)，其主要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是把交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜直接繞制成變壓器繞組，利用交聯(lián)絕緣代替了傳統(tǒng)的油浸式絕緣，從而解決了傳統(tǒng)油浸式變壓器的油紙絕緣問題。采用這種電纜繞組干式變壓器，具有諸多的優(yōu)點(diǎn)。由于電纜繞組的外半導(dǎo)電層處于地電位，因此變壓器繞組以外的部分不會(huì)像一般變壓器那樣出現(xiàn)局部放電和電暈放電。此外，電纜繞組干式變壓器的匝絕緣具有與主絕緣相同的絕緣水平，因此不需要像一般變壓器那樣在繞組端部采用電場(chǎng)調(diào)整的措施來實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣的保護(hù)。使用電纜繞組干式變壓器的另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是可以降低電網(wǎng)的線路損耗，取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。在開發(fā)電纜繞組變壓器的基礎(chǔ)上，電氣工作者相繼開發(fā)了電纜繞組發(fā)電機(jī)、電抗器、電動(dòng)機(jī)等電力設(shè)備。從這些設(shè)備問世至今，電纜繞組電力設(shè)備取代了大部分的傳統(tǒng)設(shè)備，在將來還會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。電纜繞組電力設(shè)備使用的交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的導(dǎo)體部分為分割的相互絕緣的細(xì)圓導(dǎo)體絞合束，絞合束的單根圓柱導(dǎo)體采用純鋁或純銅，多芯絞線在酸性或堿性水溶液中強(qiáng)制氧化，表面會(huì)形成致密的金屬氧化物薄層，該薄層起局部絕緣的作用。另外，冷卻是電力設(shè)備的重要問題，以電纜繞組變壓器為例，采用的冷卻介質(zhì)是空氣，可以得到不斷的補(bǔ)充，來源豐富。設(shè)計(jì)中采用熱電阻傳感器直接測(cè)量繞組電纜熱點(diǎn)溫度，每臺(tái)風(fēng)扇裝有變頻調(diào)速器，這樣可由風(fēng)扇的控制電路來調(diào)節(jié)風(fēng)轉(zhuǎn)速，對(duì)溫度的變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。由于電路的測(cè)量誤差和延遲返回?cái)?shù)據(jù)，測(cè)量結(jié)果會(huì)對(duì)溫度調(diào)節(jié)造成一定影響，實(shí)踐也證明了這一點(diǎn)。因此，開發(fā)新型冷卻方式的繞組電纜是實(shí)際需要的，有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種鋁管式導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣繞組用電纜，該電纜采用退火鋁管作導(dǎo)體，減小了集膚效應(yīng)，另外鋁管中心通冷卻水，可以均勻地從電纜內(nèi)部降低導(dǎo)體的溫升，避免發(fā)熱對(duì)電纜壽命的影響。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的:這種鋁管式導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣繞組用電纜，電纜由內(nèi)至外依次為導(dǎo)體、混有導(dǎo)電炭黑的交聯(lián)聚乙烯內(nèi)屏蔽層、交聯(lián)聚乙烯絕緣層和外屏蔽層；所述導(dǎo)體為退火軟鋁管。[0010]上述交聯(lián)聚乙烯內(nèi)屏蔽層與所述退火軟鋁管的外壁面緊密貼合。交聯(lián)聚乙烯內(nèi)屏蔽層厚度為1.0 1.5mm。上述交聯(lián)聚乙烯絕緣層的厚度為4.5 10.5mm。上述外屏蔽層為混有導(dǎo)電炭黑的交聯(lián)聚乙烯外屏蔽層；厚度為0.8 1.2mm。本實(shí)用新型鋁管式導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣繞組用電纜適用于干式變壓器、發(fā)電機(jī)、電抗器、電動(dòng)機(jī)等電力設(shè)備的繞組。本實(shí)用新型采用退火鋁管作導(dǎo)體，減小了集膚效應(yīng)，另外鋁管中心通冷卻水，可以均勻地從電纜內(nèi)部降低導(dǎo)體的溫升，避免發(fā)熱對(duì)電纜壽命的影響。實(shí)用新型的設(shè)計(jì)和使用，可以提高繞組電纜的可靠性和使用壽命，有明顯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

