CN204991259U - 含有石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种含有石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆，要解决的技术问题是降低损耗、散热效果好而且成本低。为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案实现：一种含石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆，包括电缆本体，所述电缆本体包括一根以上的线芯和通过挤包的方式设于线芯外由石墨烯-聚氯乙烯纳米复合材料制成的护套层，所述线芯包括一股或由多股绞合的铜/铝线制成的导体，所述导体的横截面为圆形或扇形。与现有技术相比，在线芯外设置护套层并且采用石墨烯-聚氯乙烯纳米复合材料制成，不仅明显提高护套层的导热率，达到0.3W/mk以上，而且散热较好，可以降低被损耗的传输电能或提高电缆载流量并且成本低，利润率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电缆，特别是一种含有石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆。
背景技术
电力电缆因其导体材料存在有电阻，当电缆传输电流时，导体的电阻会产生热量，电流越大导体产生的热量越多，导体温度也会升高，温度升高导体的直流电阻还会增加，而直流电阻增加产生的热量会更多，电能传输过程中导体温度升高导致的损耗约占传输电能的15％左右。降低导体温度可以减少电能的损耗，因此降低电缆导体温度具有重要意义。影响导体温度的重要因素是构成电缆结构的导体周围的材料的热阻，导体外设有绝缘层和护套层，而绝缘层和护套层材料是高阻热材料，这些材料导热系数很低，一般在0.1～0.3W/mk，如普通交联聚乙烯绝缘层与聚氯乙烯护套层电力电缆，交联聚乙烯的导热系数为0.2W/mk，聚氯乙烯的导热系数为0.14W/mk，电缆在空气中工作，空气温度为20℃，当导体温度达到90℃时，电缆表面温度只有40℃，从导体到电缆表面温度梯度可达50℃，散热非常不好，导致传输电能被损耗。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种含有石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆，要解决的技术问题是降低损耗、散热效果好而且成本低。
为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案实现：一种含有石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆，包括电缆本体，所述电缆本体包括一根以上的线芯和通过挤包的方式设于线芯外并且由石墨烯-聚氯乙烯纳米复合材料制成的护套层，所述线芯包括一股或由多股绞合的铜/铝线制成的导体，所述导体的横截面为圆形或扇形。
本实用新型所述的线芯还包括设于导体外的绝缘层。
本实用新型所述的绝缘层由交联聚乙烯或聚氯乙烯材料制成。
本实用新型所述的线芯还包括分别同心依次包覆在导体外的导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、铜带屏蔽层。
本实用新型所述的导体屏蔽层和绝缘屏蔽层均采用电缆用半导电屏蔽材料制成，绝缘层采用交联聚乙烯材料制成。
本实用新型所述的导体的横截面为四分之一圆弧的扇形，所述线芯设有四根，四根线芯相互拼合后，构成圆形，在四根线芯外与护套层之间设有缠绕在线芯上的绕包带。
本实用新型所述的绕包带由无纺布材料制成。
本实用新型所述的导体的横截面为圆形，所述线芯设有三根，在三根线芯外与护套层之间设有缠绕在线芯上的绕包带。
本实用新型所述的绕包带与线芯之间以及三根线芯之间的缝隙内设有阻燃填充物。
本实用新型所述的绕包带由无纺布材料制成。
本实用新型与现有技术相比，在线芯外设置护套层并且采用石墨烯-聚氯乙烯纳米复合材料制成，不仅明显提高护套层的导热率，达到0.3W/mk以上，而且散热较好，可以降低被损耗的传输电能或提高电缆载流量并且成本低，利润率高。
附图说明
图1是本实用新型实施例1单股线芯的电缆本体结构示意图。
图2是本实用新型实施例1四股线芯的电缆本体的结构示意图。
图3是本实用新型实施例2单股线芯的电缆本体的结构示意图。
图4是本实用新型实施例2三股线芯的电缆本体的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型的含石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆，包括电缆本体11，所述电缆本体11包括一根以上的线芯12，在线芯12外挤包有由石墨烯-聚氯乙烯纳米复合材料制成的护套层3。
如图1所示，实施例1中线芯12由一股或由多股铜线或铝线绞合而成的导体1和挤制包覆(挤包)在导体1外有绝缘层2组成，绝缘层2采用交联聚乙烯(XLPE)或聚氯乙烯材料制成。所述导体1的横截面为圆形。
