[发明专利]一种材料及相关的布置、系统和方法

说明书

技术领域

本发明的实施方案涉及电缆包绕材料、混合电缆包绕材料的方法、使用电缆包绕材料敷设电缆的方法，及敷设于电缆包绕材料中的电缆。

背景技术

地下电力传输电缆正在变得越来越流行。可基于美观因素使用地下电缆，但当存在某些空间限制、极大可能性的恶劣天气条件(例如非常寒冷的温度和/或强风)、具有由架空电缆导致的电磁干扰问题，或需要保护传输系统安全性时也可使用地下电缆。

这样的电缆可以是输电网的高压电传输中使用的高压电传输电缆。

应理解，将电力传输电缆布置于地下为其带来了许多架空电力传输电缆不会遇到的问题。

例如，架空电力传输电缆在连接至铁塔或其他支撑结构的电缆导体间具有相对大的空气间距。所述空气起到电绝缘体的作用(因此在许多应用中单独的绝缘材料是非必需的)，并起到将热量从电缆带走的作用。

然而，由于地下电缆可能被安装于是相对好的电导体的潮湿土地材料中，它们需要额外的电绝缘材料。在地下电缆周围提供的电绝缘材料也阻止热量从电缆传送走。此外，电缆未被空气包绕，因此来自于电缆的热量在任何情况下都更慢地从所述地下电缆传送走。

由地下电力传输电缆产生的热量是严重的问题，这在设计地下电缆系统时必须解决。例如，系统设计可要求特定的电缆距离，否则还可能需要更大直径的电缆。

为了使设计参数得到确定，需要确定热量从电缆传送走的速率，从而可确定正确的设计。为了提供受控的热传导速率，电缆通常会包绕已知导热/耐热性能的材料。所述材料通常被称为电缆包绕材料，其可由沙子和水泥的混合物形成。

传统的电缆包绕材料提供预先确定的导热性(从而提供预先确定的热阻率或“TR”)。电缆包绕材料的热阻率越高，热量从电缆传导至周围土地的速率越慢，则必须要更大的电缆直径以减小电阻，从而减小使用时产生的热量。

更低的热阻率可允许电缆使用的各导体的截面更小。这意味着电缆需要更少的原料、更低的运输成本和更简单的电缆敷设。

因此，对改进与现有技术相关的一种或多种问题存在需求。

发明内容

因此，本发明提供一种用于电力传输系统电缆的电缆包绕材料，包括以下的混合物：含有碳的添加剂、沙子和水泥；其中所述材料包括按重量计大约60-80％的含有碳的添加剂、大约5-10％的水泥，剩余物为沙子。

另一方面，提供了一种混合如上所述的电缆包绕材料的方法，所述方法包括：提供含有碳的添加剂；提供水泥；提供沙子；并将含有碳的添加剂、沙子和水泥混合以形成所述电缆包绕材料。

另一方面可提供一种敷设电缆的方法，包括：将电缆至少部分包绕于如上所述的电缆包绕材料中。

另一方面可提供一种电缆的布置，包括：至少部分被如上所述的电缆包绕材料包绕的电缆。

另一方面提供包含如上所述的电缆布置的电力传输系统。

本发明的另一方面提供用于电力传输系统电缆的电缆包绕材料，包括含有碳族元素的添加剂和水泥的混合物。

所述碳族元素可以是碳。

所述材料可包含按重量计25％-90％的含有碳的添加剂和至少10％的水泥。

所述材料可包含按重量计56％-90％的含有碳的添加剂和至少10％的水泥。

所述混合物可进一步包括沙子。

所述材料可包含按重量计大约60％-80％的添加剂、大约5-10％的水泥，剩余物为沙子。

所述材料可包含按重量计大约67％的添加剂、大约7％的水泥和大约26％的沙子。

所述材料可包含按重量计大约27％的含有碳的添加剂材料、约7％的水泥和约66％的沙子。

所述材料可包含按重量计大约47％的含有碳的添加剂材料、约7％的水泥和约46％的沙子。

所述添加剂可包含按重量计大于大约90％的碳。

所述添加剂包含按重量计约96％的碳。

所述碳族元素可以是硅。

所述硅可以是基本上纯净的硅。

所述硅可以以碳化硅提供。

所述混合物可进一步包括沙子。

所述材料可包含按重量计大约25-80％的含有硅的添加剂、大约5-10％的水泥，剩余物为沙子。

所述材料可包含按重量计大约60-80％的含有硅的添加剂、大约5-10％的水泥，剩余物为沙子。

所述材料可包含按重量计大约67％的含有硅的添加剂、大约7％的水泥和大约26％的沙子。

所述材料可包含按重量计约27％的含有硅的添加剂、约7％的水泥和约66％的沙子。