專利名稱:用于架空高壓線路的光學電纜的制作方法
本發(fā)明是涉及一項關于用在架空高壓線路的帶有外部塑料復蓋層的光學空間電纜。
當一根光學空間電纜沒有被固定在另一根架空高壓線路(電壓U≥30KV)的引導線上，而是采用自支撐式空間電纜懸掛時，將會產(chǎn)生電暈(corona)現(xiàn)象和漏電電流應力(tracking current stresses)，特別是接近鄰近相線的骯臟而潮濕的電纜，它們之間的耦合電容會產(chǎn)生強烈的空間電場。
本發(fā)明的對象是制作適用于光學空中電纜的外部包層。這種外皮材料應能限制漏電電流作用并且本身不會融化或蒸發(fā)。它們的價格也應該比較便宜。依照本發(fā)明，就能制成上述那種類型的光學空中電纜，其特點是選用一種能夠自動熄滅的、對部分放電和漏電電流具有起自動保護作用的物質(zhì)阻抗的復合材料作為光纜的最外層塑料包皮。采用了這種技術(shù)，放電現(xiàn)象以及漏電電流就不再會給空中電纜帶來不希望的損失。
本發(fā)明的一條特別可取的具體優(yōu)點是當溫升或燃燒之后外部包層材料剩下的殘余物質(zhì)是高度絕緣的且具有抗蠕變應力。
本發(fā)明采用的包層材料中也含有一種不會被碳化的塑料而且比較穩(wěn)定，因為任何一種金屬的氫氧化物的絕大部分在高溫下會逸出水分，這樣將加速它們本身的分解。所以需要用冷卻來熄滅燃燒放電、蠕動放電或離子放電而不會復合產(chǎn)生導電的剩余物質(zhì)。這種特性已經(jīng)被證明是十分必要的，這不僅僅在于它們可用在大功率電離著火上，最重要的是也適用于燃燒和蠕動放電。塑料表面的每Se的絕緣程度會被作用在一條(電流很小)放電渠道上的放電路徑的相當高或巨大的局部有限溫度所破壞。這時，立即逸出的水蒸汽就會具有冷卻和熄滅作用。燃燒后留下的金屬氧化物骨架是完全絕緣的，這樣還可以防止塑料表面的進一步被破壞。由于該塑料是直接被保護在裸露的鋁的氫氧化物之下，所以也就阻止了蠕變放電。在所展示的塑料外皮材料中只有(昂貴的)氟化物才具有類似的性能，但是當它們?nèi)紵龝r會釋放出HF(氫氟酸)并由此產(chǎn)生化學反應物質(zhì)。本發(fā)明中燃燒的或者部分燃燒的塑料基體不形成任何導電的剩余物或橋路。因此，該電纜仍可以保持絕緣狀態(tài)。
本發(fā)明電纜的漏電電流性能遠遠優(yōu)于聚乙烯聚合物作外皮的電纜。漏電電流引起損壞的局部熱量在本發(fā)明提出的這種外皮材料中會被逸出的水蒸汽所緩和。融化和汽化現(xiàn)象(例如發(fā)出電離熱量)，是很難用數(shù)據(jù)或文件予以證明的，因為一當材料的表皮被破壞，立刻會從金屬的氫氧化物中生成一種新的起保護作用的無機物(Al2O3)復蓋在材料外面，如鋁的氫氧化物Al(OH)3。這種現(xiàn)象的所以發(fā)生是因為在外皮材料的混合物中含有最恰當?shù)母叱煞莸闹亓堪俜直仍?0至60之間，外圍四周的重量百分比為50的金屬氫氧化物。選用了一種優(yōu)越的PE-EVA共聚物作為基質(zhì)材料。然而，沒有EVA(一種聚烯烴塑料)僅依靠基質(zhì)塑料中的聚合物交聯(lián)同樣可以合成金屬的氫氧化物。另外幾種較好的基質(zhì)塑料是ERP和EPDM。
無極或者弱極化合物最適于作為外層結(jié)構(gòu)的塑料成份。
附圖的簡短說明圖1是按照本發(fā)明的用于架空高壓線路的光學空中電纜結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖2是關于一條架空高壓線路和一條光學空中電纜外形的說明。
圖3給出了兩條漏電電流負載線之間的關系。
圖1中，光學空中電纜標記為OK，它的最外一層AM中由含有金屬的氫氧化物，特別是鋁的氫氧化物的塑料材料構(gòu)成。金屬氫氧化物的重量百分比在30至60之間，最佳的園周成份的重量百分比為50(即20至30百分比體積)。
這種外皮材料具有抗蠕變力，它不會因為出現(xiàn)低電流的表面放電而造成斷裂，漏電電流性能大大優(yōu)于其它材料，如標準聚乙烯的塑料復蓋層。幅射局部的放電阻力(電暈)也比提出的其它標準材料高得多。
電纜芯的結(jié)構(gòu)為眾所周知的那種工藝形態(tài)，根據(jù)這一點本裝置設計為一根實心電纜，填充混合物FM用于充填纜芯。因此在電纜OK中沒有可以導電的部分存在(即選擇了一種完全不會導電的格式)。單根的光導管LWL匯集在塑料的支撐導管AH內(nèi)，AH之上則復蓋著一層具有抗拉伸能力的物質(zhì)BS，所有這些在以前的技術(shù)中都可以了解到。圖2中表示的光纜OK能夠(非導電的)被固定在一根絕緣負載纜索TS上(固定用的夾具SC-見圖2)。當使用自支撐式光纜時，要注意把它們分別緊固在傳輸鐵塔的橫梁上。此時，光纜的形式要作相應的改動，懸掛纜索將由光纜自己提供，這種纜索能夠承擔足夠的機械負載。
