中压直流电缆及储能电站的制作方法

1.本实用新型涉及储能电站技术领域，具体涉及一种中压直流电缆及储能电站。


背景技术：

2.全球变暖引起的自然灾害频发，环境污染导致的病毒变异等对人类社会产生了巨大的冲击，全社会对绿色环保节能高效产品和服务的需求越来越迫切。减少化石能源的使用，对新能源的需求大幅增加，新能源发电所占比例会越来越高，对电力系统提出了更高的要求。储能是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段，是能源转型发展、坚强智能电网、智慧能源的重要组成部分，对增强能源安全保障能力具有重要意义。
3.储能电站的主体由储能电池和电力系统组成，储能电池内储存的电能的电压较大，用于连接储能电池和电力系统的中压直流电缆需要较好的耐高温性能，现有的中压直流电缆难以满足储能电站中对中压直流电缆的工作温度要求。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提供一种中压直流电缆及储能电站，旨在解决现有的中压直流电缆不能满足储能电站中对中压直流电缆的工作温度要求的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提出的一种中压直流电缆，所述中压直流电缆包括两根电缆内芯以及包覆于两根所述电缆内芯外侧的保护外壳，所述电缆内芯包括电芯导体以及由内至外依次包覆于所述电芯导体外侧的导体屏蔽层、环保绝缘层和绝缘屏蔽层，所述环保绝缘层采用热塑型聚丙烯绝缘材料制成，所述导体屏蔽层采用半导电内屏蔽材料制成，所述绝缘屏蔽层采用半导电外屏蔽材料制成。
6.优选地，所述电缆内芯还包括金属屏蔽层，所述金属屏蔽层包覆于所述绝缘屏蔽层的外侧，所述金属屏蔽层采用软铜带或软铜丝制成。
7.优选地，所述金属屏蔽层和所述保护外壳之间填充有填充芯，所述填充芯采用阻燃绳材料制成。
8.优选地，所述保护外壳包括包带层和铠装层，所述铠装层包覆于所述包带层的外侧，所述包带层采用无卤阻燃包带重叠绕包而成，所述铠装层采用金属带制成。
9.优选地，所述保护外壳还包括隔离层，所述隔离层位于所述包带层和所述铠装层之间，所述隔离层采用低烟无卤阻燃聚烯烃材料制成。
10.优选地，所述铠装层采用铝合金带或不锈钢带制成。
11.优选地，所述铠装层为联锁铠装结构。
12.优选地，所述电芯导体采用无氧铜杆、铝杆或铝合金杆拉丝后绞合而成。
13.优选地，所述导体屏蔽层、所述环保绝缘层和所述绝缘屏蔽层采用三层共挤工艺一次性挤出。
14.本实用新型还提供一种储能电站，所述储能电站包括多个储能电池，多个所述储能电池通过上述的中压直流电缆相连。
15.本实用新型技术方案中，该中压直流电缆包括两根电缆内芯以及包覆于两根电缆内芯外侧的保护外壳，电缆内芯包括电芯导体以及由内至外依次包覆于电芯导体外侧的导体屏蔽层、环保绝缘层和绝缘屏蔽层，环保绝缘层采用热塑型聚丙烯绝缘材料制成，导体屏蔽层采用半导电内屏蔽材料制成，绝缘屏蔽层采用半导电外屏蔽材料制成。该中压直流电缆使用热塑型聚丙烯绝缘材料制成的环保绝缘层具有良好的耐高温性能，且热塑型聚丙烯绝缘材料可以回收利用，该中压直流电缆使用寿命到期后不会对环境造成污染，加工过程中不需要加热交联，节约了能源；不会产生刺鼻有毒的交联副产物，绿色环保；具有更好的电气性能，绝缘减薄，降低成本和电缆外径，利于安装敷设。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例提供的中压直流电缆的结构示意图。
18.附图标号说明：
19.标号名称标号名称100中压直流电缆115金属屏蔽层110电缆内芯120保护外壳111电芯导体121包带层112导体屏蔽层122铠装层113环保绝缘层123隔离层114绝缘屏蔽层130填充芯
20.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
23.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
24.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可
以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
26.本实用新型提出一种中压直流电缆100。
27.请参照图1，在本实用新型一实施例中，该中压直流电缆100包括两根电缆内芯110以及包覆于两根电缆内芯110外侧的保护外壳120，电缆内芯110包括电芯导体111以及由内至外依次包覆于电芯导体111外侧的导体屏蔽层112、环保绝缘层113和绝缘屏蔽层114，环保绝缘层113采用热塑型聚丙烯绝缘材料制成，导体屏蔽层112采用半导电内屏蔽材料制成，绝缘屏蔽层114采用半导电外屏蔽材料制成。
28.该中压直流电缆100相较于现有技术中使用交联聚乙烯绝缘材料制成的绝缘层，该中压直流电缆100使用热塑型聚丙烯绝缘材料制成的环保绝缘层113具有良好的耐高温性能，且热塑型聚丙烯绝缘材料可以回收利用，该中压直流电缆100使用寿命到期后不会对环境造成污染，加工过程中不需要加热交联，节约了能源；不会产生刺鼻有毒的交联副产物，绿色环保；具有更好的电气性能，绝缘减薄，降低成本和电缆外径，利于安装敷设。
