專利名稱：自支撐線纜的制作方法
技術領域：
本發明涉及自支撐線纜。
背景技術：
從現有技術已知通過使用單獨的支撐元件來使架空線纜自支撐。這些可以例如是單獨的鋼懸纜線。可以如歐洲專利EP0461794所圖示的那樣沿著線纜安裝此線。也可以將線纜以螺旋紐絞在懸纜線周圍。還已知如美國專利4，956，523中所描述的那樣通過將支撐元件嵌入線纜絕緣來提供改進的抗拉強度的線纜。
使用這些支撐元件的缺點是生產線纜變得昂貴。具有支撐元件的線纜也變得更重，并且對于鋼懸纜，出于安全性原因，通常有懸纜線應接地的需求，這使線纜固定點中的安裝變復雜。電纜包括一個或若干由鋁或銅制成的導體。因此，一個解決辦法是使導體自身起到支撐元件的作用。通常由多個不同層或屏蔽(導體屏蔽、絕緣屏蔽、篩網等)來圍繞導體。如果線纜內的不同層和/或導體不彼此附著(adhere)，則由于層/導體可以彼此相對地滑動并且伸展，彎曲線纜變得容易。然而，此滑動對于自支撐線纜是不希望的。為克服滑動，可以在線纜固定點中對線纜施加向內指向的徑向壓力以便避免滑動。然而這個力需要是很大的并且具有損害線纜的最外層的缺點。避免滑動的解決辦法是簡單地使不同層/導體彼此附著(例如，通過膠合或熔融)。然而，這具有以下缺點線纜將變得難以彎曲并且當接合或連接時，也將很難使不同層/導體彼此分開而不損害線纜。在美國專利6，288，339中，公開了具有起伏的層。此解決辦法具有以下效果當線纜彎曲時，層可以彼此相對滑動到一定程度，但響應于相對低的向內指向的徑向壓力，起伏的層進入彼此，由此避免滑動。然而，對于大尺寸線纜，柔性變得稍微受限。
發明內容
本發明的目標是消除以上缺點中的至少一些并且提供改進的自支撐線纜。在本發明中由線纜中的中間部分來解決這些問題和缺點，該中間部分位于內部部分(例如，具有導體的芯)的外表面與外部部分(例如，屏蔽和/或鞘)的內表面之間，并且其中該中間部分包括至少一個帶(tape),該帶由無紡材料制成并且包括附著于帶的至少一側的摩擦顆粒，并且其中兩個表面中的任一個和摩擦顆粒之間的摩擦允許兩個表面在縱向上足夠地彼此相對滑動以便線纜能夠彎曲但防止兩個表面響應于線纜固定點處的向內指向的徑向壓力而滑動。現在可以將作用于所述固定點之間的線纜上的張力和重力傳導到導體中并且線纜將變成自支撐。
作為選項，還安排中間部分以便響應于施加到外部部分的向外指向的徑向力，夕卜部部分可以容易地從內部部分分開。利用本發明的優勢是線纜易于彎曲并且可以安裝在線纜固定點(例如，閉端螺旋)中而沒有層之間的滑動。這也適用于大直徑線纜。另一優勢是中間部分的結構的方位(orientation)不關鍵,這使得生產線纜更容易并且更便宜。又一優勢是當線纜遭受強風時，中間部分也減少振動和振蕩。現在將利用優選實施例并且參考附圖來更詳細地描述本發明。
圖Ia和圖Ib是圖示根據本發明的線纜的一個實施例的徑向和縱向截面的框圖。圖2和圖3是圖示根據本發明的線纜的兩個附加的實施例的縱向截面的框圖。圖4a和圖4b是圖示彎曲的線纜和遭受向內指向的徑向壓力的線纜的框圖。圖5a、圖5b以及圖5c是圖示中間部分的三個實施例的框圖。圖6是圖示具有分開的外部部分的根據本發明的線纜的縱向截面的框圖。圖7a是圖示包括本發明的三芯高電壓電力線纜的框圖。圖7b是圖示包括本發明的I kV電力線纜的框圖。圖8是圖示線纜固定點的框圖。
具體實施例方式圖Ia和圖Ib圖示根據本發明的線纜100的徑向和縱向截面。圖Ia和圖Ib中的線纜100包括具有外表面112的內部部分110、具有內表面121的外部部分120、以及中間部分130。內部部分110包括一個或若干導體111。每個導體111通常由多個金屬線115(一般為鋁或銅)組成。內部部分110和外部部分120可以由一個或若干不同類型的層(塑料絕緣層、金屬屏蔽、半導電屏蔽、鞘等)組成。在圖2中圖示關于具有包括金屬屏蔽211和塑料層212的外部部分210的線纜200的示例。通過在擠壓過程中熔融，塑料層212已經滲透在金屬屏蔽211的線之間。由圖la、圖Ib以及圖2所圖示的本發明的實施例僅包括一個中間部分130。然而，發明觀念不限于僅一個中間部分130而是可使用若干中間部分。這在圖3中圖示。在圖2中包括具有外部部分210的線纜200的要素可以在原理上被視為具有又一中間部分330和又一外部部分320的線纜300的內部部分310。例如，在圖4a和圖4b中圖示本發明的主要原理。中間部分130包括在其一側上具有摩擦顆粒412的帶411。