风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆的制作方法

xiaoxiao2021-4-28  253

风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电缆,尤其是一种耐油及抗酸碱腐蚀性,耐严寒性,具备阻燃及耐火功效的风能发电系统变频器与发电机连接控制用低烟无卤阻燃耐火变频电缆。
【背景技术】
[0002]随着现代工业的飞速发展,人类对能源的需求明显增加,地球上可用的常规能源日渐减少,如何实现能源的持续发展,从而保证我国经济的可持续性发展,已是我们必须要解决的能源战略问题。传统的能源消耗如煤炭,石油,天然气等资源可开采量在萎缩,而且此类能源经利用后对地球环境产生严重影响,如火力发电厂使用煤炭发电,产生大量有毒有害气体污染空气,近年国家对于环境保护治理的措施越来越多,相关部委也提出一系列环保政策,国家大力提倡使用清洁能源,充分利用自然资源产生的能源作用,实现能源的持续发展。目前世界各国都在积极开发风能作用,随着风力发电机装机容量的快速发展和风力发电技术的不断成熟,国家已将风能发展纳入国家重点支持的八大高新技术领域新能源及节能技术范围内,未来时间内风能使用将是国家重点发展能源之一。
[0003]随着风力发电机级功率不断增加,导致机组的叶片已重达数十吨,叶片转动时惯性特别大,在要求响应速度与风速同步上面是非常困难的,要想发电机转动速度与叶片同动,这就需要通过变频器与发电动组合来完成,采用变频技术来实现,在高频率风速变化下,通过变频器瞬时改变发电机转子电流频率,来满足发电动组跟上风速频率变化,使组机输出功率稳定,降低对电网的冲击,输出始终保持电网电压。要保证风能发电机正常工作,连接变频器用的电力电缆作用非常大。传统的变频器电缆有基本的低烟无卤阻燃作用,而且阻燃级别仅是普通的C级,如果要达到耐火要求,还要对线缆进行结构调整,如在导体上面包覆云母带(例如专利201210158799.8就是采用云母带层和玻璃带层来提高其阻燃效果),增加产品生产成本。

