專利名稱：用于制造電纜的連續(xù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造電纜，特別是用于在中電壓或高電壓下電力輸送或者電力分配的電纜的方法。
在本說明書中，術(shù)語(yǔ)“中電壓”用來指通常約為1kV-約60kV的電壓，術(shù)語(yǔ)“高電壓”是指高于60kV的電壓(在現(xiàn)有技術(shù)中有時(shí)還使用“極高電壓”來定義大于約150kV或220kV，至多為500kV或更多的電壓)。
所述電纜可以用于直流電(DC)或交流電(AC)的輸送或分配。
用于在中電壓或高電壓下電力輸送或電力分配的電纜通常含有分別被第一內(nèi)半導(dǎo)電層、絕緣層和外半導(dǎo)電層所包圍的金屬導(dǎo)線。在本說明書的以下內(nèi)容中，所述元件的組將用術(shù)語(yǔ)“芯”來表示。
在所述芯的徑向外側(cè)位置，電纜帶有通常為鋁、鉛或銅的金屬屏蔽(或屏障)。
金屬屏蔽可以由許多在芯的周圍螺旋形纏繞的金屬線或金屬帶，或者由環(huán)形連續(xù)的管例如根據(jù)管狀成型并且焊接或者密封以確保密封性的金屬帶所組成。
金屬屏蔽通過由于在金屬屏蔽與芯的外半導(dǎo)電層之間的直接接觸而在電纜的內(nèi)部產(chǎn)生均勻的輻射式電場(chǎng)，同時(shí)消除電纜的外電場(chǎng)而執(zhí)行電功能。另一個(gè)作用是抵擋短路電流。
當(dāng)以環(huán)形連續(xù)的管狀制造時(shí)，金屬屏蔽還提供了對(duì)徑向的水滲透的密封性。
金屬屏蔽的例子描述于US Re36307中。
在單極式結(jié)構(gòu)中，所述電纜還包括在上述金屬屏蔽徑向外側(cè)位置的聚合物外殼。
此外，用于電力輸送或電力分配的電纜通常帶有用來保護(hù)所述電纜免于遭受在它們的外表面上可能發(fā)生的偶然性沖擊的一個(gè)或多個(gè)層。
對(duì)電纜的偶然性沖擊可能例如在其運(yùn)輸期間或者在土壤中所挖掘的溝槽內(nèi)鋪設(shè)電纜的步驟期間發(fā)生。所述的偶然性沖擊可能造成對(duì)電纜的一系列結(jié)構(gòu)破壞，包括絕緣層的形變和絕緣層從半導(dǎo)電層上脫離，這些破壞可能造成絕緣層的電壓應(yīng)力變化并且因此所述層的絕緣能力降低。
交聯(lián)的絕緣電纜是公知的，并且它們的制造方法描述于例如EP1288218、EP426073、US2002/0143114和US4469539中。
電纜絕緣層的交聯(lián)可以通過采用所謂的硅烷交聯(lián)或者通過采用過氧化物來進(jìn)行。
在第一種情況下，將包含有環(huán)繞導(dǎo)線的擠出的絕緣層的電纜芯保持在含水的環(huán)境(液態(tài)水或者水蒸氣，例如環(huán)境濕度)中相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間(幾小時(shí)或者幾天)，以使得水可以擴(kuò)散通過絕緣層以引起交聯(lián)發(fā)生。這需要電纜芯被盤繞在具有固定長(zhǎng)度的線軸上，這樣的事實(shí)必然阻止了連續(xù)方法的進(jìn)行。
在第二種情況下，通過過氧化物在相對(duì)高的溫度和壓力下分解而造成交聯(lián)。所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生了氣態(tài)副產(chǎn)品，必須允許這些副產(chǎn)品不僅在固化時(shí)間期間而且在固化之后擴(kuò)散通過絕緣層。因此，必須在將電纜芯儲(chǔ)存一段時(shí)間期間提供脫氣步驟，以足以在將另外的層施加到電纜芯上(特別是在這些層是氣密性或者基本氣密性的情況下，例如在施加縱向折疊的金屬層的情況下)之前除去這些氣態(tài)副產(chǎn)品。
在申請(qǐng)人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中，在另外的層施加之前沒有脫氣步驟則可能發(fā)生這樣的情況在特定的環(huán)境條件下(例如電纜芯顯著的日光照射)，所述的副產(chǎn)品膨脹由此造成所不希望的金屬屏蔽和/或聚合物外殼的形變。
此外，在不提供脫氣步驟的情況下，由于被施加到電纜芯上的另外層的存在，氣態(tài)副產(chǎn)品(例如甲烷、苯乙酮、枯茗醇)保持被收集于電纜芯中并且只能從其末端離開電纜。這是特別危險(xiǎn)的，因?yàn)橐恍┧龅母碑a(chǎn)品(例如甲烷)是易燃的，因此可能例如在土壤中所挖掘的溝槽內(nèi)鋪設(shè)或連接所述電纜期間發(fā)生爆炸。
此外，在另外的層施加之前沒有脫氣步驟則可能發(fā)生這樣的情況會(huì)發(fā)現(xiàn)絕緣層中的孔隙，它們能使得絕緣層的電性能退化。
一種制造含有熱塑性絕緣層的電纜的方法描述于以本申請(qǐng)人名義的WO02/47092中，其中通過將包括有與介電液體混合的熱塑性聚合物的熱塑性材料擠出并且通過靜態(tài)混合機(jī)而制造電纜，這些熱塑性材料借助于擠壓頭而被施加到導(dǎo)線周圍。在冷卻和干燥步驟之后，將電纜芯儲(chǔ)存在卷軸上，然后通過將薄的銅帶或銅線螺旋形地放置在電纜芯上來施加金屬屏蔽。然后用外聚合物殼使電纜完備。沒有構(gòu)思將帶有擠出的絕緣層的電纜芯連續(xù)提供給屏蔽施加單元。事實(shí)上，該屏蔽僅屬于適合非連續(xù)施加方法的一類，因?yàn)檎缦旅嫠M(jìn)一步解釋的那樣其需要使用被安置在旋轉(zhuǎn)裝置上的線軸。
本申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到例如出于固化或脫氣的目的而使得在電纜制造期間存在其余的階段是不希望的，因?yàn)檫@限制了每一電纜段的長(zhǎng)度(需要儲(chǔ)存在電纜卷軸上)、將空間和后勤問題引入工廠、延長(zhǎng)了電纜制造時(shí)間，并且最終增加了電纜制造的成本。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本申請(qǐng)人認(rèn)為可以通過連續(xù)方法以特別便利的方式，即在沒有中間的其余階段或儲(chǔ)存階段的情況下通過將熱塑性絕緣材料與縱向折疊的環(huán)形連續(xù)的金屬屏蔽結(jié)合使用來制造電纜。
