具有强度元件的电力线缆制造技术

一种电力线缆(100)包括：沿着电力线缆(100)的长度延伸的至少两个第一部件(102)，第一部件(102)中的每个包括至少一个导电元件(112)和在所述至少一个导电元件(112)的径向外部的至少一个绝缘层(302)；沿着电力线缆(100)的长度延伸的至少两个第二部件(104)，第二部件(104)中的每个包括至少一个强度元件(116)和在所述至少一个强度元件(116)的径向外部的至少一个导电层(118)；沿着电力线缆(100)的长度延伸的支架(106)，其中所述至少两个第一部件(102)和所述至少两个第二部件(104)绞合在支架(106)周围以定义构件，并且其中当所述至少两个第二部件(104)处于张力下时，第一部件(102)中的每个被配置为接触支架(106)；在构件的径向外部的护套(108)；以及构件和护套(108)之间的填料(110)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有强度元件的电力线缆。更具体的，本专利技术涉及具有沿着电力线缆的长度延伸的强度元件以增加电力线缆的拉伸强度的电力线缆。
技术介绍
拉伸强度是电力线缆的重要属性。对于在垂直或基本垂直的定向上具有长的敷设(run)(在下文中称为“垂直敷设”)的电力线缆(诸如在井筒和高层建筑中)，特别是在大型线缆(具有大于约53.5mm2或1/0AWG的导体尺寸)的情况下，拉伸强度可以是特别令人关注的。在本公开中，“敷设”意为两个连续支承点之间无支撑的线缆部分。为了提供足够的安全系数，可能需要电力线缆的拉伸强度几倍于由电力线缆的特定敷设的重量所施加的力。取决于应用，可能需要高达7的工业标准安全系数(例如，七倍于电力线缆敷设重量的拉伸强度)。对于长的垂直敷设，电力线缆的导体通常不能提供足够的拉伸强度。为了减轻这个问题，可以使用作为电力线缆的结构的部分所包括的拉伸强度元件和/或偏移线缆敷设。在偏移线缆敷设中，电力线缆的垂直敷设会被例如在接线盒处高达90°或更多的弯曲而打断，然后在恢复垂直敷设之前水平或基本水平地敷设一些距离(通常不少于电力线缆直径的两倍)。以这种方式，长的垂直敷设被分成两个或更多个较短的垂直敷设。长的垂直敷设常常会需要多个偏移并且这使得安装复杂化并且消耗给定占地空间(footprint)内宝贵的实际区域。结果是，偏移对于长的垂直敷设可能并不实用。作为电力线缆的结构的部分所包括的拉伸强度元件可采取多种形式。美国专利No.4956523涉及具有完整拉伸部件以提供额外的拉伸强度的铠装电力线缆。拉伸部件被嵌入牢固地握持中心绝缘导体的内聚氯乙烯(PVC)保护套中，该保护套在中心绝缘导体之上挤压成型。保护套又被由钢带形成的铠甲覆盖牢固地握持。因此，在垂直位置中，绝缘导体、保护套和铠甲涂层的许多重量都可以由拉伸部件支撑，而不在它们之间产生危险的纵向滑动或蠕动。然而，具有内PVC保护套和铠甲覆盖的这种线缆设计非常重。此外，申请者已经经历的是，在线缆操作温度下，设置在绝缘导体之间的间隙中的拉伸元件可能在拉伸负载之下在导体之间滑动。美国专利No.4467138涉及平坦构造的通信导线。线缆对位于中心增强或支撑导线的相对侧上，中心增强或支撑导线可以由铜包钢线组成。尽管通信导线可以具有长的垂直敷设，但是通信导线的结构，并且特别是重量，与用于电力传送的电力线缆显著不同。美国专利No.4002820涉及一种用于在采矿作业中使用的具有可延伸的接地检查导体的电力线缆。该线缆包括支架，在支架的中心插入有接地检查导体。支架支撑三个螺旋缠绕的电导体，该螺旋缠绕的电导体由覆盖有弹性绝缘层的多个金属导线线股构成。支架由与绝缘相同的弹性材料所组成的半导体绝缘材料制成，但是包含预定量的炭黑。支架还支撑三个接地导体，在每个电导体之间插入一个。接地导体都由多个金属导线线股构成并且覆盖有与支架相同材料的半导体弹性层。德国专利公布No.DE3224597A1涉及一种电力线缆，该电力线缆在对称地分布在线的横截面之上的绞合电导体的芯体中或间隙中包含一个或多个光导体，光导体设置有由拉伸元件制成的外编织物或网状物并且接管线的整个容量。作为拉伸元件，考虑钢或塑料线股或者钢-铜混合线股。“FlexibleElectricCablesforMiningApplications”，39页(Pirelli,2000)教导了不应该对用于采矿应用的灵活电力线缆施加超过容许拉力的所述限制的拉力。如果期望更高的拉力，则必须设置支撑元件作为线缆结构的一部分。支撑元件可以位于线缆的中心。这些问题不限于具有长的垂直敷设的电力线缆。其它情形可能出现，在其它情形中电力线缆的拉伸强度可能是特别令人关注的。相关领域的电力线缆例如在授予Sarchi等人的美国专利公开No.2012/0082422A1和上文所讨论的“FlexibleElectricCablesforMiningApplications”中讨论。
技术实现思路
