一种缓冲抗拉风力发电叶片避雷电缆的制作方法

专利检索2026-08-29  12


本技术涉及一种缓冲抗拉风力发电叶片避雷电缆,属于电缆。


背景技术:

1、风能作为一种清洁、绿色的可再生能源,在能源结构中占比越来越大,是十分重要的绿色能源。随着风力发电的迅速规模化、商业化,业内对风力发电的相关设备及配套器件在共工作可靠性及工作寿命的要求越来越高。在风电场中,由于一般地形比较空旷,风机往往易遭到雷击,为避免此现象发生,对风机有效避雷显得尤其重要。在风机避雷技术中,其主要措施是在风机叶片中加入避雷导线,使雷电从雷击点沿着叶片或内部转移到叶片根部,以避免在叶片内部形成电弧。由于风场中风机叶片在气动力、重心和离心力作用下往往存在挥舞、摆动、扭转等情况,其内部的避雷导线往往由于集中受力而易被拉断,这种情况易导致避雷导线失效,最终引起风机遭受雷击而损坏。除此之外,避雷导线还往往由于绝缘性能不足或绝缘内部电场集中而出现击穿。在因此,如何研发一种可缓冲抗拉的风力发电叶片避雷电缆,同时保证其绝缘性能,防止电缆被击穿成为解决这一技术问题的重要方向。


技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种缓冲抗拉风力发电叶片避雷电缆以解决上述技术问题。

2、实现本实用新型目的的技术方案是:

3、一种缓冲抗拉风力发电叶片避雷电缆,其特征在于:包括缆芯、和依次设置在缆芯外部的半导电缓冲层、半导电尼龙带、聚乙烯绝缘层、芳纶抗拉纤维层、聚氯乙烯护套,所述缆芯由合金导体与芳纶抗拉纤维复绞而成。

4、相比传统风力发电叶电缆,本实用新型采用芳纶抗拉纤维与合金导体进行复绞,使得缆芯在具备避雷性能的同时获得了高抗拉性,风机叶片在遇到挥舞、摆动、扭转等情况时不会出现断裂,雷击状态下可保持电流通畅,有效保证电缆不受轴向拉力作用产生断芯;本实用新型的半导电缓冲层与半导电尼龙带组合可对电缆进行缓冲,其半导电功能可有效均化电场,使得电缆在面临高强度电流冲击下也不会被击穿。

5、进一步或可选的,所述合金导体为5类铝合金,此种合金具备柔软、轻便、弯曲半径小的优点,使电缆在风机叶片内容易实现蛇形敷设,同时不增加整机负担。

6、进一步或可选的,所述半导电缓冲层厚度为4.0mm,当叶片受力活动时,避雷电缆的导体在电缆内可实现一定程度的位移,可减小导体受叶片应力影响导致拉断的风险。

7、进一步或可选的,所述半导电尼龙带厚度为0.1±0.05mm,绝缘层内带电体表面平整,均化绝缘内部电场,防止尖端放电导致击穿。

8、进一步或可选的,所述芳纶抗拉纤维层环绕式设置在聚乙烯绝缘层外部,所述芳纶抗拉纤维层单根纤维强度大于13.6mpa,以保证电缆整体强度。

9、进一步或可选的,所述聚乙烯绝缘层(4)采用交联聚乙烯材质,热固性材质具有良好的耐温性能及绝缘性能,在风机内部及工作环境处于高温状态时可保证线缆依然可以继续稳定运行。

10、进一步或可选的,所述聚氯乙烯护套耐受温度低于-45℃,保证电缆在风机叶片中受海拔及季节变化情况下可正常使用,护套材料不开裂。

11、采用了上述技术方案,本实用新型具有以下的有益效果:

12、(1)相比传统风力发电叶电缆,本实用新型采用芳纶抗拉纤维与合金导体进行复绞,使得缆芯在具备避雷性能的同时获得了高抗拉性,风机叶片在遇到挥舞、摆动、扭转等情况时不会出现断裂,雷击状态下可保持电流通畅,有效保证电缆不受轴向拉力作用产生断芯。

