[发明专利]具有可区别于护套的半导外层的电缆

说明书

技术领域

本发明涉及用于电力输送或分配的电缆，例如中压或高压电缆。更具体地，本发明涉及具有视觉上或物理上可区别于下面的保护护套的挤出的半导外层的电力电缆。

背景技术

电力电缆的结构可根据在它们打算的应用中使用的电压而变化。一般地，电力电缆可分类为低压，中压或高压电缆。典型地，“低压”是指最多5kV的电压，“中压”是指5kV-46kV的电压，和“高压”是指大于46kV的电压。

中压和高压电力电缆包括四个主要的元件。从内部到外部，这些电力电缆包括至少导电元件，电绝缘层，金属丝网或鞘层，和护套。也可存在相邻层。一个实例是在导电元件和电绝缘层之间的半导导线屏蔽层。另一实例是在电绝缘层和金属丝网或鞘层之间的半导绝缘屏蔽层。

在本发明的说明书和权利要求中，“绝缘电缆芯”是指在护套下方的电力电缆的内部且包括至少一个导电元件，至少一层绝缘层，和金属丝网或鞘层。

通过额定电压和导线大小，确定在绝缘电缆芯中每一层的厚度，且通过工业标准，例如the Insulated Conductors Engineering Association(ICEA),the Association of Edison Illuminating Companies(AEIC),以及Underwriters Laboratories(UL)公布的那些予以规范。根据AEIC和ICEA标准，规定并测试电力电缆的性能衡量标准。

术语“导电元件”可以是指电学类型或混合电学/光学类型的导体。电学类型的导体可以由铜，铝或铝合金制造。此外，电学类型的导体可以是或者固体或者绞合金属，其中绞合会增加电缆的挠性。若绞合的话，则用于中压电缆和常常也用于高压电缆的电学类型的导体常常包括线材密封(strand seal)，以填充其间隙，这有助于防止水沿着导线迁移。混合电学/光学类型导线可包括混合电力/通信电缆，所述混合电力/通信电缆除了包括导电元件以外，还包括光纤元件以供通信目的。

半导内部层典型地包围电导体。半导内部层最常常是通过在导电元件周围挤出施加的半导交联聚合物层。

在半导内部层径向向外的位置处排列的电绝缘层通常由热塑性或热固性材料制造。实例包括交联的聚乙烯(XLPE)，乙烯-丙烯橡胶(EPR)，或聚氯乙烯(PVC)。绝缘层可包括提高绝缘体寿命的添加剂。例如，常常添加水树延迟剂(tree retardant)添加剂到XLPE中，以抑制绝缘层内水树的生长。

可在该绝缘层上挤出例如由半导聚合物制造的半导中间层。半导中间层通常通过挤出粘合到所述绝缘层上，或者尤其对于一些高压电缆来说，可通过其他方式粘结到所述绝缘层上。

交叠绝缘屏蔽层的金属屏蔽层可包括金属丝网或鞘层。通常金属丝网或鞘层由铝，钢，铅，或铜制造。一般地，金属丝网或鞘层是连续的管状组件或在自身上折叠且焊接或密封形成管状组件的金属片材。更特别地，金属屏蔽层可以例如以具有交叠的接缝或者焊接的接缝的纵向施加的波纹铜胶带，螺旋施加的线材(即加蔽线或同心的中性线(neutral wire))或平坦的铜带形式形成。半导中间层有利地与金属屏蔽层电接触。

对于本发明说明书的目的来说，措辞“单极电缆”是指提供有具有以上定义的单一导电元件的绝缘电缆芯的电缆，而措辞“多极电缆”是指提供有至少一对导电元件的电缆。更详细地，当多极电缆具有数量等于2的导电元件时，该电缆在技术上定义为“双极电缆”，若存在三个导电元件，则该电缆被称为“三极电缆”，如此类推。

在用于中压电力传输或分配的多极电缆情况下，通常例如通过螺旋缠绕预定节距，一起结合电缆中的导电元件，所述导电元件各自被以上讨论的半导和绝缘层以及金属鞘层包围。缠绕导致多个间隙区域的形成，所述间隙区域用填充材料填充。填充材料起到给出多极电缆圆形截面的作用。填充材料可以是常规的类型，例如通过挤出施加的聚合物材料，或者可以是发泡的聚合物材料。

美国专利No.5,281,757(在此通过参考引入)公开了用于电力电缆的绝缘电缆芯。在美国专利No.5,281,757中，电力电缆具有绞合导线，在导线周围的半导应力控制层，在应力控制层周围的绝缘层，在绝缘层周围的半导绝缘屏蔽层，和在屏蔽层周围的具有交叠边缘部分的无孔金属条带。随着温度变化，电缆元件的膨胀与收缩，该条带相对于护套和屏蔽层自由移动，通过粘合剂，将条带的交叠边缘部分粘结在一起，所述粘合剂允许随着这种温度变化，边缘部分相对于彼此移动，且在边缘部分之间没有产生流体通路。