[發(fā)明專利]輕質(zhì)且撓曲的抗沖擊電力電纜及其生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380080337.1
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN105849826B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設計）人: R·特朗;P·欽奎曼尼;A·瑁恩德爾;C·艾薇李爾
• 申請（專利權(quán)）人: 普睿司曼股份公司
• 主分類號: H01B13/14
• 分類號: H01B13/14;H01B17/18;H01B7/295
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 任宗華

技術(shù)領域

本發(fā)明的公開內(nèi)容涉及具有抗沖擊性能的尤其用于輸送或分配低，中或高壓電力的多極電力電纜(multipolar power cable)，及其生產(chǎn)方法。

更特別地，本發(fā)明的公開內(nèi)容涉及抗沖擊多極電力電纜，它包括絞合的多個芯，在芯之間形成具有空隙區(qū)的組裝元件；和填充空隙區(qū)的膨脹聚合物填料；和徑向向外且與膨脹聚合物填料接觸的抗沖擊的膨脹聚合物層。

背景技術(shù)

在本發(fā)明公開內(nèi)容的范圍內(nèi)，“低壓”通常是指小于約1kV的電壓，“中壓”是指1kV至35kV的電壓，“高壓”是指大于35kV的電壓。

電纜通常包括單獨地用絕緣材料和任選地半導聚合物材料涂布的一個或多個導體，以及也可由聚合物材料制成的一層或多層保護性涂層。

例如在電纜運輸，鋪設和操作過程中可能出現(xiàn)的在電纜上的偶爾沖擊可引起電纜結(jié)構(gòu)損壞，其中包括絕緣和/或半導層的變形或脫層等。這一損壞可引起絕緣涂層的電梯度變化，其結(jié)果是這一涂層的絕緣能力下降。

可商購的電纜，例如用于低壓或中壓或高壓電力輸送或分配的電纜提供能耐受這種沖擊的金屬包層(armour)或屏蔽層。這一包層或屏蔽層可以是帶狀物或線材形式(通常由鋼制成)，或者為金屬鞘形式(通常由鉛或鋁制成)。有或無粘合劑涂層的這一包層本身常常覆蓋有外部聚合物鞘。這一電纜結(jié)構(gòu)的實例描述于美國專利No.5,153,381中。

然而，申請人已經(jīng)觀察到存在以上提及的金屬包層或屏蔽層具有數(shù)個缺點。例如，所述包層/屏蔽層的施加包括在電纜加工中的一個或多個額外段。而且，存在金屬包層會顯著增加電纜的重量。另外，金屬包層/屏蔽層可產(chǎn)生環(huán)境問題，因為它需要更換，因此按照這一方式構(gòu)造的電纜不容易處置。

為了制造更加輕質(zhì)和撓曲的電纜，膨脹聚合物材料已經(jīng)替代了金屬包層/屏蔽層，同時仍然維持抗沖擊性，和至少在一定程度上抗燃燒和抗化學性。例如，覆蓋有膨脹聚合物層的固體(solid)空隙填料可提供優(yōu)良的抗沖擊性，例如如美國專利No.7,601,915中所述。然而，犧牲了電纜的撓性和重量。

或者，膨脹聚合物材料可填充在電纜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)存在的芯元件之間的空隙體積并覆蓋它。美國專利No.6,501,027描述了在芯之間的空隙體積內(nèi)包括膨脹聚合物填料和具有外部鞘涂層的電力電纜。由膨脹之前，撓曲模量高于200MPa的聚合物材料獲得膨脹聚合物材料。該聚合物通常在擠出段期間膨脹；這一膨脹可以或者借助能產(chǎn)生氣體的化合物，通過化學的方式發(fā)生，或者可借助在高壓下直接注入到擠壓筒內(nèi)的氣體，通過物理的方式發(fā)生。外部鞘(它是非膨脹的聚合物層)隨后在膨脹聚合物填料上擠出。

美國專利No.7,132,604描述了一種電纜，它的外部鞘具有降低重量和減少量的擠出材料，且包括聚合物材料填料和包圍該填料的膨脹的鞘材料。膨脹的鞘材料可以是拉伸強度為10.0MPa至50.0MPa的任何材料。鞘材料的膨脹率可以是5％至50％。填料材料可以是基于聚氯乙烯，橡膠，EPDM(乙丙三元共聚物)或POE(聚烯烴彈性體)的材料。該填料可由膨脹材料制成。填料的膨脹率可以是10％至80％。

美國專利No.7,465,880教導了施加可膨脹聚合物材料到多極電纜的空隙區(qū)是需要特別仔細的復雜操作。在組裝元件的空隙區(qū)內(nèi)部不恰當?shù)厥┘舆@種材料將導致出現(xiàn)電纜不可接受的結(jié)構(gòu)不規(guī)則度。通過擠出施加到空隙區(qū)中的聚合物材料，更多地在部分空隙區(qū)內(nèi)膨脹，所述的部分空隙區(qū)具有膨脹可獲得的最多空間，且半成品電纜的所得橫截面具有基本上三葉形的外部切向曲線。

為了克服聚合物填料不均勻和非圓形膨脹，美國專利No.7,465,880教導了通過與不可膨脹的聚合物材料的包含(containment)層共擠出，沉積由可膨脹聚合物材料制成的填料。通過在包含層的徑向向外的位置內(nèi)排列膨脹聚合物材料層，賦予美國專利No.7,465,880的電纜對偶爾的沖擊的最佳機械強度。

美國專利申請公布No.2010/0252299描述了一種電纜，它包括導體芯，聚合物材料填料和包層?？蓸?gòu)造發(fā)泡劑，在填料內(nèi)生成孔隙。在擠出到導體芯上之后，填料可具有通過包層施加到其外部上的擠壓力。構(gòu)造包層，以擠壓在填料內(nèi)的孔隙。

發(fā)明內(nèi)容

申請人察覺到輕質(zhì)和撓曲的多極電力電纜，尤其具有合適的抗沖擊性，但不具有包含層的阻燃的多級電力電纜的需求。使用包含層可進一步要求額外的膨脹聚合物層，以提供所需的抗沖擊性，進而增加所得電纜的成本，復雜度和增加的尺寸。