專利名稱：Hv線中的光連接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括一條或多條光傳輸線的高架電力傳輸系統(tǒng)，尤其涉及那些其中光傳輸線位于相位導(dǎo)體(phase conductor)部位，從而可以達(dá)到或者接近相位電勢的系統(tǒng)。
所述系統(tǒng)的實(shí)施例包括那些其中由光傳輸線構(gòu)成部分相位導(dǎo)體的實(shí)施例，例如在DE-A-26 04 766中所描述的，以及那些其中光傳輸線沿電相位導(dǎo)體的外部延伸的實(shí)施例。沿電相位導(dǎo)體的外部延伸的光纜可以通過捆扎附接在該相位導(dǎo)體上，或者纏繞在相位導(dǎo)體上，例如在EP-A-0 122 163中所描述的。
在任何其中光傳輸線沿相位導(dǎo)體延伸的系統(tǒng)中，光傳輸線必須在某一階段向下連接地電勢，以用來與光通信系統(tǒng)的其他部分連接。有關(guān)所述光系統(tǒng)終接方法的實(shí)施例在上述EP-A-0 122 163，EP-A-0 067614,EP-A-0 433 565和DE-C-42 27 410中被描述。這些使光傳輸線終接的方法依賴于相位電勢和地電勢之間的、把光纖包圍在兩個電勢之間的耐漏電流(non-tracking)外套的結(jié)構(gòu)。所述外套的目的是防止光導(dǎo)纖維(光纖)免受因素，更具體地，免受電流或者該部位由電場梯度引起的裝配表面放電的影響。外套應(yīng)該是耐漏電流的，并且通常具有一個可卸載的或回旋狀的外表面。另外，外套的內(nèi)部在所述部位必須是基本上無空隙的，這是因?yàn)榭障犊赡軙蚋叩碾妶鎏荻榷诮M件中引起放電現(xiàn)象，以致毀壞光纖?；诖擞^點(diǎn)，光纖通常被封裝在外套的油或油脂中。在其他情況下，甚至不必一定保證組件內(nèi)部基本上無空隙，但可能有必要保證光纜是完全防水的(water-blocked)，光纖在物理上是防震的，任何熱收縮元件被正確使用(例如，保證任何膠脂或熱熔膠正確使用)。
但是，在現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中提出的用于使光纖在相位導(dǎo)體和地之間轉(zhuǎn)換的組件具有許多問題。例如，很難在保證相位導(dǎo)體和地之間的組件實(shí)際中被正確裝配的同時，例如所要求的無空隙，在該區(qū)域構(gòu)成組件。另外，所述組件的性質(zhì)是，如果可能的話，很難為了正確進(jìn)行裝配而不帶破壞性地檢查整個組件?；诖擞^點(diǎn)，優(yōu)選為在工廠條件下形成相位導(dǎo)體和地之間延伸的組件部分，并且把組件中的光纖與光傳輸線中的光纖在相位導(dǎo)體端和地端連接，例如在DE-C-42 27 410中所描述的。然而，此解決方案會產(chǎn)生相對大且笨重的單元。
根據(jù)一種觀點(diǎn)，本發(fā)明提出一種在沿高壓高架電力傳輸系統(tǒng)中的相位導(dǎo)體延伸的光傳輸線中形成連接頭的方法，包括(ⅰ)形成一段包括多條光纖的光纜(ⅱ)封裝光纖；(ⅲ)提供帶有耐漏電流外套的光纜長度的中間部位，以使光纜的長度可以在耐漏電流外套的每一端延伸；(ⅳ)安裝外套，使之在相位電勢和其他光纜所承受的任何電勢之間延伸；以及(ⅴ)把光纜中光纖的一端與相位導(dǎo)體中光傳輸線的光纖相連接，把光纜中光纖的另一端與另一條光傳輸線相連接。
在耐漏電流的外套的每一端頭延伸的光纜的長度部分，具有足夠的長度，可以在遠(yuǎn)離光纜沿高電場梯度延伸的部位點(diǎn)處形成光纖與光傳輸線之間的連接。
