高抗拉垂直敷設(shè)防水型大功率變頻電纜的制作方法
【專利摘要】高抗拉垂直敷設(shè)防水型大功率變頻電纜，屬于電纜【技術(shù)領(lǐng)域】。包括纜芯、纜芯上設(shè)置的外護套，其特征是，纜芯由三根線芯絞合而成，線芯由連鑄連軋高純陰極銅連拉連退銅線絞合而成的導(dǎo)體上三層共擠出導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層構(gòu)成，線芯上設(shè)有線芯包帶層、重疊繞包銅帶構(gòu)成的分相金屬屏蔽層；纜芯上設(shè)有阻水膨脹包帶、重疊繞包銅帶構(gòu)成的總屏蔽層、隔離包帶層、隔離套、雙層鋼絲鎧裝層，在雙層鋼絲鎧裝層上擠包外護套。本實用新型結(jié)構(gòu)更合理、性能更穩(wěn)定，提高了電纜屏蔽性能和使用壽命，電纜具有較強的抗干擾能力的同時不會對其他電器設(shè)備造成干擾。
【專利說明】高抗拉垂直敷設(shè)防水型大功率變頻電纜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電纜的結(jié)構(gòu)，尤其是一種高抗拉垂直敷設(shè)防水型大功率變頻電纜，屬于電纜【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進步，高層、超高層建筑如雨后春筍般的涌現(xiàn)；同時礦井不斷的向著地底延伸、高層不斷的向著天空生長，各種大功率設(shè)備的不斷應(yīng)用其中，其變頻器與變頻器之間、變頻器與電網(wǎng)之間的連接就急需要使用能夠滿足占地空間小、敷設(shè)方便的大功率變頻
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實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是針對以上情況，通過嚴謹?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計和嚴格的工藝控制，開發(fā)了產(chǎn)品性能滿足垂直落差大、水平位移小的高抗拉垂直敷設(shè)防水型大功率變頻電纜。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:高抗拉垂直敷設(shè)防水型大功率變頻電纜，包括纜芯、纜芯上設(shè)置的外護套，其特征是，所述纜芯由多根線芯、接地線、阻水填充料絞合而成，所述線芯由導(dǎo)體上三層共擠出導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層構(gòu)成，線芯上設(shè)有線芯包帶層，線芯包帶層上重疊繞包銅帶構(gòu)成的分相金屬屏蔽層；所述纜芯上設(shè)有阻水膨脹包帶，阻水膨脹包帶上設(shè)有重疊繞包銅帶構(gòu)成的總屏蔽層，總屏蔽層上依次設(shè)有隔離包帶層、隔離套，隔離套上設(shè)有由第一鋼絲鎧裝層、第一扎緊帶層、第二鋼絲鎧裝層、第二扎緊帶層構(gòu)成的雙層鋼絲鎧裝層，在雙層鋼絲鎧裝層上擠包外護套。
[0005]所述導(dǎo)體由連鑄連軋高純陰極銅連拉連退銅線絞合而成。
[0006]所述線芯、接地線均為三根，均勻分布。
[0007]本實用新型在滿足產(chǎn)品電氣性能、機械性能等規(guī)定的條件下，與傳統(tǒng)變頻器電纜相比，結(jié)構(gòu)更合理、性能更穩(wěn)定，提高了電纜屏蔽性能和使用壽命，電纜具有較強的抗干擾能力的同時不會對其他電器設(shè)備造成干擾。