在第一方面中，本發(fā)明涉及一種制造電纜的連續(xù)方法，所述方法包括以下階段-在預(yù)定的供送速度下送入導(dǎo)線；-在導(dǎo)線的徑向外側(cè)擠出熱塑性絕緣層；-將擠出的絕緣層冷卻；-在所述擠出的絕緣層的周圍形成環(huán)形閉合的金屬屏蔽；特征在于發(fā)生于冷卻階段末尾與屏蔽形成階段開始之間的時(shí)間與導(dǎo)線的供送速度成反比。
特別地，通過將具有重疊的邊緣或邊緣-粘合的邊緣的金屬片縱向折疊而形成在擠出的絕緣層的周圍的環(huán)形閉合的金屬屏蔽。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法的形成金屬屏蔽的階段包括將金屬片的邊緣重疊的步驟。作為選擇，所述的形成階段包括將所述金屬片的邊緣粘合的步驟。
優(yōu)選地，本方法包括以金屬桿的形式供送導(dǎo)線的階段。
此外，本發(fā)明的方法優(yōu)選包括在金屬屏蔽的周圍施加沖擊保護(hù)元件的階段。優(yōu)選地，通過擠出來施加所述的沖擊保護(hù)元件。優(yōu)選地，所述沖擊保護(hù)元件包括非膨脹聚合物層和膨脹聚合物層。優(yōu)選地，膨脹聚合物層位于非膨脹聚合物層的徑向外側(cè)。優(yōu)選地，通過共擠出來施加非膨脹聚合物層和膨脹聚合物層。
本發(fā)明的方法通常還包括在金屬屏蔽的周圍施加外殼的階段。優(yōu)選地，通過擠出來施加外殼。
優(yōu)選地，在閉合的金屬屏蔽與外殼之間施加沖擊保護(hù)元件。
優(yōu)選地，絕緣層的熱塑性聚合物材料包括預(yù)定數(shù)量的介電液體。
此外，本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)通過本發(fā)明的連續(xù)方法獲得的電纜令人驚奇地提供了對(duì)可能發(fā)生在電纜上的偶然性沖擊有高的機(jī)械抗性。
特別地，本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)通過將環(huán)形閉合的金屬屏蔽與包括至少一個(gè)膨脹聚合物層的沖擊保護(hù)元件組合—后者位于金屬屏蔽的徑向外側(cè)而有利地賦予給電纜高的沖擊保護(hù)。
此外，本申請(qǐng)人注意到在由于對(duì)電纜相應(yīng)的沖擊而出現(xiàn)屏蔽形變的情況下，環(huán)形閉合的金屬屏蔽的存在特別有利，因?yàn)槠帘芜B續(xù)并且平穩(wěn)地形變，由此避免了在絕緣層中任何的電場(chǎng)局部增加。
此外，本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)借助于連續(xù)的制造方法可以有利地獲得帶有熱塑性絕緣層、環(huán)形閉合的金屬屏蔽和包括至少一個(gè)膨脹聚合物層的沖擊保護(hù)元件的電纜。
另外，本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)通過在相對(duì)于金屬屏蔽的徑向內(nèi)側(cè)位置提供給電纜另外的膨脹聚合物層可以有利地提高對(duì)偶然性沖擊的機(jī)械抗性。
優(yōu)選地，所述另外的膨脹聚合物層是阻水層。
在第二方面中，本發(fā)明涉及一種電纜，其包括-導(dǎo)線；-在導(dǎo)線徑向外側(cè)的熱塑性絕緣層；-在所述絕緣層周圍的至少一個(gè)膨脹聚合物層；-在所述絕緣層周圍環(huán)形閉合的金屬屏蔽，和-在金屬屏蔽的徑向外側(cè)位置的沖擊保護(hù)元件，所述的沖擊保護(hù)元件包括在所述金屬屏蔽周圍的至少一個(gè)非膨脹聚合物層和在所述非膨脹聚合物層徑向外側(cè)的至少一個(gè)膨脹聚合物層。
將在下面的詳細(xì)描述中參照附圖來解釋另外的細(xì)節(jié)，其中-

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的電纜的透視圖；-圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的電纜的透視圖；-圖3用圖解表示用于根據(jù)本發(fā)明的方法制造電纜的裝置；-圖4用圖解表示用于根據(jù)本發(fā)明的方法制造電纜的選擇性裝置；-圖5是根據(jù)本發(fā)明制得的電纜受沖擊損壞的橫截面圖，和-圖6是帶有由金屬絲制成的屏蔽的常規(guī)電纜受沖擊損壞的橫截面圖。
圖1，2表示根據(jù)本發(fā)明的方法制造的通常被設(shè)計(jì)用于中電壓或高電壓范圍內(nèi)的電纜1的部分橫截面透視圖。
電纜1包括導(dǎo)線2；內(nèi)半導(dǎo)電層3；絕緣層4；外半導(dǎo)電層5；金屬屏蔽6和保護(hù)元件20。
優(yōu)選地，導(dǎo)線2是金屬桿。優(yōu)選地，導(dǎo)線由銅或鋁制成。
作為選擇，導(dǎo)線2包括至少兩根優(yōu)選為銅或鋁的金屬線，根據(jù)常規(guī)技術(shù)將其絞合在一起。
測(cè)量導(dǎo)線2的橫截面積與將在選定的電壓下輸送的電力的關(guān)系。
根據(jù)本發(fā)明的電纜優(yōu)選的橫截面積為16mm2-1,600mm2。
在本描述中，術(shù)語(yǔ)“絕緣材料”用來表示絕緣剛性至少為5kV/mm，優(yōu)選大于10kV/mm的材料。對(duì)于中-高電壓(即大于約1kV的電壓)電力輸送的電纜而言，絕緣材料的絕緣剛性優(yōu)選大于40kV/mm。
通常，電力輸送電纜的絕緣層的介電常數(shù)(K)大于2。
內(nèi)半導(dǎo)電層3和外半導(dǎo)電層5通常通過擠出而獲得。
半導(dǎo)電層3，5的基礎(chǔ)聚合物材料用導(dǎo)電性炭黑例如導(dǎo)電性爐黑或者乙炔黑作添加劑，以將半導(dǎo)電性能賦予給這些聚合物材料，這些材料適宜地選自在本說明書的以下部分中關(guān)于膨脹聚合物層所提及的那些。特別地，炭黑的表面積通常大于20m2/g，通常為40-500m2/g?？梢杂欣厥褂帽砻娣e至少為900m2/g的高導(dǎo)電性炭黑，例如在商業(yè)上公知的在商標(biāo)為KetjenblackEC(Akzo Chemie NV)下的爐炭黑。將被加入聚合物基質(zhì)中的炭黑的量可以變化，這取決于所使用的聚合物和炭黑的種類、想要獲得的膨脹度、膨脹劑等。因此炭黑的量必須使得賦予給膨脹材料足夠的半導(dǎo)電性能，特別地使得實(shí)現(xiàn)膨脹材料在室溫下的體積電阻率值小于500Ω·m，優(yōu)選小于20Ω·m。通常，相對(duì)于聚合物的重量，炭黑的量可以為1-50wt％，優(yōu)選為3-30wt％。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，內(nèi)半導(dǎo)電層和外半導(dǎo)電層3，5包括非交聯(lián)的聚合物材料，更優(yōu)選為聚丙烯材料。
