一種光電復(fù)合耐扭曲中壓風(fēng)能電纜及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種光電復(fù)合耐扭曲中壓風(fēng)能電纜及其制備方法，包括纜芯、成纜包帶層、內(nèi)護套層、芳綸編織層和外護套層，所述纜芯外依次包覆成纜包帶層、內(nèi)護套層、芳綸編織層和外護套層；所述纜芯由三根電力傳輸線芯和三根地線芯及光纖單元絞合組成。本發(fā)明專利技術(shù)在電纜中引入光纖結(jié)構(gòu)，可以更好的用作信號傳輸，并通過自身系統(tǒng)線路資源，兼具光纜的特點及功能、實現(xiàn)系統(tǒng)運行監(jiān)測，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行。電力傳輸線芯和地線芯外均采用芳綸編織加強層，芳綸的連續(xù)使用溫度范圍為-196℃～204℃，強度高，是鋼絲的5～6倍，加強了電纜的強度，避免因扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致線芯受損、開裂現(xiàn)象，從而保證電纜扭轉(zhuǎn)時不開裂、不損傷，以延長電纜使用壽命。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種光電復(fù)合耐扭曲中壓風(fēng)能電纜及其制備方法
本專利技術(shù)屬于電纜領(lǐng)域，具體涉及一種光電復(fù)合耐扭曲中壓風(fēng)能電纜及其制備方法。
技術(shù)介紹
隨著風(fēng)電市場的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機組容量逐年加大，單機容量提高到兆瓦級，由此可見，與風(fēng)機配套使用的大功率中壓風(fēng)能電纜也有很大市場。風(fēng)能電纜安裝敷設(shè)于塔筒內(nèi)，且使用環(huán)境惡劣、人煙稀少，除對電纜的抗拉、耐寒、耐扭曲等性能有著很高的要求外，對系統(tǒng)監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸也有很高要求，以保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行。而現(xiàn)有技術(shù)存在的問題在于：現(xiàn)有中壓風(fēng)力電纜僅限于實現(xiàn)電能傳輸。
技術(shù)實現(xiàn)思路
專利技術(shù)目的：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供了一種光電復(fù)合耐扭曲中壓風(fēng)能電纜，保證電纜耐寒性好、抗拉強度高、耐扭曲性好、使用壽命長的同時，通過自身系統(tǒng)線路資源，并兼具光纜的特點及功能、實現(xiàn)系統(tǒng)運行監(jiān)測，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行。技術(shù)方案：一種光電復(fù)合耐扭曲中壓風(fēng)能電纜，包括纜芯、成纜包帶層、內(nèi)護套層、芳綸編織層和外護套層，所述纜芯外依次包覆成纜包帶層、內(nèi)護套層、芳綸編織層和外護套層；所述纜芯由三根電力傳輸線芯和三根地線芯及光纖單元絞合組成；成纜節(jié)距不大于10倍，采用無紡布扎緊，防止松散；所述內(nèi)護套、外護套均采用CPE材料，具有良好的阻燃、耐寒、耐油、耐酸堿、耐候、耐化學(xué)藥品等性能，且柔韌性好，加工方便，成本低。所述電力傳輸線芯由鍍錫絞合導(dǎo)體層、半導(dǎo)電布帶層、導(dǎo)體屏蔽層、乙丙橡膠絕緣層、絕緣屏蔽層、芳綸編織層組成；所述鍍錫絞合導(dǎo)體層采用先同向束絲再同向復(fù)絞工藝制成；所述鍍錫絞合導(dǎo)體層外依次包覆半導(dǎo)電布帶層、導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層和芳綸編織層；所述地線芯由鍍錫絞合導(dǎo)體層、半導(dǎo)電層和芳綸編織層組成；所述鍍錫絞合導(dǎo)體層采用先同向束絲再同向復(fù)絞工藝制成；所述鍍錫絞合導(dǎo)體層外依次包覆有半導(dǎo)電層和芳綸編織層；所述光纖單元由纖芯、包層、涂覆層和緊套層組成；所述纖芯外依次包覆包層、涂覆層和緊套層。