申请人已面临为具有长的垂直敷设的用于电力传送和分配的电力线缆提供拉伸强度的技术问题。针对这种应用，拉伸强度元件通常被设置在电力线缆的结构中。拉伸强度元件可以和电力线缆的芯体元件绞合。但是，申请人已注意到当在拉伸负载之下经受操作温度时，拉伸强度元件可能在绝缘导体之间滑动。在负载之下，由拉伸强度部件所形成的螺旋可使得拉伸强度部件变紧并且致使拉伸强度部件进入芯体元件之间，从而使它们解绕并且改变线缆的几何结构、线缆的伸长以及负载到芯体元件的传递。在拉伸强度元件设置在电力线缆的轴向中心位置的情况下，申请者已注意到中心拉伸强度元件通常不如与线缆芯体绞合的多个拉伸强度元件灵活，中心拉伸强度元件不易于触及以进行夹持，并且它作为主支撑元件的使用只对于较短长度的垂直敷设和/或较小直径线缆尺寸是可接受的。申请者已发现以上问题可以通过在支架周围绞合电力线缆的拉伸强度部件和绝缘导体来解决，所述支架具有预定机械阻力并且在线缆操作温度下能够保持其形状和特征。特别地，支架被配置为承受由芯体元件和拉伸强度部件所施加的压力，特别是当拉伸强度部件在线缆操作温度下处于张力之下时。在第一方面，本专利技术涉及一种电力线缆，该电力线缆包括：沿着电力线缆的长度延伸的至少两个第一部件，第一部件中的每个包括导电元件和在导电元件的径向外部的绝缘层；沿着电力线缆的长度延伸的至少两个第二部件，第二部件中的每个包括强度元件和在强度元件的径向外部的导电层；第一部件和第二部件绞合在沿着电力线缆的长度延伸的支架周围并且与其接触；其中支架由具有大于或等于1Gpa的拉伸模量和大于或等于125℃的维卡(Vicat)软化温度的聚合物材料制成。第二部件的强度元件充当本专利技术的线缆中的拉伸强度部件。优选地，强度元件由聚合物材料制成，因此使得强度元件比由金属材料制成的元件轻。优选地，第二部件的导电层由具有适于作为接地导体的厚度的金属(例如，铜、铝或其合金或复合材料)制成。基于国家或国际标准来设定所述厚度的尺寸，例如由PracticalGuideToElectricalGrounding,W.KeithSwitzer,1999,第IV页(LibraryOfCongressCatalogCardNumber：99-72910)所报道的。为了本说明书和随附权利要求的目的，除非另有说明，否则表达量、数量、百分比等等的全部数字都将理解为在所有情况下由术语“约”来修改。此外，所有范围包括所公开的最大点与最小点的任意结合并且包括其中的任意中间范围，其在本文中可以或可以不明确列举。本专利技术的电力线缆可以是低压线缆、中压线缆或高压线缆。在本公开中，“低压”意为小于1千伏(kV)的电压；“中压”意为大于或等于1kV且小于或等于35kV的电压；而“高压”意为大于35kV的电压。本示例实施例的电力线缆优选地用于交流(AC)电力传送。本公开中，“电绝缘层”意为由具有绝缘性质的材料制成的覆盖层，即该材料具有适合于根据本地或国际标准的线缆预期电压操作的介电刚性(介电击穿强度)。在本公开中，“膨胀聚合物(expandedpolymer)”意为如下聚合物，所述聚合物使其体积的一定百分比不被聚合物所占据而是被空气或气体，或被可膨胀微球或类似技术所占据。在本公开中，“非膨胀聚合物”意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力线缆(100)，包括：沿着电力线缆(100)的长度延伸的至少两个第一部件(102)，所述第一部件(102)中的每个包括导电元件(112)和在所述导电元件(112)径向外部的绝缘层(114)；沿着电力线缆(100)的长度延伸的至少两个第二部件(104)，所述第二部件(104)中的每个包括强度元件(116)和在所述强度元件(116)径向外部的导电层(118)；所述第一部件和所述第二部件(102、104)绞合在支架(106)周围并且接触支架(106)，所述支架(106)沿着电力线缆(100)的长度延伸；其中所述支架(106)由聚合物材料制成，所述聚合物材料具有大于或等于1GPa的拉伸模量和大于或等于125℃的维卡软化温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力线缆(100)，包括：沿着电力线缆(100)的长度延伸的至少两个第一部件(102)，所述第一部件(102)中的每个包括导电元件(112)和在所述导电元件(112)径向外部的绝缘层(114)；沿着电力线缆(100)的长度延伸的至少两个第二部件(104)，所述第二部件(104)中的每个包括强度元件(116)和在所述强度元件(116)径向外部的导电层(118)；所述第一部件和所述第二部件(102、104)绞合在支架(106)周围并且接触支架(106)，所述支架(106)沿着电力线缆(100)的长度延伸；其中所述支架(106)由聚合物材料制成，所述聚合物材料具有大于或等于1GPa的拉伸模量和大于或等于125℃的维卡软化温度。2.根据权利要求1所述的线缆(100)，其中所述导电层(118)由具有适于作为接地导体的厚度的金属制成。3.根据权利要求1所述的线缆(100)，其中所述第一部件(102)包括设置在相对于所述绝缘层(114)的径向外部位置中的金属屏蔽(306)。4.根据权利要求3所述的线缆(100)，其中所述导电层(118)接触所述金属屏蔽(306)。5.根据权利要求1所述的线缆(100)，其中所述强度元件(116)由聚合物材料制成。6.根据权利要求1所述的线缆(100)，其中所述强度元...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·蒙德，贡萨洛·查瓦里亚，
申请(专利权)人：普睿司曼股份公司，安德鲁·蒙德，贡萨洛·查瓦里亚，
类型：发明
国别省市：意大利;IT