本技术涉及一种两芯直流电缆,属于电缆。
背景技术:
1、直流电缆是现代能源运输领域的重要装置,其与交流电缆相比具有击穿电压高、损耗小的特点,在长距离输电场合具有重大优势。直流电缆的损耗主要来自于导体本身的直流电阻以及绝缘材料在长时间直流电压下的老化损耗。就绝缘材料的老化损耗问题,研究表明其与电缆绝缘层电场及温度有关,由于绝缘温度内高外低,其综合效应引起绝缘表面电场强度偏高,最终导致其表层空间电荷积聚,引起绝缘劣化;为了解决直流电缆老化损耗问题,迫切需要设计一种可以减少空间电荷聚集及电场畸变、提高绝缘安全性及载流能力的电缆结构。
技术实现思路
1、本实用新型的目的是提供一种两芯直流电缆以解决直流电缆绝缘老化问题。
2、实现本实用新型目的的技术方案是:一种两芯直流电缆,包括缆芯、填充条、缓冲层、内垫层、抗震层、铠装层及外护套,所述缆芯包括两根平行设置的等半径缆芯单体,缆芯外层依次设置有缓冲层、内垫层、抗震层、铠装层及外护套,所述填充条设置在缆芯与缓冲层之间;
3、缆芯单体具有由内到外设置的导体、绕包半导电层及绝缘层,所述绝缘层外层为齿状突起,所述两个缆芯单体的齿状突起接触处设有相互抵接的凸出台面。
4、本实用新型的两根缆芯单体之间采用平行结构设计,其缆芯单体之间未进行绞合,等长度电缆中的缆芯长度最小,其电阻较小,载流能力更强;本实用新型还在绝缘层外层设置了齿状突起和抵接的凸出台面,其可有效减少绝缘表面的空间电荷,齿状突起间的间隙还可形成有利于散热的空气带,有效避免了绝缘快速劣化,有利于延长直流电缆寿命。
5、所述导体包括圆形绞合导体和设置在圆形绞合导体外层的平行条状导体,所述圆形绞合导体采用多股铜丝或铝丝绞合紧压得到,所述条状导体为圆弧瓦状结构,与圆形绞合导体紧密贴合设置。采用此结构有利于减少导体外形尺寸,外层的条状导体表面光滑度高,有利于改善绝缘层内的电场分布。
6、所述绝缘层包括由内到外设置的第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层,所述绝缘层材料为聚乙烯,所述第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层的聚乙烯结晶度依次降低,这样有利于降低绝缘层沿径向方向上外部电场,提高绝缘的安全性。
7、为了提升填充条的耐热性和电绝缘性,所述填充条采用经硫化的乙丙橡胶条制备,其与齿状突起及凸出台面紧密接触。
8、为了避免过度压紧导致导体电阻值增加,控制所述圆形绞合导体的紧压系数为0.86-0.92,所述条状导体的厚度不小于2mm。
9、为了减少缆芯单体之间的互感效应,所述凸出台面高度大于齿状突起高度。
10、为了控制绝缘层的电阻率,减少电缆尺寸,所述第一绝缘层、第二绝缘层之间采用双层共挤工艺制备,所述第一绝缘层厚度为0.8-1.2mm,第一绝缘层、第二绝缘层之间厚度之比为2:3。
11、为了在第三绝缘层外部形成稳定的空气隔热层,所述第三绝缘层包括设置在第二绝缘层外层并与第二绝缘层平行的基底层及齿状突起和凸出台面,所述齿状突起及凸出台面设置在基底层外部,所述齿状突起为锥状,其根部半径小于顶部半径。
12、采用了上述技术方案,本实用新型具有以下的有益效果:
13、(1)本实用新型的两根缆芯单体之间采用平行结构设计,其缆芯单体之间为进行绞合,等长度电缆中的缆芯长度最小,其电阻较小,载流能力更强;本实用新型还在绝缘层外层设置了齿状突起和抵接的凸出台面,其可有效减少绝缘表面的空间电荷,齿状突起间的间隙还可形成有利于散热的空气带,有效避免了绝缘快速劣化,有利于延长直流电缆寿命。
14、(2)本实用新型的导体采用圆形绞合导体和瓦形条状导体组合,采用此结构有利于减少导体外形尺寸,外层的条状导体表面光滑度高,有利于改善绝缘层内的电场分布。
15、(3)本实用新型的绝缘层采用分层设置,且各绝缘层的结晶度由内到外依次降低,可以降低绝缘层沿径向方向上外部电场,提高绝缘的安全性。
16、(4)本实用新型的填充条采用经硫化的乙丙橡胶条材料,耐热性和电绝缘性较好。
17、(5)本实用新型严格控制圆形绞合导体的紧压系数,有效避免了过度压紧导致的导体电阻值增加。
18、(6)本实用新型的凸出台面高度大于齿状突起高度,减少了缆芯单体之间的互感效应。
19、(7)本实用新型控制绝缘层之间的厚度关系并采用双层共挤工艺进行生产,控制了绝缘层的电阻率并减少了电缆尺寸。
20、(8)本实用新型设置了齿状突起及凸出台面,并将齿状突起设置为锥状并限制其根部半径小于顶部半径,第三绝缘层外部形成了稳定的空气隔热层。
1.一种两芯直流电缆,其特征在于:
2.根据权利要求1所述的一种两芯直流电缆,其特征在于:所述导体(111)包括圆形绞合导体(1111)和设置在圆形绞合导体(1111)外层的平行条状导体(1112),所述圆形绞合导体(1111)采用多股铜丝或铝丝绞合紧压得到,所述条状导体(1112)为圆弧瓦状结构,与圆形绞合导体(1111)紧密贴合设置。
3.根据权利要求1所述的一种两芯直流电缆,其特征在于:所述绝缘层(113)包括由内到外设置的第一绝缘层(1131)、第二绝缘层(1132)、第三绝缘层(1133),所述绝缘层(113)材料为聚乙烯,所述第一绝缘层(1131)、第二绝缘层(1132)、第三绝缘层(1133)的聚乙烯结晶度依次降低。
4.根据权利要求1所述的一种两芯直流电缆,其特征在于:所述填充条(2)采用经硫化的乙丙橡胶条制备,其与齿状突起(11331)及凸出台面(11332)紧密接触。
5.根据权利要求2所述的一种两芯直流电缆,其特征在于:所述圆形绞合导体(1111)的紧压系数为0.86-0.92,所述条状导体(1112)的厚度不小于2mm。
6.根据权利要求3所述的一种两芯直流电缆,其特征在于:所述凸出台面(11332)高度大于齿状突起(11331)高度。
7.根据权利要求3所述的一种两芯直流电缆,其特征在于:所述第一绝缘层(1131)、第二绝缘层(1132)之间采用双层共挤工艺制备,所述第一绝缘层(1131)厚度为0.8-1.2mm,第一绝缘层(1131)、第二绝缘层(1132)之间厚度之比为2:3。
8.根据权利要求3所述的一种两芯直流电缆,其特征在于:所述第三绝缘层(1133)包括设置在第二绝缘层(1132)外层并与第二绝缘层(1132)平行的基底层及齿状突起(11331)和凸出台面(11332),所述齿状突起(11331)及凸出台面(11332)设置在基底层外部,所述齿状突起(11331)为锥状,其根部半径小于顶部半径。
