[发明专利]碳纤维增强型铝合金导体自测温变频电缆

说明书

技术领域

 本发明属于电缆领域，具体是一种碳纤维增强型铝合金导体自测温变频电缆。

背景技术

变频调速技术因其显著的节能（25-33%）效果、调速范围宽、具有恒功率、恒转速特性、功率大、可靠性高、维护简单、体积小、重量轻、占地面积小、设备投资低，制造容易、可实现高自动化控制等优异特性，而具有广阔的市场推广应用前景，变频电缆作为变频调速重要组成部分，已得到了大范围的推广使用。但是这类电缆由于采用传统的铜质导体结构，不但制造工序复杂，而且导体绞合紧压系数低，导体单线间存有较大缝隙，不但易遇水渗透，致导体氧化，增大导体直流电阻，影响电缆的载流性能。更重要的是，铜导体造价昂贵（当前铜价高达近6万元/吨的高位），而作为电缆导体的另一种主材，铝却相对低廉（期货价仅为1.6万元/吨左右）。 

能否用铝代铜，一直是困扰业内的世纪难题，就其原因为：虽然铝是仅次于铜的优良导体（铜的电阻率：0.017241Ω·mm2/m,铝的电阻率：0.028264Ω·mm2/m），但由于铝存在氧化、组织成份不紧密、易蠕变等缺点，在用铝替代铜做电缆时，往往会出现接头氧化和松动，造成在输送电能时往往出现发热而产生故障点，考虑到变频调速系统的长期安全可靠性，故这类电缆以往一直都采用铜质导体，随着现代合金材料技术的快速发展，导体用铝合金代铜，技术已成熟，已是当前的变频电力电缆技术发展所趋。就其原因如下：铝合金导体与铜铝导体相比，不但提高了导体的机械强度（铝合金拉力是铝的1.3倍）、耐腐蚀性（铝合金的抗腐蚀性能大大优于铜铝）和紧密性（铝合金抗蠕变性能在铝基础上提高300%，彻底避免了由于冷流或蠕变引起的电缆接头松弛问题），而且具有很好的柔韧性（铝合金比铜柔韧性高30%，反弹性比铜低40%。一般铜缆的弯曲半径为10～20倍外径，而铝合金电缆弯曲半径仅为7倍外径，更容易进行端子连接），在具备铜导体相同性能的情况下，铝合金电缆成本降低了40%左右，电缆重量要比铜导体电缆轻一倍以上，并降低20%左右安装敷设费用。

铜质导体的变频电缆的经济性和适用性，已越来越不适用时代要求，需作进一步的改进。

此外，智能电网作为未来电网，是实现安全可靠、经济高效、绿色环保的新兴产业，国内外正加快速度发展，目前我国智能电网建设已全面启动。随着智能电网建设的快速发展，对应用于智能电网的电缆，在传输电能的同时又能传输信号，不仅要考虑电性能和安全性能，同时还要考虑绿色环保、节能、经济性等因素，带光纤的复合电缆将成为建筑用电缆的发展方向。

此外，现有的电缆抗拉强度还不够，对冰冻雨雪等自然灾害承受力低；现有光电复合电缆，具有光纤通信功能和电力传输功能，可以实现各种控制信号、网络信号以及电力的传输，适应电信网、广电网、互联网、电力网多网融合的使用需要。但是，这种光电复合电缆在运行中温升情况无法监测，容易发生因电力导线负载增加引起升温导致整个电缆损坏的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺陷，提供一种碳纤维增强型铝合金导体自测温变频电缆。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种碳纤维增强型铝合金导体自测温变频电缆，其特征在于，包括电缆内芯和包在电缆内芯外的电缆外层，所述电缆内芯包括三相主线铝合金绝缘线和铝合金接地线，所述三相主线铝合金绝缘线呈120°相位角圆周分布，所述铝合金接地线均分成三等份，并呈120°相位角与三相主线铝合金绝缘线同圆心圆周分布于三相主线铝合金绝缘线周围；所述电缆外层由内向外依次为隔离层、屏蔽层和外护套；所述电缆内芯与电缆外层之间设有填充料，在所述填充料中设置有一根光单元；所述的光单元包括多根光纤和从内到外依次设置的松套管、非金属加强层和护套，所述的松套管套在所述的光纤外，所述的松套管内填充满干式阻水物，所述的非金属加强层内设置有多根均匀分布的阻水纱，所述的非金属加强层与所述的护套之间嵌有撕裂绳；至少一根光纤为刻写有测温光栅的光栅光纤，光栅光纤上每间隔预定的距离形成一个光栅测温点，预定的距离为300-500米；在所述填充料中还设置一根碳纤维增强芯，所述碳纤维增强芯由碳纤维丝和陶瓷纤维丝组成。 

所述三相主线铝合金绝缘线和铝合金接地线的铝合金导体均是由若干单元梯形块铝合金导体拼绞而成圆形导体，单元梯形块铝合金导体之间采用无缝拼接。 

所述三相主线铝合金绝缘线和铝合金接地线的铝合金导体均是由若干单元扇形块铝合金导体拼绞而成圆形导体，单元扇形块铝合金导体之间采用无缝拼接。 

所述屏蔽层采用铝合金带螺旋卷绕、环环相扣的自锁结构。