[发明专利]一种高压直流海缆Z型密封电缆导体的设计方法

说明书

本发明公开了一种高压直流海缆Z型密封电缆导体的设计方法，所述电缆导体包括中心线和若干单线，若干所述单线以层层叠加的方式绞合在所述中心线外壁上；所述单线为Z型单线，相邻的两所述Z型单线之间首尾相互堆叠配合，若干所述Z型单线通过绞线工艺呈螺旋状紧密缠绕在一起；所述Z型单线上的转角处均设有倒角。通过上述方式，本发明高压直流海缆Z型密封电缆导体，该电缆导体采用Z型单线圆形紧压结构，有效地解决了框绞机紧压难度大的问题，并且导体紧压系数相对于圆形单丝圆形紧压结构高，可以满足高压直流海缆在远海敷设时导体阻水性能要求。

技术领域

本发明属于电力电缆领域，具体涉及一种高压直流海缆Z型密封电缆导体的设计方法。

背景技术

在近海风电资源日益枯竭、远海风电快速发展以及全球能源互联互通背景下，高压直流海缆以其传输功率大、损耗小、输电距离远及不需要考虑交流输电过程中存在于导体上的集肤效应及邻位效应等优点引起国内外大型海底电缆生产厂家广泛的研究。

高压直流海缆导体设计通常采用圆形单丝圆形紧压结构，但如果设计导体截面太大，由于框绞机设备的限制，每根圆形单丝直径就会太大，导致框绞机导体紧压效果差或牵引难度大。

目前圆形单丝圆形紧压海缆导体有工程业绩的最大截面为1800mm²，如果设计导体截面更大，采用圆形单丝圆形紧压结构依靠目前的设备就会达不到设计要求，且此结构也很难满足更深敷设海域对导体阻水性能的要求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种高压直流海缆Z型密封电缆导体的设计方法，能够有效地解决框绞机紧压难度大的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种高压直流海缆Z型密封电缆导体，包括中心线和若干单线，若干所述单线以层层叠加的方式绞合在所述中心线外壁上；

所述单线为Z型单线，相邻的两所述Z型单线之间首尾相互堆叠配合，若干所述Z型单线通过绞线工艺呈螺旋状紧密缠绕在一起；

所述Z型单线上的转角处均设有倒角。

在本发明一个较佳实施例中，所述中心线的种类包括圆形紧压结构和实心铜棒。

一种高压直流海缆Z型密封电缆导体的设计方法，具体步骤包括：

1)计算导体的外径D_A；

2)计算修正角度δ；

3)计算Z型单线两边延长线对应的圆心角θ₀；

4)计算Z型单线的填充系数t；

5)Z型单线拉丝设计；

6)优化Z型单线结构。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤1)中通过公式(1)计算导体外径D_A,

其中S为导体截面面积，η为导体填充系数，根据以往生产制造经验，设计η取值。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤2)中通过公式(2)计算修正角度δ，

其中Dn为对应的各层的外径，L为此层的节距。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤3)中将步骤2)计算得到的修正角度δ代入公式(3)中计算出修正后的所述Z型单线两边延长线对应的圆心角θ₀，

其中n为对应的各层实际所述Z型单线的根数，θ₁为所述Z型单线一侧的搭边角，搭边角为相邻所述Z型单线重叠部分所对应的角度。