專利名稱：柔性電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柔性電纜，它在一個電纜芯內(nèi)有至少一個傳感器兀件和一些由電絕緣導線組成的芯線，它們被一個公共的絕緣材料外套包圍，在電纜中傳感器元件由兩個分別具有一個包括抗拉的中心元件的電絕緣導線的芯線組成，它們與兩個由絕緣材料組成的絕緣填料(Beilaufen )絞合成一個單元，這一單元用絕緣材料制成的箍帶(Bandierung)圍繞，在它上面加上外套(DE102006015878A1)。
背景技術(shù)：
這種電纜可例如使用于大型起重設(shè)備，它們在港區(qū)內(nèi)例如沿軌道系統(tǒng)運動。電纜卷繞在卷筒上，卷筒例如可旋轉(zhuǎn)地安裝在起重機上。在載荷或整個起重機運動時，電纜被卷取或退卷。在此過程中，尤其在卷筒的旋轉(zhuǎn)方向改變時以及在起動和/或制動時，導致在電纜上作用拉力荷載。這些拉力荷載可以通過包含在電纜內(nèi)的傳感器元件檢測和進行顯示。 按前言已提及的DE102006015878A1已知的柔性電纜，有一個安置在中心的傳感器元件，它的電容值隨電纜的拉力荷載改變。可以測得這些改變，并使用于影響其上卷繞有電纜的卷筒的驅(qū)動器，以達到減輕電纜負荷的目的。在這種電纜中，在傳感器元件上絞合兩層控制芯線，它們被一個絕緣材料外套包圍。借助這些控制芯線，可例如將信號傳給起重機或其上卷繞有電纜的卷筒的驅(qū)動器。同樣可以通過這些控制芯線向起重設(shè)備的輔助機組供應最高IkV的電壓。這種傳感器元件有一對由兩個電絕緣導線組成的芯線。芯線對的每個芯線包括一個用抗拉塑料制成的核心元件、一個扭絞在此核心元件上的銅絲層以及一個用可壓縮的絕緣材料制成的包封這一層的外層。這一對芯線與兩個由聚對苯二甲酸乙二醇酯股線組成的絕緣填料絞合在一起。該傳感器元件被一個塑料外套包圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，進一步發(fā)展前言所述電纜，使之在提高傳感器元件響應靈敏度的同時，也能輸送平均電壓水平超過IkV電壓的電能。按本發(fā)明上述技術(shù)問題采取下列措施得以解決-在電纜的電纜芯內(nèi)，作為電芯線設(shè)三個互相絞合的用于IkV以上電壓輸電的相位芯線，它們各有至少一個圍繞導線的內(nèi)導電層和一個位于其上的絕緣層；-傳感器元件芯線的導線由銅絲組成，它們分為兩層以互相相反的扭絞方向圍繞抗拉力的中心元件；-傳感器元件芯線的絕緣層由借助擠壓敷設(shè)的交聯(lián)彈性體材料組成，這種材料在室溫下的介電常數(shù)至少6.0 ;-由傳感器元件的互相絞合的芯線和絕緣填料組成的單元，被由導電聚合材料組成的外套包圍；以及，-電纜的由相位芯線和傳感器元件組成的電纜芯，被一個公共的通過擠壓制造的內(nèi)套圍繞，外套設(shè)置在所述內(nèi)套上。
這種電纜有三個互相絞合在一起的相位芯線，借助它們可以輸送電壓高于IkV的電能。所使用的電壓有利地處于Ikv與45kV之間的所謂平均電壓水平。通過這些相位芯線可以給與此電纜連接的設(shè)備，例如起重設(shè)備供電，無需其他接頭。通過所選擇的傳感器元件芯線的導線包括由扭絞的銅絲組成的兩層這種結(jié)構(gòu)，在導線的導電橫截面尺寸不變的情況下，可以減小芯線的徑向尺寸。由此也可以在總體上減小傳感器元件的徑向尺寸，從而使傳感器元件可以有利地例如布置在相位芯線之間的中心。銅絲可優(yōu)選地鍍錫。此外，傳感器元件通過所說明的結(jié)構(gòu)具有更好的電氣特性，并因而提高響應靈敏度。一方面?zhèn)鞲衅髟膶щ娡馓诇p少了來自傳感器元件外部的電干擾影響。另一方面通過芯線的絕緣層材料，這種材料在室溫下有高的至少為6. 0的介電常數(shù)，顯著提高了在兩個導線之間的電容，從而基于作用在電纜上的拉力荷載，造成這一電容更大的改變，并因而可以更快和更準確地測量其變化。芯線絕緣層材料的介電常數(shù)有利地在室溫下為至少6. 5。


附圖表示本發(fā)明技術(shù)主題的實施例。其中圖I表示本發(fā)明的電纜的橫截面；圖2表示存在于圖I所示的電纜中的傳感器元件的放大圖；圖3表示圖2中的一個局部的進一步放大詳圖；以及圖4表示一種與按圖I的實施形式不同的電纜的橫截面。
具體實施例方式用1、2和3表示三個相位芯線，借助它們可以傳輸優(yōu)選地平均電壓范圍高于IkV的電能。這三個相位芯線1、2和3的每一個，有一個被導電內(nèi)層5圍繞的電導線4，絕緣層6處于導電內(nèi)層5上面。為了視圖簡化起見只針對相位芯線I描繪了這一結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)也適用于相位芯線2和3。導線4有利地分別設(shè)計為包括一些也可以鍍錫的銅絲的絞線。在導線4上還可以分別加上用導電的無紡織物材料制成的箍帶(Bandierung),在箍帶上例如通過擠壓敷設(shè)導電內(nèi)層5。它例如由一種通過添加炭黑使之能導電的聚合材料。絕緣層6在所有三個相位芯線1、2和3中有利地由一種以乙烯-丙烯橡膠(EPR)為基的材料組成。它擠壓在導電內(nèi)層5周圍。在絕緣層6上還可以施加一個擠壓的導電外層，它的結(jié)構(gòu)與導電內(nèi)層5 —樣。除三個相位芯線I、2和3外，按圖I的電纜還包括一個傳感器元件S和三個填充元件7，后者處于相位芯線1、2和3之間的三角區(qū)內(nèi)，通過它們使按圖I的電纜具有大體圓形的橫截面。由圖2和3可以看出傳感器元件S的結(jié)構(gòu)。填充元件7原則上可任意設(shè)計。有利的是填充元件7中至少一個是接地導線。相位芯線1、2和3、傳感器元件S和填充元件7作為扭絞元件互相絞合。這些扭絞元件被一個通過擠壓制造的內(nèi)套8包圍，它有一個大體圓柱形的外表面。內(nèi)套8可以由一個充填扭絞元件之間三角區(qū)的內(nèi)層和一個導電的橡膠層組成，以及由施加在它上面不導電的絕緣層構(gòu)成外層。圍繞內(nèi)套8可布置一個起防扭作用的編織物9，它例如由聚酯絲組成。 在此編織物9上有一個外套10，它通過擠壓制成以及有利地可以由一種以氯化橡膠為基的材料制成的橡膠層組成。在電纜按圖I的實施形式中，傳感器元件S處于相位芯線1、2和3之間的中心。它由兩個芯線11和12組成，它們每一個有中央抗拉的元件13，在它上面設(shè)有各自的電導線。抗拉力的元件13例如由尼龍絲構(gòu)成。芯線11和12的導線分別由兩個銅絲層14和15組成，它們以互相相反的扭絞方向敷設(shè)在芯線11和12上。內(nèi)層14總是圍繞抗拉力的元件13扭絞，而外層15則圍繞內(nèi)層14扭絞(圖3)。在芯線11和12的導線上，分別加上用優(yōu)質(zhì)電工材料通過擠壓制成的絕緣層16。它有利地由一種使絕緣層16在室溫下有相對介電常數(shù)為至少6. 0的交聯(lián)聚合材料組成。按優(yōu)選的實施形式，在室溫下絕緣層16的相對介電常數(shù)為至少6. 5。
在芯線Ii與12之間的三角區(qū)內(nèi)安置兩個絕緣填料(Beilaufe ) 17和18，它們與芯線11和12絞合在一起。它們例如由聚對苯二甲酸乙二醇酯股線組成。此絞合的由芯線11和12以及絕緣填料17和18組成的單元，例如被一個聚酯無紡織物層包圍，在它上面施加一層聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜19。在此薄膜19上加上一個通過擠壓制成的外套20，它由導電的聚合材料組成。也可以取代聚酯無紡織物，使用由銅絲制成的無紡織物或銅編織物，然后在它上面加上薄膜19。因此這種傳感器元件S有更好的電屏蔽效果。按電纜的結(jié)構(gòu)，傳感器元件S也可以有不同于圖I的定位。按圖4，其中只示意表示這些扭絞元件但沒有表示圍繞它們的各層，它例如可以絞合在相位芯線1、2或3之間的一個三角區(qū)內(nèi)處于非中心的位置。在電纜的這種實施形式中仍存在三個填充元件7，其中之一起核心元件的作用。另外兩個處于相位芯線1、2和3之間剩余的三角區(qū)內(nèi)。除此之外，電纜的結(jié)構(gòu)與針對按圖I的電纜所說明的結(jié)構(gòu)一致。