[0008]由于此類電纜使用條件非常比較特殊，該電纜的設(shè)計特點是包含分相金屬屏蔽、總屏蔽層，使電纜的抗干擾能力強、干擾其他電纜的能力弱，確保電纜自身使用安全的同時也確保了該電纜周圍敷設(shè)的其他電纜使用時的安全可靠。電纜的導(dǎo)體用單線采用“雙頭”大拉機進行拉絲退火、環(huán)保型鍍錫，使拉絲退火后線徑和延伸率較為統(tǒng)一、穩(wěn)定，保障了電纜導(dǎo)體用單線的生產(chǎn)。電纜導(dǎo)體用絞線采用框式絞線設(shè)備，動盤放線技術(shù)，無級調(diào)速，產(chǎn)品外徑均勻，節(jié)距一致、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。大截面導(dǎo)體采用61盤籠式成纜機正規(guī)絞合，并采用定徑模具對絞合導(dǎo)體進行一定的緊壓和校圓，防止股線跳線。
[0009]導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層采用三層共擠技術(shù)，實現(xiàn)在線測量，生產(chǎn)速度快、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，是目前世界最先進的交聯(lián)生產(chǎn)線。根據(jù)絕緣交聯(lián)性能、絕緣層厚度以及生產(chǎn)速度確定交聯(lián)時的工作溫度等一系列交聯(lián)參數(shù)，保證了絕緣得到充分交聯(lián)，保證電纜絕緣的電氣性能及機械性能。先進的生產(chǎn)設(shè)備和嚴格的工藝控制保證了絕緣和屏蔽的均勻性，屏蔽層同心度好，表面光滑圓整，生產(chǎn)的穩(wěn)定性。大功率變頻器系統(tǒng)的接地短路電流很大，為了保證系統(tǒng)的安全運行，本實用新型采用成纜時添加接地導(dǎo)體的工藝滿足其要求，導(dǎo)體采用2類緊壓圓形絞合結(jié)構(gòu)。該導(dǎo)體具有優(yōu)異的彎曲半徑及體積小等特點，可以在不影響主線芯三角形結(jié)構(gòu)的同時添加在導(dǎo)體內(nèi)部。
[0010]該電纜主要應(yīng)用于高電壓、高頻率及大功率垂直敷設(shè)場合，其電場強度、磁場強度極高。從而產(chǎn)生的電磁干擾也極強，為了確保該電纜抗干擾能力及降低該電纜的干擾能，其設(shè)計是必須采用金屬屏蔽結(jié)構(gòu)。金屬屏蔽主要分成分相金屬屏蔽、總屏蔽兩個部分以確保電纜的大功率、變頻器連接的特性。首先，分相屏蔽采用銅帶重疊繞包，通過銅帶的重疊繞包及銅帶緊密與絕緣屏蔽緊密貼合，可以確保電纜絕緣層的電場均衡。影響中、高壓電纜使用壽命的重要因素就是絕緣層的電場是否均衡，如果電場均衡性較差，則電纜在使用過程就會產(chǎn)生電荷集中的現(xiàn)象。隨著使用時間的累加，其電荷密度也會急劇增加最終造成電纜擊穿損毀。所以高、中壓電纜的絕緣層電場必須具有均衡性。其次，高、中壓電傳輸時采用的三相電傳輸，根據(jù)三相電傳輸?shù)囊螅到y(tǒng)需要包含接地線路，而分相屏蔽材料為銅帶，在系統(tǒng)對于接地短路電流要求不高時可以直接充當(dāng)接地導(dǎo)體使用。再次，因該電纜主要應(yīng)用于大功率變頻器連接，為防止該電纜對其周圍敷設(shè)電纜的干擾采用分相屏蔽作為第一層屏蔽層，可有效的降低該電纜的干擾性。在成纜線芯外重疊繞包銅帶作為總屏蔽?？偲帘尾捎勉~帶可以作為系統(tǒng)接地線的組成部分以確保系統(tǒng)的安全性?？偲帘巫鳛榉乐乖撾娎|對其周圍敷設(shè)電纜干擾的第二層屏蔽層，可以將該電纜的干擾性能降到最低點。該電纜周圍敷設(shè)的其他電纜在運行過程也對該電纜進行干擾，采用上述結(jié)構(gòu)可以有效的避免干擾的產(chǎn)生。