優(yōu)選地，絕緣層4由熱塑性材料制成，該熱塑性材料包括含有預(yù)定數(shù)量的介電液體的熱塑性聚合物材料。
優(yōu)選地，熱塑性聚合物材料選自聚烯烴、不同烯烴的共聚物、烯烴與烯屬不飽和酯的共聚物、聚酯、聚乙酸酯、纖維素聚合物、聚碳酸酯、聚砜、酚樹脂、脲樹脂、聚酮、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚胺，和其混合物。合適的聚合物的例子是聚乙烯(PE)、特別是低密度PE(LDPE)、中密度PE(MDPE)、高密度PE(HDPE)、線型低密度PE(LLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)；聚丙烯(PP)；乙烯/乙烯基酯共聚物，例如乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)；乙烯/丙烯酸酯共聚物，特別是乙烯/丙烯酸甲酯(EMA)、乙烯/丙烯酸乙酯(EEA)和乙烯/丙烯酸丁酯(EBA)；乙烯/α-烯烴熱塑性共聚物；聚苯乙烯；丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)樹脂；鹵代聚合物，特別是聚氯乙烯(PVC)；聚氨酯(PUR)；聚酰胺；芳族聚酯例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)；和其共聚物或其機(jī)械混合物。
優(yōu)選地，介電液體可以選自礦物油例如環(huán)烷油、芳烴油、石蠟油、聚芳烴油，所述的礦物油任選地含有至少一個(gè)選自氧、氮或硫的雜原子，液體石蠟；植物油例如大豆油、亞麻子油、蓖麻油；低聚的芳族聚烯烴；鏈烷烴蠟例如聚乙烯蠟、聚丙烯蠟；合成油例如硅油、烷基苯(例如二芐基甲苯、十二烷基苯、二(辛基芐基)甲苯)、脂族酯(例如季戊四醇的四酯、癸二酸酯、鄰苯二甲酸酯)、烯烴低聚物(例如任選地氫化的聚丁烯或聚異丁烯)；或其混合物。特別優(yōu)選芳烴油、石蠟油和環(huán)烷油。
在示于圖1和2中的優(yōu)選實(shí)施方案中，金屬屏蔽6由優(yōu)選為鋁或銅的連續(xù)的金屬片制成，其被成形為管狀。
在帶有重疊邊緣的外半導(dǎo)電層5的周圍將形成金屬屏蔽6的金屬片縱向折疊。
適宜地將一種密封粘合材料置于重疊的邊緣之間以使得金屬屏蔽防水。作為選擇，可以將金屬片邊緣焊接。
如圖1和2中所示，金屬屏蔽6被優(yōu)選由非交聯(lián)的聚合物材料例如聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯(PE)制成的外殼23所包圍；可以選擇該外殼的厚度以提供對(duì)機(jī)械應(yīng)力和沖擊有一定程度的抗性的電纜，然而不要過分地提高電纜直徑和剛度。這樣的解決方法例如對(duì)于旨在用于其中預(yù)期有限的沖擊或者另外提供了保護(hù)的受保護(hù)區(qū)域中的電纜是便利的。
根據(jù)圖1中所示的優(yōu)選實(shí)施方案，當(dāng)需要增強(qiáng)的沖擊保護(hù)時(shí)，這特別的便利，電纜1帶有位于所述金屬屏蔽6的徑向外側(cè)位置的保護(hù)元件20。根據(jù)所述的實(shí)施方案，保護(hù)元件20包括非膨脹聚合物層21(徑向內(nèi)側(cè)位置)和膨脹聚合物層22(徑向外側(cè)位置)。根據(jù)圖1的實(shí)施方案，非膨脹聚合物層21與金屬屏蔽6接觸，膨脹聚合物層22處于非膨脹聚合物層21與聚合物外殼23之間。
非膨脹聚合物層21的厚度為0.5mm-5mm。
膨脹聚合物層22的厚度為0.5mm-6mm。
優(yōu)選地，膨脹聚合物層22的厚度為非膨脹聚合物層21的厚度的1-2倍。
保護(hù)元件20通過至少部分地吸收沖擊能而具有提供給電纜免于外部沖擊的增強(qiáng)保護(hù)的作用。
適用于膨脹聚合物層22中的可膨脹聚合物材料可以選自以下物質(zhì)聚烯烴、不同烯烴的共聚物、烯烴與烯屬不飽和酯的共聚物、聚酯、聚碳酸酯、聚砜、酚樹脂、脲樹脂和其混合物。合適的聚合物的例子是聚乙烯(PE)，特別是低密度PE(LDPE)、中密度PE(MDPE)、高密度PE(HDPE)、線型低密度PE(LLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)；聚丙烯(PP)；彈性體乙烯/丙烯共聚物(EPR)或乙烯/丙烯/二烯烴三聚物(EPDM)；天然橡膠；丁基橡膠；乙烯/乙烯酯共聚物例如乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)；乙烯/丙烯酸酯共聚物，特別是乙烯/丙烯酸甲酯(EMA)、乙烯/丙烯酸乙酯(EEA)和乙烯/丙烯酸丁酯(EBA)；乙烯/α-烯烴熱塑性共聚物；聚苯乙烯；丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)樹脂；鹵代聚合物，特別是聚氯乙烯(PVC)；聚氨酯(PUR)；聚酰胺；芳族聚酯例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)；和其共聚物或其機(jī)械混合物。
優(yōu)選地，形成膨脹聚合物層22的聚合物材料是基于乙烯和/或丙烯的聚烯烴聚合物或共聚物，并且特別選自以下物質(zhì)(a)乙烯與烯屬不飽和酯例如乙酸乙烯酯或乙酸丁酯的共聚物，其中不飽和酯的量通常為5wt％-80wt％，優(yōu)選為10wt％-50wt％；(b)乙烯與至少一種C3-C12α-烯烴和任選地二烯烴的彈性體共聚物，優(yōu)選乙烯/丙烯(PER)或乙烯/丙烯/二烯烴(EPDM)共聚物，其通常具有以下組成35-90mol％乙烯、10-65mol％α-烯烴、0-10mol％二烯烴(例如1，4-己二烯或5-亞乙基-2-降冰片烯)；(c)乙烯與至少一種C4-C12α-烯烴，優(yōu)選1-己烯、1-辛烯等和任選地二烯烴的共聚物，其通常密度為0.86g/cm3-0.90g/cm3并且具有以下組成75-97mol％乙烯；3-25mol％α-烯烴；0-5mol％二烯烴；(d)用乙烯/C3-C12α-烯烴共聚物改性的聚丙烯，其中聚丙烯與乙烯/C3-C12α-烯烴共聚物的重量比為90/10-10/90，優(yōu)選為80/20-20/80。