權(quán)利要求
1.一種柔性電纜，它在一個電纜芯內(nèi)具有至少一個傳感器元件和一些由電絕緣導線組成的芯線，它們被一個公共的絕緣材料外套包圍，在電纜中傳感器元件由兩個分別具有一個包括抗拉力中心元件的電絕緣導線的芯線組成，它們與兩個由絕緣材料組成的絕緣填料共同絞合成一個單元，這一單元被絕緣材料制的箍帶圍繞，在它上面設(shè)有外套，其特征為 -在電纜的電纜芯內(nèi)，作為電芯線設(shè)三個互相絞合的用于IkV以上電壓輸電的相位芯線(1、2、3)，它們各有至少一個圍繞導線的內(nèi)導電層(5)和一個位于該內(nèi)導電層上的絕緣層(6)； -傳感器元件⑶的芯線(11、12)的導線由銅絲組成，它們分為兩層(14、15)以互相相反的扭絞方向圍繞抗拉的中心元件(13)； -傳感器元件(S)的芯線(11、12)的絕緣層(16)由借助擠壓敷設(shè)的交聯(lián)彈性體材料組成，這種材料在室溫下的介電常數(shù)為至少6. O ； -由傳感器元件(S)的互相絞合的芯線(11、12)和絕緣填料(17、18)組成的單元，被導電聚合材料組成的外套(16)包圍；以及， -電纜的由相位芯線(1、2、3)和傳感器元件(S)組成的電纜芯，被一個公共的通過擠壓制造的內(nèi)套圍繞，外套(10)設(shè)置在該內(nèi)套上。
2.按照權(quán)利要求I所述的電纜，其特征為，傳感器元件(S)的芯線(11、12)的導線的銅絲是鍍錫的。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的電纜，其特征為，由傳感器元件(S)的互相絞合的芯線(11、12)和絕緣填料(17、18)組成的單元被由銅絲制成的無紡織物包圍，在該無紡織物施加聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(19)。
4.按照權(quán)利要求I或2所述的電纜，其特征為，由傳感器元件(S)的互相絞合的芯線(11、12)和絕緣填料(17、18)組成的單元被銅編織物包圍，在該銅編織物上施加聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(19)。
5.按照權(quán)利要求I至4之一所述的電纜，其特征為，內(nèi)套(8)由擠壓的內(nèi)部導電橡膠層和擠壓在它上面的不導電絕緣材料層組成。
6.按照權(quán)利要求I至5之一所述的電纜，其特征為，內(nèi)套(8)被一個起防扭作用的聚酯絲編織物(9)包圍。
7.按照權(quán)利要求I至6之一所述的電纜，其特征為，外套(10)由以氯化橡膠為基的材料組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種柔性電纜。在電纜芯內(nèi)，作為電芯線設(shè)三個互相絞合的用于1kV以上電壓輸電的相位芯線(1、2、3)，它們各有至少一個圍繞導線的內(nèi)導電層(5)和一個位于該內(nèi)導電層上的絕緣層(6)。傳感器元件芯線的導線由銅絲組成，它們分為兩層(14、15)以互相相反的扭絞方向圍繞抗拉的中心元件(13)。傳感器元件芯線的絕緣層(16)由借助擠壓敷設(shè)的交聯(lián)彈性體材料組成，該材料在室溫下的介電常數(shù)至少為6.0。由傳感器元件的互相絞合的芯線和絕緣填料(17、18)組成的單元，被導電聚合材料組成的外套(16)包圍。電纜的由相位芯線和傳感器元件組成的電纜芯，被公共的通過擠壓制造的內(nèi)套圍繞，外套(10)設(shè)置在該內(nèi)套上。
文檔編號H01B7/17GK102655033SQ201210052709
公開日2012年9月5日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者C.科尼利森, H-W.哈馬徹, J.施拉姆, S.巴西里, W.溫克爾鮑爾 申請人:尼克桑斯公司