根據(jù)本發(fā)明的方法具有下面的優(yōu)點(diǎn)，即應(yīng)用中要在相位導(dǎo)體的電勢和地電勢之間延伸的組件中的光纖，可以在受控的工廠條件下被封裝在合適的材料中，從而可以在使光纖在通用的封裝中，通過通用裝置，與光傳輸線其他部分(在相位電勢和地電勢)中的光纖連接的同時，盡可能地防止光纖免受潮濕侵襲，部分放電，機(jī)械震動，以及熱循環(huán)的影響，等等。優(yōu)選為光纖在步驟(ⅱ)中被合適的材料封裝，以保證所形成的光纜長度中基本上不包含空隙。
因此，根據(jù)本發(fā)明，光纖在步驟(ⅱ)，在工廠條件下被封裝，而步驟(ⅲ)則可以在工廠條件下進(jìn)行，也可以在現(xiàn)場進(jìn)行。如果步驟(ⅲ)在工廠中進(jìn)行，則其可以與步驟(ⅱ)同時進(jìn)行，或者在步驟(ⅱ)之后進(jìn)行。在此情形下，有可能使得在相位導(dǎo)體和地之間延伸的整個組件能夠在工廠中生產(chǎn)，并且因此可以盡可能地避免在外套內(nèi)部存在空隙或者其他裝配缺陷。但是，即使在安裝過程中現(xiàn)場裝配耐漏電流外套，而事實(shí)上組件中的單根光纖是在工廠封裝，而不是被現(xiàn)場裝置封裝的，這就很容易保證外套內(nèi)部沒有缺陷，這是因?yàn)樵诓襟E(ⅱ)形成的罐封(potted)纜線長度通常是具有單一圓柱形常數(shù)橫截面的簡單結(jié)構(gòu)，從而比單根光纖具有較大的曲率半徑。并且與其他元件或材料的接口更加容易控制。例如，尤其是有大量光纖時，所述結(jié)構(gòu)的表面積只是單根光纖(或其他光纖組件)表面積的一小部分，并且由于不完全填充，可以減小產(chǎn)生空隙的風(fēng)險。本質(zhì)已知的大量材料中的任何材料都可以用于封裝光纖，例如凝膠、油脂、油、樹脂、熱熔膠、熱塑合成橡膠等，然而，為了生產(chǎn)與安裝過程中易于處理，以及設(shè)計(jì)簡單，優(yōu)選為采用室溫下的固態(tài)封裝。
如上所述，光纜中的光纖可以與通過傳統(tǒng)裝置形成的部分光傳輸線中的其他光纖相連接。在耐漏電流外套端頭之外延伸的光纜的長度將依賴于具體情況，包括塔架、支柱的高度，或者高架線所懸掛的其他結(jié)構(gòu)，以及高架線的電壓。通常，優(yōu)選為光纜在耐漏電流外套端頭之外延伸的長度至少等于塔架或支柱的長度，至少對于中間電壓組件(11到66kV)，延伸的長度更優(yōu)為5米，特別為10米。光纜的這一長度使得可以采用本質(zhì)已知的光纜到光傳輸線的連接技術(shù)。光纖優(yōu)選為不僅在遠(yuǎn)離光纜在相位導(dǎo)體和地之間沿高電場梯度延伸點(diǎn)的點(diǎn)處與光傳輸線中的光纖相連接，而且在與相對低的電場梯度有關(guān)的點(diǎn)處與光傳輸線中的光纖相連接，例如通過法拉第罩(Faraday cage)。例如，光纜可以通過金屬盒與懸掛在高架導(dǎo)體上的光傳輸線相連接，其中金屬盒包括一個懸掛在導(dǎo)體上，可以下降到地形成絞接或其他連接的絞接盒或連接盒。這樣，連接盒可以上升到導(dǎo)體，并且在上升過程中，絞接盒或其他連接盒兩端的、在導(dǎo)體與地之間延伸的兩段光纜的長度將被在盒內(nèi)卷起。此組件的優(yōu)點(diǎn)是諸如光纖連接頭之類的相對笨重的部分，可以在遠(yuǎn)離與耐漏電流外套跨接的部位點(diǎn)處被物理支撐，例如高壓連接頭可以被相位導(dǎo)體支撐，低壓連接頭可以被掩埋在地下或被支柱支撐，從而可以采用傳統(tǒng)的連接盒。