例如，商購(gòu)產(chǎn)品Elvax(DuPont)、Levapren(Bayer)和Lotryl(Elf-Atochem)屬于(a)類，產(chǎn)品Dutral(Enichem)或Nordel(Dow-DuPont)屬于(b)類，屬于(c)類的產(chǎn)品是Engage(Dow-DuPont)或Exact(Exxon)，而用乙烯/α-烯烴共聚物改性的聚丙烯(d)可在商品名Moplen或Hifax(Basell)，或者還有Fina-Pro(Fina)等下商購(gòu)獲得。
在(d)類中，特別優(yōu)選的是包含連續(xù)的熱塑性聚合物基質(zhì)例如聚丙烯和分散于熱塑性基質(zhì)中的固化彈性體聚合物例如交聯(lián)的EPR或EPDM的細(xì)顆粒(通常直徑為1μm-10μm數(shù)量級(jí))的熱塑性彈性體。
可以將彈性體聚合物以未固化的狀態(tài)結(jié)合到熱塑性基質(zhì)中，然后在加工期間通過加入合適數(shù)量的交聯(lián)劑而動(dòng)態(tài)交聯(lián)。
作為選擇，可以單獨(dú)將彈性體聚合物固化并且然后以顆粒形式分散到熱塑性基質(zhì)中。
這類熱塑性彈性體描述于例如美國(guó)專利4,104,210或歐洲專利申請(qǐng)EP324,430中。這些熱塑性彈性體由于它們被證實(shí)在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)在電纜熱循環(huán)期間特別有效于彈性地吸收徑向力而是優(yōu)選的。
出于本說明書的目的，術(shù)語(yǔ)“膨脹”聚合物被理解為是指在其結(jié)構(gòu)中，“空隙”體積(即是指沒有被聚合物而是被氣體或空氣占據(jù)的空間)的百分比通常大于所述聚合物總體積的10％的聚合物。
一般而言，膨脹聚合物中自由空間的百分比根據(jù)膨脹度(G)來表示。在本說明書中，術(shù)語(yǔ)“聚合物的膨脹度”被理解為是指以如下方式確定的聚合物的膨脹度G(膨脹度)＝(d0/de-1)其中d0表示未膨脹的聚合物(即是指具有基本不含空隙體積的結(jié)構(gòu)的聚合物)的密度，de表示測(cè)量的膨脹聚合物的表觀密度。
優(yōu)選地，膨脹聚合物層22的膨脹度被選擇為處于0.35-0.7的范圍內(nèi)，更優(yōu)選為0.4-0.6。
優(yōu)選地，非膨脹聚合物層21和外殼23由聚烯烴材料，通常是聚氯乙烯或聚乙烯制成。
如圖1和2中所示，電纜1還帶有位于外半導(dǎo)電層5與金屬屏蔽6之間的阻水層8。
優(yōu)選地，阻水層8是膨脹的、可水溶脹的半導(dǎo)電層。
膨脹的、可水溶脹的半導(dǎo)電層的例子描述于以本申請(qǐng)人名義的國(guó)際專利申請(qǐng)WO 01/46965中。
優(yōu)選地，阻水層8的可膨脹聚合物選自上面所提及的用于膨脹層22的聚合物材料。
優(yōu)選地，阻水層8的厚度為0.2mm-1.5mm。
所述的阻水層8旨在提供給電纜內(nèi)部對(duì)縱向的水滲透的有效阻隔。
該可水溶脹材料通常是以細(xì)分的形式，特別是以粉末的形式。組成該可水溶脹粉末的顆粒優(yōu)選具有不大于250μm的直徑和10μm-100μm的平均直徑。更優(yōu)選地，相對(duì)于粉末的總重量，直徑為10μm-50μm的顆粒的量至少為50wt％。
該可水溶脹材料通常由沿著聚合物鏈具有親水性基團(tuán)的均聚物或共聚物組成，例如交聯(lián)的和至少部分鹽化的聚丙烯酸(例如得自于C.F.Stockhausen GmbH的產(chǎn)品Cabloc或得自于Grain Processing Co.的Waterlock)；與丙烯酰胺和丙烯酸鈉之間的共聚物混合的淀粉或其衍生物(例如得自于Henkel AG的產(chǎn)品SGP Absorbent Polymer)；羧甲基纖維素鈉(例如得自于Hercules Inc.的產(chǎn)品Blanose)。
包括在膨脹聚合物層中的可水溶脹材料的數(shù)量通常為5phr-120phr，優(yōu)選為15phr-80phr(phr＝相對(duì)于100重量份基礎(chǔ)聚合物的重量份)。
另外，通過加入在上面參照半導(dǎo)電層3，5所提及的合適的導(dǎo)電性炭黑將阻水層8的膨脹聚合物材料改性成半導(dǎo)電的。
此外，通過向圖1的電纜提供具有半導(dǎo)電性能并且包括有可水溶脹材料的膨脹聚合物材料(即半導(dǎo)電的阻水層8)而形成了一個(gè)層該層由于電纜在使用期間經(jīng)歷的熱循環(huán)而能夠彈性地并且均勻地吸收膨脹和收縮的徑向力，同時(shí)確保了在電纜與金屬屏蔽之間必要的電力連續(xù)性。
此外，分散于膨脹層中的可水溶脹材料的存在能夠有效地阻隔濕氣和/或水分，由此避免了使用可水溶脹的帶或者可自由水溶脹的粉末。
另外，通過向圖1的電纜提供半導(dǎo)電的阻水層8可以有利地降低外半導(dǎo)電層5的厚度，因?yàn)橥獍雽?dǎo)電層5的電性能部分是由所述的阻水半導(dǎo)電層來實(shí)施。因此，所述的方面有利地幫助了降低外半導(dǎo)電層厚度和因此總的電纜重量。
制造方法和裝置如圖3中所示，用于制造根據(jù)本發(fā)明的電纜的裝置包括導(dǎo)線供送單元201、用于獲得絕緣層4以及半導(dǎo)電層3和5的第一擠出部分202、冷卻部分203、金屬屏蔽施加部分204、用于施加保護(hù)元件20的第二擠出部分214、外殼擠出部分205、另一個(gè)冷卻部分206和卷繞部分207。
便利地，導(dǎo)線供送單元201包括用于將金屬桿輥壓至對(duì)于電纜導(dǎo)線所希望的直徑(提供所需的表面拋光)的裝置。
在要求將金屬桿長(zhǎng)度連接以制得如本申請(qǐng)所要求(或者其他消費(fèi)者的要求)的連續(xù)的最終電纜長(zhǎng)度的情況下，導(dǎo)線供送單元201便利地包括用于將導(dǎo)線焊接和熱處理的裝置，以及適用于對(duì)焊接操作提供有效的時(shí)間而不會(huì)影響導(dǎo)線本身的連續(xù)、恒定速度傳送的收集元件。
第一擠出部分202包括適用于在由導(dǎo)線供送單元201供送的導(dǎo)線2上將絕緣層4擠出的第一擠出機(jī)裝置110；沿著導(dǎo)線2的前進(jìn)方向，該第一擠出機(jī)裝置110的前面是適用于在導(dǎo)線2的外表面上(并且在絕緣層4的下面)將內(nèi)半導(dǎo)電層3擠出的第二擠出機(jī)裝置210，并且后面是適用于在絕緣層4的周圍將外半導(dǎo)電層5擠出以得到電纜芯2a的第三擠出機(jī)裝置310。
