[發明專利]一種粘附氧化膜的低集膚效應電力電纜制造方法

在審

• 申請號: 201610856071.0
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN107871559A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 蓋浩然
• 申請（專利權）人: 青島東浩軟件科技有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B13/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電纜領域，特別是一種粘附氧化膜的低集膚效應電力電纜制造方法。

背景技術

目前國內外超高壓、大容量輸送電力，多采用1000mm 2、1200mm 2甚至更大截面到2500mm 2的電纜，此種大截面電纜導體采用傳統工藝制造，運行時內部極易產生渦流，導致導體溫度上升，造成能量損耗。只有將大截面電纜導體制造成四、五及以上分割導體，并在分割股塊間采用皺紋紙隔離，才能很好的解決和避免渦流損耗的問題。分割導體制造屬于高難度技術，完全有別于傳統之圓形絞線。

由于交流系統中集膚效應的存在，導致導體中的載流量并不是隨電纜導體截面的增大而成正比例增加，而是當導體直徑增大到一定程度時，集膚效應嚴重，導致導體的交流有效電阻即交流電阻會明顯大于其直流電阻，因而單靠增大截面也就失去了其實用性和經濟性。集膚效應會在每根導線中產生渦流，而且鄰近效應也會在每根導線中產生渦流。因此，實際情況下不僅每根導線中存在渦流，導線間若未絕緣，導線間也會存在渦流。對電纜線路來說，集膚效應和鄰近效應的存在將使電纜線芯的交流電阻增大，從而使電纜的允許載流量減小，也就是電纜浪費了很大部分輸送電流。

為了最大限度地減輕因集膚效應引起的導體交流電阻增大，有效地減小導體的損耗發熱，增加導體的載流量，就要將大截面導體分割成彼此絕緣的幾部分即形成分割導體。我們采用的解決方案，通過選擇分割導體最佳結構，進一步降低大截面高壓電纜的能量損耗，提高電纜的載流量，導體結構中每根導線均絕緣。因為超大截面電纜導體如采用絞合壓緊結構，導電在輸電過程中的集膚效應系數將達到約54％；而若采用分割導體結構，集膚效應系數則會下降至約26％；若分割導體結構中每根導線均絕緣，導體的電熱損耗則減小至8％。但是現有技術，如申請號為201410709241.3的中國專利，使每根導線，即銅絲相互絕緣時，造成導體的絞合外徑增大，從而不能適用。

發明內容

本發明所要達到的目的是提供一種粘附氧化膜的低集膚效應電力電纜的制造方法，可有效降低電纜的集膚效應。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種粘附氧化膜的低集膚效應電力電纜的制造方法，包括下述順序的步驟，(A)將若干作為導體的銅絲分隔股塊并絞合股塊內的銅絲；(B)對銅絲構成的股塊表面進行酸洗，去除雜質；(C)使用清水洗去銅絲表面的殘留酸液，然后烘干；(D)將銅絲構成的股塊浸入銅氧化劑，使銅絲表面生成氧化膜；(E)使用清水洗去銅絲表面的殘留銅氧化劑，然后烘干；(F)分割銅絲構成的股塊并將股塊絞合成銅纜，然后通過三層共擠生成交聯電纜，并在烘房脫氣處理；(G)在處理后的電纜外繞包緩沖帶、覆蓋鋁護套，并涂覆瀝青后雙層擠包生成外護套。

在導體的扇形股塊絞合后，對導體表面進行酸液清洗并烘干，然后浸入銅氧化劑氧化，在銅導體的每根銅絲單線的表面均形成了一層氧化銅(CuO)的氧化膜，后進入清洗并烘干，該保護膜粘附強度高，韌性好，厚度在0.5μm-1.0μm之間，不增加導體絞合外徑。該氧化銅的體積電阻率約10 5Ω·cm，處于半導體體積電阻率的范圍之內，但它的電阻率仍比銅導體高10 11倍，可認為氧化銅能夠給予銅單線之間足夠的絕緣效果。在對高壓電纜進行中間接頭和終端接頭時，該層氧化銅膜又很容易去除，甚至到導體內部，在進行導體連接時，只需將導體端頭浸漬在弱酸或者還原溶液當中即可去除氧化膜。

進一步的，所述氧化膜為氧化銅膜，容易去除。

進一步的，所述氧化膜厚度為0.5μm-1.0μm，不增加導體絞合外徑。

進一步的，使用皺紋絕緣紙分隔扇形股塊，有利于結構穩定。

進一步的，扇形股塊通過覆蓋在表面的半導電包帶定形。

進一步的，三層共擠生成的交聯電纜包括半導電內屏蔽、絕緣層和半導電外屏蔽。半導體屏蔽層與絕緣層之間形成氣隙，與被屏蔽的導體等電位并與絕緣層良好接觸，避免在導體與絕緣層之間發生局部放電。

進一步的，所述緩沖帶為半導電緩沖阻水帶，有緩沖襯墊作用,并有阻水功能。

進一步的，所述鋁護套通過擠包生成或氬弧焊生成，可承受電纜短路電流、徑向防水并能承受抗側壓力。

進一步的，所述外護套包括導電層。

這種電纜由于每根銅絲導線相互間均絕緣，從而集膚效應低，防渦流集中效應，導體的電熱損耗則減小至10％以下。

采用上述技術方案后，本發明具有如下優點：

將銅絲浸入銅氧化劑后在銅絲表面生成的氧化膜可使銅絲相互絕緣，從而有效降低集膚效應，降低能源損耗。