一种塔筒用电缆，其结构为：由多根铝合金金属单丝绞合构成导体；导体外包裹有隔离带；隔离带外包裹绝缘层构成缆芯；绝缘层外包裹护套；所述导体采用的铝合金金属单丝的直径范围为1.0mm～4.0mm；铝合金金属单丝绞合的绞距不大于绞合后导体外径的14倍。一种塔筒用电缆制造方法，步骤包括：1)多根铝合金金属单丝以及填充料绞合构成导体；2)采用绕包方式把隔离带包裹在导体外；3)采用挤包方式把绝缘料包裹在隔离带外；4)在绝缘层外采用连续硫化方式挤包护套。采用本方法制得的电缆，能满足设计要求，同时，合格率达到98％以上。
所述塔筒用电缆的结构为：由多根铝合金金属单丝绞合构成导体；导体外包裹有隔离带；隔离带外包裹绝缘层构成缆芯；绝缘层外包裹护套；所述导体采用的铝合金金属单丝的直径范围为1.0mm～4.0mm；
1)选择铝合金作为导体材质；把多根铝合金材质的金属单丝绞合构成导体：所述金属单丝自内而外分为多层；每层金属单丝中的相邻两根金属单丝相互紧密贴合；相邻两层金属单丝中，内、外层金属单丝紧密贴合；最外层金属单丝的绞合方向为左向，相邻两层金属单丝的绞合方向相反；最外层金属单丝的绞合节距不大于绞合后外径的14倍；
2)采用重叠绕包方式把隔离带包裹在导体外，绕包搭盖宽度不小于5mm；
自进料到出料方向，挤橡机的机身温区为：一区67～72℃、二区78～83℃、三区83～88℃、四区90～97℃；其中：一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区为均化段；
自进料到出料方向，挤橡机的机头温区为：一区83～88℃、二区83～88℃、三区78～82℃；
绝缘挤出时融压保持在190～220bar，偏心度不大于15％；
4)采用连续硫化方式在绝缘层外均匀紧密挤包护套，并冷却：
护套采用挤胶机并在机头上配护套模套；护套模套的孔径大于缆芯外径；
自进料到出料方向，挤胶机的机身各区温度分布为：一区48～53℃、二区53～58℃、三区58～62℃、四区63～68℃、五区68～78℃；其中：一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区和五区为均化段；
自进料到出料方向，挤橡机的机头温区为：一区83～88℃、二区83～88℃、三区78～82℃；
挤出时融压保持在200～250bar，偏心度不大于15％。
2.根据权利要求1所述的塔筒用电缆的制造方法，其特征是绝缘层紧密挤包在隔离带表面；绝缘层的绝缘料要求为：高电性、耐-40℃低温、柔软型和热固性；
护套均匀紧密挤包在绝缘层表面；护套的护套料要求为：耐候、耐盐雾、耐-40℃低温、阻燃型和热固性。
3.根据权利要求2所述的塔筒用电缆的制造方法，其特征是绝缘料是乙丙橡胶绝缘料；
护套料是热固性耐寒CPE混合物，护套的氧指数不小于30％。
4.根据权利要求1、2或3所述的塔筒用电缆的制造方法，其特征是所述步骤3)中：挤橡机的机身温区为：一区70℃、二区80℃、三区85℃、四区95℃；挤橡机的机头温区为：一区85℃、二区85℃、三区80℃；绝缘挤出时融压保持在210bar；
所述步骤4)中：挤胶机的机身各区温度分布为：一区50℃、二区55℃、三区60℃、四区65℃、五区70℃；挤橡机的机头温区为：一区85℃、二区85℃、三区80℃；挤出时融压保持在
5.根据权利要求1、2或3所述的塔筒用电缆的制造方法，其特征是所述步骤3)中：挤橡机的机身温区为：一区67℃、二区78℃、三区83℃、四区90℃；挤橡机的机头温区为：一区83℃、二区83℃、三区78℃；绝缘挤出时融压保持在220bar；
所述步骤4)中挤胶机的机身各区温度分布为：一区48℃、二区53℃、三区58℃、四区63℃、五区68℃；挤橡机的机头温区为：一区83℃、二区83℃、三区78℃；挤出时融压保持在