第一、第二和第三擠出機(jī)裝置可以依次排列，每一個(gè)帶有其自身的擠壓頭，或者優(yōu)選地將它們?nèi)窟B接到共有的三聯(lián)擠壓頭150上以實(shí)現(xiàn)所述的三個(gè)層的共擠出。
適合于擠出機(jī)裝置110的結(jié)構(gòu)的例子描述在以本申請(qǐng)人名義的WO02/47092中。
便利地，第二和第三擠出機(jī)裝置具有與第一擠出機(jī)裝置110類似的結(jié)構(gòu)(除非將要施加的特定材料需要不同的排列)。
電纜芯2a通過其中的冷卻部分203可以由延長(zhǎng)的開口管組成，冷卻的流體被使得沿著該開口管流動(dòng)。水是這種冷卻流體的優(yōu)選例子。確定該冷卻部分的長(zhǎng)度以及冷卻流體的性質(zhì)、溫度和流動(dòng)速率以提供適合于隨后的工藝步驟的最終溫度。
在進(jìn)入隨后的部分之前便利地插入干燥器208，所述的干燥器有效地除去了冷卻流體的殘余物例如濕氣或水分液滴，特別是在這些殘余物變得不利于整個(gè)電纜性能的情況下。
金屬屏蔽施加部分204包括適用于將金屬片60供送到施加單元210的金屬片傳送裝置209。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，施加單元210包括一模子(未示出)，用以將金屬片60縱向折疊成管狀以包圍金屬芯2a、穿過其中前進(jìn)并且形成了環(huán)形閉合的金屬屏蔽6。
可以將一種合適的密封粘結(jié)劑提供在片材60的邊緣的重疊區(qū)域以形成環(huán)形閉合的金屬屏蔽6。
作為選擇，可以將一種合適的密封粘結(jié)劑提供在片材60的邊緣以形成環(huán)形閉合的金屬屏蔽6。
使用縱向折疊的金屬屏蔽特別便利，因?yàn)槠溆兄谑沟媚軌蛴眠B續(xù)的方法制得電纜而不需要使用復(fù)雜的卷軸旋轉(zhuǎn)機(jī)器，而該機(jī)器另外在多根導(dǎo)線(或者帶)螺旋纏繞的金屬屏蔽的情況下將是必需的。
如果為了便于特定的電纜設(shè)計(jì)，則將另一個(gè)裝有擠壓頭212的擠出機(jī)211與冷卻器213一起設(shè)置在施加單元210的上游，以在電纜芯2a的周圍、金屬屏蔽6的下面施加膨脹的半導(dǎo)電層8。
優(yōu)選地，冷卻器213是強(qiáng)制通風(fēng)的冷卻器。
如果不需要額外的沖擊保護(hù)，則借助于使電纜通過包括外殼擠出機(jī)220和其擠壓頭221的外殼擠出部分205而完成電纜。
在最后的冷卻部分206之后，裝置包括卷繞部分207，用以將成品電纜盤繞在線軸222上。
優(yōu)選地，卷繞部分207包括收集部分223，其允許將完成的線軸用空的一個(gè)代替而不會(huì)中斷電纜制造工藝。
在希望有增強(qiáng)的沖擊保護(hù)的情況下，將另一個(gè)擠出部分214設(shè)置在施加單元210的下游。
在示于圖3的實(shí)施方案中，該擠出部分214包括裝有共有的三聯(lián)擠壓頭218的三個(gè)擠出機(jī)215、216、217。
更詳細(xì)地，擠出部分214適用于施加包括有膨脹聚合物層22和非膨脹聚合物層21的保護(hù)元件20。該非膨脹聚合物層21由擠出機(jī)216施加，而膨脹聚合物層22由擠出機(jī)217施加。
此外，擠出部分214包括另一個(gè)擠出機(jī)215，該擠出機(jī)被提供用于施加適用于提高金屬屏蔽6與保護(hù)元件20之間(即非膨脹聚合物層21)的粘結(jié)性的底層。
冷卻部分219便利地存在于該另一個(gè)擠出部分214的下游。
圖4表示與圖3的一種類似的裝置，根據(jù)該圖，擠出機(jī)215、216、217彼此分開并且裝有三個(gè)分離的獨(dú)立的擠壓頭215a、216a、217a。
分開的冷卻槽或管道219a和219b分別存在于擠出機(jī)215和216之后，而冷卻槽219位于擠出機(jī)217之后。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案(未示出)，通過共擠出將底層和非膨脹聚合物層21一起施加，并且接著進(jìn)行膨脹聚合物層22的擠出。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案(未示出)，通過共擠出將底層和非膨脹聚合物層21一起施加，并且接著通過共擠出將膨脹聚合物層22和外殼23一起施加。作為選擇，通過采用兩個(gè)分離的擠壓頭215a、216a分別施加底層和非膨脹聚合物層21，而膨脹聚合物層22和外殼23通過共擠出一起施加。
在圖3和4中，制造裝置的布局成U形，以縮小工廠的縱向規(guī)模。在這些圖中，在冷卻部分203的末端借助于本領(lǐng)域公知的任意合適的裝置例如借助于輥?zhàn)邮闺娎|倒轉(zhuǎn)前進(jìn)。
作為選擇，縱向發(fā)展制造裝置的布局并且不存在電纜供送方向的倒轉(zhuǎn)。
連續(xù)的制造方法借助于上述裝置，可以用連續(xù)的方法制造電纜。
在本說明書中，“連續(xù)方法”是指其中制得給定的電纜長(zhǎng)度所需的時(shí)間與電纜在管線中的前進(jìn)速度成反比，以使得在導(dǎo)線供送與成品電纜卷繞之間沒有中間的休止階段的一種方法。
根據(jù)本發(fā)明，由供送單元201連續(xù)供送導(dǎo)線。
將供送單元201設(shè)置成允許連續(xù)傳送導(dǎo)線。
導(dǎo)線便利地由單個(gè)金屬桿(通常是鋁或銅)制成。在這種情況下，通過將金屬桿(通常裝載在線軸等上)的可獲得長(zhǎng)度與金屬桿進(jìn)一步的長(zhǎng)度相連接而使得能夠連續(xù)傳送導(dǎo)線。
可以例如通過將桿的末端焊接而產(chǎn)生這種連接。
根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)方法，所制得的電纜的最大長(zhǎng)度由消費(fèi)者或安裝者的要求例如將要鋪設(shè)的管線(在兩個(gè)中間站之間)的長(zhǎng)度、將要使用的輸送線軸的最大尺寸(具有相關(guān)的輸送限制)、最大的可安裝長(zhǎng)度等而確定，并不由可獲得的原料或半成品長(zhǎng)度或者機(jī)器容量來確定。以這種方式可以安裝在電纜長(zhǎng)度之間具有最小接點(diǎn)數(shù)目的電線以提高電線可靠性，因?yàn)殡娎|接點(diǎn)被公知是在電線使用期間易于產(chǎn)生電力問題的不連續(xù)性的點(diǎn)。
