径向分层绞合导体的大截面积电力电缆

摘要

本发明径向分层绞合导体的大截面积电力电缆，包括圆形截面的导体，导体沿半径方向分为内、外两层，外层为外环导体，内层为中心导体，在外环导体和中心导体间设置第一绝缘层，中心导体由多个扇形股块绞合而成，相邻两个扇形股块之间设置第二绝缘层；外环导体由多个扇环形股块绞合而成，相邻两个扇环形股块之间设置第三绝缘层，每个扇形股块和每个扇环形股块均由多根金属单线构成。本发明径向分层绞合导体的大截面积电力电缆，通过加设第一绝缘层，提高导体中间部位的电流密度，在不增加导体的情况下，提高了电力电缆的载流量，节省了导体材料。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力电缆，特别涉及一种径向分层绞合导体的大截面积电力电缆。

背景技术

电力电缆一般由铜导体线芯、绝缘层、金属护套、内护层和外被层所组成。电力电缆的 导体一般为绞合铜单线构成，承担着通载电流的核心功能，其导体通过交流电流时，受集肤 效应影响，导体的电流密度分布并不均匀。随着导体截面的增大，电流密度由内向外逐渐增 大的效应逐渐显著，导体单位面积上的平均电流密度逐渐减小，导体利用率逐步下降，其交 流电阻逐渐增大。中国实用新型CN2598104Y公开了一种大截面铜芯五分割导体，把铜芯截 面分割成五个相互分离的股块，每个股块间设置绝缘皱纹纸。中国发明CN101620898A公开 了一种超高压铝芯分割导体交联聚乙烯绝缘电力电缆的生产方法，通过该方法得到由五股铝 芯股块扭合而成的电力电缆。由于电缆导体的集肤效应，每股导体的电流密度分布在其外围， 每股导体的中间部位的电流密度就很小，降低了导体的载流量。中国实用新型CN201408562Y 公开一种分割导体及铜单线，在每根铜单线表面形成一层氧化铜薄膜，使每根铜单线作为一 分割导体，减少集肤效应，但是其生产工艺复杂，生产效率低，不适用于大截面积的电力电 缆。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种径向分层绞合导体的大截面积电力电缆，克服现有技 术中存在的上述问题。

本发明径向分层绞合导体的大截面积电力电缆，包括圆形截面的导体，所述导体沿半径 方向分为内、外两层，外层为外环导体，内层为中心导体，在外环导体和中心导体间设置第 一绝缘层，所述中心导体由多个扇形股块绞合而成，相邻两个扇形股块之间设置第二绝缘层； 所述外环导体由多个扇环形股块绞合而成，相邻两个扇环形股块之间设置第三绝缘层，每个 扇形股块和每个扇环形股块均由多根金属单线构成。

本发明所述第二绝缘层和第三绝缘层为绝缘皱纹纸。

本发明所述扇环形股块的数量与扇形股块的数量相等。

本发明所述扇环形股块的数量为扇形股块数量的两倍。

本发明所述第一绝缘层设置在所述导体半径的中点处，使所述外环导体的外径为中心导 体外径的两倍。

本发明所述第一绝缘层为塑料绝缘层。

本发明所述导体的外面还依次设有半导电层、绝缘层、半导电屏蔽层、缓冲层、金属护 套和外被层。

通过以上技术方案，本发明的径向分层绞合导体的大截面积电力电缆，通过在导体内加 设一层第一绝缘层，在不增加导体截面的情况下，提高了导体中间部位的平均电流密度，大 大减小了导体的交流电阻，提高了电缆导体的载流能力，并且在加工生产时简化了导体的生 产工艺，提高了生产效率，在电缆接头处和终端处，更好的进行操作。以前，为了提高电缆 的载流量，只能靠增加电缆导体的截面积来达到这目的，本发明在不增加电缆导体的截面积 下就能提高其载流量，这样就省下了大量导体，不仅降低了电缆的成本，而且还节约了矿石 能源、减小二氧化碳排放，支持低碳发展。

