CN201237932Y - 一种新型风力发电机用电缆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型风力发电机用电缆包括导电线芯、挤包在线芯外层的绝缘层以及挤包在绝缘层外的护套，所述线芯由高强度纤维绳与多股镀锡铜线束绞形成，线芯为多根并列设置，每根线芯外各自包裹有绝缘层。本实用新型电缆的线芯由高强度纤维绳与多股镀锡细铜线束绞形成，高强度纤维绳可选用碳纤维复合材料或芳纶纤维复合材料制成，因此大大提高了电缆的抗扭转性能和抗拉性能；绝缘层采用高弹性模数乙丙橡胶或硅橡胶材料制成，具有很高的耐热性能和优异的耐寒性能；护套选用氯化聚乙烯橡胶材料制成，具有优异的抗热氧老化性、抗臭氧性及耐候性，同时具有阻燃、耐油、耐化学药品等优良性能，拉伸强度和断裂伸长率高。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种新型风力发电机用电缆，属于输电设施技术领域。
背景技术：
2007年8月，国家发改委制定了《可再生能源中长期规划》，把风能发电列入重点发展目标之一，2007年新增风电装机328万千瓦，成为仅次于美国、西班牙风电增长最快的市场之一。截止2007年底，我国累计安装风电机组6458台，装机589万千瓦，位居世界第五位。中国风能资源丰富，我国可开发的风能总储量约有43.5亿千瓦，其中可开发和利用的陆地上风能储量有6亿到10亿千瓦，近海风能储量有1亿到2亿千瓦，共计约7亿到12亿千瓦，发展潜力巨大。我国风能发电已经开始进入大规模建设的新时代，到2010年，风力发电将从目前的605万千瓦增加到2000万千瓦，并在五年之内，我国的风力发电量将达到世界第一位。
随着风力发电的发展，自2007年，国内电缆行业都在大力开发风能发电专用电缆，国内目前开发的上述风能电缆，虽然都能在风能发电机组上使用，但从这些风能电缆上采用的结构、材料来看，这些风能电缆的结构和材料与普通电缆的结构、材料基本没有多大的差别，主要问题在于不能达到电缆扭转试验的要求(GJB1916中第4.5.13规定的试验方法)和电缆抗拉强度试验的要求。所谓耐扭性能是指：风力发电设备在运行中，随着风向的改变，发电机风叶的方向也在不断的调整，以达到最佳的发电效果，与发电机相连的配电电缆也随着发电机的风叶转动发生扭转，这就要求电缆在扭转过程中能保持电缆基本性能不受影响或破坏，线芯不能发生断裂，绝缘和护套不能变形或开裂；所谓抗拉性能是指：风力发电设备机组都是安装在高度几十米到一百多米高的塔架上的机仓里，也就是说，风能专用电缆使用时的悬空高度有几十米到一百多米，这就要求电缆具有较强的抗拉性能。另外，根据使用环境的不同，对风能专用电缆的性能还有更多的要求，如在东南沿海海上使用的电缆，需具有很强的耐盐雾性能和耐湿性能，对用在沙漠地区的风能电缆，需具有优异的耐高低温性能和抗紫外线性能等。
实用新型内容：
为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种新型风力发电机用电缆，具有很好的抗扭转及抗拉的性能，同时也具有很好的耐盐雾、耐湿、耐高低温性能，完全能满足风力发电机组对电缆可长期使用的要求。
本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：
一种风力发电专用电缆，包括线芯、包裹在线芯外层的绝缘层以及包裹在绝缘层或缆芯外的护套，所述线芯由高强度纤维绳与多股镀锡铜线束绞形成，线芯在护套内为多根并列绞合设置，每根线芯外各自包裹有绝缘层。
所述高强度纤维绳由碳纤维复合材料或芳纶纤维复合材料制成。
本实用新型的结构特点也在于：
在护套的内层与各绝缘层的外层之间设置有填充条。
所述绝缘层为高弹性模数乙丙橡胶或硅橡胶绝缘层。
所述护套为氯化聚乙烯橡胶护套。
与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：
