本發(fā)明屬于電線電纜技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，近海風(fēng)能資源豐富，我國(guó)可利用海域面積多達(dá)300多萬平方公里，是世界上海上風(fēng)能資源最豐富的國(guó)家之一，可開發(fā)利用的風(fēng)能資源初步估算約為10億kw，其中，海上可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約7.5億kw。隨著風(fēng)電市場(chǎng)的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝機(jī)量逐年增加，與其配套的風(fēng)能電纜需求量將越來越大。公知的單芯風(fēng)能電纜由導(dǎo)體、絕緣層、護(hù)套層三部分構(gòu)成，電纜在使用過程中抗拉性能和扭轉(zhuǎn)性能差，使用壽命短。電纜在自身重力作用下扭轉(zhuǎn)時(shí)電纜表面易發(fā)生鼓包、開裂及扭曲的現(xiàn)象，影響電纜正常使用等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜及其制備方法。

本發(fā)明提供一種海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜及其制備方法，能夠使電纜耐扭轉(zhuǎn)和抗拉性能得到顯著提高，同時(shí)電纜還具有優(yōu)良的耐高低溫性能、抗老化性能、耐鹽霧及阻燃性能。

海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜，包括導(dǎo)體、加強(qiáng)層、絕緣層、護(hù)套層。其制備方法如下：

步驟一：束絲工序，束絞小股采用9根銅絲單線和3根銅箔絲組成，束絞節(jié)徑比為18～20倍，束絞方向?yàn)橛蚁颍?/p>

步驟二：復(fù)絞工序，采用兩次復(fù)絞，第一次復(fù)絞采用束絞小股進(jìn)行，絞合結(jié)構(gòu)為1+6結(jié)構(gòu)，絞合節(jié)徑比為15～17倍，絞合方向?yàn)樽笙颍?/p>

步驟三：復(fù)絞工序，第二次復(fù)絞采用第一次復(fù)絞后的小股進(jìn)行，絞合結(jié)構(gòu)為3+9+15結(jié)構(gòu)，絞合節(jié)徑比為12～14倍，絞合方向?yàn)樽笙?，絞合后外徑為25.4mm，標(biāo)稱截面積為300mm²的導(dǎo)體；

步驟四：編織加強(qiáng)層工序，采用4500d凱夫拉防彈絲編織而成，編織角度為40～50°，編織密度為55～60％；

步驟五：絕緣及護(hù)套擠出工序，絕緣及護(hù)套材料擠出采用雙層共擠一次擠出，要求絕緣及護(hù)套厚度均勻、橫截面無氣孔、護(hù)套表面均勻、光滑平整；

步驟六：輻照交聯(lián)工序，使用電子輻照加速器進(jìn)行交聯(lián)過程，輻照參數(shù)為高壓2.5mev，輻照計(jì)量20mrad，圈數(shù)5圈，嚴(yán)格控制熱延伸范圍使產(chǎn)品達(dá)到最佳交聯(lián)度；

步驟七：成品檢驗(yàn)工序，檢查成品電纜的外觀、結(jié)構(gòu)尺寸及電壓試驗(yàn)。

作為優(yōu)選，步驟一中的銅絲單線為無氧軟銅單線，銅絲單線斷裂伸長(zhǎng)率≥25％。

作為優(yōu)選，步驟一中的銅箔絲為銅箔金屬帶螺旋繞包在凱夫拉防彈絲纖維線上并以纖維做支撐組成。

作為優(yōu)選，步驟一中的銅箔絲為銅箔金屬帶螺旋繞包在凱夫拉防彈絲纖維線上并以纖維做支撐組成。

作為優(yōu)選，步驟一、二、三中導(dǎo)體束合和絞合過程中放線張力應(yīng)一致，不得有跳絲、起鼓現(xiàn)象，絞合后導(dǎo)體表面光滑、園整、無毛刺。

作為優(yōu)選，步驟五中的絕緣及護(hù)套材料為新型高強(qiáng)度輻照交聯(lián)材料，材料拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率大，同時(shí)材料具有優(yōu)良耐高低溫性能、抗老化性能、耐鹽霧及阻燃等性能。