6.根据权利要求1、2或3所述的塔筒用电缆的制造方法，其特征是所述步骤3)中：挤橡机的机身温区为：一区72℃、二区83℃、三区88℃、四区97℃；挤橡机的机头温区为：一区88℃、二区88℃、三区82℃；绝缘挤出时融压保持在190bar；
所述步骤4)中：挤胶机的机身各区温度分布为：一区53℃、二区58℃、三区62℃、四区68℃、五区78℃；挤橡机的机头温区为：一区88℃、二区88℃、三区82℃；挤出时融压保持在
7.根据权利要求1、2或3所述的塔筒用电缆的制造方法，其特征是所述步骤4)中，模套孔径＝(缆芯外径+0.5mm)。
一种塔筒用电缆及其制造方法
技术领域
[0001] 本技术方案属于电缆技术领域，具体是一种塔筒用电缆及其制造方法。
背景技术
[0002] 现有技术中，风力发电机越来越多被应用。风力发电所在风场的地理环境多数比较恶劣，比如低温、高温、高海拔、盐雾等。同时，随着时间推移，电缆也会出现蠕变现象。与其它使用场所的电缆不同，风电场建成后，由于地理位置特殊线路维护比较困难，尤其在风电机组的塔筒内的电缆，其更换难度较大。同时，铜芯电缆的缺点是价格高、重量较重、施工及运输成本高。
发明内容
[0003] 为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术方案提出一种新的塔筒用电缆，其结构为：由多根铝合金金属单丝绞合构成导体；导体外包裹有隔离带；隔离带外包裹绝缘层；绝缘层外包裹护套；所述导体采用的铝合金金属单丝的直径范围1.0mm～4.0mm。铝合金金属单丝绞合的绞距不大于绞合后导体外径的14倍。隔离带是非吸湿性绕包带，采用重叠绕包方式，绕包搭盖宽度不小于5mm。铝合金金属单丝的主要成分包括Al、Si、Fe、Cu、Mg和Zn。
[0004] 绝缘层紧密挤包在隔离带表面；绝缘层的绝缘料为：高电性、耐-40℃低温、柔软型和热固性。具体来说，绝缘料可以是乙丙橡胶绝缘料(满足电缆的电性能要求外，还可满足-40℃低温拉伸率实测值不小于50％，低温性能优异)。
[0005] 护套均匀紧密挤包在绝缘层表面；护套的护套料要求是采用耐候、耐盐雾、耐-40℃低温、阻燃型的热固性混合物。具体来说，护套料可以是热固性耐寒CPE混合物，护套的氧指数不小于30％
[0006] 而且-40℃低温拉伸性能优异，实测值大于国家标准规定的-50％拉伸率要求。
[0007] 本电缆通过材料和结构的特定设计，可以使得电缆能够配套风力发电机组使用，适用于MW级常温、高温、低温、高海拔、陆地风力发电机组塔筒内垂直敷设输电线路。
[0008] 上述电缆在实际生产中遇到了问题：由于采用新的结构，采用传统生产工艺，或者是按照经验等在传统生产工艺上进行修正都无法生产出达到理论性能的电缆，甚至无法生产符合常规要求的电缆。为此，本发明提出一种新的制造方法，专用于该电缆，具体如下：
[0009] 一种上述塔筒用电缆制造方法，步骤包括：
[0010] 1)选择铝合金作为导体材质；把多根铝合金材质的金属单丝绞合构成导体：所述金属单丝自内而外分为多层；每层金属单丝中的相邻两根金属单丝相互紧密贴合；相邻两层金属单丝中，内、外层金属单丝紧密贴合；最外层金属单丝的绞合方向为左向，相邻两层金属单丝的绞合方向相反；最外层金属单丝的绞合节距不大于绞合后外径的14倍；
[0011] 2)采用重叠绕包方式把隔离带包裹在导体外，绕包搭盖宽度不小于5mm；
[0012] 3)采用挤包方式把绝缘料包裹在隔离带外，并冷却：
[0013] 自进料到出料方向，挤橡机的机身温区为：一区67～72℃、二区78～83℃、三区83～88℃、四区90～97℃；其中：一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区为均化段；
[0014] 自进料到出料方向，挤橡机的机头温区为：一区83～88℃、二区83～88℃、三区78～82℃；
[0015] 绝缘挤出时融压保持在190～220bar，偏心度不大于15％；