13、(2)本实用新型的半导电缓冲层与半导电尼龙带组合可对电缆进行缓冲,其半导电功能可有效均化电场,使得电缆在面临高强度电流冲击下也不会被击穿。

14、(3)本实用新型选用的合金导体为5类铝合金,此种合金具备柔软、轻便、弯曲半径小的优点,使电缆在风机叶片内容易实现蛇形敷设,同时不增加整机负担。

15、(4)设置了厚度为4.0mm的半导电缓冲层,当叶片受力活动时,避雷电缆的导体在电缆内可实现一定程度的位移,可减小导体受叶片应力影响导致拉断的风险。

16、(5)设置了半导电尼龙带,保证了绝缘层内带电体表面平整,均化绝缘内部电场,防止尖端放电导致击穿。

17、(6)选用单根纤维强度大于13.6mpa的芳纶抗拉纤维,对电缆强度进行了双重保护。

18、(7)聚乙烯绝缘层采用交联聚乙烯材质,利用热固性材质良好的耐温性能及绝缘性能,在风机内部及工作环境处于高温状态时可保证线缆依然可以继续稳定运行。

19、(8)选用低耐受温度的聚氯乙烯护套,保证电缆在风机叶片中受海拔及季节变化情况下可正常使用,护套材料不开裂。



技术特征:

1.一种缓冲抗拉风力发电叶片避雷电缆,其特征在于:包括缆芯(1)和依次设置在缆芯(1)外部的半导电缓冲层(2)、半导电尼龙带(3)、聚乙烯绝缘层(4)、芳纶抗拉纤维层(5)、聚氯乙烯护套(6),所述缆芯(1)由合金导体(101)与芳纶抗拉纤维(102)复绞而成。

2.根据权利要求1所述的一种缓冲抗拉风力发电叶片避雷电缆,其特征在于:所述合金导体(101)为5类铝合金。

3.根据权利要求1所述的一种缓冲抗拉风力发电叶片避雷电缆,其特征在于:所述半导电缓冲层(2)厚度为4.0mm。

4.根据权利要求1所述的一种缓冲抗拉风力发电叶片避雷电缆,其特征在于:所述半导电尼龙带(3)厚度为0.1±0.05mm。

5.根据权利要求1所述的一种缓冲抗拉风力发电叶片避雷电缆,其特征在于:所述芳纶抗拉纤维层(5)环绕式设置在聚乙烯绝缘层(4)外部,所述芳纶抗拉纤维层(5)单根纤维强度大于13.6mpa。

6.根据权利要求1所述的一种缓冲抗拉风力发电叶片避雷电缆,其特征在于:所述聚乙烯绝缘层(4)采用交联聚乙烯材质。

7.根据权利要求1所述的一种缓冲抗拉风力发电叶片避雷电缆,其特征在于:所述聚氯乙烯护套(6)耐受温度低于-45℃。


技术总结
本技术公开了一种缓冲抗拉风力发电叶片避雷电缆,其特征在于:包括缆芯、半导电缓冲层、半导电尼龙带、聚乙烯绝缘层、芳纶抗拉纤维层、聚氯乙烯护套,所述缆芯由合金导体与芳纶抗拉纤维复绞而成。相比传统风力发电叶电缆,本技术采用芳纶抗拉纤维与合金导体进行复绞,使得缆芯在具备避雷性能的同时获得了高抗拉性,风机叶片在遇到挥舞、摆动、扭转等情况时不会出现断裂,雷击状态下可保持电流通畅,有效保证电缆不受轴向拉力作用产生断芯。本技术的半导电缓冲带与半导电缓冲尼龙带组合可对电缆进行缓冲,其半导电功能可有效均化电场,使得电缆在面临高强度电流冲击下也不会被击穿。

技术研发人员:常鑫,冯迎雪,王成宇
受保护的技术使用者:上海起帆电缆股份有限公司
技术研发日:20231109
技术公布日:2024/5/29
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