本实用新型电缆的线芯由高强度纤维绳与多股镀锡细铜线束绞形成，高强度纤维绳可选用碳纤维复合材料或芳纶纤维复合材料制成，因此大大提高了电缆的抗扭转性能和抗拉性能；绝缘层采用硅橡胶或高弹性模数乙丙橡胶材料，硅橡胶材料具有很高的耐热性能和优异的耐寒性能，优良的电绝缘性能，耐老化性能和耐吸水性能，长期允许工作温度达到180℃，可在-60℃及以上的低温环境下使用；高弹性模数乙丙橡胶绝缘材料具有卓越的电绝缘性能，优异的耐老化性能和耐低温性能，长期允许工作温度达到90℃，可在-40℃及以上的低温环境下使用；护套采用氯化聚乙烯混合橡胶，该橡胶是作为风能电缆护套的最佳材料，具有优异的抗热氧老化性、抗臭氧性及耐候性，同时具有阻燃、耐油、耐化学药品等优良性能，拉伸强度和断裂伸长率高。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图。
图中标号：1-1、高强度纤维绳，1-2、镀锡铜线，2、绝缘层，3、填充条，4、护套。
以下通过具体实施方式，并结合附图对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式：
非限定实施例如下：
实施例：参见图1，本实施例的新型风力发电机用电缆，包括线芯，包裹在线芯外层的绝缘层2，线芯由高强度纤维绳1-1与多股镀锡铜线1-2束绞形成，高强度纤维绳可选用碳纤维复合材料或芳纶纤维复合材料制成，碳纤维的最突出的特点是：高强度、高模量、密度小，柔软又具有耐腐蚀、不生锈和优良的耐候性能，长期使用后还具有良好的拉伸疲劳性能，不会有残余应变现象的发生，在高温和低温环境中线膨胀系数小，摩擦系数小，导电性高，性能稳定，拉伸强度可达到4900Mpa，是钢丝的几倍及至十几倍。采用此种线芯可以大大提高风能电缆抗扭转力和抗拉力的性能，同时也提高了电力电缆的导电性能。芳纶纤维复合材料的特点是：高强度、高模量、密度小、重量轻，柔软又具有耐腐蚀、耐高温、柔韧性强和优良的耐候性能，强度是钢纤维的5-6倍，用它作为导电线芯的加强芯，也可提高线芯的抗扭转和抗拉性能。图1所示，线芯在护套4内为多根并列绞合设置，每根线芯为各自包裹有绝缘层2，在护套4的内层与各绝缘层2的外层之间设置有填充条3，填充条3为阻燃填充条。
具体实施时，绝缘层2可选用高弹性模数乙丙橡胶或硅橡胶材料制成，硅橡胶材料具有很高的耐热性能和优异的耐寒性能，优良的电绝缘性能，耐老化性能和耐吸水性能，长期允许工作温度达到180℃；高弹性模数乙丙橡胶绝缘材料具有卓越的电绝缘性能，优异的耐老化性能和耐低温性能，长期允许工作温度达到90℃。
护套4可选用氯化聚乙烯橡胶材料制成，氯化聚乙烯橡胶是作为风能电缆护套的最佳材料，其具有优异的抗热氧老化性、抗臭氧性及耐候性，同时具有阻燃、耐油、耐化学药品等优良性能，拉伸强度和断裂伸长率高。
本实用新型电缆的技术性能指标：可工作温度范围：采用硅橡胶绝缘：-60～+180℃，短时间允许达到250℃；采用高弹性模数乙丙橡胶绝缘：-40～+90℃，短时间允许达到250℃；抗扭转试验：扭转速率为：12~14r/min，最大扭转角度为：+/-180°/米；悬空高度最大100米，电缆不拉断。
Claims (4)
1、一种新型风力发电机用电缆，包括线芯、包裹在线芯外的绝缘层(2)以及包裹在绝缘层或缆芯外的护套(4)，其特征在于，所述线芯由高强度纤维绳(1-1)与多股镀锡铜线(1-2)束绞形成，线芯在护套内为多根并列绞合设置，每根线芯外各自包裹有绝缘层。
2、根据权利要求1所述的一种新型风力发电机用电缆，其特征在于，在护套的内层与各绝缘层的外层之间设置有填充条(3)。
3、根据权利要求1所述的一种新型风力发电机用电缆，其特征在于，所述绝缘层(2)为高弹性模数乙丙橡胶或硅橡胶绝缘层。
4、根据权利要求1所述的一种新型风力发电机用电缆，其特征在于，所述护套(4)为氯化聚乙烯橡胶护套。
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