[发明专利]一种海上风电用高寿命周期抗扭转电缆

说明书

本发明涉及电力电缆领域，具体是一种海上风电用高寿命周期抗扭转电缆，包括多个绝缘线芯组成的缆芯，以及包覆在缆芯表面的包带层；所述包带层外表面包覆有内护套层；所述内护套层外表面包覆有混合编织层；所述混合编织层外表面包覆有外护套层；所述绝缘线芯包括导体和包覆在导体上的绝缘层；所述导体通过多根铜丝以及多根纤维铜复合丝混合缠绕形成；所述纤维铜复合丝包括中心处的有机纤维以及螺旋缠绕在有机纤维外表面一层或多层铜箔；其纤维铜复合丝能够实现高强度抗拉和抗扭以及轻量化的目的；上述的电缆应用于海上大功率发电机组的控制系统或者用于陆地风电机组的控制系统。

技术领域

本发明涉及电力电缆领域，具体是一种海上风电用高寿命周期抗扭转电缆。

背景技术

随着我国的风力发电技术越来越成熟，陆上风电资源的逐渐被开发，海上风电也逐步发展起来。与陆上风电相比，海上风电具有资源丰富、风向稳定、风持续时间长、不破坏林地、发电利用小时数高、适宜大规模开发的特点，潜力巨大，海上风电越来越受到人们的青睐。

海上风电机组的功率数逐步向大兆瓦发展，目前已经发展到了3MW、5MW、7MW、8MW、10MW等不同功率的机型，海上风机距离陆地从几百米到几十公里不等，设备安装和后期维护都需要专用船舶才能到达现场，安装和维护的成本较高，因此要求各部件具有较高的质量，特别是传输信号和电力的电缆要求的质量稳定性更高。海上风电机一般高度比较高，塔基底部到机舱上的安全链系统控制系统必须具有极高的质量保障，确保各种信号的有效传输、比如控制柜急停按钮控制、塔基急停控制、电缆顺时针和逆时针扭缆极限开关控制等等，这些都需要高寿命的抗扭控制电缆来进行控制。传统的风机安全链系统控制电缆结构明显不能满足此环境的使用要求。

传统抗扭控制电缆，按照GB/T 3956-2008标准，其结构是采用第5种或第6种软导体，绝缘材料采用乙丙橡胶，多芯控制电缆每层的成缆方向按照“左右左”的方式成缆，相邻层方向相反方式，金属屏蔽层采用镀锡铜丝编织方式，护套层采用氯化聚乙烯材料，但是传统的抗扭控制电缆存在如下缺陷：

1、控制电缆标称截面偏小，一般为0.5mm²～2.5mm²，导体采用了标准中的第5种或第6种软导体结构，控制电缆的导体的抗张强度偏低，扭控制电缆在几年内就容易出现导体断芯的问题，给风机的信号传输和安全控制带来较大的质量安全隐患，电缆抗扭转次数增加，无法满足风机整体20年寿命需求；

2、虽然运行过程中承受的电压为24V，但由于采用了乙丙橡胶绝缘和氯化聚乙烯护套的设计方案，根据材料的特性，电缆的绝缘厚度至少要生产0.7mm左右，护套厚度也至少为2.0mm，这样的结果造成电缆外径大，重量重，电缆要承受自身的重量和负荷就大，更加容易造成导体疲劳和断芯；

3、多层绝缘线芯的成缆方向也造成在扭转和弯曲过程中，存在电缆鼓包、绝缘线芯变形的质量问题。

由于上述缺陷的存在不能满足海上高容量的风力发电机组对抗扭控制电缆的需求，因此需要开发一种高寿命周期的抗扭转控制电缆。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种海上风电用高寿命周期抗扭转电缆，以至少达到高强度抗拉抗扭以及轻量化的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种海上风电用高寿命周期抗扭转电缆，包括多个绝缘线芯组成的缆芯，以及包覆在缆芯表面的包带层；

所述的包带层外表面包覆有内护套层；所述的内护套层外表面包覆有混合编织层；所述的混合编织层外表面包覆有外护套层；

所述的绝缘线芯包括导体以及包覆在导体上的绝缘层；所述的导体通过多根铜丝以及多根纤维铜复合丝混合缠绕形成；

所述的纤维铜复合丝包括中心处的有机纤维以及螺旋缠绕在有机纤维外表面的一层或多层铜箔。