[0016] 4)采用连续硫化方式在绝缘层外均匀紧密挤包护套，并冷却：
[0017] 护套采用挤胶机并在机头上配护套模套；护套模套的孔径大于缆芯外径；
[0018] 自进料到出料方向，挤胶机的机身各区温度分布为：一区48～53℃、二区53～58℃、三区58～62℃、四区63～68℃、五区68～78℃；其中：一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区和五区为均化段；
[0019] 自进料到出料方向，挤橡机的机头温区为：一区83～88℃、二区83～88℃、三区78～82℃；
[0020] 挤出时融压保持在200～250bar，偏心度不大于15％。
[0021] 采用本方法制得的电缆，能满足设计要求，同时，合格率达到98％以上。
附图说明
[0022] 图1是本实施例电缆的径向截面示意图，图中：铝合金金属单丝1、隔离带2、绝缘层3、护套4。
具体实施方式
[0023] 下面结合具体实施例对本技术方案进一步说明如下：
[0024] 如图1，一种新的塔筒用电缆：由多根铝合金金属单丝绞合构成导体；导体外包裹有隔离带；隔离带外包裹绝缘层；绝缘层外包裹护套；所述导体采用的铝合金金属单丝的直径范围1.0mm～4.0mm。铝合金金属单丝的主要成分是Al，添加的合金元素(占铝合金总质量的百分比)为Si-0.03％～0.10％、Fe-0.30～0.50％％、Cu-0.15％～0.22％、Mg-0.01％～0.04％、Zn-0.002％～0.010％、B-0.01％～0.03％。铝合金金属单丝绞合的绞距不大于绞合后导体外径的14倍。所述护套的材质是耐候、耐盐雾、耐-40℃低温、阻燃型的热固性混合物；隔离带的材质非吸湿性绕包带，采用重叠绕包方式，绕包搭盖宽度不小于5mm；绝缘层的绝缘料是高电性、耐-40℃低温、柔软型热固性混合物；是采用挤包方式包裹在隔离带外；护套的均匀紧密挤包在绝缘层表面。
[0025] 具体来说，绝缘料可以是乙丙橡胶绝缘料，护套料是热固性耐寒CPE混合物,护套其氧指数不小于30％。
[0026] 上述电缆的制造方法说明如下：
[0027] 一种上述塔筒用电缆制造方法，步骤包括：
[0028] 1)选择铝合金作为导体材质；把多根铝合金材质的金属单丝绞合构成导体：所述金属单丝自内而外分为多层；每层金属单丝中的相邻两根金属单丝相互紧密贴合；相邻两层金属单丝中，内、外层金属单丝紧密贴合；最外层金属单丝的绞合方向为左向，相邻两层金属单丝的绞合方向相反；最外层金属单丝的绞合节距不大于绞合后外径的14倍；
[0029] 2)采用重叠绕包方式把隔离带包裹在导体外，绕包搭盖宽度不小于5mm；
[0030] 3)采用挤包方式把绝缘料包裹在隔离带外，并冷却：
[0031] 自进料到出料方向，挤橡机的机身温区为：一区67～72℃、二区78～83℃、三区83～88℃、四区90～97℃；其中：一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区为均化段；
[0032] 自进料到出料方向，挤橡机的机头温区为：一区83～88℃、二区83～88℃、三区78～82℃；
[0033] 绝缘挤出时融压保持在190～220bar(最优选为210bar)，偏心度不大于15％；
[0034] 4)在绝缘层外均匀紧密挤包护套，并冷却：
[0035] 护套采用挤胶机并在机头上配护套模套；护套模套的孔径大于缆芯外径；
[0036] 自进料到出料方向，挤胶机的机身各区温度分布为：一区48～53℃、二区53～58℃、三区58～62℃、四区63～68℃、五区68～78℃；其中：一区为入料段，二区和三区为塑化段，四区和五区为均化段；
[0037] 自进料到出料方向，挤橡机的机头温区为：一区83～88℃、二区83～88℃、三区78～82℃；