在圖4a和圖4b中，帶411附著于表面121并且具有摩擦顆粒412的那側面對另一個表面112。摩擦顆粒412與表面112之間的摩擦允許兩個表面112、121在縱向上足夠地彼此相對滑動以便線纜100可以彎曲(圖4a)，但防止兩個表面112、121響應于線纜固定點處的向內指向的徑向壓力F而滑動(圖4b)。可以將作用于所述固定點之間的線纜100上的張力和重力傳導到導體111中，并且線纜100將變成自支撐。在圖5a、圖5b以及圖5c中圖示本發明的三個實施例。在圖5a中所圖示的優選實施例中，中間部分130包括附著于外部部分120的內表面121的帶511。在帶511上，摩擦顆粒512附著于面對內部部分110的外表面112的那偵U。優選摩擦顆粒512是膠合到帶511的噴砂的砂。可選地，通過使用附著帶513將帶子(band) 511附著于表面121，該附著帶513響應于加熱到預定溫度以上(例如，在外部部分120的擠壓過程期間)而在兩側變成附著性的。在圖5a中，摩擦是在摩擦顆粒512與內部部分110的外表面112之間。如果帶子511改為附著于內部部分110的外表面112并且其中摩擦顆粒512附著于帶子511的面對外部部分120的內表面121的那側，則獲得相同的技術效果。在圖5b中，中間部分130包括附著于外部部分120的內表面121的第一帶521以及附著于內部部分110的外表面112的第二帶522。摩擦顆粒523、524附著于帶521、522的彼此面對的側。與圖5a中類似，優選摩擦顆粒523、524是膠合到帶521、522的噴砂的砂。可選地，使用附著帶525、526將帶521、522附著于表面121、112。在圖5b中，摩擦是在具有摩擦顆粒523、524的彼此面對的兩側之間。
在圖5c中，中間部分130包括不附著于任何表面112、121的單個帶531。改為摩擦顆粒532、533附著于帶531的兩側。此處，摩擦是在具有摩擦顆粒532、533的兩側與兩個表面112、121之間。再次，摩擦是足夠低的來允許兩個表面112、121在縱向上足夠地彼此相對滑動以便線纜100可以彎曲，但防止兩個表面112、121響應于向內指向的徑向壓力(F)而滑動。通過施加向外指向的徑向力S到外部部分120，具有摩擦顆粒412的帶子411還允許外部部分120容易地從內部部分110分開。這在圖6中圖75。本發明的又一特征是中間部分130也減少線纜100的振動和振蕩。當線纜100遭受強風時，可能發生振動和振蕩，并且振動和振蕩可能導致線纜100從它的固定點松開。因為由于摩擦中間部分130的摩擦結構將來自兩個表面112、121之間的相對移動的動能轉換成熱能(熱)，所以該中間部分130的摩擦結構減少振動和振蕩。盡管圖I到圖6僅圖示具有一個導體111的線纜，但線纜100的內部部分110可以包括多個導體。在圖7a和圖7b中圖示該情況的兩個示例。圖7a中的線纜700是用于12 kV的高電壓AXCES型線纜，其中內部部分包括由鋁制成的三個導體701、708、709。在每個導體701周圍，擠壓聚乙烯(PE)的內部導電層702。在內部導電層702周圍，三倍地擠壓交聯聚乙烯(PEX或XLPE)的絕緣層703。在絕緣層703周圍，擠壓第二導電聚乙烯層704。在此內部部分周圍安裝有中間部分705，該內部部分包括每個具有它的導電和絕緣層702、703、704的三個導體701、708、709。對于高電壓線纜，中間部分705可以是導電的。外部部分包括包裹在中間部分705周圍的通常銅或鋁(未示出)的篩網線或箔。最后，在篩網上擠壓黑色的LLD PE (線性低密度聚乙烯)鞘706。圖7b中的線纜710是具有四個導體711、717、718、719的用于I kV的NlXE型線纜。由于制造此線纜710用于更低電壓，所以導體711、717、718、719的尺寸更小。取決于截面面積，四個導體711、717、718、719可以例如為實心圓形銅(如圖7b中那樣)、絞合圓形銅或絞合扇形鋁。在此線纜710中，內部部分包括每個具有交聯聚乙烯的絕緣層712的四個導體711、717、718、719。在四個導體711、717、718、719周圍，擠壓內部覆蓋物713。在此內部覆蓋物713周圍，安裝中間部分714并且線纜的外部部分包括在中間部分714上擠壓的黑色聚乙烯鞘715。用于自支撐線纜的線纜固定點的示例是所謂的閉端螺旋(dead end spiral)。在圖8中圖示閉端螺旋的示例。在固定點800中，金屬線810以螺旋811紐絞在線纜100周圍。線810的另一端固定于桿820。為了在固定點800中不損害線纜100的外部層，施加到線纜100的徑向壓力F必須是相對低的。因此，螺旋811沿著線纜延伸多達兩米以便將徑向壓力F分布到線纜。通過將相對弱的力F施加到根據本發明的線纜100，將作用在線纜100上的張力T和重力G傳導到導體111中而沒有線纜100中的層之間的滑動。 盡管上述實施例主要處理電纜，但發明觀念也可用于具有有允許線纜自支撐的充分的機械強度的內部部分的光纜。
