自測溫絕緣阻燃鋁合金復合電纜的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種自測溫絕緣阻燃鋁合金復合電纜，由導體以及擠包在所述導體外層的絕緣層構(gòu)成絕緣線芯，所述導體為鋁合金導體，多根絕緣線芯絞合成電纜纜芯，纜芯間隙設置填充層，在所述纜芯及所述填充層外繞包有隔離層，在所述隔離層外縱包有軋紋型不銹鋼外護套；在所述隔離層內(nèi)的空隙中設置一根光單元，所述的光單元包括多根光纖，至少一根光纖為刻寫有測溫光柵的光柵光纖。本實用新型的有益效果是：較好的代替銅導體電纜，不僅能夠通信，還能實時監(jiān)測電纜溫度。
【專利說明】 自測溫絕緣阻燃鋁合金復合電纜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及電纜，具體地說是一種自測溫絕緣阻燃鋁合金復合電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在我國公共場所所用的電纜基本為低煙無鹵阻燃電纜，導體有銅芯和鋁芯，而銅資源在我國短缺，價格也很高，已經(jīng)達到7萬元以上一噸，而我國鋁資源豐富，但普通電工鋁的抗蠕變和延伸性能差，造成電纜運行過程中的運行安全性差，所以在我國用鋁作導電線芯的電力電纜較少，隨著8000系列的鋁合金在我國批量投產(chǎn)，采用8000系列鋁合金作導體成為一種可能，在美國等北美國家90%的供電線路采用了 8000系列鋁合金作電力電纜的導體，所以采用8000系列的鋁合金作導體，在我國應到了大量運用的時候。
[0003]而對于低煙、無鹵和阻燃的性能，現(xiàn)在用的低煙無鹵阻燃電纜要達到無煙、無鹵和難燃的性能要求確很難，對材料成本增加很大，而采用金屬作護套就很容易。雖然絕緣等材料可以燃料，但被金屬護套隔絕了空氣，無法燃燒或釋放出煙霧和有害氣體。
[0004]此外，現(xiàn)在出現(xiàn)了光電復合電纜，具有光纖通信功能和電力傳輸功能，可以實現(xiàn)各種控制信號、網(wǎng)絡信號以及電力的傳輸，適應電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、電力網(wǎng)多網(wǎng)融合的使用需要。但是，這種光電復合電纜在運行中溫升情況無法監(jiān)測，容易發(fā)生因電力導線負載增加引起升溫導致整個電纜損壞的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種自測溫絕緣阻燃鋁合金復合電纜，是替代銅、鋁芯低煙無鹵阻燃型電力電纜的新一代產(chǎn)品，節(jié)約銅資源，性價比高，電氣防火安全和環(huán)境保護效果更好，并且能自行監(jiān)測運行中電纜的溫度。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種自測溫絕緣阻燃鋁合金復合電纜，其特征在于，由導體以及擠包在所述導體外層的絕緣層構(gòu)成絕緣線芯，所述導體為鋁合金導體，多根絕緣線芯絞合成電纜纜芯，纜芯間隙設置填充層，在所述纜芯及所述填充層外繞包有隔離層，在所述隔離層外縱包有軋紋型不銹鋼外護套；在所述隔離層內(nèi)的空隙中設置一根光單元，所述的光單元包括多根光纖和從內(nèi)到外依次設置的松套管、非金屬加強層和護套，所述的松套管套在所述的光纖外，所述的松套管內(nèi)填充滿干式阻水物，所述的非金屬加強層內(nèi)設置有多根均勻分布的阻水紗，所述的非金屬加強層與所述的護套之間嵌有撕裂繩；至少一根光纖為刻寫有測溫光柵的光柵光纖，光柵光纖上每間隔預定的距離形成一個光柵測溫點，預定的距離為300-500米。
[0008]本實用新型的有益效果是:
[0009]實際生產(chǎn)中如使用本實用新型的電纜，既可以正常輸送電能，又能進行通訊，還能自身進行溫度測量。這樣就節(jié)省了為了電力通訊而增加的ADSL、OPGW等設備，也能減少因為OPGW引起的雷擊等事故威脅。另外還能節(jié)省目前工作中采取的使用很高成本的GPS導線測溫設備，節(jié)省巨大的成本。在將本實用新型的電纜作為傳輸電力的線路時，工作人員可以根據(jù)所述導線測量到線路溫度來直接確定線路的實際承載狀況。