作為優(yōu)化：所述鍍錫絞合導(dǎo)體層采用5類鍍錫銅絲先同向束絲再同向復(fù)絞而成，束絲節(jié)距控制在20倍以下，復(fù)絞節(jié)距控制在10～13倍，導(dǎo)體外徑小、表面光滑圓整且柔軟度極好，避免導(dǎo)體因先同向束再反向復(fù)絞而成導(dǎo)體表面間隙大，至絕緣電阻較差、易擊穿且外徑較大，不利于更小空間的安裝敷設(shè)；在導(dǎo)體外繞包有半導(dǎo)電布帶，以提高電纜電纜電氣絕緣性能。作為優(yōu)化：所述導(dǎo)體屏蔽層和絕緣屏蔽層均采用以EPDM為基料的半導(dǎo)電材料，不僅絕緣性能好，材料柔軟性好，而且機械強度高。作為優(yōu)化：所述內(nèi)護套層和外護套層均采用自制的耐寒-40℃的氯化聚乙烯材料，成本低，加工方便，且阻燃、耐寒、耐油、耐酸堿、耐候、耐化學(xué)藥品等性能優(yōu)異。一種所述的光電復(fù)合耐扭曲中壓風(fēng)能電纜的制備方法，包括如下步驟：(1)鍍錫銅導(dǎo)體生產(chǎn)：銅導(dǎo)體連鑄連軋→銅桿拉絲→細(xì)拉退火→鍍錫→束絲→復(fù)絞；將銅錠或銅板經(jīng)過熔化爐、保溫爐后經(jīng)連鑄連軋工藝形成8mm硬銅桿，然后將此硬銅桿經(jīng)過大拉機拉制成絲徑為1.2mm的銅絲，然后再經(jīng)小拉機將1.2mm銅絲拉制成需要的絲徑，再經(jīng)退鍍機退火鍍錫即可，鍍錫后單絲符合GB/T4910-2009規(guī)定的TXR型鍍錫圓銅線要求；再由若干根鍍錫單絲左向束絲，束絲節(jié)距控制在20倍以下，束絲后的股線再左向復(fù)絞，復(fù)絞節(jié)距控制在10～13倍，絞合后的導(dǎo)體應(yīng)符合GB/T3956-2008要求，絞合后的導(dǎo)體需繞包半導(dǎo)電布帶，復(fù)絞、繞包同時進行；(2)光單元生產(chǎn)流程：光纖拉絲→光纖涂覆→光纖著色→光纖套塑→光纖、加強件成纜→光單元護套；光纖拉絲采用光纖預(yù)制棒在高溫爐中加溫軟化，拉成長絲：預(yù)制棒拉絲的過程要在無塵恒溫的環(huán)境下進行，預(yù)制棒由送料機構(gòu)勻速送至加溫爐，加溫爐溫度控制在1900～2100℃，預(yù)制棒尖端加熱到一定溫度時粘度變低，靠自身重量下垂變細(xì)而成纖維，纖維線徑必須經(jīng)過激光束測量線徑儀精密監(jiān)測，后拉到牽引輥繞到卷筒上；拉制成絲的光纖表面可能形成小裂紋，使光纖強度降低，所以光纖必須進行涂覆，涂覆的材料一般采用硅酮樹脂或丙烯酸酯類材料，經(jīng)過涂覆的光纖表面得到保護；如光纖需要顏色區(qū)分時，則需對光纖進行著色處理并對著色層進行UV固化，防止在生產(chǎn)過程或使用中彎曲、扭曲等情況下著色層脫落；光單元護套采用擠包方式制成，材料采用耐寒聚烯烴材料；(3)絕緣線芯生產(chǎn)流程，三層共擠：內(nèi)屏蔽層、絕緣層、外屏蔽層擠出→硫化；絕緣采用先進的三層共擠設(shè)備擠出，內(nèi)模配模＝導(dǎo)體外徑+(0.1～0.3)mm、中模配模為一固定尺寸、外模配模公式＝成品外徑+(-0.2～0.3)，生產(chǎn)速度控制在20～25m/min，蒸汽壓力為1.2～1.5Mpa，蒸汽自動補償保證蒸汽壓力恒定；(4)芳綸編織：芳綸股線經(jīng)并絲機復(fù)繞至編織錠子上，再通過32錠或36錠編織機進行編織，編織角度一般控制在35～50℃，編織層應(yīng)均勻連續(xù)無漏錠；(5)成纜工序生產(chǎn)流程：根據(jù)該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需求，將電力傳輸線芯、地線芯、光纖單元按照一定的排