[0038] 挤出时融压保持在200～250bar(最优选为230bar)，偏心度不大于15％。
[0039] 例1：
[0040] 1)选择铝合金作为导体材质；把多根铝合金材质的金属单丝绞合构成导体：所述金属单丝自内而外分为多层；每层金属单丝中的相邻两根金属单丝相互紧密贴合；相邻两层金属单丝中，内、外层金属单丝紧密贴合；最外层金属单丝的绞合方向为左向，相邻两层金属单丝的绞合方向相反；最外层金属单丝的绞合节距不大于绞合后外径的14倍；
[0041] 以导体径向截面积为400mm2来说明，绞合的设备为框绞机，导体结构共由4层绞合完成，采用1+6+12+18+23结构排列，绞合方向最外层为左向，相邻层相反，框绞机牵引速度为25m/min，牵引级数为30，最外层绞合节距不大于绞合后外径的14倍。
[0042] 2)采用重叠绕包方式把隔离带包裹在导体外，绕包搭盖宽度不小于5mm；
[0043] 3)采用挤包方式把绝缘料包裹在隔离带外：绝缘挤出采用德国特勒斯特交联生产线，挤包时，挤橡机的机身温区为：一区70℃、二区80℃、三区85℃、四区95℃；挤橡机的机头温区为：一区85℃、二区85℃、三区80℃；绝缘挤出时融压保持在210bar；螺杆转速为25r/min，设备的电流负荷恒定在80A，偏心度不大于15％。
[0044] 4)在绝缘层外均匀紧密采用挤包护套；护套挤出采用蒸汽交联生产线，配护套模套时，模套孔径＝(电缆外径+0.5mm)，并且挤包时，挤胶机的机身各区温度分布为：一区50℃、二区55℃、三区60℃、四区65℃、五区70℃；挤橡机的机头温区为：一区85℃、二区85℃、三区80℃；挤出时融压保持在230bar；护套螺杆转速为9.3r/min，设备的电流负荷恒定在200A，偏心度不大于15％。
[0045] 例2：
[0046] 与例1的同之处仅在于步骤3)中：挤橡机的机身温区为：一区67℃、二区78℃、三区83℃、四区90℃；挤橡机的机头温区为：一区83℃、二区83℃、三区78℃；绝缘挤出时融压保持在220bar；步骤4)中挤胶机的机身各区温度分布为：一区48℃、二区53℃、三区58℃、四区
63℃、五区68℃；挤橡机的机头温区为：一区83℃、二区83℃、三区78℃；挤出时融压保持在
250bar。
[0047] 例3：
[0048] 与例1的同之处仅在于所述步骤3)中：挤橡机的机身温区为：一区72℃、二区83℃、三区88℃、四区97℃；挤橡机的机头温区为：一区88℃、二区88℃、三区82℃；绝缘挤出时融压保持在190bar；所述步骤4)中：挤胶机的机身各区温度分布为：一区53℃、二区58℃、三区62℃、四区68℃、五区78℃；挤橡机的机头温区为：一区88℃、二区88℃、三区82℃；挤出时融压保持在200bar。
[0049] 其中，例1制得电缆良品率最高，达到99.7％，例2达到99.3％，例3达到99.1％。
[0050] 结果检测，本电缆的特点包括：
[0051] 1)轻型
[0052] 铝合金与铜相比，铝合金电缆的直接成本即电缆本身的成本比铜缆节约约35％，由于铝合金电缆的弯曲性能更好和重量更轻，可以免桥架或减少桥架用量，安装成本能节约20％～50％，并且替代后的铝合金电缆的外径相比于铜缆只增加10％左右，因而根本不会影响到安装连接。
[0053] 2)良好的阻燃性能
[0054] 经第三方型式检测，成品电缆分别通过GB/T18380.12单根不延燃、GB/T18380.35成束阻燃试验。
[0055] 3)抗蠕变性能优异
[0056] (送检产品的铝合金金属单丝的主要成分是Al，添加的合金元素(占铝合金总质量的百分比)为Si-0.05％、Fe-0.32％、Cu-0.18％、Mg-0.03％、Zn-0.002％、B-0.01％。铝合金单丝为60根，导体径向截面积为300mm2)。
[0057] 经第三方型式检测，完成与铜铝过渡接线管的系统连接性试验以及抗压蠕变试验。