作為優(yōu)選，步驟五中的絕緣及護(hù)套層標(biāo)稱厚度分別為2.0mm和4.0mm，最薄點(diǎn)厚度分別為1.8mm和3.3mm，同時(shí)絕緣層應(yīng)與編制加強(qiáng)層和護(hù)套層緊密相連。

作為優(yōu)選，步驟六中的輻照交聯(lián)的熱延伸范圍控制在30～50％，使絕緣及護(hù)套達(dá)到最佳性能。

本發(fā)明的目的之一是提供一種具有較高導(dǎo)體緊密度、柔軟性、耐扭轉(zhuǎn)性及抗拉性能，優(yōu)良的耐高低溫性能、抗老化性能、耐鹽霧及阻燃性能等特點(diǎn)的海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜。

本發(fā)明海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜所采取的技術(shù)方案是：

一種海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜，其特點(diǎn)是：海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜由導(dǎo)體、加強(qiáng)層、絕緣層、護(hù)套層構(gòu)成，導(dǎo)體由銅絲單線及銅箔絲組成，銅箔絲為銅箔金屬帶螺旋繞包在凱夫拉防彈絲纖維線上并以纖維做支撐而成，加強(qiáng)層采用凱夫拉防彈絲編織而成，導(dǎo)體外側(cè)為加強(qiáng)層，加強(qiáng)層外側(cè)為絕緣層，絕緣層外擠出有護(hù)套層。

本發(fā)明海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜還可以采用如下技術(shù)方案：

所述的海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜，其特點(diǎn)是：導(dǎo)體采用7-12根銅絲單線和2-5根銅箔絲組成，束絞節(jié)徑比為12～20倍，銅絲單線為無氧軟銅單線，銅絲單線斷裂伸長(zhǎng)率≥25％。

所述的海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜，其特點(diǎn)是：凱夫拉防彈絲編織加強(qiáng)層的編織角度為40～50°，編織密度為55～60％。

所述的海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜，其特點(diǎn)是：絕緣層及護(hù)套層厚度分別為0.5-2.5mm和3-5mm。

本發(fā)明的目的之二是提供一種具有工藝簡(jiǎn)單，操作方便，產(chǎn)品一致性高，能夠使電纜耐扭轉(zhuǎn)和抗拉性能得到顯著提高，同時(shí)電纜具有較高導(dǎo)體緊密度、柔軟性、耐扭轉(zhuǎn)性及抗拉性能等特點(diǎn)的海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜的制備方法。

本發(fā)明海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜的制備方法所采取的技術(shù)方案是：

一種海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜的制備方法，其特點(diǎn)是：海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜由導(dǎo)體、加強(qiáng)層、絕緣層、護(hù)套層構(gòu)成，制備步驟包括：

步驟一：束絲工序，束絞小股采用7-12根銅絲單線和2-5根銅箔絲組成，束絞節(jié)徑比為18～20倍，束絞方向?yàn)橛蚁颍?/p>

步驟二：復(fù)絞工序，采用兩次復(fù)絞，第一次復(fù)絞采用束絞小股進(jìn)行，絞合節(jié)徑比為15～17倍，絞合方向?yàn)樽笙颍?/p>

步驟三：復(fù)絞工序，第二次復(fù)絞采用第一次復(fù)絞后的小股進(jìn)行，絞合節(jié)徑比為12～14倍，絞合方向?yàn)樽笙颍?/p>

步驟四：編織加強(qiáng)層工序，采用凱夫拉防彈絲編織而成，編織角度為40～50°，編織密度為55～60％；

步驟五：絕緣層及護(hù)套層擠出工序，絕緣及護(hù)套材料擠出采用雙層共擠一次擠出；

步驟六：輻照交聯(lián)工序，使用電子輻照加速器進(jìn)行交聯(lián)過程，熱延伸交聯(lián)，得到海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜。

本發(fā)明海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜的制備方法還可以采用如下技術(shù)方案：

所述的海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜的制備方法，其特點(diǎn)是：第一次復(fù)絞采用束絞小股進(jìn)行的絞合結(jié)構(gòu)為1+6結(jié)構(gòu)；第二次復(fù)絞采用第一次復(fù)絞后的小股進(jìn)行的絞合結(jié)構(gòu)為3+9+15結(jié)構(gòu)。