在需要絞合的導(dǎo)線的情況下，需要旋轉(zhuǎn)機(jī)器用于絞合，導(dǎo)線便利地以所需的長(zhǎng)度離線制備并且接合操作困難。在這種情況下，所制得的電纜的長(zhǎng)度由可獲得的絞合導(dǎo)線長(zhǎng)度確定(其可以基于消費(fèi)者的要求而預(yù)先確定)和/或由輸送線軸的容積確定，而另一方面工藝則保持了從導(dǎo)線供送直到結(jié)束的連續(xù)。
絕緣層4、半導(dǎo)電層3和5、外殼23、保護(hù)元件20(如果有的話)和阻水層8(如果有的話)的擠出可以連續(xù)進(jìn)行，因?yàn)閷⒁粩D出的各種材料和復(fù)合物被不中斷地供送到相關(guān)的擠出機(jī)入口。
由于特別是對(duì)于絕緣層而言使用了熱塑性非交聯(lián)的材料而不需要交聯(lián)步驟，因此不需要中斷工藝。
實(shí)際上，常規(guī)的交聯(lián)絕緣電纜制造方法包括一“休止”階段，在該階段中將絕緣的導(dǎo)線保持離線一段時(shí)間(幾小時(shí)或者甚至幾天)，以允許a)在采用硅烷交聯(lián)的情況下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)或者b)散發(fā)出在過氧化物交聯(lián)的情況下作為交聯(lián)反應(yīng)副產(chǎn)物而產(chǎn)生的氣體。
可以通過將電纜(纏繞在支承卷軸上)送入烘箱或者通過將其浸漬于溫度約為80℃的水中以提高交聯(lián)反應(yīng)速度而進(jìn)行情形a)的休止階段。
可以通過將電纜(纏繞在支承卷軸上)送入烘箱中以使得減少脫氣時(shí)間而進(jìn)行情形b)的休止階段，即脫氣階段。
通常通過在相關(guān)層擠出的末期將半成品元件展開在線軸上而進(jìn)行該“休止”階段。在這之后，將交聯(lián)的半成品元件供送到另一個(gè)獨(dú)立的管線中，在那里完成電纜。
根據(jù)本發(fā)明的方法，金屬屏蔽6由縱向折疊的金屬片形成，該金屬片便利地從被安置在固定裝置上的線軸展開，而是在其旋轉(zhuǎn)軸的周圍自由地旋轉(zhuǎn)以使得片材可以從線軸展開。因此在本發(fā)明的方法中，由于在使用中線軸的片材的后端可以容易地與裝載在新線軸上的片材的前端相連接(例如通過焊接)，因此可以不中斷地供送金屬片。通常另外提供合適的片材收集裝置。
在使用螺旋式屏蔽(通過螺旋纏繞的電線或帶子形成)的情況下，這將是不可能的，因?yàn)樵谶@種情況下載有電線或帶子的線軸將被裝載在旋轉(zhuǎn)裝置中、在電纜周圍旋轉(zhuǎn)，并且用新的一個(gè)替換空的線軸將需要中斷電纜前進(jìn)。
然而，通過采用一種據(jù)以將所述的電線/帶子根據(jù)選擇性進(jìn)行的S和Z絞合操作施加到電纜上的裝置可以提供帶有由電線或帶子制成的金屬屏蔽的電纜同時(shí)保持制造方法連續(xù)。在這種情況下，支承所述電線/帶子的卷軸不被受限于在電纜的周圍旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)。
然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)縱向折疊的金屬屏蔽的使用與熱塑性絕緣層和半導(dǎo)電層的使用相結(jié)合特別地便利。
實(shí)際上，如上所述，在使用交聯(lián)材料的情況下，在交聯(lián)反應(yīng)結(jié)束之后必須提供一段時(shí)間以允許氣態(tài)副產(chǎn)物散發(fā)。常規(guī)地，這通過允許半成品(即電纜芯)在交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生后休止一段時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。在使用環(huán)形非連續(xù)的金屬屏蔽的情況下(正如電線或帶子在電纜芯的周圍螺旋纏繞的情況)，氣體散發(fā)還可以借助于擴(kuò)散通過金屬屏蔽(例如通過電線或帶子重疊區(qū)域)并且通過位于金屬屏蔽徑向外側(cè)的擠出層而進(jìn)行。
然而在使用縱向折疊的金屬屏蔽的情況下，其在電纜芯的整個(gè)周邊的周圍環(huán)向延伸，由此形成了基本不可滲透的外殼，其顯著地阻止了氣態(tài)副產(chǎn)物的進(jìn)一步排出。因此，當(dāng)將縱向折疊的金屬屏蔽與交聯(lián)的絕緣層結(jié)合使用時(shí)，該材料的脫氣應(yīng)該在施加金屬屏蔽之前基本結(jié)束。
相反，將不會(huì)散發(fā)交聯(lián)性氣態(tài)副產(chǎn)物(并且因此不需要任何脫氣階段)的熱塑性非交聯(lián)材料的電纜絕緣層與縱向折疊的金屬片結(jié)合使用作為電纜金屬屏蔽則使得電纜制造方法能夠連續(xù)，因?yàn)椤靶葜埂彪A段不需要離線。
為了進(jìn)一步描述本發(fā)明，在下面給出說明性實(shí)施例。
實(shí)施例1以下實(shí)施例詳細(xì)描述了根據(jù)圖1連續(xù)制造150mm2、20kV電纜的方法的主要步驟。管線速度設(shè)置在60m/min。
a)電纜芯擠出通過將熔點(diǎn)165℃、熔融焓30J/g、MFI 0.8dg/min和撓曲模量150MPa的丙烯多相共聚物(AdflexQ 200F-Basell的商購(gòu)產(chǎn)品)直接送入擠出機(jī)110的料斗而獲得電纜絕緣層。
隨后在高壓下將預(yù)先與抗氧劑混合的介電油JarylecExp3(ElfAtochem的商購(gòu)產(chǎn)品-二芐基甲苯)注入擠出機(jī)。
擠出機(jī)110的直徑為80mm，L/D比為25。
在擠出過程中在離擠出機(jī)110的螺桿起點(diǎn)約20D處借助于三個(gè)在相同橫截面上彼此為120°的注射點(diǎn)進(jìn)行介電油的注入。在70℃的溫度和250巴的壓力下注入介電油。
相應(yīng)的擠出機(jī)被用于內(nèi)和外半導(dǎo)電層。
通過三聯(lián)的擠出機(jī)頭150供送桿狀的鋁導(dǎo)線2(橫截面150mm2)。