[0011]一根設(shè)計合理、質(zhì)量合格的電纜在使用過程中最大的危害物質(zhì)就是水，一旦電纜進水，電纜的壽命就是成幾何形式下降。水平敷設(shè)的電纜即使進水，水也很難縱向蔓延。而垂直敷設(shè)的電纜一旦進水，水會因重力作用迅速的沿著電纜的縱向蔓延。所以垂直敷設(shè)的電纜的解決縱向阻水問題就迫在眉睫。本實用新型采用成纜時填充阻水填充、成纜包帶采用阻水膨脹帶的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過阻水填充、阻水膨脹帶在遇到水時迅速膨脹的特性，將水沿著電纜縱向蔓延的可能路徑封死以達到縱向阻水的目的。
[0012]電纜的鎧裝形式主要分為金屬帶鎧裝、金屬絲鎧裝及金屬護套三種形式，而金屬帶鎧裝、金屬護套的主要鎧裝作為徑向防護。本電纜因敷設(shè)方式為垂直敷設(shè)，其徑向受到的應(yīng)力較小，可以忽略不計。而金屬絲鎧裝的作用正是提高電纜縱向的抗拉強度。傳統(tǒng)上的金屬絲鎧裝主要是采用特定直徑的金屬絲緊密繞包形式，但是本電纜應(yīng)用場合的特殊，單純的一層鎧裝已經(jīng)不能滿足其要求，所以設(shè)計了雙層金屬絲(雙層鋼絲鎧裝層)緊密繞包的形式。通過雙層金屬絲方向緊密繞包可以大大的增加電纜承受縱向抗拉強度，同時方向繞包可以使鎧裝層之間產(chǎn)生互鎖效果防止鎧裝層的松散造成電纜線芯的滑落。護套采用擠包形式，通過合理的設(shè)置調(diào)節(jié)生產(chǎn)線速度及擠出溫度，保證護套的機械性能滿足電纜垂直敷設(shè)的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖中:1導(dǎo)體、2導(dǎo)體屏蔽層、3絕緣層、4絕緣屏蔽層、5線芯包帶層、6分相金屬屏蔽層、7阻水填充料、8接地線、9阻水膨脹包帶、10總屏蔽層、11隔離包帶層、12隔離套、13第一鋼絲鎧裝層、14第一扎緊帶層、15第二鋼絲鎧裝層、16第二扎緊帶層、17外護套。
【具體實施方式】
[0015]高抗拉垂直敷設(shè)防水型大功率變頻電纜，纜芯由多根線芯、接地線、阻水填充料絞合而成，線芯由連鑄連軋高純陰極銅連拉連退銅線絞合而成的導(dǎo)體I上三層共擠出導(dǎo)體屏蔽層2、絕緣層3、絕緣屏蔽層4構(gòu)成。纜芯空隙內(nèi)填充有阻水填充料7，纜芯內(nèi)至少設(shè)有一根接地線8。線芯上設(shè)有線芯包帶層5，線芯包帶層上重疊繞包銅帶構(gòu)成的分相金屬屏蔽層
6。線芯、接地線均為三根，均勻分布。
[0016]纜芯上設(shè)有的阻水膨脹包帶9，阻水膨脹包帶上設(shè)有重疊繞包銅帶構(gòu)成的總屏蔽層10，總屏蔽層上設(shè)有隔離包帶層11，隔離包帶層上設(shè)有隔離套12，隔離套上設(shè)有由第一鋼絲鎧裝層13、第一扎緊帶層14、第二鋼絲鎧裝層15、第二扎緊帶層16構(gòu)成的雙層鋼絲鎧裝層，在雙層鋼絲鎧裝層上擠包外護套17。
