專利名稱：自支撐線纜的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自支撐線纜。
背景技術：
從現(xiàn)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?？梢匀鐨W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(chǎn)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(wǎng)等)來圍繞導體。如果線纜內(nèi)的不同層和/或?qū)w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(nèi)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(nèi)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(fā)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(nèi)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(sheath))的內(nèi)表面之間并且附著于內(nèi)部部分的外表面與外部部分的內(nèi)表面。中間部分具有摩擦內(nèi)部結構來允許兩個表面在縱向上足夠地彼此相對滑動，以便線纜可以彎曲但防止兩個表面響應于線纜固定點處的向內(nèi)指向的徑向壓力而滑動。現(xiàn)在可以將作用于所述線纜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，另外安排中間部分來響應于施加到外部部分的向外指向的徑向力而裂開以便外部部分可以容易地從內(nèi)部部分分開。利用本發(fā)明的優(yōu)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(yōu)勢是中間部分的結構的方位(orientation)不關鍵,這使得生產(chǎn)線纜更容易并且更便宜。又一優(yōu)勢是當線纜遭受強風時，中間部分也減少振動和振蕩。現(xiàn)在將利用優(yōu)選實施例并且參考附圖來更詳細地描述本發(fā)明。


圖Ia和圖Ib是圖示根據(jù)本發(fā)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(jù)本發(fā)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(nèi)指向的徑向壓力的線纜的框圖。圖5a、圖5b以及圖5c是圖示中間部分中的纖維結構的行為的框圖。圖6是圖示具有分開的外部部分的根據(jù)本發(fā)明的線纜的縱向截面的框圖。圖7a是圖示包括本發(fā)明的三芯高電壓電力線纜的框圖。圖7b是圖示包括本發(fā)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(jù)本發(fā)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(nèi)部部分110、具有內(nèi)表面121的外部部分120、以及中間部分130。內(nèi)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(nèi)部部分110和外部部分120可以由不同類型的一個或若干層(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(jīng)滲透在金屬屏蔽211的線之間。由圖la、圖Ib以及圖2圖示的本發(fā)明的實施例僅包括一個中間部分130。然而，發(fā)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。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(nèi)部部分310。在圖4a和圖4b中圖示本發(fā)明的主要原理。中間部分130附著于兩個表面112、121并且具有摩擦內(nèi)部結構來允許兩個表面112、121在縱向上彼此相對滑動，以便線纜100可以如圖4a中所圖示那樣彎曲。中間部分130的內(nèi)部結構中的摩擦還適應于響應于線纜固定點處的向內(nèi)指向的徑向壓力F而增加以防止兩個表面滑動。這在圖4b中圖示?，F(xiàn)在可以將作用于線纜固定點之間的線纜100上的張力和重力傳導到導體111，由此線纜100依靠導體111的固有機械強度而變成自支撐。中間部分130的優(yōu)選實施例包括附著于兩個表面112、121的至少一片無紡材料。已經(jīng)觀察到具有纖維結構的無紡材料是特別合適的。這樣的無紡材料的一個示例是縐紙、或皺紋紙?？U紙是典型地具有O. 20與O. 60 mm之間的厚度的薄紙，該薄紙已經(jīng)覆蓋有膠料并且然后“起皺”來產(chǎn)生褶皺。除其它事物以外，膠料還例如是添加到紙漿來增加光澤和硬度的膠水、橡膠或淀粉等材料。這為縐紙帶來非常不同于未處理的薄紙的不同質(zhì)地。縐紙還具有容易伸展的特性。使用附著的縐紙作為中間部分130，縐紙內(nèi)的摩擦允許線纜100容易彎曲到一定程度，但當遭受徑向壓力F時，縐紙中的纖維之間的摩擦快速增加并且防止兩個表面112、121滑動。縐紙是相對便宜的，易于卷繞線纜100的內(nèi)部部分110并且具有獨立于方位的相同特性。還可能使用彼此卷繞的兩片或者更多片縐紙。在圖5a到圖5c中圖示纖維結構的行為。如圖5a和圖5b中所圖示的，當線纜100不遭受任何向內(nèi)指向的徑向力時，中間部分130中的纖維511允許兩個表面112、121彼此相對滑動到一定程度。如圖5c中那樣，當遭受向內(nèi)指向的徑向力F時，當纖維結構的厚度已經(jīng)降低幾個百分點時，纖維511之間的摩擦已經(jīng)快速增加。如果表面112、121屬于塑料層(通常是這種情況)，則有可能通過加熱將縐紙附著于兩個表面112、121。在縐紙已經(jīng)卷繞內(nèi)部部分110的內(nèi)部塑料層之后，擠壓過程熔融縐紙上的外部塑料層。擠壓過程中的溫度設置為同時也充分地熔融內(nèi)部塑料層的外表面112。在熔融過程中，塑料層的兩個表面112、121滲透進縐紙的纖維結構中，由此它變成附著于兩個表面112、121。如果外部部分120包括如圖2中所圖示的金屬屏蔽211，則此附著過程也起作用。在此情況下，外部塑料層滲透在屏蔽211的線之間并且達到并滲透進縐紙的纖維結構中。在一個制造步驟中使中間部分130附著于內(nèi)部和外部部分110、120是巨大優(yōu)勢。盡管不是優(yōu)選實施例，但中間部分130還可以通過膠合而附著于表面112、121?？U紙的纖維結構還允許它容易裂開。這在圖6中圖示。此特征使得通過對外部部分120施加向外指向的徑向力S而容易從線纜100的內(nèi)部部分110分開外部部分120而沒有損害。當接合或連接線纜100時，此特征是巨大優(yōu)勢。本發(fā)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(fā)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(zhuǎn)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(nèi)部部分110可以包括多個導體。在圖7a和圖7b中圖示此情況的兩個示例。圖7a中的線纜700是用于12 kV的高電壓AXCES型線纜，其中內(nèi)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(nèi)部導電層702。在內(nèi)部導電層702周圍，三倍地擠壓交聯(lián)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(nèi)部部分周圍安裝有中間部分705，該內(nèi)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。外部部分包括卷繞中間部分705的通常銅或鋁(未示出)的篩網(wǎng)線或箔。最后，在篩網(wǎng)上擠壓黑色的LLD PE(線性低密度聚乙烯)鞘706。此處中間部分705包括縐紙片。在擠壓過程期間，LLD PE鞘706已經(jīng)滲透過銅屏蔽并且進入縐紙705的質(zhì)地。在相同過程期間，熱也使縐紙705附著于第二導電PE層704。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(nèi)部部分包括四個導體711、717、718、719，每個具有交聯(lián)聚乙烯的絕緣層712。在四個導體711、717、718、719周圍，擠壓內(nèi)部覆蓋物713。在此內(nèi)部覆蓋物713周圍，安裝縐紙的中間部分714并且線纜的外部部分包括在縐紙714上擠壓的黑色聚乙烯鞘715。用與以上用于AXCES型線纜700類似的方式，在擠壓期間，縐紙714附著于內(nèi)部覆蓋物713的外表面以及聚乙烯鞘715的內(nèi)表面。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(jù)本發(fā)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(fā)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(nèi)部部分的光纜。
權利要求
1.一種自支撐線纜(100)，包括 -內(nèi)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(nèi)部部分(110)的外表面(112 )與所述外部部分(120 )的內(nèi)表面(121)之間并且附著于所述內(nèi)部部分(110)的所述外表面(112)與所述外部部分(120)的所述內(nèi)表面(121)，并且具有摩擦內(nèi)部結構來允許兩個表面(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(nèi)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)包括至少一片無紡材料。
3.如權利要求2中所述的線纜(100)，其中所述片具有纖維內(nèi)部結構，其中纖維之間的摩擦響應于所述向內(nèi)指向的徑向壓力(F)而增加。
4.如權利要求3中所述的線纜(100)，其中所述中間部分(130)的纖維結構還安排為響應于施加到所述外部部分(120)的向外指向的徑向力(S)而裂開，由此允許所述外部部分(120)容易地從所述內(nèi)部部分(110)分開。
5.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)的所述摩擦內(nèi)部結構適應于將動能轉(zhuǎn)換成熱能。
6.如權利要求2至5中的任一項所述的線纜(100)，其中所述片附著于所述兩個表面(112、121)，其中響應于將所述兩個表面(112、121)加熱到預定溫度以上而所述兩個表面(112、121)滲透進所述片的纖維結構中。
7.如權利要求3至6中的任一項所述的線纜(100)，其中所述片(521)由縐紙制成。
8.如上述權利要求中的任一項所述的線纜(100)，所述線纜(100)是電纜并且所述導體(111)包括至少一個金屬線(115)。
全文摘要
當前發(fā)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，即使是對于更大尺寸。利用來自現(xiàn)有技術的解決辦法難以滿足兩個這些要求。本發(fā)明通過引進線纜(100)中的中間層(130)來克服此情況，該中間層(130)位于層的表面(112、121)之間并且附著于層的表面(112、121)，并且具有摩擦內(nèi)部結構來允許兩個表面(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(nèi)指向的徑向壓力(F)而滑動。
文檔編號H01B7/18GK102959644SQ201080067922
公開日2013年3月6日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權日2010年7月6日
發(fā)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