圖3示意性的具體裝置描繪了一條高壓線路，光纜OK獨立地放置(即相線和保護線的外側(cè))，并且固定在格構(gòu)鐵塔GM的橫梁上。保護線記為ES，相線標作PS。因為光纜OK是由絕緣物質(zhì)組成，所以其外層表面的等效電路圖可以用一系列串聯(lián)的電阻RL來模擬。發(fā)生在光纜OK與保護線ES之間的感應電容記作CE，處在光纜OK和相線PS之間的感應電容標為CP。電暈和漏電電流負載能導致光纜OK外皮的局部解體和腐蝕，這種腐蝕會被逸出的水蒸汽減輕。融解和汽化是很難確定的，因為在外皮表面被破壞以后，會立刻生成一種新的無機物保護表面，這也就是為什么要在外皮材料中使用鋁的氫氧化物的原因。
光纜OK的外皮AM的混合材料可以很便利地由下列各量組成55 重量% 鋁的氫氧化物38 ″″″ PE/EVA聚合物4 ″″″ 乙烯/丙烯橡膠0.3 ″″″ 穩(wěn)定劑0.5 ″″″ 潤滑劑1.5 ″″″ 彩色顏料0.7 ″″″ 硅氫化物在上述的混合材料中，也能用鋅或鎂的氫氧化物替換鋁的氫氧化物，但最好采用鋁的氫氧化物。
混合了金屬的氫氧化物的PE/EVA聚合物用來作為基底材料。特殊情況時，也可用EPR或EDPM混入金屬氫氧化物作為基質(zhì)材料。
前面提到的穩(wěn)定劑可用酚醛抗氧化劑如Irganox 1010(商品名稱為Ciba Geigy，Basel瑞士)。潤滑劑可以用PE-Wax。
大量生產(chǎn)這種電纜外皮材料時，可將所有混合材料(硅烷除外)放入一臺內(nèi)部攪拌機中充分混合。然后加入硅烷(Silan)進行另一道混合工序。將這些混合過的產(chǎn)品再投入一臺使之?；臋C器中，最后在擠壓機中產(chǎn)生外皮或外層復蓋物AM。
雖然精通這項技術(shù)的專家們會提出各種各樣細微的改變和修正方案，可以理解我要求對這里的包括在我對這門技術(shù)的貢獻范圍內(nèi)的所有合理的變化和修改提出保證專利的權(quán)利要求
。
權(quán)利要求
1.一條光學、空中、架空高壓電纜，包括至少一條光導管線路；一道外部包層復蓋在光導管上；也就是在光導管和外皮之間，在外部包皮內(nèi)支持和定位光導管。上述的由自熄滅塑料和自動保護材料組成的電纜外部包層即意味著能對部分放電和漏電電流產(chǎn)生一定的阻力。
2.如同權(quán)利要求
1中所述的一條光學空中電纜，其特點是當溫升或燃燒后剩余的外皮殘留物質(zhì)是完全絕緣和具有抗蠕變力的。
3.如同權(quán)利要求
1中所述的一條光學空中電纜，其外部包層材料中會有較大比重的金屬氫氧化物。
4.如同權(quán)利要求
3中所述的一條光學空中電纜，其外皮含有重量百分比在30至60之間的金屬氫氧化物。
5.如同權(quán)利要求
4中所述的一條光學空中電纜，其外部包層中含有大約百分之五十重量的金屬氫氧化物。
6.如同權(quán)利要求
3中所述的一根光學空中電纜，其中的金屬氫氧化物混合在塑料材料之中。
7.如同權(quán)利要求
6所述的一根光學空中電纜，其塑料材料中含有一種無極的化合物。
8.如同權(quán)利要求
6中所述的一根光學空中電纜，其塑料材料中含有一種弱極性的化合物。
9.如同權(quán)利要求
3中所述的一根光學空中電纜，其中的金屬氫氧化物被混合在一種PE-EVA共聚物中作為基底材料。
10.如同權(quán)利要求
9中所述一根光學空中電纜，其金屬的氫氧化物被混進EPR中作為上述的基質(zhì)材料。
11.如同權(quán)利要求
10中所述的一根光學空中電纜，其金屬的氫氧化物被混入EDPM里作為基底材料。
12.如同權(quán)利要求
3中所述的一根光學空中電纜，其金屬的氫氧化物采用鋁的氫氧化物。
13.如同權(quán)利要求
3中所述的一根光學空中電纜，其金屬氫氧化物采用鎂的氫氧化物。
14.如同權(quán)利要求
3中所述的一根光學空中電纜，其金屬氫氧化物采用鋅的氫氧化物。
15.如同權(quán)利要求
1中所述的一根光學空中電纜，其外部包皮是由鋁的氫氧化物，PE-EVA共聚物、乙烯/丙烯橡膠、一種穩(wěn)定劑、一種潤滑劑、彩色顏料和硅氫化合物等組成。
16.一條光學電纜，包括最少一根光導管線路;一層外部包皮復蓋在光導管上;就是在光導管和外皮之間，在外部包層內(nèi)支持和定位光導管。上述的外部包層由一種自動保護的材料所構(gòu)成，即指這種材料在升溫或燃燒后仍可保持高度的絕緣狀態(tài)和這種材料所含金屬氫氧化物的重量百分比在三十至五十之間。
專利摘要
一條用于架空高壓線路的光學空中線路的外部包層必須要用一種具有自動熄滅特性的，對部分放電和漏電電流有阻抗作用的材料構(gòu)成。為了這個目的就需要在外皮材料中附加入一種金屬的氫氧化物。
文檔編號G02B6/44GK85101625SQ85101625
公開日1987年1月24日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者奧斯特賴克 申請人:西門子公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan