專利名稱：真空電力電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空電力電纜，具體涉及一種以真空為主要絕緣，并采用固 體絕緣支撐的真空電力電纜。屬于電力傳輸領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前電力電纜絕大部分采用以石油為原料的聚烯烴絕緣，隨著石油的逐步枯 竭，其價(jià)格將進(jìn)一步上升。另外，隨著銅資源的不斷緊缺，電力電纜導(dǎo)體以鋁代 銅漸成一趨勢(shì)，但用鋁線后要增加絕緣材料用量。另一種為壓縮氣體絕緣電纜，又稱管道充氣電纜，是在內(nèi)外兩個(gè)圓管之間充 以一定壓力(一般為0.2—0.5MPa )的SF6氣體。內(nèi)圓管為導(dǎo)電芯，由固體絕緣 墊片每隔一定距離支撐在外圓管內(nèi)。外圓管既作為SF6氣體介質(zhì)的壓力容器，又 作為電纜的外護(hù)層。(見《電線電纜手冊(cè)》第一冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，2001)。但 從環(huán)境保護(hù)角度看，SF6氣體是一種溫室效應(yīng)氣體，它對(duì)地球溫暖化系數(shù)是C02 的24900倍，而且SF6的分子結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，其壽命長(zhǎng)達(dá)3200年。從全球環(huán)境保 護(hù)出發(fā)，《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約京都協(xié)定書》規(guī)定，到2030年將禁止SF6氣 體的使用。若能開發(fā)一種采用真空作為絕緣的電纜，則可因在真空下運(yùn)行不存在氧化和 電場(chǎng)老化問題使電纜壽命大幅度提高，又可節(jié)材、節(jié)能、環(huán)保。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有電力電纜的不足，提供一種真空電力電纜，該電 纜耗材少、成本低，可大幅度提高其壽命，適用于中、高電壓等級(jí)。為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明的真空電力電纜包括導(dǎo)電芯，外層密封管及中間 絕緣層，所述中間絕緣層由真空及固體絕緣支撐構(gòu)成，輪轂式結(jié)構(gòu)的固體絕緣支 撐均勻分段設(shè)置在導(dǎo)電芯和外層密封管之間，以避免導(dǎo)電芯和外層密封管相碰； 真空作為主體絕緣，其真空度高于1.33Xl(^Pa。
本發(fā)明中，固體絕緣支撐為一種無(wú)機(jī)硅酸鹽材料或工程塑料，采用分段式設(shè) 置，分段起支撐作用。本發(fā)明中，外層密封管為鋼管、鋁管或鋁塑復(fù)合管，可為剛性管與可撓性管 兩種，剛性管的連接采用機(jī)械可拆和焊接兩種方式，可撓性管采用連續(xù)波紋管形 式。所述鋼管、鋁管的外部涂覆防腐涂層。在本發(fā)明所述電纜的終端或中間部分設(shè)置真空閥與監(jiān)控裝置。真空是一種很好的零價(jià)絕緣介質(zhì)，真空度為10—M(^Pa，電極為鋁、銅時(shí)，其 擊穿場(chǎng)強(qiáng)為40—50kV/mm，比聚乙烯、聚四氟乙烯的擊穿場(chǎng)強(qiáng)高得多。電纜在運(yùn) 行過(guò)程中如產(chǎn)生帶電粒子，當(dāng)導(dǎo)電芯電流足夠大時(shí)，則此帶電粒子在電纜中電、 磁場(chǎng)作用下是沿軸向運(yùn)動(dòng)，具有磁自絕緣功能。本發(fā)明真空電力電纜的導(dǎo)熱形式主要為輻射，在支撐絕緣處則為傳導(dǎo)導(dǎo)熱。本發(fā)明電纜可制成高、中壓電力電纜，特別是高壓電力電纜，中壓電纜可做 成多芯結(jié)構(gòu)，并可做成分段裝配剛性型和連續(xù)巻繞型。本發(fā)明的真空電力電纜在應(yīng)用于35kV及以上電壓等級(jí)時(shí)，其固體絕緣支撐應(yīng) 進(jìn)行電場(chǎng)計(jì)算與外形設(shè)計(jì)，以取得最佳表面尺寸。本發(fā)明電纜以真空為主要絕緣，并采用固體絕緣支撐，導(dǎo)電芯以鋁為主，外層為鋼、鋁或鋁塑復(fù)合管，適用作中、高電壓等級(jí)的電力電纜，特別適用于制造110kV及以上的高壓電纜。具有l(wèi).耗材少、成本低；2.有利于采用鋁導(dǎo)體，從而可節(jié)約價(jià)昂的銅；3.制造簡(jiǎn)便，不需高昂的制造設(shè)備與龐大的廠房；4.制造過(guò)程能耗少；5.對(duì)絕緣、導(dǎo)體無(wú)氧化和電老化問題，使電纜壽命大大提高；6.—旦擊穿，有自恢復(fù)功能；7.電容量小，因此充電電流小，傳輸距離可增大；8.介質(zhì)損耗極小，工作電壓可很高；9.傳輸容量大；IO.易制成耐火型。