29.在一实施例中，环保绝缘层113采用热塑型聚丙烯绝缘材料制成，导体屏蔽层112采用热塑型半导电内屏蔽材料制成，绝缘屏蔽层114采用热塑型半导电外屏蔽材料制成，生产过程中不需要高温硫化，不会产生交联聚乙烯绝缘加工过程中交联剂分解产生的有强烈刺鼻气味的副产物，绿色环保。当然，可以理解的是，导体屏蔽层112采用聚丙烯其他类型半导电内屏蔽材料制成，绝缘屏蔽层114采用聚丙烯其他类型半导电外屏蔽材料制成，在此不作限定。
30.本实用新型实施例提供的中压直流电缆100，进一步地，电缆内芯110还包括金属屏蔽层115，金属屏蔽层115包覆于绝缘屏蔽层114的外侧，金属屏蔽层115采用软铜带或软铜丝制成。金属屏蔽层115主要是对电磁进行屏蔽，使该中压直流电缆100的内部不受外部的电磁干扰，且该中压直流电缆100内部的电磁能量不轻易跑到外面去；加强限制电场在环保绝缘层113内的作用，使电场方向与绝缘半径方向一致(即径向)，金属屏蔽层115接地，电场终止在金属屏蔽层115上，金属屏蔽层115外不再有电场；防止轴向表面放电，该中压直流电缆100在没有良好接地的环境中，由于电芯导体111有一定的电阻系数，在该中压直流电缆100轴向可能引起电位分布不均匀，造成该中压直流电缆100沿面放电。
31.在一实施例中，金属屏蔽层115采用高纯度软铜带重叠绕包而成，当然，可以理解的是，金属屏蔽层115还可以采用高纯度退火软铜丝疏绕而成，在此不作限定。
32.本实用新型实施例提供的中压直流电缆100，进一步地，金属屏蔽层115和保护外壳120之间填充有填充芯130，填充芯130采用阻燃绳材料制成。由于填充芯130位于两根电缆内芯110和保护外壳120之间的间隙，填充芯130采用阻燃绳材料制成，阻燃绳材料可以有效消除两根电缆内芯110以及保护外壳120因摩擦而引起的静电。
33.本实用新型实施例提供的中压直流电缆100，进一步地，保护外壳120包括包带层121和铠装层122，铠装层122包覆于包带层121的外侧，包带层121采用无卤阻燃包带重叠绕
包而成，铠装层122采用金属带制成。由于该中压直流电缆100包括两根电缆内芯110，包带层121包覆于两根电缆内芯110的外侧，使它们紧密地、圆整地绕合在一起；因材料不同对导体屏蔽层112、环保绝缘层113和绝缘屏蔽层114起隔热、防腐或防老化等不同的作用；保护电缆内芯110在电缆铠装时不受铠皮损坏，起缓冲和衬垫作用。
34.铠装层122可以增强该中压直流电缆100的抗拉强度、抗压强度等机械保护伸长使用寿命，还可以通过屏蔽保护提高该中压直流电缆100的抗干扰性能。在一实施例中，铠装层122采用不锈钢带联锁铠装而成，不锈钢带具有高导磁率，有很好的磁屏蔽效果，可以用于抗低频干扰，并可使该中压直流电缆100直接埋敷设而免于穿管，从而节约了成本。
35.当然，可以理解的是，铠装层122还可以采用其它金属带制成，例如，铝合金带等，铠装层122还可以采用其它铠装结构制成，在此不作限定。
36.本实用新型实施例提供的中压直流电缆100，进一步地，保护外壳120还包括隔离层123，隔离层123位于包带层121和铠装层122之间，隔离层123采用低烟无卤阻燃聚烯烃材料挤塑而成。低烟无卤阻燃聚烯烃材料具有良好的阻燃性能，可以提高该中压直流电缆100的防火性能。
37.在本实用新型实施例提供的中压直流电缆100中，使用无机非金属阻燃绳材质的填充芯130，无卤阻燃包带重叠绕包而成的包带层121，低烟无卤阻燃聚烯烃材料挤塑而成的隔离层123，以及金属带联锁铠装而成的铠装层122，可燃物少，低烟无卤，联锁铠装结构比普通的铠装层122更为致密，以上形成有效的隔火、阻燃、隔氧复合阻燃结构，有效阻燃火焰烧蚀和蔓延，是良好的安全保障。
38.本实用新型实施例提供的中压直流电缆100，优选地，电芯导体111采用无氧铜杆、铝杆或铝合金杆拉丝后绞合而成。无氧铜杆、铝杆或铝合金杆具有价格便宜，导电性能好的优点，绞合的结构进一步增强电芯导体111的导电性能，避免该中压直流电缆100在使用过程中造成的电能浪费，且可以减小使用过程中产生的热量，降低该中压直流电缆100在使用过程中由于高温而发生火灾的概率。
39.在一实施例中，电芯导体111采用无氧铜杆拉丝后绞合而成。当然，可以理解的是，电芯导体111还可以采用其他导电材质制成，例如，铝杆、铝合金杆等，只需要能够满足本实用新型实施例提供的中压直流电缆100的导电性即可，在此不作限定。
40.本实用新型实施例提供的中压直流电缆100，优选地，导体屏蔽层112、环保绝缘层113和绝缘屏蔽层114采用三层共挤工艺一次性挤出。该种工艺使得导体屏蔽层112、环保绝缘层113和绝缘屏蔽层114的整体厚度大大降低，相较于现有的方案，不需要使用长长的交联管道，也不再需要大量的开停车线调整交联参数等，节能高效，显著降低生产成本，降低电网综合成本。
41.本实用新型还提出一种储能电站，该储能电站包括多个储能电池，多个储能电池通过上述实施例提供的中压直流电缆100相连。该中压直流电缆100的具体结构参照上述实施例，由于本储能电站采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
42.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。