權利要求
1.一種自支撐線纜(100)，包括 -內部部分(110)，包括至少一個導體(111)； -外部部分(120)； -中間部分(130)，位于所述內部部分(110)的外表面(112)與所述外部部分(120)的內表面(121)之間，并且其中所述中間部分(130)包括至少一個帶(511)，所述帶(511)由無紡材料制成并且包括附著于所述帶(511)的至少一側的摩擦顆粒(512)，并且其中兩個表面(112、121)中的任一個和所述摩擦顆粒(512)之間的摩擦允許所述兩個表面(112、121)在縱向上足夠地彼此相對滑動以便所述線纜(100)能夠彎曲但防止所述兩個表面(112、121)響應于線纜固定點(800)處的向內指向的徑向壓力(F)而滑動，以便作用于所述固定點(800)之間的所述線纜(100)上的張力(T)和重力(G)能夠傳導到所述導體(111)中，由此所述線纜(100)依靠所述導體(111)的固有機械強度而變成自支撐。
2.如權利要求I中所述的線纜(100)，其中所述中間部分(130)包括第一帶(511)，所述第一帶(511)具有摩擦顆粒(512)并且附著于所述兩個表面(112、121)中的一個，并且其中具有所述摩擦顆粒(512)的側面對另一個表面(112、121)。
3.如權利要求I中所述的線纜(100)，其中所述中間部分(130)包括第一帶(522)以及第二帶(521)，所述第一帶(522)具有摩擦顆粒(524)并且附著于所述內部部分(110)的所述外表面(112)，所述第二帶(521)具有摩擦顆粒(523)并且附著于所述外部部分(120)的所述內表面(121 )，并且其中具有所述摩擦顆粒(523、524)的側彼此面對。
4.如上述權利要求中的任一項所述的線纜(100)，其中通過附著帶(513、525、526)將所述帶(511、521、522)附著于表面(112、121)，所述附著帶(513、525、526)響應于加熱到預定溫度以上而在兩側變成附著性的。
5.如權利要求I中所述的線纜(100)，其中所述中間部分(130)包括帶(531)，所述帶(531)具有附著于所述帶(531)的兩側的摩擦顆粒(532、533)。
6.如上述權利要求中的任一項所述的線纜(100)，其中通過膠合將由噴砂的砂組成的所述摩擦顆粒(512、523、532)附著于所述帶(511、521、531)。
7.如上述權利要求中的任一項所述的線纜(100)，其中還安排所述中間部分(130)的結構以便響應于施加到所述外部部分(120 )的向外指向的徑向力(S )，所述外部部分(120 )能夠容易地從所述內部部分(I 10)分開。
8.如上述權利要求中的任一項所述的線纜(100)，其中當所述兩個表面(112、121)彼此相對移動時，所述中間部分(130)的摩擦結構適應于將動能轉換成熱能。
9.如上述權利要求中的任一項所述的線纜(100)，所述線纜(100)是電纜并且其中所述導體(111)包括至少一個金屬線(115)。
全文摘要
當前發明涉及自支撐線纜，該自支撐線纜通常架空安裝于線纜固定點(800)之間，并且其中線纜中的導體起到承受元件的作用。在這種線纜中，線纜中的不同層的表面之間的滑動是不希望的。另一方面，必須能夠容易地彎曲線纜，即使是對于較大尺寸。利用來自現有技術的解決辦法難以滿足兩個這些要求。本發明通過引進表面(112、121)之間的中間層(130)來克服此情況，該中間層(130)包括具有摩擦顆粒(512)的至少一個帶(511)，其中通過摩擦顆粒(512)獲得的摩擦是足夠低的來允許兩個表面(112、121)在縱向上足夠地彼此相對滑動以便線纜(100)能夠彎曲，但防止兩個表面(112、121)響應于線纜固定點(800)處的向內指向的徑向壓力(F)而滑動。
文檔編號H01B7/18GK102959643SQ201080067921
公開日2013年3月6日 申請日期2010年7月6日 優先權日2010年7月6日
發明者U.F.約翰森, L.埃弗賴姆森 申請人:瑞典愛立信有限公司