[發明專利]碳纖維增強型鋁合金導體自測溫變頻電纜

無效

• 申請號: 201310408523.5
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN104425079A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 韋強啟;張洪濤;韓愛芝;劉守明;李現春;姜新斌;祝炳臣;史宏偉;苗雪鵬;梁曉東;王桂花
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;河南省電力公司周口供電公司;河南科信電纜有限公司
• 主分類號: H01B9/00
• 分類號: H01B9/00;H01B7/32;H01B5/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

?本發明屬于電纜領域，具體是一種碳纖維增強型鋁合金導體自測溫變頻電纜。

背景技術

變頻調速技術因其顯著的節能（25-33%）效果、調速范圍寬、具有恒功率、恒轉速特性、功率大、可靠性高、維護簡單、體積小、重量輕、占地面積小、設備投資低，制造容易、可實現高自動化控制等優異特性，而具有廣闊的市場推廣應用前景，變頻電纜作為變頻調速重要組成部分，已得到了大范圍的推廣使用。但是這類電纜由于采用傳統的銅質導體結構，不但制造工序復雜，而且導體絞合緊壓系數低，導體單線間存有較大縫隙，不但易遇水滲透，致導體氧化，增大導體直流電阻，影響電纜的載流性能。更重要的是，銅導體造價昂貴（當前銅價高達近6萬元/噸的高位），而作為電纜導體的另一種主材，鋁卻相對低廉（期貨價僅為1.6萬元/噸左右）。?

能否用鋁代銅，一直是困擾業內的世紀難題，就其原因為：雖然鋁是僅次于銅的優良導體（銅的電阻率：0.017241Ω·mm2/m,鋁的電阻率：0.028264Ω·mm2/m），但由于鋁存在氧化、組織成份不緊密、易蠕變等缺點，在用鋁替代銅做電纜時，往往會出現接頭氧化和松動，造成在輸送電能時往往出現發熱而產生故障點，考慮到變頻調速系統的長期安全可靠性，故這類電纜以往一直都采用銅質導體，隨著現代合金材料技術的快速發展，導體用鋁合金代銅，技術已成熟，已是當前的變頻電力電纜技術發展所趨。就其原因如下：鋁合金導體與銅鋁導體相比，不但提高了導體的機械強度（鋁合金拉力是鋁的1.3倍）、耐腐蝕性（鋁合金的抗腐蝕性能大大優于銅鋁）和緊密性（鋁合金抗蠕變性能在鋁基礎上提高300%，徹底避免了由于冷流或蠕變引起的電纜接頭松弛問題），而且具有很好的柔韌性（鋁合金比銅柔韌性高30%，反彈性比銅低40%。一般銅纜的彎曲半徑為10～20倍外徑，而鋁合金電纜彎曲半徑僅為7倍外徑，更容易進行端子連接），在具備銅導體相同性能的情況下，鋁合金電纜成本降低了40%左右，電纜重量要比銅導體電纜輕一倍以上，并降低20%左右安裝敷設費用。

銅質導體的變頻電纜的經濟性和適用性，已越來越不適用時代要求，需作進一步的改進。

此外，智能電網作為未來電網，是實現安全可靠、經濟高效、綠色環保的新興產業，國內外正加快速度發展，目前我國智能電網建設已全面啟動。隨著智能電網建設的快速發展，對應用于智能電網的電纜，在傳輸電能的同時又能傳輸信號，不僅要考慮電性能和安全性能，同時還要考慮綠色環保、節能、經濟性等因素，帶光纖的復合電纜將成為建筑用電纜的發展方向。

此外，現有的電纜抗拉強度還不夠，對冰凍雨雪等自然災害承受力低；現有光電復合電纜，具有光纖通信功能和電力傳輸功能，可以實現各種控制信號、網絡信號以及電力的傳輸，適應電信網、廣電網、互聯網、電力網多網融合的使用需要。但是，這種光電復合電纜在運行中溫升情況無法監測，容易發生因電力導線負載增加引起升溫導致整個電纜損壞的現象。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的上述缺陷，提供一種碳纖維增強型鋁合金導體自測溫變頻電纜。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種碳纖維增強型鋁合金導體自測溫變頻電纜，其特征在于，包括電纜內芯和包在電纜內芯外的電纜外層，所述電纜內芯包括三相主線鋁合金絕緣線和鋁合金接地線，所述三相主線鋁合金絕緣線呈120°相位角圓周分布，所述鋁合金接地線均分成三等份，并呈120°相位角與三相主線鋁合金絕緣線同圓心圓周分布于三相主線鋁合金絕緣線周圍；所述電纜外層由內向外依次為隔離層、屏蔽層和外護套；所述電纜內芯與電纜外層之間設有填充料，在所述填充料中設置有一根光單元；所述的光單元包括多根光纖和從內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，所述的松套管內填充滿干式阻水物，所述的非金屬加強層內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；在所述填充料中還設置一根碳纖維增強芯，所述碳纖維增強芯由碳纖維絲和陶瓷纖維絲組成。?

所述三相主線鋁合金絕緣線和鋁合金接地線的鋁合金導體均是由若干單元梯形塊鋁合金導體拼絞而成圓形導體，單元梯形塊鋁合金導體之間采用無縫拼接。?

所述三相主線鋁合金絕緣線和鋁合金接地線的鋁合金導體均是由若干單元扇形塊鋁合金導體拼絞而成圓形導體，單元扇形塊鋁合金導體之間采用無縫拼接。?

所述屏蔽層采用鋁合金帶螺旋卷繞、環環相扣的自鎖結構。