專利名稱：抗風雪絕緣集束電纜的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電力電纜技術領域，涉及一種抗風雪絕緣集束電纜。
背景技術：
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，耗資相對較多。
架空絕緣電纜系統(tǒng)為半絕緣供電系統(tǒng)，絕緣承擔部分相電壓，大部份的相電壓由空氣承擔。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，結合了裸電線與普通絕緣電纜的優(yōu)點。在電性能、安全性能、經(jīng)濟性能等方面與裸電線相比具有很多優(yōu)點(1)同傳統(tǒng)的裸電線相比，絕緣層具有較強的耐候性和抗機械損傷能力，避免了線芯的氧化腐蝕及外部機械損傷，提高了電氣運行的穩(wěn)定性，使用壽命更長。(2)架空絕緣電纜運行費用低，架設方便、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線，就會更加方便，可以為工程建設節(jié)省大量的資金。
目前，世界上許多國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)增加了導線的金屬消耗和線路電能損耗。(2)在張力作用下各導線的絕緣層受壓，受力不均，致使其組合抗拉斷力明顯降低。(3)生產(chǎn)用設備多，工序流程長，成本高。(4)使用時，分裂跨接困難。
在沿海地區(qū)臺風較多，而北方地方，每年的風雪天氣也很長，對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中被風刮斷，或被大雪壓斷，電力中斷，給當?shù)乜篂淖跃?、工農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來很大的困難。為此近幾年來，國內(nèi)許多城市、農(nóng)村開始大量安裝使用集束絕緣電纜，其是將多根絕緣導線組成的絕緣導線束，直接架設在桿塔之間。這種集束絕緣電纜有利提供電纜的抗負荷能力。但由于電力需求的增長，導致電力線路上電線桿設計載荷逐漸增長，引起設備成本增大。設計負載在很大程度上依賴于在線上的風力負載。因此減少電線上風的載荷來達到減小設計負荷，是減小線路設備成本增加的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術技術問題是要提供一種低損耗、抗拉力強、便于安裝且方便生產(chǎn)的多根絕緣電纜組成的抗風雪絕緣集束電纜。
解決本實用新型技術問題所采用的技術方案是該抗風雪絕緣集束電纜包括金屬導體，其特征在于在金屬導體外有絕緣層，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成一體。
眾所周知減少風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載荷，所以將同樣的原理應用在電纜方面，當電纜彎曲的表面很光滑時，產(chǎn)生的渦流就會靠近彎曲的表面。為了減小氣流沿邊界對彎曲表面的剪切力，就需減輕邊界的風速，轉(zhuǎn)換向下風的接觸點，從而轉(zhuǎn)換向下風產(chǎn)生的渦流的個數(shù)，使減小向上風和向下風之間的壓力不同，最終實現(xiàn)減小風載荷。本實用新型就是采用了此減少風力的原理，通過絕緣層表面的絕緣凸脊減輕邊界的風速，轉(zhuǎn)換向下風的接觸點，從而轉(zhuǎn)換向下風產(chǎn)生的渦流的個數(shù)，使減小向上風和向下風之間的壓力不同，達到最終實現(xiàn)減小風載荷。具有可以減小絕緣電纜表面所受風阻力和減小積雪附著在絕緣表面的功能


以下結合實施例附圖，對本實用新型作進一步的詳細描述。
圖1為抗風雪絕緣集束電纜單根絕緣線芯示意圖圖2為呈“一字型”結構的抗風雪二芯絕緣線芯集束電纜示意圖圖3為呈“一字型”結構的抗風雪三芯絕緣線芯集束電纜示意圖圖4為呈“△角型”結構的抗風雪三芯絕緣線芯集束電纜示意圖圖5為呈“△角型”結構的抗風雪三芯絕緣線芯集束電纜示意圖圖6為呈“一字型”結構的抗風雪四芯絕緣線芯集束電纜示意圖圖7為呈“□字型”結構的抗風雪四芯絕緣線芯集束電纜示意圖圖8為呈“△角型”結構的抗風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-金屬導體具體實施方式