所述的海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜的制備方法，其特點(diǎn)是：輻照交聯(lián)工序，熱延伸輻照交聯(lián)的熱延伸范圍30～50％。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜及其制備方法由于采用了本發(fā)明全新的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)：

1.束合導(dǎo)體時(shí)加入銅箔絲加強(qiáng)，顯著提升了導(dǎo)體整體的抗拉性能；

2.導(dǎo)體采用一次束絞、兩次復(fù)絞結(jié)構(gòu)，有效提高了導(dǎo)體的緊密度、柔軟性及耐扭轉(zhuǎn)性。

3.加強(qiáng)層采用凱夫拉防彈絲編織而成，進(jìn)一步增加了導(dǎo)體緊密度，防止導(dǎo)體在扭轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)起鼓、松散現(xiàn)象。同時(shí)加強(qiáng)層與絕緣層緊密相連提高電纜整體的抗拉性能。

4.絕緣及護(hù)套采用一次擠出節(jié)省工序，防止電纜在長(zhǎng)期扭轉(zhuǎn)的過程中出現(xiàn)絕緣和護(hù)套分離，影響電纜使用壽命。

5.絕緣及護(hù)套材料采用新型的高強(qiáng)度輻照交聯(lián)材料，輻照交聯(lián)材料具有加工工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，材料拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率大，同時(shí)材料具有優(yōu)良耐高低溫性能、抗老化性能、耐鹽霧及阻燃等性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的導(dǎo)體加強(qiáng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的工藝流程示意圖。

圖中，1、導(dǎo)體，2、加強(qiáng)層，3、絕緣層，4、護(hù)套層，5、銅箔絲，6、銅絲單線。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下：

參閱附圖1、圖2和圖3。

實(shí)施例1

一種海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜，由導(dǎo)體、加強(qiáng)層、絕緣層、護(hù)套層構(gòu)成，導(dǎo)體由銅絲單線及銅箔絲組成，銅箔絲為銅箔金屬帶螺旋繞包在凱夫拉防彈絲纖維線上并以纖維做支撐而成，加強(qiáng)層采用凱夫拉防彈絲編織而成，導(dǎo)體外側(cè)為加強(qiáng)層，加強(qiáng)層外側(cè)為絕緣層，絕緣層外擠出有護(hù)套層。

導(dǎo)體采用束絞小股采用9根銅絲單線和3根銅箔絲組成，束絞節(jié)徑比為12～20倍，銅絲單線為無氧軟銅單線，銅絲單線斷裂伸長(zhǎng)率≥25％。凱夫拉防彈絲編織加強(qiáng)層的編織角度為40～50°，編織密度為55～60％。絕緣層及護(hù)套層厚度分別為2mm和4mm。

實(shí)施例2

一種海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜的制備方法，海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜由導(dǎo)體、加強(qiáng)層、絕緣層、護(hù)套層構(gòu)成，制備步驟包括：

步驟一：束絲工序，束絞小股采用9根銅絲單線和3根銅箔絲組成，束絞節(jié)徑比為18～20倍，束絞方向?yàn)橛蚁颍?/p>

步驟二：復(fù)絞工序，采用兩次復(fù)絞，采用兩次復(fù)絞，第一次復(fù)絞采用束絞小股進(jìn)行，絞合結(jié)構(gòu)為1+6結(jié)構(gòu)，絞合節(jié)徑比為15～17倍，絞合方向?yàn)樽笙颍?/p>

步驟三：復(fù)絞工序，第二次復(fù)絞采用第一次復(fù)絞后的小股進(jìn)行，絞合結(jié)構(gòu)為3+9+15結(jié)構(gòu)，絞合節(jié)徑比為12～14倍，絞合方向?yàn)樽笙?，絞合后外徑為25.4mm，標(biāo)稱截面積為300mm²的導(dǎo)體；

步驟四：編織加強(qiáng)層工序，采用4500d凱夫拉防彈絲編織而成，編織角度為40～50°，編織密度為55～60％；

步驟五：絕緣層及護(hù)套層擠出工序，絕緣及護(hù)套材料擠出采用雙層共擠一次擠出；要求絕緣及護(hù)套厚度均勻、橫截面無氣孔、護(hù)套表面均勻、光滑平整；

步驟六：輻照交聯(lián)工序，使用電子輻照加速器進(jìn)行交聯(lián)過程，輻照參數(shù)為高壓2.5mev，輻照計(jì)量20mrad，圈數(shù)5圈，嚴(yán)格控制熱延伸范圍使產(chǎn)品達(dá)到最佳交聯(lián)度；

步驟七：成品檢驗(yàn)工序，檢查成品電纜的外觀、結(jié)構(gòu)尺寸及電壓試驗(yàn)，得到海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜。

本實(shí)施例的具體實(shí)施過程：

參閱附圖1和圖2。一種海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜，包括導(dǎo)體1，采用銅絲單線及銅箔絲組成5，其中銅箔絲5增強(qiáng)導(dǎo)體的抗拉性能；凱夫拉防彈絲編織加強(qiáng)層2，增加電纜整體的抗拉及耐扭轉(zhuǎn)性能，編織角度為40～50°，編織密度為55～60％；絕緣層4，護(hù)套層5，采用新型高強(qiáng)度輻照交聯(lián)材料一次擠出加強(qiáng)電纜整體的抗拉及耐扭轉(zhuǎn)性能，同時(shí)材料具有優(yōu)良耐高低溫性能、抗老化性能、耐鹽霧及阻燃等性能，絕緣層4及護(hù)套層5標(biāo)稱厚度分別為2.0mm和4.0mm，最薄點(diǎn)厚度分別為1.8mm和3.3mm.

海上用抗拉耐扭轉(zhuǎn)風(fēng)能電纜的制備方法，步驟如下：

步驟一：束絲工序，束絞小股采用9根銅絲單線和3根銅箔絲組成，束絞節(jié)徑比為18～20倍，束絞方向?yàn)橛蚁颍?/p>

步驟二：復(fù)絞工序，采用兩次復(fù)絞，第一次復(fù)絞采用束絞小股進(jìn)行，絞合結(jié)構(gòu)為1+6結(jié)構(gòu)，絞合節(jié)徑比為15～17倍，絞合方向?yàn)樽笙颍?/p>

步驟三：復(fù)絞工序，第二次復(fù)絞采用第一次復(fù)絞后的小股進(jìn)行，絞合結(jié)構(gòu)為3+9+15結(jié)構(gòu)，絞合節(jié)徑比為12～14倍，絞合方向?yàn)樽笙?，絞合后外徑為25.4mm，標(biāo)稱截面積為300mm²的導(dǎo)體；

步驟四：編織加強(qiáng)層工序，采用4500d凱夫拉防彈絲編織而成，編織角度為40～50°，編織密度為55～60％；

步驟五：絕緣及護(hù)套擠出工序，絕緣及護(hù)套材料擠出采用雙層共擠一次擠出，要求絕緣及護(hù)套厚度均勻、橫截面無氣孔、護(hù)套表面均勻、光滑平整；

步驟六：輻照交聯(lián)工序，使用電子輻照加速器進(jìn)行交聯(lián)過程，輻照參數(shù)為高壓2.5mev，輻照計(jì)量20mrad，圈數(shù)5圈，嚴(yán)格控制熱延伸范圍使產(chǎn)品達(dá)到最佳交聯(lián)度；

步驟七：成品檢驗(yàn)工序，檢查成品電纜的外觀、結(jié)構(gòu)尺寸及電壓試驗(yàn)。

本實(shí)施例導(dǎo)體通過多根銅絲單線束絞時(shí)加入銅箔絲加強(qiáng)和兩次復(fù)絞，有效提高了導(dǎo)體的緊密度、柔軟性、耐扭轉(zhuǎn)性及抗拉性能，通過加入編織加強(qiáng)層及采用新型高強(qiáng)度輻照交聯(lián)材料絕緣和護(hù)套材料使電纜具有較高的耐扭轉(zhuǎn)和抗拉性能。本發(fā)明加工工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品一致性高，能夠使電纜耐扭轉(zhuǎn)和抗拉性能得到顯著提高，同時(shí)電纜還具有優(yōu)良的耐高低溫性能、抗老化性能、耐鹽霧及阻燃性能。