一种具有耐扭转结构的风力电缆的制作方法

本发明涉及电缆，具体为一种具有耐扭转结构的风力电缆。

背景技术：

1、风力发电属于清洁可再生能源利用形式，其工作原理为：风轮受风力驱动旋转，将风的动能转化为风轮轴的机械能，再由风轮轴带动发电机运转，最终把机械能转换为电能完成发电。在整套风力发电机组运行体系中，电缆是电能传输、机组控制信号传输的核心载体，无论是塔筒与机舱之间垂直悬挂的输电电缆，还是轮毂与机舱之间的变桨控制电缆，均需长期承受复杂交变工况作用。

2、风机运行过程中风况多变，偏航、变桨机构启停动作频繁，会带动对应电缆产生持续往复扭转载荷。现有常规风力电缆未设置专门的耐扭转加强结构，电缆长期承受周期性扭转剪切力后，极易出现外护套开裂破损、内部线芯疲劳断丝等失效问题，电缆整体使用寿命大幅缩短，需频繁停机更换电缆，显著增加风场运维过程中的人力投入与物料损耗，抬高整体维护成本。

3、与此同时，风力电缆长期架设于高空露天环境，相比地下敷设输电电缆，长期经受紫外线暴晒、高低温交变、风沙侵蚀等作用，护套老化速度更快。现有风电电缆结构中未集成渗水实时检测元件，当外护套出现细微破损、水汽渗入电缆内部时，运维人员无法第一时间识别渗漏隐患；水分侵入会持续降低绝缘性能，不仅造成电能泄漏损耗，还会引发短路、漏电故障，带来机组停机、触电等多重安全风险。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有耐扭转结构的风力电缆，以至少解决现有技术耐扭转性能不足、无渗水预警监测机制的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有耐扭转结构的风力电缆，包括外护套，外护套外侧为耐磨橡胶制成，内侧为铠装，对电缆实施保护，所述外护套内腔设置有多根导电结构，所述外护套与导电结构之间缝隙填充有填料，所述外护套内部沿轴向设置有耐扭转结构，所述外护套内部从左至右等距设置有湿度检测结构，通过湿度检测结构检测外护套是否渗水；

3、所述导电结构包括插接在外护套内腔的绝缘皮，所述绝缘皮内腔安装有线芯，所述绝缘皮外壁复合有绝缘屏蔽层，绝缘屏蔽层为铜丝编织而成，绝缘屏蔽层阻止线芯与外界电磁波相互干扰。

4、具有绝缘和防干扰双重功能，达到稳定输电的目的。

5、优选的，所述线芯由多股导线绞合而成。

6、优选的，所述耐扭转结构包括第一钢线和第二钢线，所述第一钢线与第二钢线呈螺旋状内嵌在外护套内部，且两者螺旋方向相反。

7、优选的，所述湿度检测结构包括内嵌在外护套内部的盒体，所述盒体前后两侧顶部从左至右均匀设置有抗拔杆，抗拔杆嵌入外护套内部，通过抗拔杆提升盒体与外护套之间稳定性，所述盒体四周底部均匀开设有若干个气孔，气孔可使盒体与填料相通，所述盒体内腔底部插接有吸水树脂块，所述盒体内腔中部安装有挤压单元，所述盒体左右内壁顶部从上至下依次开设有卡槽和缓冲槽，所述盒体内壁顶部安装有顶出单元，由缓冲槽对顶出单元收纳。

8、通过吸水树脂块将湿度变化转化为自身体积变化，为湿度检测提供动力。

9、优选的，所述缓冲槽内壁顶部为斜面。

10、优选的，所述挤压单元包括安装在盒体内腔中部的转轴，所述转轴外壁套接有两个旋转体，所述旋转体底端安装有推板。

11、通过旋转体与推板配合构成省力杠杆，确保顶出单元得到驱动。

12、优选的，所述旋转体为v字形，且推板增长旋转体旋转的动力臂。

13、优选的，所述顶出单元包括安装在盒体内壁顶部的隔板，所述隔板中心位置垂直插接有顶针，顶针底端与旋转体接触，所述顶针顶端安装有顶板，且顶板呈弧形插接在缓冲槽内腔。