光纜包括至少6根，優(yōu)選為至少12根，特別地至少24根光纖，所述光纖可以在光纜中單個裝配，或者以一條或多條帶狀線的形式裝配。光纜通常具有直徑范圍是3mm到5mm，優(yōu)選為6mm到15mm的圓形橫截面，其外表面由用于罐封光纖的樹脂形成。如果外表面是平滑的，則可以盡可能地減少在光纜和外套之間存在空隙的可能性。減小空隙數(shù)量的方法取決于外套是在工廠中裝配，還是在現(xiàn)場裝配。一種在外套中封裝光纜的方便的方法是對光纜的外表面或外套的內(nèi)表面涂敷油脂、油或樹脂，在光纜上空間地(dimensionally)滑過熱復(fù)原外套，然后加熱外套使其復(fù)原，并且從所在端頭擠出多余的油脂等?？梢杂脽崛勰z代替油脂、油或樹脂，尤其是在其具有足夠低的熱熔粘度的情況下。該組件在本質(zhì)上是新型的，并且根據(jù)另一種觀點(diǎn)，本發(fā)明提供一種在沿高壓高架電力傳輸系統(tǒng)中的相位導(dǎo)體延伸的光傳輸線中形成連接頭的組件，包括(ⅰ)一段包括多條被封裝的光纖，從而在該光纜長度中基本上無空隙的光纜；以及(ⅱ)在光纜長度的中間部位延伸的耐漏電流外套，使得光纜的部分長度在耐漏電流外套的每一個端頭延伸；在耐漏電流的外套的每一端頭延伸的光纜的長度部分，具有足夠的長度，可以在遠(yuǎn)離高電場梯度的部位點(diǎn)處形成光纖與光傳輸線之間的連接。
那些在外套端頭外延伸的光纜部分可以，并且通常會，被裝配有一個護(hù)鞘。光纜的兩個部分所用的護(hù)鞘不必相同。例如用在位于高架導(dǎo)體的光纜部分的護(hù)鞘有利地至少是部分導(dǎo)電的，優(yōu)選為具有是組件具有小于100kΩm-1的線性阻抗，以減少在高架導(dǎo)體附近放電的不良影響的電導(dǎo)率。用在光纜另一部分的護(hù)鞘可以因?yàn)槠渌蜻x擇，并且可以，例如，是電絕緣性的。如果希望的話，光纜中可以包括其他元件，只是其為非電傳導(dǎo)性的。例如，可以采用一個或多個應(yīng)力構(gòu)件，例如是由aramid光纖形成的構(gòu)件。
采用根據(jù)本發(fā)明中的觀點(diǎn)的組件，還具有通過現(xiàn)場模壓技術(shù)在工廠中形成耐漏電流外套上的卸載裝置的優(yōu)點(diǎn)。
如果需要，可以在耐漏電流外套的一端或兩端都采用該設(shè)備，以防止電應(yīng)力在外套端頭集中。例如，外套的一端或兩端(通常只是高壓端)可以裝配有一段具有非線性電氣特性的電抗材料，一個壓力錐，屏蔽環(huán)，或者類似元件。
通常采用根據(jù)本發(fā)明的方法和組件使高架電力傳輸線的一端終接，例如，高架線的光纜與地下的光傳輸線相連接，或者接入有需求的建筑物中。但是，有可能采用所述方法和組件在兩條高架線之間形成連接頭，例如，在一端光纜長度的端頭，或者在采用不同的方法支撐光纜的地方形成連接頭。例如，所述組件可以用于連接位于光相位導(dǎo)線(OPPW)中的光傳輸線與位于光地導(dǎo)線(OPGW)中的光傳輸線，其中兩條傳輸線的電勢不同，或者是兩個高架導(dǎo)體的電勢相同，但相位不同。在此種裝置中，一對分立的耐漏電流外套可以被裝配到光纜上，光纜相對的兩個端頭與相位導(dǎo)體中的光傳輸線相連接，并且位于兩個外套之間的光纜部分可以在地電勢處通過塔架、支柱等支撐。
現(xiàn)在通過實(shí)施例，參考附圖，對根據(jù)本發(fā)明的方法和裝配的兩種形式進(jìn)行描述。


圖1是一種高架光傳輸線與地下傳輸線之間的連接頭的示意圖；圖2是一種兩條高架光傳輸線之間背對背的連接頭的示意圖；以及圖3是圖1中所應(yīng)用的部分組件。
