一种新能源直流汇集-传输系统用电缆的制作方法

本发明涉及电缆领域，具体为一种新能源直流汇集-传输系统用电缆。

背景技术：

1、为了减少对传统化石能源的依赖，我国实施新能源发展战略，积极推广清洁能源和可再生能源的应用，比如水能、风能、太阳能、生物质能以及核能等。近年来，在政策的支持下，新能源产业迅速发展，通过技术的不断创新使产品成本降低和性能提升，以实现能源转型。

2、在新能源发电系统中，新能源发出的电能汇集后会升压至交流35kv，然后再长距离传输至变压站，最后再由变电站升压并网。以前新能源传输线路都是采用传统的交流电，电压等级为26/35kv，目前行业中已经在研发新的直流传输线路，电压等级为15kv，采用直流传输具有明显的经济优势，三相线改为两相，所用到的电缆减少，电能损失减少，输送容量增大，损耗减小，线路更稳定。

3、然而由于新能源系统的发电能效受昼夜、天气等因素影响，电缆呈间隙性运行，电缆运行时温度升高，电缆不运行时温度降低，温度的变化导致绝缘、金属屏蔽和护套的热胀冷缩，高分子材料制备的绝缘和护套的膨胀率远大于金属屏蔽，绝缘的热胀对金属屏蔽产生张力，使金属屏蔽发生形变，绝缘收缩时金属屏蔽不会随着绝缘一起收缩，反而护套收缩时对金属屏蔽产生挤压力，使金属屏蔽发生弯折，久而久之绝缘和金属屏蔽之间产生间隙，金属屏蔽反复发生弯折会导致断裂，影响电缆的正常运行。

4、因此，为了更适应新能源发展的需求，本发明制备了一种新能源直流汇集-传输系统用电缆。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种新能源直流汇集-传输系统用电缆，以解决上述背景技术中所提到的技术问题。

2、实现本发明目的的技术方案是：一种新能源直流汇集-传输系统用电缆，所述新能源直流汇集-传输系统用电缆由内及外依次包括导体、导体屏蔽、绝缘层、绝缘屏蔽层、缓冲层、金属屏蔽层、外护层；所述缓冲层、金属屏蔽层、外护层采用串联式生产工艺生产得到；所述缓冲层采用半导电发泡聚丙烯带。

3、本发明的新能源直流汇集-传输系统用电缆在绝缘屏蔽层的外侧依次设置缓冲层、金属屏蔽层、外护层，且缓冲层、金属屏蔽层、外护层用串联式生产工艺生产得到，其中，缓冲层使用了半导电发泡聚丙烯带，这使得电缆能在高达110℃的温度下安全运行；缓冲层能够均匀分布绝缘屏蔽层表面的电场，并填补绝缘屏蔽层与金属屏蔽层间的空隙，有效防止两者之间的相互损害；在安装和铺设过程中，电缆可能会受到拉力和压力的影响，尤其是在电缆弯曲时，绝缘屏蔽层与金属屏蔽层之间容易产生摩擦和位移，此时，缓冲层能起到保护作用，减少这些现象的发生；此外，缓冲层还能减轻因绝缘层热膨胀而对金属屏蔽层产生的张力；鉴于电缆并非始终处于稳定运行状态，而是呈现出间歇性的运行特点，当电缆在正常运行状态下达到110℃时，聚丙烯绝缘层会发生膨胀，产生张力；而在电缆不运行时，绝缘层会收缩，但金属屏蔽层并不会随之收缩，反而外护层的收缩会对金属屏蔽层产生挤压力，导致金属屏蔽层弯折；长期如此，会在绝缘层与金属屏蔽层之间形成空隙，并可能导致金属屏蔽层断裂；本发明采用缓冲层、金属屏蔽层、外护层用串联式生产工艺生产并与缓冲层的设置共同作用，在金属屏蔽层中形成伸缩的裕度，避免出现金属屏蔽层断裂的问题，增加了新能源直流汇集-传输系统用电缆的使用寿命。

4、进一步的，所述导体采用多根铝合金单丝导体绞合得到；所述铝合金单丝导体包括圆形铝合金单丝导体或异形铝合金单丝导体；本发明的导体采用铝合金材料成本较低；且铝合金的电导率是铜的61％，铝合金的密度是铜30％，相同导电率下铝合金的重量只有铜的49％，与铜缆相比，铝合金导体电缆自重更轻。