序、絞合方向及節(jié)距絞合成纜芯，按光纖單元在中間，電力線芯和地線芯相互間隔排列四周的結(jié)構(gòu)絞合，纜芯使用無紡布扎緊；(6)內(nèi)、外護套生產(chǎn)流程：通過專業(yè)的橡膠擠出設(shè)備擠出，模芯配模公式＝線芯外徑+(0.3～1.0)mm、模套配模公式＝成品外徑+(-0.2～0.3)mm，生產(chǎn)速度控制在5～8m/min，蒸汽壓力1.3～1.5Mpa，蒸汽自動補償保證蒸汽壓力恒定；(7)印字：印字和外護套工序一起進行，可采用噴碼機噴印，印字內(nèi)容包括“廠名、型號、電壓等級、規(guī)格、米標(biāo)”，印字經(jīng)沾水棉布輕擦10次仍清晰可辨；(8)出廠檢驗：對電纜結(jié)構(gòu)尺寸、導(dǎo)體電阻、局部放電、交流耐壓、絕緣電阻、光纖衰減進行檢測；(9)包裝入庫。有益效果：本專利技術(shù)提供了一種光電復(fù)合耐扭曲中壓風(fēng)能電纜，電纜中引入光纖結(jié)構(gòu)，可以更好的用作信號傳輸，并通過自身系統(tǒng)線路資源，兼具光纜的特點及功能、實現(xiàn)系統(tǒng)運行監(jiān)測，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行。本專利由于導(dǎo)體結(jié)構(gòu)采用5類鍍錫銅絲先同向束絲再同向復(fù)絞而成，束絲節(jié)距控制在20倍以下，復(fù)絞節(jié)距控制在10～13倍，導(dǎo)體外徑小、表面光滑圓整且柔軟度極好，避免導(dǎo)體因先同向束再反向復(fù)絞而成導(dǎo)體表面間隙大，至絕緣電阻較差、易擊穿且外徑較大，不利于更小空間的安裝敷設(shè)；復(fù)絞同時繞包半導(dǎo)電布帶，保證電纜電氣絕緣性能。本專利電力傳輸線芯和地線芯外均采用芳綸編織加強層，芳綸的連續(xù)使用溫度范圍為-196℃～204℃，且強度很高，是鋼絲的5～6倍，大大的加強了電纜的強度，避免因扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致線芯受損、開裂現(xiàn)象，從而保證電纜扭轉(zhuǎn)時不開裂、不損傷，以延長電纜使用壽命。所述的本專利電纜采用光電復(fù)合結(jié)構(gòu)，光纖單元在電纜可以起到數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)監(jiān)控的作用，且光纖結(jié)構(gòu)在電纜的中心部位，合理的利用了電纜的空隙，不會造成外徑和成本的增加，同時基于電纜的機構(gòu)，對光纖起到保護作用，防止光纖受到機械損傷等。光纖通信具有高速、穩(wěn)定、可靠、抗干擾能力強等優(yōu)點，兼具光纜的特點及功能、實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、系統(tǒng)運行監(jiān)測作用，用于數(shù)據(jù)傳輸，具有傳輸容量大、傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸質(zhì)量不會受電磁干擾。將光纖引入電纜之中，不僅實現(xiàn)信號傳輸及系統(tǒng)檢測，還可實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)向智能電網(wǎng)的并入，極大的提高了電能轉(zhuǎn)換量，惠國利民。綜上所述，本專利特點如下：1.