[发明专利]5MW海上风力发电机组高载流量抗扭转动力电缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种风机内部发电机定子的抗扭及固定动力传输电缆，尤其涉及一种高载流量的抗扭电缆。

背景技术

风能作为一种清洁的、可再生的新能源己经受到世界各国的广泛关注。风能取之不尽用之不竭，风电是干净的能源,可以减少传统石化能源消耗，减少CO的排放。

相对于陆上风电场,海上风机所处的海洋环境十分复杂和恶劣,承受着多种随时间和空间变化的随机荷载,包括风、海浪、海流、海冰和潮汐等作用于结构,同时还受到地震作用的威胁。在如此恶劣的环境条件下,环境腐蚀、海生物附着、地基土冲刷和基础动力软化、材料老化、构件缺陷和机械损伤、疲劳和裂纹扩展的损伤积累等不利因素都将导致海上风机结构构件和整体抗力的衰减,影响风机结构的运行安全度和耐久性。海上风力发电机组高载流量耐扭转动力电缆作为海上风力发电机组的传输电力的重要构件，也承受大部分风机所处恶劣环境的影响，严重影响产品的使用寿命。

1、海上风机为了承受海上强风载荷、海水腐蚀和波浪冲击，海水风机和配套附件远比陆地的结构复杂、技术要求高、建设成本高；电缆性能下降比较快，使用寿命比较短。

2、电缆使用期间，电缆必须承受抗拉力、扭转和曲饶疲劳，致使绝缘和护套材料性能下降较快，使用寿命比较短。目前此类电缆没有统一的结构及性能要求。

3、风力发电机组抗扭动力电缆一般采用90℃乙丙橡皮绝缘，护套采用氯丁橡皮护套材料，而5MW海上风机的在同等截面的动力电缆要求载流量较高，这会引起海上风机发电动力电缆过载，加速绝缘和护套的老化。

4、海上风机发电用抗扭电缆对护套材料要求比较高，现有风机动力电缆绝缘的抗张强度、耐老化性能、抗撕裂等性能相对都不高。

发明内容

本发明提供一种5MW海上风力发电机组高载流量抗扭转动力电缆，此高载流量抗扭转动力电缆满足了海上风力发电机组高载流量抗扭电缆在正常工作环境下的各项电力传输和使用性能（工作温度-40℃--125℃），解决了5MW海上风力发电动力抗扭电缆长期高载流量、弯曲疲劳、老化等导致使用寿命下降的问题，成为国际领先水平；具有很好的实用价值和推广价值。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种5MW海上风力发电机组高载流量抗扭转动力电缆，包括：铜导体、乙丙橡皮绝缘层和聚乙烯橡皮护套层，所述乙丙橡皮绝缘层包覆于铜导体的外表面，所述聚乙烯橡皮护套层包覆于乙丙橡皮绝缘层外表面，所述乙丙橡皮绝缘层由以下组分组成：

三元乙丙橡胶Kep51035~50份，

微晶蜡1~3份，

石蜡油22803~6份，

三氧化二锑4~10份，

钛白粉1~4份，

白炭黑2~6份，

氧化锌2~6份，

纳米阻燃补强剂JP150 30~40份，

弹性体颗粒4~8份，

粘合剂1~3份，

过氧化二异丙苯DCP 1~3份，

三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯TMPTMA0.8~2份；

所述弹性体颗粒由以下组分组成：

熔体流动速率为10~20g/l0min的聚丙烯30~50份，

苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物SIS 20~30份，

玻璃纤维20~30份，

三软脂酸甘油酯8~12份，

环氧己烷4~6份，

甲基硅油5~10份，

芥酸酰胺1~1.5份，

二乙基次磷酸铝1~2份，

抗氧剂0.5~1份；

所述玻璃纤维的平均纤维长度为20～50mm，平均直径为8～25μm。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述抗氧剂为 2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双（3，5- 三级丁基-4-羟基苯基）硫醚、四 [β-(3，5- 三级丁基 -4- 羟基苯基)丙酸 ]季戊四醇酯中的至少一种。

2、上述方案中，所述粘合剂为粘合剂XH-3。

3、上述方案中，所述和聚乙烯橡皮护套层的厚度为乙丙橡皮绝缘层的厚度的2~3倍。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：