[发明专利]一种铝合金芯风力发电用耐扭转软电缆及其制备方法

说明书

本发明涉及一种铝合金芯风力发电用耐扭转软电缆及其制备方法。本发明包括导体，所述导体外依次设有绝缘层和护套层，所述导体包括多股相互复绞的铝合金复绞股线，所述导体为多层结构，所述铝合金复绞股线外和导体中每相邻两层之间均绕包有镀炭导电带，所述导体的中心层设有单根第一铝合金单线；所述铝合金复绞股线包括多股相互复绞的铝合金股线；所述铝合金股线包括多根相互束绞的第二铝合金单线。本发明通过合理的导体结构设计和制备方法，实现铝合金扭转电缆的高载流量、高导电和抗扭转。

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，具体地涉及一种铝合金芯风力发电用耐扭转软电缆及其制备方法。

背景技术

随着国家“碳达峰”、“碳中和”战略目标的提出，我国新能源将开启新一轮开发建设高峰。风力发电已经成为仅次于火电、水电的第三大电源，在我国国民经济发展中起到重要作用。全球风能产业将保持快速发展态势，预计到2025年全球风电装机容量再增长58％，届时全球风电累计装机容量有望突破1000GW。全球风电市场稳定发展，将有力的带动风力发电机组用塔筒电缆的发展。随着国内外铜价居高不下的形势，由于铜的优良电气性能、机械强度、柔软性，国内的塔筒电缆一般采用铜作为导体，但铜的价格比铝高很多，而且随着铜资源的紧缺，以铝代铜是电线电缆发展的趋势，铝合金芯风能电缆代替铜芯风能电缆势在必行。

现有铝合金芯存在如下问题：铝合金芯风能电缆载流量低，同等截面下，铝合金芯风能电缆载流量仅有铜芯风能电缆载流量的75％；

铝合金导体导电性差，铝合金导体的导电率是铜导体的60％；此外，铝合金导体的机械强度低以及伸长率低，常温扭转2000次或低温扭转500次即出现断丝现象。

发明内容

本发明提供一种铝合金芯风力发电用耐扭转软电缆及其制备方法，通过选择高强度、高伸长率和高导电的铝合金单线以及特殊的导体结构设计，以实现铝合金扭转电缆的高载流量、高导电和抗扭转。

为解决上述技术问题，本发明提供一种铝合金芯风力发电用耐扭转软电缆，包括导体，所述导体外依次设有绝缘层和护套层，所述导体包括多股相互复绞的铝合金复绞股线，所述导体为多层结构，所述铝合金复绞股线外和导体中每相邻两层之间均绕包有镀炭导电带，所述导体的中心层设有单根第一铝合金单线；

所述铝合金复绞股线包括多股相互复绞的铝合金股线；

所述铝合金股线包括多根相互束绞的第二铝合金单线。

在本发明的一种实施方式中，所述铝合金复绞股线为7股铝合金股线采用1+6结构复绞而成的结构，其复绞股线节径比16-20。

在本发明的一种实施方式中，所述导体为18股铝合金复绞股线采用0+6+12结构复绞而成的结构，其复绞股线节径比14-16。

在本发明的一种实施方式中，所述第一铝合金单线直径与铝合金复绞股线直径相等。

本发明还提供一种铝合金芯风力发电用耐扭转软电缆的制备方法，包括如下步骤：

S1：准备如下重量百分比的组分：石墨烯：0.01％～0.05％；稀土：0.01％～0.1％；Ni：0.05％～0.1％；Si：0.2％～0.3％；Cu：0.1％～0.3％；Mg：0.005％～0.05％；B：0.1％～0.3％；Fe：0.05％～1.0％；Na：0.1％～0.3％；Si：0.03％～0.05％，余量为铝；将所述组分中除铝外的各组分混合均匀；

S2：将混合均匀后的各组分加入铝液中，经搅拌、静置、精炼、除渣、静置、除气和过滤后，采用连铸连轧设备轧制，15道轧辊轧制过程中保证乳化液的浓度为5.0％～8.0％，得到铝合金杆，所得铝合金杆抗张强度150MPa～170MPa，伸长率≥15％，导电率62％IACS；