【发明内容】

[0004]本实用新型目的在于提供一种缆芯为对称结构,以及双屏蔽体结构形式与陶瓷化高分子阻燃聚烯烃护套材料的风能发电系统用变低烟无卤阻燃耐火变频电缆。该电缆缆芯绝缘层材料使用交联聚烯烃绝缘体,其老化前抗张强度大于12.5N/mm2,断裂伸长率大于200%,直流耐压强度达15kV不击穿。缆芯采用“3+3”对称结构形式,可以提高变频电机专用电缆的抗干扰性,减少了整个系统中的电磁辐射。另外该电缆采用铝箔与编织网双屏蔽体结构,编织密度在90%以上,此屏蔽可抗电磁感应、接地不良和电源线传导干扰,减小电感以及防止感应电动势过大。双屏蔽体既起到抑制电磁波对外发射的作用,又可作为短路电流的通道,能起到中性线芯的保护作用。外护套满足耐臭氧,耐酸碱,抗盐雾,耐候性强,具备高温阻燃耐火作用的陶瓷化高分子阻燃聚烯烃材料。缆芯及护套材料均为无卤性,燃烧后烟密度透光率可达80%以上。该护套材料所生产的电缆遇明火燃烧时结壳速度快,结壳坚硬密实,水平燃烧可以自熄不延燃,在350°C至1600°C有焰或无焰情况下不熔融,不滴落,不脱落,不产生二次灾害,能烧成坚硬的陶瓷状铠体。温度越高,时间越长烧后的陶瓷状铠体越坚硬,其残余物为陶瓷无机物,残余量大于85%,陶瓷状铠体能形成蜂窝状细微孔,可以起到很好的隔火隔热效果。
[0005]解决以上技术问题,本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
[0006]风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆,其特征是,
[0007]包括由内到外依次设置的电缆缆芯、铝箔层、编织层和外护套,所述电缆缆芯包括主线和接地线,所述铝箔层包覆在电缆缆芯的外表面,所述编织层包覆在铝箔层的外表面,所述外护套包覆在编织层的外表面;
[0008]所述主线和接地线分别为3根,3根主线成品字排列,其空隙处嵌入3根接地线,形成“3+3”对称结构形式。对称电缆结构由于导线的互换性,有更好的电磁相容性,对抑制电磁干扰起到一定的作用,能抵消高次谐彼中的奇次频率,提高变频电机专用电缆的抗干扰性,减少了整个系统中的电磁辐射。
[0009]所述主线包括主线导体和主线绝缘层,所述主线绝缘层包覆在主线导体的外表面;
[0010]所述接地线包括接地线导体和接地线绝缘层,所述接地线绝缘层包覆在接地导体的外表面。
[0011]进一步的,所述主线导体与接地线导体采用单支无氧镀锡铜丝,其纯度达99.99%。导体电阻率小。
[0012]进一步的,所述主线绝缘层与接地线绝缘层采用交联聚烯烃材料。该材料材料特性符合GB/T17557-2010标准要求,氧指数达30以上,直流耐压强度达15kV,具备良好的阻燃性及低烟无卤性。
[0013]进一步的,所述铝箔层厚度为0.05mm,纵包电缆缆芯表面,导电面朝外。
[0014]进一步的,所述编织层使用镀锡铜导体,编织密度达90%以上,编织层360度包覆于铝箔层导电面。此结构具备抗电磁感应、接地不良和电源线传导干扰,减小电感,防止感应电动势过大作用,可以起到抑制电磁波对外发射的效果,又可作为短路电流的通道,能起到中性线芯的保护系统作用。
[0015]进一步的,所述外护套采用陶瓷化高分子阻燃聚烯烃材料挤包完成,所述外护套具有良好的绝缘性能,常温下介电强度达多24kV,体积电阻率多1.03Χ1015Ω.πι。此材料耐温_40°C至90°C具备耐油抗酸碱腐蚀性,具备无卤特性,遇高温燃烧时形成坚硬的铠状体,对内部结构起有效阻燃防火保护作用。
[0016]本发明的有益效果:
[0017]①本实用新型的风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆的缆芯绝缘层材料使用交联聚烯烃绝缘体,其老化前抗张强度大于12.5N/mm2,断裂伸长率大于200%,直流耐压强度达15kV不击穿;
[0018]②本实用新型的风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆在缆芯上面采取“3+3”对称结构形式,即3根主线成品字排列,其空隙处嵌入3根接地线。对称电缆结构由于导线的互换性,有更好的电磁相容性,对抑制电磁干扰起到一定的作用,能抵消高次谐彼中的奇次频率,提高变频电机专用电缆的抗干扰性,减少了整个系统中的电磁辐射;
[0019]③本实用新型的风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆采用铝箔与编织网屏蔽体结构,此结构的电缆可抗电磁感应、接地不良和电源线传导干扰,减小电感,防止感应电动势过大。屏蔽层既起到抑制电磁波对外发射的作用,又可作为短路电流的通道,能起到中性线芯的保护作用;
[0020]④本实用新型的风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆的外护套采用陶瓷化高分子阻燃聚烯烃材料,具备耐酸碱油腐蚀性,抗紫外线照射性,高温阻燃耐火性和良好的绝缘性能;常温下介电强度达彡24kV,体积电阻率彡1.03Χ10 15Ω.Μο产品正常使用温度范围为-40°C至90°C。当电缆被燃烧时不产生延燃无滴落物,产生烟气毒性达到公安部阻燃产品ZAl级标准要求。当遇明火燃烧时,其护套迅速结壳形成表面坚硬密实的外表层,火焰不会产生延燃,在1600°C有焰或无焰情况下不熔融,外护套能烧成坚硬的陶瓷状铠体,时间越长烧后的陶瓷状铠体越坚硬,对内部缆芯结果起到隔热及隔火的作用。其残余物为陶瓷无机物,残余量大于85%,陶瓷状铠体能形成蜂窝状细微孔,可以起到很好的隔火隔热效果。此种产品广泛使用于风能发电系统中变频器连接,提供电能传输,以及工矿企业设备中变频器连接使用;
[0021]⑤本实用新型的风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆缆芯物理性能及电气性能满足CB/T4396-2014 (船舶变频传动用电力电缆)规定技术要求,护套老化前抗张强达大于9.0N/mm2,断裂伸长率大于90%。产品阻燃性满足GB/T20286-2008 (公共场所阻燃制品认证规范)规定阻燃I级标准,耐火性能满足GB/T19216.21-2003 (电力电缆燃烧完整性试验)标准规定要求。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆的结构示意图。