如图2所示，线芯12设有四根并且导体1的横截面为四分之一圆弧的扇形，线芯12设有四根，四根线芯12相互拼合后，四根线芯12的横截面共同构成圆形，在四根线芯12外与护套层3之间设有缠绕在线芯12上的由无纺布材料制成的绕包带4，绕包带4可将四根线芯12捆在一起。
实施例1制成的电缆本体1的电压等级为0.6/1KV。
如图3所示，实施例2中线芯12由一股或多股铜线或铝线绞合而成的导体1和分别同心依次包覆在导体1外的导体屏蔽层6、绝缘层7、绝缘屏蔽层8、铜带屏蔽层9组成，护套层3设于铜带屏蔽层9外，所述导体屏蔽层6和绝缘屏蔽层8均采用电缆用半导电屏蔽材料制成，绝缘层7采用交联聚乙烯材料制成。
如图4所示，线芯12设有三根，所述导体1的横截面为圆形，在三根线芯12外与护套层3之间设有缠绕在线芯12上的由无纺布材料制成的绕包带4；绕包带4与线芯12之间以及三根线芯12之间的缝隙内设有阻燃填充物10，三根线芯12的圆心分别与导线本体11圆心之间的连线的夹角为120度。
实施例2制成的电缆本体1的电压等级为3.6/6kV～26/35kV。
本实用新型采用石墨烯-聚氯乙烯纳米复合材料制成的护套层，不但导热率高，还可有效的降低导体温度。石墨烯导热率可达到5000W/mk左右，氧化石墨烯也达到3000W/mk，是非常好的导热材料，且牢固坚硬，结构稳定，同时由于石墨烯和氧化石墨烯又是非常好的导电材料，鉴于护套层材料对其绝缘性能和对电缆绝缘抗张强度、绝缘断裂伸长率、护套抗张强度、绝缘断裂伸长率的特殊要求，在保持电缆绝缘抗张强度、绝缘断裂伸长率、护套抗张强度、绝缘断裂伸长率符合国家标准的情况下，提高其导热率，在导体温度达到90℃时的负载条件下，将护套层导热系数从0.14W/mk提高到0.3W/mk，电缆导体温度可降低4℃，如按照导体温度90℃不变电缆载流量可提高4.5％，而且其生产成本低，利润率高。
Claims (10)
1.一种含有石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆，包括电缆本体(11)，其特征在于：所述电缆本体(11)包括一根以上的线芯(12)和通过挤包的方式设于线芯(12)外并且由石墨烯-聚氯乙烯纳米复合材料制成的护套层(3)，所述线芯(12)包括一股或由多股绞合的铜/铝线制成的导体(1)，所述导体(1)的横截面为圆形或扇形。
2.根据权利要求1所述的含有石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆，其特征在于：所述线芯(12)还包括设于导体(1)外的绝缘层(2)。
3.根据权利要求2所述的含有石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆，其特征在于：所述绝缘层(2)由交联聚乙烯或聚氯乙烯材料制成。
4.根据权利要求1所述的含有石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆，其特征在于：所述线芯(12)还包括分别同心依次包覆在导体(1)外的导体屏蔽层(6)、绝缘层(7)、绝缘屏蔽层(8)、铜带屏蔽层(9)。
5.根据权利要求4所述的含有石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆，其特征在于：所述导体屏蔽层(6)和绝缘屏蔽层(8)均采用电缆用半导电屏蔽材料制成，绝缘层(7)采用交联聚乙烯材料制成。
6.根据权利要求3或5所述的含有石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆，其特征在于：所述导体(1)的横截面为四分之一圆弧的扇形，所述线芯(12)设有四根，四根线芯(12)相互拼合后，构成圆形，在四根线芯(12)外与护套层(3)之间设有缠绕在线芯(12)上的绕包带(4)。
7.根据权利要求6所述的含有石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆，其特征在于：所述绕包带(4)由无纺布材料制成。
8.根据权利要求3或5所述的含有石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆，其特征在于：所述导体(1)的横截面为圆形，所述线芯(12)设有三根，在三根线芯(12)外与护套层(3)之间设有缠绕在线芯(12)上的绕包带(4)。
9.根据权利要求8所述的含有石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆，其特征在于：所述绕包带(4)与线芯(12)之间以及三根线芯(12)之间的缝隙内设有阻燃填充物(10)。
10.根据权利要求9所述的含有石墨烯的高导热聚氯乙烯护套电缆，其特征在于：所述绕包带(4)由无纺布材料制成。
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