附图说明

图1本发明第一实施例的具体结构图。

图2本发明第二实施例的具体结构图。

具体实施方式

如图1及图2所示，径向分层绞合导体的大截面积电力电缆，包括圆形截面的导体1，导 体沿半径方向分为内、外两层，外层为外环导体，内层为中心导体，在外环导体和中心导体 间设置第一绝缘层3，中心导体由多个扇形股块绞合而成，相邻两个扇形股块之间设置第二绝 缘层；外环导体由多个扇环形股块绞合而成，相邻两个扇环形股块之间设置第三绝缘层，每 个扇形股块和每个扇环形股块均由多根金属单线构成。通过第一绝缘层只需把导体分成两层， 每层又分成多股，每股由多根金属单线绞合而成，相邻金属单线可导通每根单线外表面无需 绝缘设置，就能减少集肤效应对导体的影响，提高了导体中间部位的平均电流密度，大大减 小了导体的交流电阻，提高了电缆导体的载流能力；通过分层构成导体简化了生产工艺，提 高了生产效率，特别适用于大截面积的电力电缆。

如图1所示为本发明径向分层绞合导体的大截面积电力电缆的一具体实施例，该电力电 缆由内到外分别为导体1、半导电层4、绝缘层5、半导电屏蔽层6、缓冲层7、金属护套8和 外被层9。外环导体扇环形股块的数量与中心导体扇形股块的数量相等(见图1)，并第二绝 缘层和第三绝缘层为绝缘皱纹纸2。此时导体被分成十块小的导体股块，提高了导体中间部位 的电流密度，减小了导体的交流电阻，在不增加导体的情况下，提高了电力电缆的载流量。 并且在加工生产时，先生产中心导体的扇形股块，由于其截面小更易于生产，五块扇形股块 分别完成后绞合形成中心导体，再把第一绝缘层3第一在中心导体外，绕后再把生产好的扇 环形股块绞合在第一绝缘层的外围，以此形成电力电缆的导体。因为减小了每个股块的截面 积，因此提高了每个股块的生产效率并易满足技术指标。通过两次绞合生产加强了电力电缆 导体的圆滑性提高了导体的载流性能，并简化了大截面积电缆导体的生产工艺，使在电缆接 头处和终端处更好的进行操作。

如图2所示为本发明径向分层绞合导体的大截面积电力电缆的另一具体实施例，扇环形 股块的数量为扇形股块数量的两倍。电缆导体在成型时，首先制成中心导体，把圆形铜单线 绞合压制成扇形导体，然后五个扇形导体再进行绞合成中心导体，在相邻两股扇形股块之间 设有第二绝缘层；再次在制成的中心导体外围加一层第一绝缘层3，然后在其外面绞合已经成 型的扇环形股块，在扇环形股块之间设有第三绝缘层，第二绝缘层和第三绝缘层一般采用绝 缘皱纹纸2。由于在中心导体与外环导体间加设了第一绝缘层，外环导体的股块数可以倍增， 因此在不增加导体的情况下，更加提高了电缆导体的载流量能力，节省了导体材料。

为使电力电缆的载流量达到同截面的最大载流量，把第一绝缘层3设置在导体半径的中 点处，使外环导体的外径为中心导体外径的两倍，实现了在最少分层的情况下，也能达到最 大的抗集肤效应，使电力电缆达到最大载流量，并简化了生产工艺。

第一绝缘层3优选为塑料绝缘层，塑料绝缘和绝缘纸相比较，具有很高的强度，其抗撕 裂强度为300％，而绝缘纸的抗撕裂强度为30％左右，从而减小了绝缘破损的可能性；并且在 工艺上，塑料绝缘可以采用全退扭工艺，而绝缘纸不能采用这种全退扭工艺因为其若用于该 工艺会被破坏而失去绝缘的效果，而这种工艺的好处就是使电缆导体更加圆整，提高了电力 电缆的性能。