[0023]附图标记说明:
[0024]I电缆缆芯;11主线;111主线导体;112主线绝缘层;12接地线;121接地线导体;122接地线绝缘层;2铝箔层;3编织层;4外护套。
【具体实施方式】
[0025]为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例,实施例不应视作对本实用新型保护范围的限定。
[0026]风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆,包括由内到外依次设置的电缆缆芯1、铝箔层2、编织层3和外护套4,所述电缆缆芯包括主线11和接地线12,所述铝箔层2包覆在电缆缆芯I的外表面,所述编织层3包覆在铝箔层2的外表面,所述外护套4包覆在编织层3的外表面;所述主线11和接地线12分别为3根,3根主线11成品字排列,其空隙处嵌入3根接地线12,形成“3+3”对称结构形式。对称电缆结构由于导线的互换性,有更好的电磁相容性,对抑制电磁干扰起到一定的作用,能抵消高次谐彼中的奇次频率,提高变频电机专用电缆的抗干扰性,减少了整个系统中的电磁辐射。
[0027]所述主线11包括主线导体111和主线绝缘层112,所述主线绝缘层112包覆在主线导体111的外表面;所述接地线12包括接地线导体121和接地线绝缘层122,所述接地线绝缘层122包覆在接地导体121的外表面。
[0028]其中,所述主线导体111与接地线导体121采用单支无氧镀锡铜丝,其纯度达99.99%,该导体电阻率小。所述主线绝缘层112与接地线绝缘层122采用交联聚烯烃材料。该材料特性符合GB/T17557-2010标准要求,氧指数达30以上,直流耐压强度达15kV,具备良好的阻燃性及低烟无卤性。所述铝箔层2厚度为0.05mm,纵包电缆缆芯表面,导电面朝夕卜。所述编织层3使用镀锡铜导体,编织密度达90%以上,编织层360度包覆于铝箔层2导电面。此结构具备抗电磁感应、接地不良和电源线传导干扰,减小电感,防止感应电动势过大作用,可以起到抑制电磁波对外发射的效果,又可作为短路电流的通道,能起到中性线芯的保护系统作用。所述外护套4采用陶瓷化高分子阻燃聚烯烃材料挤包完成,所述外护套4具有良好的绝缘性能,常温下介电强度达多24kV,体积电阻率多1.03Χ1015Ω.πι。此材料耐温_40°C至90°C具备耐油抗酸碱腐蚀性,具备无卤特性,遇高温燃烧时形成坚硬的铠状体,对内部结构起有效阻燃防火保护作用。
[0029]以上内容和结构描述了本实用新型产品的基本原理、主要特征和本实用新型的优点,本行业的技术人员应该了解。上述实例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都属于要求保护的本实用新型范围之内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆,其特征是, 包括由内到外依次设置的电缆缆芯、铝箔层、编织层和外护套,所述电缆缆芯包括主线和接地线,所述铝箔层包覆在电缆缆芯的外表面,所述编织层包覆在铝箔层的外表面,所述外护套包覆在编织层的外表面;所述主线和接地线分别为3根,3根主线成品字排列,其空隙处嵌入3根接地线,形成“3+3”对称结构形式;所述主线包括主线导体和主线绝缘层,所述主线绝缘层包覆在主线导体的外表面;所述接地线包括接地线导体和接地线绝缘层,所述接地线绝缘层包覆在接地导体的外表面。2.根据权利要求1所述的风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆,其特征是,所述主线导体与接地线导体采用单支无氧镀锡铜,其纯度达99.99%。3.根据权利要求1所述的风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆,其特征是,所述主线绝缘层与接地线绝缘层采用交联聚烯烃材料。4.根据权利要求1所述的风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆,其特征是,所述铝箔层厚度为0.05mm,纵包电缆缆芯表面,导电面朝外。5.根据权利要求1或4所述的风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆,其特征是,所述编织层使用镀锡铜导体,编织密度达90%以上,编织层360度包覆于铝箔层导电面。6.根据权利要求1所述的风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆,其特征是,所述外护套采用陶瓷化高分子阻燃聚烯烃材料挤包完成,所述外护套常温下介电强度达彡24kV,体积电阻率彡1.03X1015 Qm0
【专利摘要】本实用新型公开一种风能发电系统用低烟无卤阻燃耐火变频电缆,属于线缆技术领域。该电缆由内到外依次设有电缆缆芯、铝箔层、编织层和外护套,所述电缆缆芯包括主线和接地线,所述主线包括主线导体和主线绝缘层,所述主线绝缘层包覆在主线导体的外表面;所述接地线包括接地线导体和接地线绝缘层,所述接地绝缘层包覆在接地导体的外表面。本实用新型的电缆内部线芯结构采用品字分布,提高了应用过程中抗干扰性,减少了电磁辐射,采用双屏蔽结构可抗电磁感应、接地不良和电源线传导干扰,减小电感以及防止感应电动势过大,并且具有耐油及抗酸碱腐蚀性,耐严寒性,具备良好的阻燃及耐火功能。
【IPC分类】H01B7/00, H01B7/295, H01B7/02, H01B7/17, H01B7/28
【公开号】CN204695808
【申请号】CN201520392156
【发明人】汤代兵, 廖孝彪
【申请人】湖北宇洪光电实业有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月9日

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