5、进一步的，所述导体屏蔽、绝缘层、绝缘屏蔽层分别采用半导电聚丙烯材料、聚丙烯材料、半导电聚丙烯材料在导体外进行三层共挤得到。

6、本发明的绝缘层采用聚丙烯材料，电缆运行温度可达110℃，且制备绝缘层时无需交联，无副产物产生，生产能耗低。

7、进一步地，所述缓冲层厚度为绝缘层的20％；

8、进一步的，所述金属屏蔽层采用耐酸碱铝合金带。

9、进一步的，所述串联式生产工艺为：使用纵包装置依次将半导电发泡聚丙烯带和耐酸碱铝合金带纵包在绝缘屏蔽层外侧，纵包圆整后进入挤塑机在耐酸碱铝合金带外侧挤包外护层；其中，纵包搭接部分的宽度不小于带宽的15％。

10、本发明采用串联式生产工艺依次将半导电发泡聚丙烯带和耐酸碱铝合金带纵包在绝缘屏蔽层外侧，纵包圆整后挤包外护套，形成缓冲层、金属屏蔽层、外护层，缓冲层包覆过程中所受张力小，变形量小，缓冲效果好；金属屏蔽层包覆过程中所受张力小、不会被拉伸，其中，金属屏蔽层包裹后搭盖处不粘粘，与缓冲层共同作用在金属屏蔽层中形成伸缩的裕度，当电缆间隙运行时，避免因绝缘层和外护层受热膨胀或收缩，导致金属屏蔽反复发生弯折断裂，增加了新能源直流汇集-传输系统用电缆的使用寿命。

11、进一步的，所述外护层采用聚乙烯材料。

12、进一步的，所述半导电发泡聚丙烯带是由半导电聚丙烯料、发泡剂的质量比为100：2共混挤出得到。

13、进一步的，所述半导电聚丙烯料是将80～120质量份共聚聚丙烯k8303、80～120质量份增韧树脂poe8201、40～60质量份导电炭黑vxc72、1～6质量份偶联剂kh505、1～6质量份抗氧剂1010和1～4质量份抑铜剂xl-1共混密炼而成。

14、采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

15、(1)本发明的新能源直流汇集-传输系统用电缆在绝缘屏蔽层的外侧依次设置缓冲层、金属屏蔽层、外护层，且缓冲层、金属屏蔽层、外护层用串联式生产工艺生产得到，可以减少生产工序，提升生产效率，降低生产能耗；其中，缓冲层使用了半导电发泡聚丙烯带，这使得电缆能在高达110℃的温度下安全运行；缓冲层能够均匀分布绝缘屏蔽层表面的电场，并填补绝缘屏蔽层与金属屏蔽层间的空隙，有效防止两者之间的相互损害；在安装和铺设过程中，电缆可能会受到拉力和压力的影响，尤其是在电缆弯曲时，绝缘屏蔽层与金属屏蔽层之间容易产生摩擦和位移，此时，缓冲层能起到保护作用，减少这些现象的发生；此外，缓冲层还能减轻因绝缘层热膨胀而对金属屏蔽层产生的张力；鉴于电缆并非始终处于稳定运行状态，而是呈现出间歇性的运行特点，当电缆在正常运行状态下达到110℃时，聚丙烯绝缘层会发生膨胀，产生张力；而在电缆不运行时，绝缘层会收缩，但金属屏蔽层并不会随之收缩，反而外护层的收缩会对金属屏蔽层产生挤压力，导致金属屏蔽层弯折；长期如此，会在绝缘层与金属屏蔽层之间形成空隙，并可能导致金属屏蔽层断裂；本发明采用缓冲层、金属屏蔽层、外护层用串联式生产工艺生产并与缓冲层的设置共同作用，在金属屏蔽层中形成伸缩的裕度，避免出现金属屏蔽层断裂的问题，增加了新能源直流汇集-传输系统用电缆的使用寿命。

16、(2)本发明的导体采用铝合金材料成本较低；且铝合金的电导率是铜的61％，铝合金的密度是铜30％，相同导电率下铝合金的重量只有铜的49％，与铜缆相比，铝合金导体电缆自重更轻。

17、(3)本发明的绝缘层采用聚丙烯材料，电缆运行温度可达110℃，且制备绝缘层时无需交联，无副产物产生，生产能耗低。

18、(4)本发明采用串联式生产工艺依次将半导电发泡聚丙烯带和耐酸碱铝合金带纵包在绝缘屏蔽层外侧，纵包圆整后挤包外护套，形成缓冲层、金属屏蔽层、外护层，缓冲层包覆过程中所受张力小，变形量小，缓冲效果好；金属屏蔽层包覆过程中所受张力小、不会被拉伸，其中，金属屏蔽层包裹后搭盖处不粘粘，与缓冲层共同作用在金属屏蔽层中形成伸缩的裕度，当电缆间隙运行时，避免因绝缘层和外护层受热膨胀或收缩，导致金属屏蔽反复发生弯折断裂，增加了新能源直流汇集-传输系统用电缆的使用寿命。

19、(5)本发明的新能源直流汇集-传输系统用电缆的结构简单，绝缘性能优，载流量大，生产工序少，效率高，能耗低，成本低。