[發明專利]一種材料及相關的布置、系統和方法

在審

• 申請號: 201580048989.6
• 申請日: 2015-09-04
• 公開（公告）號: CN107074656A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: J·威爾金斯;A·勞特利奇
• 申請（專利權）人: 卡瑞萊昂公用服務設施有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;H02G9/02
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司11012
• 代理人: 趙步真,孫揚

技術領域

本發明的實施方案涉及電纜包繞材料、混合電纜包繞材料的方法、使用電纜包繞材料敷設電纜的方法，及敷設于電纜包繞材料中的電纜。

背景技術

地下電力傳輸電纜正在變得越來越流行。可基于美觀因素使用地下電纜，但當存在某些空間限制、極大可能性的惡劣天氣條件(例如非常寒冷的溫度和/或強風)、具有由架空電纜導致的電磁干擾問題，或需要保護傳輸系統安全性時也可使用地下電纜。

這樣的電纜可以是輸電網的高壓電傳輸中使用的高壓電傳輸電纜。

應理解，將電力傳輸電纜布置于地下為其帶來了許多架空電力傳輸電纜不會遇到的問題。

例如，架空電力傳輸電纜在連接至鐵塔或其他支撐結構的電纜導體間具有相對大的空氣間距。所述空氣起到電絕緣體的作用(因此在許多應用中單獨的絕緣材料是非必需的)，并起到將熱量從電纜帶走的作用。

然而，由于地下電纜可能被安裝于是相對好的電導體的潮濕土地材料中，它們需要額外的電絕緣材料。在地下電纜周圍提供的電絕緣材料也阻止熱量從電纜傳送走。此外，電纜未被空氣包繞，因此來自于電纜的熱量在任何情況下都更慢地從所述地下電纜傳送走。

由地下電力傳輸電纜產生的熱量是嚴重的問題，這在設計地下電纜系統時必須解決。例如，系統設計可要求特定的電纜距離，否則還可能需要更大直徑的電纜。

為了使設計參數得到確定，需要確定熱量從電纜傳送走的速率，從而可確定正確的設計。為了提供受控的熱傳導速率，電纜通常會包繞已知導熱/耐熱性能的材料。所述材料通常被稱為電纜包繞材料，其可由沙子和水泥的混合物形成。

傳統的電纜包繞材料提供預先確定的導熱性(從而提供預先確定的熱阻率或“TR”)。電纜包繞材料的熱阻率越高，熱量從電纜傳導至周圍土地的速率越慢，則必須要更大的電纜直徑以減小電阻，從而減小使用時產生的熱量。

更低的熱阻率可允許電纜使用的各導體的截面更小。這意味著電纜需要更少的原料、更低的運輸成本和更簡單的電纜敷設。

因此，對改進與現有技術相關的一種或多種問題存在需求。

發明內容

因此，本發明提供一種用于電力傳輸系統電纜的電纜包繞材料，包括以下的混合物：含有碳的添加劑、沙子和水泥；其中所述材料包括按重量計大約60-80％的含有碳的添加劑、大約5-10％的水泥，剩余物為沙子。

另一方面，提供了一種混合如上所述的電纜包繞材料的方法，所述方法包括：提供含有碳的添加劑；提供水泥；提供沙子；并將含有碳的添加劑、沙子和水泥混合以形成所述電纜包繞材料。

另一方面可提供一種敷設電纜的方法，包括：將電纜至少部分包繞于如上所述的電纜包繞材料中。

另一方面可提供一種電纜的布置，包括：至少部分被如上所述的電纜包繞材料包繞的電纜。

另一方面提供包含如上所述的電纜布置的電力傳輸系統。

本發明的另一方面提供用于電力傳輸系統電纜的電纜包繞材料，包括含有碳族元素的添加劑和水泥的混合物。

所述碳族元素可以是碳。

所述材料可包含按重量計25％-90％的含有碳的添加劑和至少10％的水泥。

所述材料可包含按重量計56％-90％的含有碳的添加劑和至少10％的水泥。

所述混合物可進一步包括沙子。

所述材料可包含按重量計大約60％-80％的添加劑、大約5-10％的水泥，剩余物為沙子。

所述材料可包含按重量計大約67％的添加劑、大約7％的水泥和大約26％的沙子。

所述材料可包含按重量計大約27％的含有碳的添加劑材料、約7％的水泥和約66％的沙子。

所述材料可包含按重量計大約47％的含有碳的添加劑材料、約7％的水泥和約46％的沙子。

所述添加劑可包含按重量計大于大約90％的碳。

所述添加劑包含按重量計約96％的碳。

所述碳族元素可以是硅。

所述硅可以是基本上純凈的硅。

所述硅可以以碳化硅提供。

所述混合物可進一步包括沙子。

所述材料可包含按重量計大約25-80％的含有硅的添加劑、大約5-10％的水泥，剩余物為沙子。

所述材料可包含按重量計大約60-80％的含有硅的添加劑、大約5-10％的水泥，剩余物為沙子。

所述材料可包含按重量計大約67％的含有硅的添加劑、大約7％的水泥和大約26％的沙子。

所述材料可包含按重量計約27％的含有硅的添加劑、約7％的水泥和約66％的沙子。