參考附圖，圖1示意地說明了一種11kv的高架電力線的一部分結(jié)構(gòu)，其中非絕緣相位導(dǎo)體1被木柱2和陶瓷絕緣體4支撐。盡管只有一個相位導(dǎo)體1被顯示，但顯然通常具有3個相位導(dǎo)體，這是由于高架線一般構(gòu)成三相電路的一部分。光傳輸線6繞扎在相位導(dǎo)體1上，并且該傳輸線在柱2處接地，在此與地下傳輸線8連接。這通過一種包括光纜10的組件實(shí)現(xiàn)，其中光纜10的中心密閉在耐漏電流外套12中，且外套12的外表面裝配有絕緣子外裙14，以增加泄漏路徑。外套的長度約為0.8米，盡管其長度將取決于hv電線的電壓。
光纜10延伸到外套的外面，超出每一端頭約10米。這使得從外套12的高壓端延伸的光纜端可以繞扎在導(dǎo)線1的鄰近部位，直至到達(dá)絞接盒16，并在此與光傳輸線6中的光纖絞接，或者是具有可以下降到地，形成絞接，然后升高到導(dǎo)體的一部分，光纜10和光傳輸線6的位于絞接頭任一端的長度，當(dāng)絞接盒上升到相位導(dǎo)體時，被在絞接盒內(nèi)部卷起，其中絞接盒位于相位導(dǎo)體1和地之間。采用所述絞接盒，從外套12的高壓端延伸的光纜的長度要在保留足夠的多余光纖卷繞在絞接盒內(nèi)，以在需要時形成后面的絞接的同時，足以滿足連接到相位導(dǎo)體1，沿相位導(dǎo)體到達(dá)絞接盒16，并且如果需要，再從絞接盒向下到地。
外套12的低端通過撐臂18被支撐在木柱2上，光纜10的另一端從外套12向下延伸到地，在那里被送入通用柱狀裝配連接盒20，并以通用方式與地下傳輸線絞接。組件一般在外套12的低端被接地。
部分組件在圖3中被更詳細(xì)地說明。光纜10包括24根被捆束在一起的光纖，并被封裝在純丙烯酸鹽、硅酮、或者聚氨基甲酸酯樹脂中，形成具有直徑約位0.5cm的圓形橫截面和平滑外表面的結(jié)構(gòu)。該光纜可能包括一個或多個aramid組件(未畫出)，以減緩來自光纖的機(jī)械應(yīng)力。封裝在外套12內(nèi)的光纜的中央部分被涂敷上低熔化粘度的熱熔膠44，并且熱收縮套管形式的外套12穿過光纜，在爐中被加熱，使套管復(fù)原，熔化掉熱熔膠。通過小心地控制樹脂處理和外套復(fù)原的過程，有可能保證光纜中或光纜與外套之間基本上無空隙。
光纜10可以裝配有護(hù)鞘，在其上面外套12被復(fù)原，或者在延伸到外套12端頭之外的光纜的每一端頭上，例如通過在該處復(fù)原熱收縮管，形成分立的護(hù)鞘。如果使用分立的護(hù)鞘，覆蓋光纜高壓部分的護(hù)鞘優(yōu)選為具有約O.01Scm-1的電導(dǎo)率。
圖2顯示了在兩條光傳輸線21和22之間形成連接頭的另一種組件的形式，其中兩條光傳輸線分別繞扎在具有不同相位和/或電壓的高壓相位導(dǎo)體24和26上。該組件包括結(jié)構(gòu)與圖1中的光纜10相同的光纜28，但是卻裝配有兩個耐漏電流外套30和32，在纜線上相距1到2米。每一個外套30和32的低端在木柱34上接近地電勢處被支撐，盡管該電勢可以是介于地和相位導(dǎo)體之間的任意值。光纜的每一端以圖1中所示的方式被絞接到其各自的光傳輸線21和22上。
權(quán)利要求
1．一種在沿高壓高架電力傳輸系統(tǒng)中的相位導(dǎo)體延伸的光傳輸線中形成連接頭的方法，包括(ⅰ)形成一段包括多條光纖的光纜(ⅱ)封裝光纖；(ⅲ)提供帶有耐漏電流外套的光纜長度的中間部位，以使光纜的部分長度可以在耐漏電流外套的每一端延伸；(ⅳ)安裝外套，使之在相位電勢和其他光纜所從屬的任何電勢之間延伸；以及(ⅴ)把光纜中光纖的一端與相位導(dǎo)體中光傳輸線的光纖相連接，把光纜中光纖的另一端與另一條光傳輸線相連接，在耐漏電流外套的每一端頭延伸的光纜的長度部分，具有足夠的長度，可以在遠(yuǎn)離光纜沿高電場梯度延伸的部位點(diǎn)處形成光纖與光傳輸線之間的連接。