圖l為本發(fā)明的真空電力電纜結(jié)構(gòu)示意圖。圖中l(wèi)一導(dǎo)電芯，2 —真空，3 —外層密封管，4一固體絕緣支撐。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。如圖1所示，本發(fā)明的真空電力電纜包括導(dǎo)電芯1，外層密封管3及中間絕 緣層，其特征在于所述中間絕緣層由真空2及固體絕緣支撐4構(gòu)成，輪轂式結(jié)構(gòu) 的固體絕緣支撐4均勻分段設(shè)置在導(dǎo)電芯1和外層密封管3之間，以避免導(dǎo)電芯 l和外層密封管3相碰；真空2作為主體絕緣，其真空度高于1.33X10^Pa。本發(fā)明中，固體絕緣支撐4采用無(wú)機(jī)硅酸鹽材料或工程塑料。本發(fā)明中，位于最里邊的導(dǎo)電芯l，材料為鋁或銅導(dǎo)體，優(yōu)選鋁導(dǎo)體。本發(fā)明中，外層密封管3為鋼管、鋁管或鋁塑復(fù)合管，可為剛性管與可撓性 管兩種，剛性管的連接采用機(jī)械可拆和焊接兩種方式，可撓性管采用連續(xù)波紋管 形式。所述鋼管、鋁管的外部涂覆防腐涂層。在本發(fā)明電纜的終端或中間部分，通過(guò)設(shè)置真空閥與監(jiān)控裝置，保證電纜內(nèi) 部真空度高于1.33X10—2Pa。在本發(fā)明電纜的終端與中間連接頭，采用無(wú)機(jī)硅酸鹽絕緣，表面金屬化后的 焊接工藝，亦可采用聚合物絕緣機(jī)械可拆密封工藝。在上述結(jié)構(gòu)的描述的基礎(chǔ)上，提供本發(fā)明的具體實(shí)施例 實(shí)施例1分段裝配型采用鋼管、鋁管或鋁塑復(fù)合管為外層密封管3，前兩者外涂防腐涂層。外層密 封管3連接方式為1、機(jī)械可拆密封方式；2、焊接方式，可用釬焊、電阻焊、 激光焊等方法。導(dǎo)電芯1為鋁或銅桿、棒，采用螺紋連接，也可在連接處用套筒壓接。導(dǎo)電 芯1與外層密封管3間采用聚四氟乙烯固體絕緣支撐4。實(shí)施例2連續(xù)巻繞型外層密封管3采用鋼帶或鋁帶縱包焊成，并軋成波紋，外涂防腐涂層。導(dǎo)電 芯l為鋁或銅絞線，采用陶瓷固體絕緣支撐4。實(shí)施例3電纜附{牛剛性真空電纜只有電纜終端頭，沒有中間連接頭；對(duì)于巻繞型電纜，則有終 端與中間連接頭。終端頭與中間連接頭皆采用陶瓷絕緣，表面金屬化后與導(dǎo)電芯、 金屬外殼采用焊接方式以保證真空密封。實(shí)施例4真空監(jiān)控在敷設(shè)好此電纜的終端或中間部位，根據(jù)電纜的不同長(zhǎng)度，設(shè)置若干個(gè)真空 監(jiān)控點(diǎn)，選用波紋管法等可靠的監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)出現(xiàn)慢性漏氣時(shí)，將立即發(fā)出聲光 報(bào)警信號(hào)，并可開啟真空閥抽氣。
權(quán)利要求
1、一種真空電力電纜，包括導(dǎo)電芯(1)，外層密封管(3)及中間絕緣層，其特征在于所述中間絕緣層由真空(2)及固體絕緣支撐(4)構(gòu)成，輪轂式結(jié)構(gòu)的固體絕緣支撐(4)均勻分段設(shè)置在導(dǎo)電芯(1)和外層密封管(3)之間，以避免導(dǎo)電芯(1)和外層密封管(3)相碰；真空(2)作為主體絕緣，其真空度高于1.33×10-2Pa。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空電力電纜，其特征在于所述固體絕緣支撐(4) 采用無(wú)機(jī)硅酸鹽材料或工程塑料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空電力電纜，其特征在于所述外層密封管(3) 為鋼管、鋁管或鋁塑復(fù)合管，所述鋼管、鋁管的外部涂覆防腐涂層。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的真空電力電纜，其特征在于，在所述電纜的終端或 中間部分設(shè)置真空閥與監(jiān)控裝置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的真空電力電纜，其特征在于所述外層密封管(3)為剛性管或可撓性管。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的真空電力電纜，其特征在于所述剛性管的連接采用 機(jī)械可拆或焊接，所述可撓性管采用連續(xù)波紋管形式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種真空電力電纜，屬于電力傳輸技術(shù)領(lǐng)域。真空電力電纜包括導(dǎo)電芯、外層密封管及中間絕緣層，其特征在于所述中間絕緣層由真空及固體絕緣支撐構(gòu)成，輪轂式結(jié)構(gòu)的固體絕緣支撐均勻分段設(shè)置在導(dǎo)電芯和外層密封管之間，以避免導(dǎo)電芯和外層密封管相碰；真空作為主體絕緣，其真空度高于1.33×10^-2Pa。本發(fā)明電纜具有耗材少、成本低、制造簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，其電容量小，傳輸容量大，對(duì)絕緣、導(dǎo)體無(wú)氧化和電老化問題，使電纜壽命大大提高，適用作中、高電壓等級(jí)的電力電纜。
文檔編號(hào)H01B9/00GK101399097SQ20081020265
公開日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
發(fā)明者易 王, 王壽太 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)