特殊的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高導(dǎo)體表面質(zhì)量及柔軟性，彎曲半徑不大本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種光電復(fù)合耐扭曲中壓風(fēng)能電纜，其特征在于：包括纜芯、成纜包帶層、內(nèi)護套層、芳綸編織層和外護套層，所述纜芯外依次包覆成纜包帶層、內(nèi)護套層、芳綸編織層和外護套層；所述纜芯由三根電力傳輸線芯和三根地線芯及光纖單元絞合組成；所述電力傳輸線芯由鍍錫絞合導(dǎo)體層、半導(dǎo)電布帶層、導(dǎo)體屏蔽層、乙丙橡膠絕緣層、絕緣屏蔽層、芳綸編織層組成；所述鍍錫絞合導(dǎo)體層采用先同向束絲再同向復(fù)絞工藝制成；所述鍍錫絞合導(dǎo)體層外依次包覆半導(dǎo)電布帶層、導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層和芳綸編織層；所述地線芯由鍍錫絞合導(dǎo)體層、半導(dǎo)電層和芳綸編織層組成；所述鍍錫絞合導(dǎo)體層采用先同向束絲再同向復(fù)絞工藝制成；所述鍍錫絞合導(dǎo)體層外依次包覆有半導(dǎo)電層和芳綸編織層；所述光纖單元由纖芯、包層、涂覆層和緊套層組成；所述纖芯外依次包覆包層、涂覆層和緊套層。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種光電復(fù)合耐扭曲中壓風(fēng)能電纜，其特征在于：包括纜芯、成纜包帶層、內(nèi)護套層、芳綸編織層和外護套層，所述纜芯外依次包覆成纜包帶層、內(nèi)護套層、芳綸編織層和外護套層；所述纜芯由三根電力傳輸線芯和三根地線芯及光纖單元絞合組成；所述電力傳輸線芯由鍍錫絞合導(dǎo)體層、半導(dǎo)電布帶層、導(dǎo)體屏蔽層、乙丙橡膠絕緣層、絕緣屏蔽層、芳綸編織層組成；所述鍍錫絞合導(dǎo)體層采用先同向束絲再同向復(fù)絞工藝制成；所述鍍錫絞合導(dǎo)體層外依次包覆半導(dǎo)電布帶層、導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層和芳綸編織層；所述地線芯由鍍錫絞合導(dǎo)體層、半導(dǎo)電層和芳綸編織層組成；所述鍍錫絞合導(dǎo)體層采用先同向束絲再同向復(fù)絞工藝制成；所述鍍錫絞合導(dǎo)體層外依次包覆有半導(dǎo)電層和芳綸編織層；所述光纖單元由纖芯、包層、涂覆層和緊套層組成；所述纖芯外依次包覆包層、涂覆層和緊套層；所述的光電復(fù)合耐扭曲中壓風(fēng)能電纜的制備方法，包括如下步驟：(1)鍍錫銅導(dǎo)體生產(chǎn)：銅導(dǎo)體連鑄連軋→銅桿拉絲→細(xì)拉退火→鍍錫→束絲→復(fù)絞；將銅錠或銅板經(jīng)過熔化爐、保溫爐后經(jīng)連鑄連軋工藝形成8mm硬銅桿，然后將此硬銅桿經(jīng)過大拉機拉制成絲徑為1.2mm的銅絲，然后再經(jīng)小拉機將1.2mm銅絲拉制成需要的絲徑，再經(jīng)退鍍機退火鍍錫即可，鍍錫后單絲符合GB/T4910-2009規(guī)定的TXR型鍍錫圓銅線要求；再由若干根鍍錫單絲左向束絲，束絲節(jié)距控制在20倍以下，束絲后的股線再左向復(fù)絞，復(fù)絞節(jié)距控制在10～13倍，絞合后的導(dǎo)體應(yīng)符合GB/T3956-2008要求，絞合后的導(dǎo)體需繞包半導(dǎo)電布帶，復(fù)絞、繞包同時進行；(2)光單元生產(chǎn)流程：光纖拉絲→光纖涂覆→光纖著色→光纖套塑→光纖、加強件成纜→光單元護套；光纖拉絲采用光纖預(yù)制棒在高溫爐中加溫軟化，拉成長絲：預(yù)制棒拉絲的過程要在無塵恒溫的環(huán)境下進行，預(yù)制棒由送料機構(gòu)勻速送至加溫爐，加溫爐溫度控制在1900～2100℃，預(yù)制棒尖端加熱到一定溫度時粘度變低，靠自身重量下垂變細(xì)而成纖維，纖維線徑必須經(jīng)過激光束測量線徑儀精密監(jiān)測，后拉到牽引輥繞到卷筒上；拉制成絲的光纖表面可能形成小裂紋，使光纖強度降低，所以光纖必須進行涂覆，涂覆的材料采用硅酮樹脂或...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉鳳勤，陳暉，徐鵬飛，皇鳳娟，沈陽陽，
申請(專利權(quán))人：中天科技裝備電纜有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32