本實用新型包括金屬導體(4)，金屬導體(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)連結成一體?？癸L雪絕緣集束電纜的金屬導體(4)材料可以采用銅、鋁和鋁合金，導電線芯可生產(chǎn)成銅絞線、鋁絞線、鋁合金絞線、銅合金絞線或銅包鋼絞線，另外對于敷設跨度較大的集束電纜，其導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構。對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，仍具有很好的光老化性能，仍可阻止粒徑(即波長)為300～400nμ的光子進入高分子絕緣之中，從而不致使碳氫健折斷和絕緣裂解，致使絕緣加速老化。
抗風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。抗風雪絕緣集束電纜的每個絕緣線芯而言，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)是由設計風速、絕緣半徑(r)所決定。一般情況下導體標稱截面的范圍為1.5～800mm2，導體半徑(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。
抗風雪絕緣集束電纜的絕緣凸脊的數(shù)量(n)是由設計風速、絕緣半徑(r)所決定。一般情況下導體標稱截面的范圍為1.5～800mm2，導體半徑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。
抗風雪絕緣集束電纜使用于低壓電網(wǎng)模式，其主要特點是使用于架空電纜的主干線和分支線。
抗風雪絕緣集束電纜由兩個絕緣線芯組成二線形式(見附圖2)，呈“一字型”結構排列，可用于水平敷設的絕緣集束電纜；抗風雪絕緣集束電纜由三個絕緣線芯組成三線絕緣集束電纜(見附圖3、4、5)，對于三線絕緣集束電纜，可以設計為三根絕緣線芯在一條直線上，呈“一字型”結構排列(見附圖3)；絕緣線芯也可設計成“△角型”結構排列(見附圖4、5)，對于附圖4這種結構，在實際生產(chǎn)中比較容易，所以電纜生產(chǎn)廠家常選用此結構，同時也可根據(jù)敷設的需要將其展開呈“一字型”。抗風雪集束絕緣電纜由三個絕緣線芯組成三線絕緣集束電纜，當在低壓配電網(wǎng)使用時，其用于三相三線制；抗風雪絕緣集束電纜由四個絕緣線芯組成四線絕緣集束電纜(見附圖6、7、8)，對于四線絕緣集束電纜，可以設計為四根絕緣線芯在一條直線上，呈“一字型”結構排列；絕緣線芯也可設計呈“□字型”結構排列；絕緣線芯也可設計成“△角型”結構排列；抗風雪絕緣集束電纜由四個絕緣線芯組成四線絕緣集束電纜，當在低壓配電網(wǎng)使用時，其用于三相四線制。可以根據(jù)使用場低年風力的情況，對于呈“□字型”的絕緣集束電纜，在設計中，可以背風面的左下方電纜導電線芯截面大小、絕緣厚度設計小于其他絕緣線芯，同時，其表面的絕緣凸脊的弓形高度(h)相對其他絕緣線芯要小，且絕緣凸脊數(shù)量要多；對于“△角型”絕緣集束電纜，在設計中，主要使用于大跨度敷設方面，可以將呈“△角型”的中心線芯設計為鋼絲，其中鋼絲主要作用是用來增強電纜的抗張能力。同時，在設計中，也將呈“△角型”的中心線芯的截面大小、絕緣厚度設計小于其他絕緣線芯，其表面的絕緣凸脊的弓形高度(h)相對其他絕緣線芯要小，且絕緣凸脊數(shù)量要多；抗風雪絕緣集束電纜由四根絕緣導線對稱分布截面呈“□字型”，在集束絕緣電纜形成的中間空隙中，因為沒有風形成的渦流，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。
本實用新型的優(yōu)點在于該絕緣集束電纜每個絕緣線芯表面的絕緣凸脊(1)具有減小風壓的作用，同時，其絕緣凸脊具有減小積雪的作用。同時，由于導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線抗拉斷力之和，平行集束導線的生產(chǎn)一次成型(即一次擠出三根或四根)，效率高，成本低，與絞合成纜式結構相比，平行集束導線結構簡單，生產(chǎn)工藝大簡化，易形成規(guī)模生產(chǎn)。同時，在中低壓配電網(wǎng)中應用，其具有在降損、節(jié)資、擴容、安全等方面呈現(xiàn)很好的效果。