2．權(quán)利要求1中的方法，其中在耐漏電流外套的每一端頭延伸的光纜部分具有至少5米的長度。
3．權(quán)利要求2中的方法，其中在耐漏電流外套的每一端頭延伸的光纜部分具有至少10米的長度。
4．權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求中的方法，其中光纖在工廠條件下，在步驟(ⅱ)被封裝在罐封(potting)復(fù)合物中。
5．權(quán)利要求1到4中任一權(quán)利要求中的方法，其中光纜至少包括12根光纖。
6．權(quán)利要求1到5中任一權(quán)利要求中的方法，包括用護(hù)鞘封裝在耐漏電流外套端頭延伸的光纜的每一部分。
7．權(quán)利要求1到6中任一權(quán)利要求中的方法，其中沿相位導(dǎo)體延伸的光傳輸線被繞扎在該相位導(dǎo)體上。
8．權(quán)利要求7中方法作為權(quán)利要求6的補(bǔ)充，其中包圍位于相位導(dǎo)體處的光纜部分的護(hù)鞘至少是部分電傳導(dǎo)性的。
9．權(quán)利要求1到6中任一權(quán)利要求中的方法，其中沿相位導(dǎo)體延伸的光傳輸線構(gòu)成電光導(dǎo)體混合結(jié)構(gòu)的一部分。
10．權(quán)利要求1到9中任一權(quán)利要求中的方法，其中光纜所從屬的其他電勢是地電勢。
11．權(quán)利要求1到10中任一權(quán)利要求中的方法，其中裝配有一對分立的耐漏電流外套，并且光纖的每一端都與沿相位導(dǎo)體延伸的光傳輸線相連接，在光傳輸線中形成連接頭。
12．一種在沿高壓高架電力傳輸系統(tǒng)中的相位導(dǎo)體延伸的光傳輸線中形成連接頭的組件，包括(ⅰ)一段包括多務(wù)被封裝在罐封復(fù)合物中以使在該光纜長度中基本上無空隙的光纜；以及(ⅱ)一個在光纜長度的中間部位延伸的耐漏電流外套，以使得光纜的部分長度在耐漏電流外套的每一個端頭延伸；在耐漏電流的外套的每一端頭延伸的光纜的長度部分，具有足夠的長度，可以在遠(yuǎn)離高電場梯度的部位點(diǎn)處形成光纖與光傳輸線之間的連接。
全文摘要
一種在沿高壓高架電力傳輸系統(tǒng)中的相位導(dǎo)體(1)延伸的光傳輸線中形成連接頭的方法,包括:(i)形成一段包括多根光纖的光纜(10):(ii)封裝光纖;(iii)提供帶有耐漏電流外套(12)的光纜長度的中間部位,以使光纜的部分長度可以在耐漏電流外套的每一端延伸;(iv)安裝外套,使之在相位電勢和其他光纜所從屬的任何電勢之間延伸;以及(v)把光纜中光纖的一端與相位導(dǎo)體(1)中光傳輸線的光纖相連接,把光纜中光纖的另一端與另一條光傳輸線相連接。在耐漏電流外套(12)的每一端頭延伸的光纜的長度部分,具有足夠的長度,可以在遠(yuǎn)離光纜沿高電場梯度延伸的部位點(diǎn)處形成光纖與光傳輸線之間的連接。這具有下面的優(yōu)點(diǎn),即所述組件中的在應(yīng)用中將在相位導(dǎo)體的電勢與地電勢之間延伸光纖,可以在工廠的受控條件下被封裝,可以采用傳統(tǒng)裝置連接纜線。
文檔編號G02B6/44GK1224505SQ9719609
公開日1999年7月28日 申請日期1997年6月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月25日
發(fā)明者S·M·羅蘭德, A·J·塔哈, P·J·懷特史密斯 申請人:比克有限公司