14、利用顶板形变使外护套发生形变，为渗水监测传递信号。

15、优选的，所述顶针底端形状为三角形。

16、本发明提出的一种具有耐扭转结构的风力电缆，有益效果在于：

17、1、本发明设置旋向相反的第一钢线与第二钢线构成耐扭转主体结构，当电缆承受扭转载荷时，其中一根钢线随扭转趋势收紧、产生向内的径向应力，另一根钢线同步扩张、产生向外的径向应力，二者径向作用力相互抵消，可稳定维持电缆圆形截面，同时输电用线芯采用多股导线绞合成型，能够大幅缓冲、削弱扭转过程中作用于线芯的横向剪切力，提升线芯抗疲劳损伤能力，提升电缆整体耐扭转性能，延缓外护套开裂、线芯断丝等失效问题，有效延长电缆服役寿命，减少风场电缆更换频次，降低运维阶段人力与物料损耗，节约风电整体维护成本。

18、2、本发明盒体底部开设气孔实现盒体内部与外护套内侧填料连通，当外护套破损渗水时，盒体内吸水树脂块遇水发生体积膨胀，膨胀张力驱动推板带动旋转体绕转轴转动，旋转体斜面挤压顶针底端，将水平转动力转化为竖直向上的推力，顶针推动弧形顶板脱离缓冲槽并卡入卡槽完成定位，顶板持续向外顶撑外护套使电缆外壁形成肉眼可识别的轻微鼓包。本发明依靠物理形变实现电缆渗水可视化监测，可快速、直观判断电缆渗漏点位，提前排查绝缘失效、漏电安全隐患，减少电缆渗水带来的电能泄漏损耗，规避漏电、短路引发的机组故障与人身安全事故，提升风力发电运行安全性与电能利用效率。

1.一种具有耐扭转结构的风力电缆，包括外护套（1），外护套（1）外侧为耐磨橡胶制成，内侧为铠装，对电缆实施保护，其特征在于，所述外护套（1）内腔设置有多根导电结构（2），所述外护套（1）与导电结构（2）之间缝隙填充有填料（3），所述外护套（1）内部沿轴向设置有耐扭转结构（4），所述外护套（1）内部从左至右等距设置有湿度检测结构（5），通过湿度检测结构（5）检测外护套（1）是否渗水；

2.根据权利要求1所述的一种具有耐扭转结构的风力电缆，其特征在于，所述线芯（22）由多股导线绞合而成。

3.根据权利要求2所述的一种具有耐扭转结构的风力电缆，其特征在于，所述耐扭转结构（4）包括第一钢线（41）和第二钢线（42），所述第一钢线（41）与第二钢线（42）呈螺旋状内嵌在外护套（1）内部，且两者螺旋方向相反。

4.根据权利要求3所述的一种具有耐扭转结构的风力电缆，其特征在于，所述湿度检测结构（5）包括内嵌在外护套（1）内部的盒体（51），所述盒体（51）前后两侧顶部从左至右均匀设置有抗拔杆（52），抗拔杆（52）嵌入外护套（1）内部，通过抗拔杆（52）提升盒体（51）与外护套（1）之间稳定性，所述盒体（51）四周底部均匀开设有若干个气孔（53），气孔（53）可使盒体（51）与填料相通，所述盒体（51）内腔底部插接有吸水树脂块（54），所述盒体（51）内腔中部安装有挤压单元（55），所述盒体（51）左右内壁顶部从上至下依次开设有卡槽（56）和缓冲槽（57），所述盒体（51）内壁顶部安装有顶出单元（58），由缓冲槽（57）对顶出单元（58）收纳。

5.根据权利要求4所述的一种具有耐扭转结构的风力电缆，其特征在于，所述缓冲槽（57）内壁顶部为斜面。

6.根据权利要求5所述的一种具有耐扭转结构的风力电缆，其特征在于，所述挤压单元（55）包括安装在盒体（51）内腔中部的转轴（551），所述转轴（551）外壁套接有两个旋转体（552），所述旋转体（552）底端安装有推板（553）。

7.根据权利要求6所述的一种具有耐扭转结构的风力电缆，其特征在于，所述旋转体（552）为v字形，且推板（553）增长旋转体（552）旋转的动力臂。

8.根据权利要求7所述的一种具有耐扭转结构的风力电缆，其特征在于，所述顶出单元（58）包括安装在盒体（51）内壁顶部的隔板（581），所述隔板（581）中心位置垂直插接有顶针（582），顶针（582）底端与旋转体（552）接触，所述顶针（582）顶端安装有顶板（583），且顶板（583）呈弧形插接在缓冲槽（57）内腔。

9.根据权利要求8所述的一种具有耐扭转结构的风力电缆，其特征在于，所述顶针（582）底端形状为三角形。