圖1為本實(shí)用新型的電纜橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。其中:1為導(dǎo)體；2為交聯(lián)聚乙烯內(nèi)屏蔽層；3為交聯(lián)聚乙烯絕緣層；4為外屏蔽層。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述:參見圖1，本實(shí)用新型的鋁管式導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣繞組用電纜由內(nèi)至外依次為導(dǎo)體1、混有導(dǎo)電炭黑的交聯(lián)聚乙烯內(nèi)屏蔽層2、交聯(lián)聚乙烯絕緣層3和外屏蔽層4 ;導(dǎo)體I為退火軟鋁管。交聯(lián)聚乙烯內(nèi)屏蔽層2與退火軟鋁管的外壁面緊密貼合。該交聯(lián)聚乙烯內(nèi)屏蔽層的厚度為1.0 1.5mm。交聯(lián)聚乙烯絕緣層3的厚度為4.5 10.5mm。外屏蔽層4為混有導(dǎo)電炭黑的交聯(lián)聚乙烯外屏蔽層；厚度為0.8 1.2mm。本實(shí)用新型的導(dǎo)體I采用退火軟鋁管。鋁管經(jīng)過熱處理后，電導(dǎo)率上升，彎曲半徑更小。鋁管中空，可以降低導(dǎo)體的集膚效應(yīng)，減小渦流損耗。導(dǎo)體中心勻速地通過冷卻水，可以均勻地從電纜內(nèi)部降低導(dǎo)體的溫升，降低溫升對(duì)電纜老化的影響，提高電纜的使用壽命。改變冷卻方式后，電纜的長期帶負(fù)荷工作溫度可由70°C提高到90°C，載流量可提高20%左右；同等載流量下，電纜規(guī)格可降低一檔。本實(shí)用新型的導(dǎo)體屏蔽:混有導(dǎo)電炭黑的交聯(lián)聚乙烯內(nèi)屏蔽層2與導(dǎo)體相接觸，緊緊包圍在導(dǎo)體周圍，其由混有導(dǎo)電炭黑的交聯(lián)聚乙烯組成，可以降低損耗和防止局部放電。本實(shí)用新型使電力設(shè)備采用電纜絕緣繞組取代了傳統(tǒng)的油浸紙絕緣。固態(tài)絕緣層為低介電損耗、高擊穿強(qiáng)度的交聯(lián)聚乙烯構(gòu)成，交聯(lián)絕緣介質(zhì)的電阻率很高(> 10-17 Ω/m)。由于繞組電纜在繞組的整個(gè)高度上受到不同電場(chǎng)強(qiáng)度的作用，所以制造中采用在繞組開始部分匝數(shù)用較薄絕緣，然后逐步增加電纜絕緣厚度的方法來改善電場(chǎng)強(qiáng)度和減少體積。本實(shí)用新型的電纜的外半導(dǎo)電層(即外屏蔽層4)也由混有導(dǎo)電炭黑的交聯(lián)聚乙烯組成，它的作用是降低損耗和防止局部放電，通過接地電阻與接地系統(tǒng)相連，保持著地電位。接地電阻的電阻率過高會(huì)引起外半導(dǎo)電層中兩接觸點(diǎn)之間的電位較高，電阻率過低又會(huì)使外半導(dǎo)電層中的功率損耗過大。因此，電阻率必須控制在一定范圍內(nèi)，一般約為40 Ω.cm。綜上所述，本實(shí)用新型的鋁管式導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣繞組用電纜通過對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，減小了導(dǎo)體的集膚效應(yīng)，降低了渦流損耗，節(jié)約了電力設(shè)備的運(yùn)營成本；同時(shí)通過對(duì)電纜冷卻方式的改變，提高了冷卻效率，延長了電纜的使用壽命。本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，提高了電纜的綜合性能，可以更好地滿足實(shí)際的需要，提高發(fā)電機(jī)等電力設(shè)備的安全性和
可靠性。
權(quán)利要求1.一種鋁管式導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣繞組用電纜，其特征在于，電纜由內(nèi)至外依次為導(dǎo)體(I)、混有導(dǎo)電炭黑的交聯(lián)聚乙烯內(nèi)屏蔽層(2)、交聯(lián)聚乙烯絕緣層(3)和外屏蔽層⑷；所述導(dǎo)體(I)為退火軟鋁管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁管式導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣繞組用電纜，其特征在于，所述交聯(lián)聚乙烯內(nèi)屏蔽層(2)與所述退火軟鋁管的外壁面緊密貼合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁管式導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣繞組用電纜，其特征在于，所述交聯(lián)聚乙烯內(nèi)屏蔽層的厚度為1.0 1.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁管式導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣繞組用電纜，其特征在于，所述交聯(lián)聚乙烯絕緣層(3)的厚度為4.5 10.5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁管式導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣繞組用電纜，其特征在于，所述外屏蔽層(4)為混有導(dǎo)電炭黑的交聯(lián)聚乙烯外屏蔽層；厚度為0.8 1.2mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鋁管式導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣繞組用電纜，電纜由內(nèi)至外依次為導(dǎo)體、混有導(dǎo)電炭黑的交聯(lián)聚乙烯內(nèi)屏蔽層、交聯(lián)聚乙烯絕緣層和外屏蔽層；所述導(dǎo)體為退火軟鋁管。該電纜采用退火鋁管作導(dǎo)體，減小了集膚效應(yīng)，另外鋁管中心通冷卻水，可以均勻地從電纜內(nèi)部降低導(dǎo)體的溫升，避免發(fā)熱對(duì)電纜壽命的影響。
文檔編號(hào)H01B7/30GK203038684SQ20122064231
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者肖云濤, 劉書全, 楊愛德, 高江濤 申請(qǐng)人:西部電纜有限公司