離開擠壓頭150的電纜芯2a借助于穿過其中使得冷水流動(dòng)的槽狀冷卻部分203而冷卻。
所得的電纜芯2a包含約0.5mm厚度的內(nèi)半導(dǎo)電層、約4.5mm厚度的絕緣層和約0.5mm厚度的外半導(dǎo)電層。
b)電纜阻水半導(dǎo)電膨脹層通過直徑為60mm并且L/D比為20的擠出機(jī)211將厚度約為0.7mm并且膨脹度為0.6的阻水半導(dǎo)電膨脹層8施加在電纜芯2a上。
用于所述膨脹層8的材料在下表1中給出。通過將約2％的膨脹劑HydrocerolCF70(羧酸+碳酸氫鈉)加入到擠出機(jī)料斗中而使得這些材料化學(xué)性膨脹。
表1
其中-Elvax470乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)共聚物(DuPont的商購(gòu)產(chǎn)品)；
-KetjenblackEC 300高導(dǎo)電性爐炭黑(Akzo Chemie的商購(gòu)產(chǎn)品)；-Irganox1010季戊四醇基-四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯](Ciba Specialty Chemicals的商購(gòu)產(chǎn)品)；-WaterloockJ 550磨碎的交聯(lián)聚丙烯酸(部分鹽化)(GrainProcessing的商購(gòu)產(chǎn)品)；-HydrocerolCF70羧酸/碳酸氫鈉膨脹劑(BoeheringerIngelheim的商購(gòu)產(chǎn)品)。
在擠出機(jī)211的擠壓頭212的后面，通過強(qiáng)制空氣冷卻器213提供冷卻。
c)電纜金屬屏蔽施加然后借助于施加單元210使帶有膨脹的半導(dǎo)電層8的電纜芯2a覆蓋上使用了粘合劑將其重疊邊緣粘合的約0.3mm厚度的縱向折疊涂漆鋁片。
粘合劑通過擠出機(jī)215施加。
d)電纜保護(hù)元件施加隨后借助于直徑為120mm并且L/D比為25的擠出機(jī)216將由聚乙烯制成的、約1.5mm厚度的內(nèi)聚合物層21擠出在鋁屏蔽上。
根據(jù)圖3的工藝裝置，將厚度約為2mm并且膨脹度為0.55的膨脹聚合物層22與非膨脹內(nèi)聚合物層21共擠出。
該膨脹聚合物層22借助于直徑為120mm并且L/D比為25的擠出機(jī)217施加。
用于膨脹聚合物層22的材料在下表2中給出。
表2
其中-HifaxSD 817用乙烯/丙烯共聚物改性的丙烯，由Basell商業(yè)生產(chǎn)；-HydrocerolBiH 40羧酸+碳酸氫鈉膨脹劑，由BoeheringerIngelheim商業(yè)生產(chǎn)。
通過將膨脹劑(HydrocerolBiH 40)加入到擠出機(jī)料斗中使得聚合物材料化學(xué)性膨脹。
在離擠壓頭218約500mm的距離下，以冷水流動(dòng)通過其中的管道或槽的形式的冷卻部分219在擠出外非膨脹聚合物層23之前阻止了膨脹并且冷卻了擠出材料。
e)電纜外殼擠出隨后采用直徑為120mm并且L/D比為25的擠出機(jī)220將由聚乙烯制成、約1.5mm厚度的外殼23擠出。
離開擠壓頭221的電纜最終在冷水流動(dòng)通過其中的冷卻部分206中冷卻。
可以通過采用多通道的冷卻槽進(jìn)行成品電纜的冷卻，該冷卻槽有利地減小了冷卻部分的縱向尺寸。
沖擊和負(fù)荷抗性在被施加到電纜上、適于造成電纜本身形變的機(jī)械應(yīng)力，例如被施加在電纜外表面上的沖擊或顯著的局部負(fù)荷的存在下，已經(jīng)觀察到即使在此形變還涉及到絕緣的情況下，例如由于沖擊能超過了能夠被沖擊保護(hù)層所承受的容許值，或者在選擇了具有相對(duì)小的厚度的保護(hù)元件情況下，金屬屏蔽的形變模式也遵循了連續(xù)、平滑的線路，由此避免了電場(chǎng)的局部增加。
總的來說，用于電纜的絕緣層和外殼的材料在沖擊之后僅僅彈性地恢復(fù)了其初始尺寸和形狀的一部分，以致于在沖擊之后即使在給電纜通電之前已經(jīng)發(fā)生了恢復(fù)，承受電應(yīng)力的絕緣層的厚度也被降低。
然而本申請(qǐng)人已經(jīng)觀察到，當(dāng)在電纜絕緣層的外面使用金屬屏蔽時(shí)，該屏蔽的材料被沖擊永久地變形，這進(jìn)一步限制了形變的彈性恢復(fù)，以致于絕緣層被受限于彈性地恢復(fù)其初始形狀和尺寸。
因此，即使已除去沖擊本身的原因，在沖擊之后還是保持了由沖擊造成的形變或者至少其明顯的部分。
所述的形變導(dǎo)致了絕緣層厚度從初始值t0變化到“受損”值td(參見圖5)。
因此，當(dāng)給電纜通電時(shí)，在沖擊區(qū)域中支承著電壓應(yīng)力(Γ)的實(shí)際絕緣層的厚度不再是t0，而是td。
另外，當(dāng)相對(duì)于具有“非連續(xù)”式的例如由螺旋纏繞的線或帶子制成的金屬屏蔽的電纜進(jìn)行沖擊時(shí)，或在沒有沖擊保護(hù)層(如圖5中所示)的情況下，或者甚至在沖擊保護(hù)層(緊密或膨脹類型)的存在下，該金屬屏蔽線結(jié)構(gòu)的不均勻抗性也造成了離沖擊區(qū)域較近的線顯著地形變并且由于“局部”形變而將該形變傳送到在下面的層，而最小地涉及到鄰近的區(qū)域。
在絕緣層中，這導(dǎo)致了“尖峰”效應(yīng)，其造成了沖擊區(qū)域中電場(chǎng)的其它情況為環(huán)形的等位線的變形，如圖5中所示，其中初始的環(huán)形等位線用虛線繪制，變形的線用實(shí)線繪制。
電場(chǎng)的等位線的變形使得它們更近地進(jìn)入沖擊區(qū)域，這意味著該區(qū)域中的電力梯度變得明顯更高。即使在相對(duì)低的沖擊能的情況下，電力梯度的該局部增加也易于造成放電作用的發(fā)生，這決定了(受沖擊的)電纜不能通過部分放電測(cè)試。
然而，在金屬屏蔽由縱向折疊的金屬片制成的情況下，特別是當(dāng)與膨脹的保護(hù)元件結(jié)合時(shí)，本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)該屏蔽和下面的絕緣層的局部形變顯著減少。
實(shí)際上，被下面的金屬屏蔽連續(xù)支承的膨脹保護(hù)元件能夠?qū)_擊能分布在沖擊位置周圍相對(duì)大的區(qū)域上，如圖6中所示。
從而電場(chǎng)等位線的變形被降低(并且還與較大的區(qū)域有關(guān))，以使得它們變得沒有在上述螺旋電線具有相同沖擊能的情況下接近。