[0010]本實用新型對加強導線在線監(jiān)測、掌握溫度變化、提高導線傳輸容量、降低線損、提高電網(wǎng)運行安全、增加通信備份、解決全方位通信方案等等方面都顯示出具大的經(jīng)濟效益和社會效益，尤其在當下國家全力建設環(huán)保型、經(jīng)濟型社會的主潮流中更加顯示出強大的現(xiàn)實意義。
[0011]因本實用新型電纜的導體采用了 8000系列電工級鋁合金作導電線芯，導體載流能力與鋁芯相當，是銅導體的61%，而鋁合金導體材料成本是銅導體材料成本的約20%左右，而且8000系列電工級鋁合金作導體，導體的抗蠕變性能和延伸性能佳，極大的提高了使用系統(tǒng)運行的可靠性。
[0012]因本實用新型電纜的外護層采用了縱包焊接軋紋型不銹鋼外護套，不銹鋼的熔點溫度為1772°C，因此，電纜外護層在火焰溫度達到750V~1000°C條件下，電纜也不會熔化和燃燒，電纜里面的絕緣、填充和隔離及繞包層材料又被外護層隔離，與空氣不接觸，無法形成燃燒的條件，所以電纜本身也不會因老化、過載或短路產(chǎn)生自燃現(xiàn)象。
[0013]由于本實用新型電纜具有無煙、無鹵和難燃的特性，電纜在火災條件下的二次災害也大大減少了，不會對環(huán)境保護造成負面影響，是名符其實的環(huán)保型電纜。
[0014]本實用新型電纜使用壽命長。由于不銹鋼外護套耐腐蝕性強，電纜里面的材料與空氣被隔離，絕緣及其它材料的老化過程大大延緩，電纜的使用壽命經(jīng)計算可達到80年。
[0015]由于電纜外護套采用了 不銹鋼護套，不但是具有防火性能、其防腐性能、防水性能也好，可作為水下電纜使用。
[0016]由于對不銹鋼外護套進行了軋紋工藝處理，本實用新型電纜的彎曲半徑可與普通電纜相比，安裝敷設時也不需要穿管，節(jié)省了穿管材料。
[0017]不銹鋼外護套也可作為屏蔽層使用，具有很好的磁場屏蔽效果，也可替代現(xiàn)有的鋼帶鎧裝或聯(lián)鎖鎧裝電纜。
[0018]由于采用了鋁合金導體和不銹鋼外護套，節(jié)約了銅資源，電纜重量輕，無需穿管，安裝方便，工程投資成本降低，性價比遠高于現(xiàn)有電力電纜。
[0019]本實用新型電纜的技術(shù)性能指標：
[0020]額定電壓：0.6/lkV 或 I. 8/3kV。
[0021]電纜長期最高允許工作溫度：90°C、105°C和125°C，短時間允許達到：250°C。
[0022]最小彎曲半徑：不小于電纜外徑的10倍。
[0023]導體電阻在20°C時符合3956中鋁導體的規(guī)定。
[0024]成品試驗電壓：3500V/5min或 6500V/5min。
[0025]絕緣電阻：在20°C時不小于1000M Ω/km。
[0026]無煙性能：透光率≥90% (低煙性能是≥60% )
[0027]無鹵性能：PH值≥4. 3，電導率≤10 μ S/mm。
[0028]燃料性能：電纜在750°C~1000°C的火焰溫度下，供火40min，電纜外護套也不會熔化和燃燒，電纜內(nèi)部僅在火源附近被燒焦，燒焦的距離遠小于普通的低煙無鹵阻燃電纜，停止供火后，電纜上也無火焰延燃。
[0029]屏蔽性能：屏蔽抑制系數(shù)< O. 3%?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0030]圖1為本實用新型的橫截面示意圖；
[0031]圖2為本實用新型中光單元的橫截面示意圖。
【具體實施方式】
[0032]本實施例自測溫絕緣阻燃鋁合金復合電纜，包括電纜鋁合金導體1，導體I外擠包絕緣層2形成絕緣線芯，多根絕緣線芯束絞形成纜芯，采用無鹵材料對纜芯中線芯之間的空隙進行填充構(gòu)成填充層3，在纜芯和填充層3外繞包二層耐高溫無機帶形成隔離層4，電纜的最外層采用縱包并經(jīng)焊接軋紋處理的不銹鋼外護套6。
[0033]具體實施中，導體I采用8000系列電工級鋁合金，根據(jù)需要可采用符合GB/T3956規(guī)定的第一種或第二種鋁導體結(jié)構(gòu)。絕緣層2可根據(jù)使用環(huán)境溫度分別采用交聯(lián)聚乙烯(900C )或輻照交聯(lián)聚烯烴(105°C、125°C )絕緣材料擠包。成纜纜芯的成纜節(jié)距:不大于成纜外徑的20倍，并對線芯間隙進行填充，填充材料為:與絕緣材料耐溫等級相一致的無鹵材料填充條；在纜芯重疊繞包二層耐高溫無機材料作為隔離層4。不銹鋼外護套6采用縱包焊接工藝，并對外護套進行軋紋處理。
[0034]在所述隔離層4內(nèi)的空隙中設置一根光單元5，所述的光單元5包括多根光纖51和從內(nèi)到外依次設置的松套管52、非金屬加強層53和護套54，松套管52套在光纖51外，松套管52內(nèi)填充滿干式阻水物55，非金屬加強層53內(nèi)設置有多根均勻分布的阻水紗56，非金屬加強層53與護套54之間嵌有撕裂繩57 ;至少一根光纖為刻寫有測溫光柵的光柵光纖，光柵光纖上每間隔預定的距離形成一個光柵測溫點，預定的距離為300-500米。
[0035]本實用新型采用直接在光纖上制作刻錄光柵的方法進行測溫導體制造。用光纖刻錄成的光柵光纖是利用光纖材料的光敏性，通過特殊的加工方式，使纖芯內(nèi)形成空間相位光柵，局部形成一個窄帶的反射鏡面，對特定波長的光形成反射。當光纖的溫度發(fā)生變化時，光柵的周圍會隨著光纖的熱脹冷縮發(fā)生變化，該變化會改變反射波長，通過測量反射光的波長變化，便可測量出光柵所處位置的光纖感應溫度。同樣，通過測量反射光的延遲，可得知光柵的位置。這就是利用光柵光纖測溫的原理。
[0036]直接刻光柵的方式不產(chǎn)生附加損耗，不會影響測量距離，這種制作方式要好于熔接的制作方式。通過光纖刻錄成的光柵光纖測溫方式由于是特制有針對性的光纖，反射信號強，因此對設備的發(fā)射功率和接收靈敏度要求都低于拉曼反射測溫方式，且設備的穩(wěn)定性好。同時帶來的好處是測量距離遠，測量距離可以在IOOkm以上，測量精度在±2°C以內(nèi)。
[0037]這些光纖中的至少一根光纖上進行刻寫光柵，在設定的位置進行刻寫光柵，通過發(fā)射光信號測量不同位置光柵的感應溫度。這就是實現(xiàn)了利用光柵光纖測溫。本實用新型不需要測量整條線路的連續(xù)溫度分布，可以選用每300?500米一個測量點，或在弧垂最低點加大分布光柵點，選用光柵光纖的測溫方式監(jiān)控線路溫度變化，可隨時通過掌握的溫度調(diào)整輸傳容量。優(yōu)選地，可選擇300米、400米、500米作為相鄰測溫點的間隔距離。
[0038]根據(jù)本實用新型的一個具體實施例，光單元內(nèi)部穿有24根光纖，在這24根光纖中的8根光纖上進行刻寫光柵。在這8根光纖中的每根上都刻錄15個光柵，即每根上共15個測溫點。在該實施例中，使用24根光纖中的16根光纖進行通訊，利用24根光纖中的8根刻錄有光柵的光纖進行測溫。實踐證明，該方法能夠達到較好的效果。[0039] 實際生產(chǎn)中如使用本實用新型的電纜，既可以正常輸送電能，又能進行通訊，還能自身進行溫度測量。這樣就節(jié)省了為了電力通訊而增加的ADSL、OPGW等設備，也能減少因為OPGW引起的雷擊等事故威脅。另外還能節(jié)省目前工作中采取的使用很高成本的GPS導線測溫設備，節(jié)省巨大的成本。在將本實用新型的電纜作為傳輸電力的線路時，工作人員可以根據(jù)測量到的線路溫度來直接確定線路的實際承載狀況。
【權(quán)利要求】
1.一種自測溫絕緣阻燃鋁合金復合電纜，其特征在于，由導體以及擠包在所述導體外層的絕緣層構(gòu)成絕緣線芯，所述導體為鋁合金導體，多根絕緣線芯絞合成電纜纜芯，纜芯間隙設置填充層，在所述纜芯及所述填充層外繞包有隔離層，在所述隔離層外縱包有軋紋型不銹鋼外護套；在所述隔離層內(nèi)的空隙中設置一根光單元，所述的光單元包括多根光纖和從內(nèi)到外依次設置的松套管、非金屬加強層和護套，所述的松套管套在所述的光纖外，所述的松套管內(nèi)填充滿干式阻水物，所述的非金屬加強層內(nèi)設置有多根均勻分布的阻水紗，所述的非金屬加強層與所述的護套之間嵌有撕裂繩；至少一根光纖為刻寫有測溫光柵的光柵光纖，光柵光纖上每間隔預定的距離形成一個光柵測溫點，預定的距離為300-500米。
【文檔編號】H01B7/295GK203536037SQ201320644740
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月19日
【發(fā)明者】韋強啟, 王永祥, 孟哲, 姜新斌, 劉平, 歐陽斌, 祝炳臣, 蒿軍鵬, 李習偉 申請人:河南中錄電纜有限公司