[0017]由于電纜使用承受較大的不均勻應(yīng)力，采用一般的銅導(dǎo)體性能要求無法滿足。本實用新型采用連鑄連軋高純陰極銅連拉連退銅線，控制基本物理機械性能，以得到良好柔韌的電纜導(dǎo)體。由于電纜導(dǎo)體不同層數(shù)的不同絞向形成的交錯點而導(dǎo)致的外徑偏大，以及不合理的絞合節(jié)距導(dǎo)致電纜在長期的彎曲過程中出現(xiàn)局部單絲斷裂刺破絕緣以及導(dǎo)體整體斷裂現(xiàn)象，針對以上情況，本實用新型改變了股線和復(fù)絞線的絞向和節(jié)距，以得到優(yōu)異的抗彎曲性能，同時很好的將導(dǎo)體外徑與比常規(guī)同等規(guī)格外徑要小很多。
[0018]由于使用條件苛刻，電纜對于金屬屏蔽的要求較高且對于電纜金屬屏蔽層接地短路電流的要求也較高。為了滿足上述要求，該電纜采用分相金屬屏蔽、金屬總屏蔽及接地導(dǎo)體相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。首先，由于電纜的電壓等級較高。其高電壓環(huán)境對于電纜導(dǎo)體、絕緣、金屬屏蔽之間的電場分布要的分布均勻性要求非常的高，為了使其電場均勻，該電纜采用分相金屬屏蔽，通過金屬導(dǎo)電性能良好的特性，可以保證金屬層處于同電位。同時分相金屬屏蔽、金屬總屏蔽具有屏蔽電磁波沿著電纜徑向傳播的特性，可以保證電纜導(dǎo)體處在相對穩(wěn)定的、封閉的電氣環(huán)境中，保證導(dǎo)體的安全穩(wěn)定運行。其次，電纜采用地線芯補充金屬帶材屏蔽的接地短路電流較小的問題，可保證電纜、變頻器等的安全穩(wěn)定運行。
[0019]在經(jīng)過許多相關(guān)試驗驗證，在垂直敷設(shè)電纜時僅僅依靠電纜夾固定電纜是很難保證電纜的安全穩(wěn)定。所以該電纜采用雙層鋼絲鎧裝，通過鎧裝增加電纜縱向拉力的承受能力，可保證電纜在垂直敷設(shè)過程中及使用過程中的安全穩(wěn)定。因雙層鋼絲為反向繞包，在受到縱向拉力時可互相緊鎖以增大電纜縱向拉力的承受能力。
【權(quán)利要求】
1.一種高抗拉垂直敷設(shè)防水型大功率變頻電纜，包括纜芯、纜芯上設(shè)置的外護套，其特征是，所述纜芯由多根線芯、接地線、阻水填充料絞合而成，所述線芯由導(dǎo)體上三層共擠出導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層構(gòu)成，線芯上設(shè)有線芯包帶層，線芯包帶層上重疊繞包銅帶構(gòu)成的分相金屬屏蔽層；所述纜芯上設(shè)有阻水膨脹包帶，阻水膨脹包帶上設(shè)有重疊繞包銅帶構(gòu)成的總屏蔽層，總屏蔽層上依次設(shè)有隔離包帶層、隔離套，隔離套上設(shè)有由第一鋼絲鎧裝層、第一扎緊帶層、第二鋼絲鎧裝層、第二扎緊帶層構(gòu)成的雙層鋼絲鎧裝層，在雙層鋼絲鎧裝層上擠包外護套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗拉垂直敷設(shè)防水型大功率變頻電纜，其特征是，所述導(dǎo)體由連鑄連軋高純陰極銅連拉連退銅線絞合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗拉垂直敷設(shè)防水型大功率變頻電纜，其特征是，所述線芯、接地線均為三根，均勻分布。
【文檔編號】H01B7/22GK203433855SQ201320505049
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】房權(quán)生, 劉彥軍, 馬彥輝, 李 昊, 楊建 , 邰向群, 李明 申請人:寶勝科技創(chuàng)新股份有限公司