因此，由沖擊所造成的局部電力梯度增加被減少到最小，并且電纜承受部分放電測(cè)試的能力被顯著提高。
權(quán)利要求
1.一種制造電纜(1)的方法，其包括以下階段-在預(yù)定的供送速度下送入(201)導(dǎo)線(2)；-在導(dǎo)線(2)的徑向外側(cè)位置擠出(202)熱塑性絕緣層(4)；-將擠出的絕緣層(4)冷卻(203)；-在所述擠出的絕緣層(4)的周圍形成(210)環(huán)形閉合的金屬屏蔽(6)；特征在于存在于冷卻階段(203)末尾與屏蔽形成階段(210)開始之間的時(shí)間與導(dǎo)線(2)的供送速度成反比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中形成階段(210)包括在所述擠出的絕緣層(4)的周圍縱向折疊金屬片(60)的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中形成階段(210)包括將所述金屬片(60)的邊緣重疊以形成金屬屏蔽(6)的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中形成階段(210)包括將所述金屬片(60)的邊緣粘合以形成金屬屏蔽(6)的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括以金屬桿的形式供送導(dǎo)線(2)的階段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在金屬屏蔽(6)的周圍施加底漆層的階段。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中施加底漆層的階段通過擠出進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在所述環(huán)形閉合的金屬屏蔽(6)的周圍施加沖擊保護(hù)元件(20)的階段。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中施加沖擊保護(hù)元件(20)的階段包括在所述金屬屏蔽(6)的周圍施加非膨脹聚合物層(21)的階段。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中施加沖擊保護(hù)元件(20)的階段包括施加膨脹聚合物層(22)的階段。
11.根據(jù)權(quán)利要求9和10的方法，其中在非膨脹聚合物層(21)的周圍施加膨脹聚合物層(22)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在金屬屏蔽(6)的周圍施加外殼(23)的階段。
13.根據(jù)權(quán)利要求10和12的方法，其中在膨脹聚合物層(22)的周圍施加外殼(23)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將擠出的絕緣層(4)冷卻(203)的階段通過將帶有熱塑性絕緣層(4)的導(dǎo)線(2)縱向供送通過延長(zhǎng)的冷卻裝置而進(jìn)行。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中絕緣層(4)的熱塑性聚合物材料選自聚烯烴、不同烯烴的共聚物、烯烴與烯屬不飽和酯的共聚物、聚酯、聚乙酸酯、纖維素聚合物、聚碳酸酯、聚砜、酚樹脂、脲樹脂、聚酮、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚胺，和其混合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述的熱塑性聚合物材料選自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯/丙烯酸甲酯(EMA)、乙烯/丙烯酸乙酯(EEA)、乙烯/丙烯酸丁酯(EBA)、乙烯/α-烯烴熱塑性共聚物、聚苯乙烯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)樹脂、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯、聚酰胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，和其共聚物或其機(jī)械混合物。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中絕緣層(4)的熱塑性聚合物材料包括預(yù)定數(shù)量的介電液體。
18.電纜(1)，其包括-導(dǎo)線(2)；-在導(dǎo)線(2)徑向外側(cè)的熱塑性絕緣層(4)；-在所述絕緣層(4)周圍的至少一個(gè)膨脹聚合物層(8)；-在所述絕緣層(4)周圍環(huán)形閉合的金屬屏蔽(6)，和-在金屬屏蔽(6)的徑向外側(cè)位置的沖擊保護(hù)元件(20)，所述的沖擊保護(hù)元件(20)包括在所述金屬屏蔽(6)周圍的至少一個(gè)非膨脹聚合物層(21)和在所述非膨脹聚合物層(21)徑向外側(cè)的至少一個(gè)膨脹聚合物層(22)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的電纜(1)，其中膨脹聚合物層(22)的厚度是非膨脹聚合物層(21)的厚度的1-2倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造電纜的方法。特別地，該方法包括以下階段a)在預(yù)定的供送速度下送入導(dǎo)線；b)在導(dǎo)線的徑向外側(cè)位置擠出熱塑性絕緣層；c)將擠出的絕緣層冷卻，并且在所述擠出的絕緣層的周圍形成環(huán)形閉合的金屬屏蔽。根據(jù)本發(fā)明的方法連續(xù)地進(jìn)行，即存在于冷卻階段末尾與屏蔽形成階段開始之間的時(shí)間與導(dǎo)線的供送速度成反比。
文檔編號(hào)H01B13/26GK1820329SQ03826940
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2003年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月25日
發(fā)明者S·貝利, A·巴雷吉, G·德蘭納, C·謝爾扎, F·多納齊 申請(qǐng)人:皮雷利 & C.有限公司