權利要求1.一種抗風雪絕緣集束電纜，包括金屬導體(4)，其特征在于在金屬導體(4)外有絕緣層(2)，絕緣層(2)的表面為絕緣凸脊(1)。
2.根據(jù)權利要求1所述的抗風雪絕緣集束電纜，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)連結成一體。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的抗風雪絕緣集束電纜，其特征在于絕緣集束電纜的金屬導體(4)材料可以采用銅、鋁或鋁合金，導電線芯可生產(chǎn)成銅絞線、鋁絞線、鋁合金絞線、銅合金絞線或銅包鋼絞線，另外對于敷設跨度較大的集束電纜，其導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構。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的抗風雪絕緣集束電纜，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)權利要求1或2所述的抗風雪絕緣集束電纜，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)權利要求5所述的抗風雪絕緣集束電纜，其特征在于導體標稱截面的范圍為1.5～800mm2，導體半徑(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，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。
7.根據(jù)權利要求2所述的抗風雪絕緣集束電纜，其特征在于兩個絕緣線芯組成二線形式，呈“一字型”結構排列，三個絕緣線芯組成三線絕緣集束電纜，可以設計為三根絕緣線芯在一條直線上，呈“一字型”結構排列，或設計成“△角型”結構排列，四個絕緣線芯組成四線絕緣集束電纜，可以設計為四根絕緣線芯在一條直線上，呈“一字型”結構排列，或呈“△角型”結構的結構排列或絕緣線芯可設計成“□字型”結構排列。
8.根據(jù)權利要求7所述的抗風雪絕緣集束電纜，其特征在于對于由四個絕緣線芯組成四線絕緣集束電纜，當在低壓配電網(wǎng)使用時，其用于三相四線制，對于“□字型”絕緣集束電纜，在背風面的左下方電纜導電線芯截面大小、絕緣厚度小于其他絕緣線芯，同時，其表面的絕緣凸脊的弓形高度(h)相對其他絕緣線芯要小，且絕緣凸脊數(shù)量要多，對于“△角型”絕緣集束電纜，在設計中，主要使用于大跨度敷設方面，可以將“△角型”中心線芯設計為鋼絲，“△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)相對其他絕緣線芯要小，且絕緣凸脊數(shù)量要多。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的抗風雪絕緣集束電纜，其特征在于四根絕緣導線對稱分布截面呈“□字型”的結構排列，在絕緣集束電纜形成的中間空隙中，因為沒有風形成的渦流，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)權利要求1或2所述的抗風雪絕緣集束電纜，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。
專利摘要本實用新型屬于電力電纜技術領域，涉及一種抗風雪絕緣集束電纜。它包括金屬導體，在金屬導體外有絕緣層，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成一體。本實用新型的優(yōu)點在于該絕緣集束電纜每個絕緣線芯表面的絕緣凸脊具有減小風壓的作用和減小積雪附著在絕緣表面的作用。同時，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，平行集束電纜結構簡單，生產(chǎn)工藝大簡化，易形成規(guī)模生產(chǎn)。同時，在中低壓配電網(wǎng)中應用，其具有在降損、節(jié)資、擴容、安全等方面呈現(xiàn)很好的效果。
文檔編號H01B7/17GK2650297SQ0322754
公開日2004年10月20日 申請日期2003年5月6日 優(yōu)先權日2003年5月6日
發(fā)明者劉堅棟, 杜新梅, 劉軍 申請人:新疆特變電工股份有限公司