專利名稱：一種電絕緣體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電絕緣體的技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及用在被稱為光纖復(fù)合相線(OPPCs)的電力電纜中的電絕緣體的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明還涉及將一電絕緣體與至少一條相線結(jié)合的系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
這類電絕緣體的作用是，當(dāng)在所述電絕緣體的兩端之間提供電絕緣時(shí)，使光信號(hào)從所述電絕緣體的一端傳送到另一端。這類電絕緣體特別用在架空電網(wǎng)和地下光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的相線之間進(jìn)行光學(xué)連接。由于架空電網(wǎng)和地下光學(xué)網(wǎng)絡(luò)之間存在的巨大電壓差，電絕緣性能就要求特別好并且特別可靠。電絕緣體通常被放在支撐相線的橋塔頂部。包含在相線中的光纖通過(guò)稱為“光學(xué)微電纜”的光學(xué)電纜被連接到地下光學(xué)網(wǎng)絡(luò)，該光學(xué)電纜將相線連接到地下光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的電纜上。光學(xué)微電纜和相線之間的接口是經(jīng)過(guò)用于存放位于電絕緣體中的光纖之間接頭的盒來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而光學(xué)微電纜和地下光學(xué)網(wǎng)絡(luò)電纜之間的接口則是通過(guò)光學(xué)連接終端來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)美國(guó)專利5637827號(hào)中所描述的現(xiàn)有技術(shù)(見圖7及第7列中的第1到40行)，已知一種電絕緣體是由覆蓋其本身的電介質(zhì)構(gòu)成的，而該介質(zhì)又是由相互堆積并且粘合到其所圍繞的電介質(zhì)棒上的一組裙部構(gòu)成的。該電介質(zhì)棒有一個(gè)槽，槽中有一個(gè)被接收的塑料管，用于保護(hù)光纖電纜，填充材料填滿了塑料管和電介質(zhì)棒之間的縫隙，同時(shí)也填滿塑料管和電纜之間的縫隙。

發(fā)明內(nèi)容
為了在進(jìn)行高質(zhì)量的光傳輸時(shí)能取得好的電絕緣性能，本發(fā)明的電絕緣體必須在以下的兩個(gè)特性之間得到一個(gè)好的折衷方案首先是在電絕緣體相反兩端可靠的電絕緣，保證得到好的電絕緣效果；其次是對(duì)光纖電纜的高質(zhì)量保護(hù)，保證高質(zhì)量的光傳輸性能。不幸的是，這兩個(gè)特性提出的要求是矛盾的和先驗(yàn)的。可靠的電絕緣要求在電絕緣體中使用盡可能少的元件，而且要求在所述的元件之間出現(xiàn)盡可能少的接口，反之，對(duì)光纖電纜的高質(zhì)量保護(hù)則要求更多的保護(hù)元件。電絕緣質(zhì)量和光纖電纜保護(hù)質(zhì)量?jī)烧叨家髮?duì)圍繞光纖電纜的電介質(zhì)棒給予很好的保護(hù)。
在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，光纖電纜得到適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，但電絕緣體所提供的電絕緣的可靠性卻是不夠的。為了改進(jìn)電絕緣體提供的電絕緣的可靠性和對(duì)光纖電纜的保護(hù)性能之間的折衷方案，本發(fā)明的創(chuàng)新之一就是省去保護(hù)光纖電纜的管子。幾個(gè)不帶所述保護(hù)管的有優(yōu)勢(shì)的實(shí)施例取得了比上述現(xiàn)有技術(shù)好的折衷效果。
在圖4所示的第一個(gè)實(shí)施例中僅僅省去了保護(hù)管。其覆蓋的裙部還是互相堆積和粘合的。一旦覆蓋的裙部被粘合到電介質(zhì)棒，就能發(fā)現(xiàn)其對(duì)電介質(zhì)棒、填充材料以及光纖電纜都施加了適度的壓力，因此，保護(hù)管就沒(méi)有用了。通過(guò)省去保護(hù)管和一個(gè)接口，在電纜和電介質(zhì)棒之間只有一個(gè)接口，而不是過(guò)去的兩個(gè)接口一個(gè)在電纜和管子之間，另一個(gè)在管子和電介質(zhì)棒之間；在沒(méi)有明顯降低對(duì)光纖電纜保護(hù)效果的前提下，提高了電絕緣體的電絕緣可靠性。
在圖5所示的第二個(gè)實(shí)施例中，該實(shí)施例比上述的第一個(gè)實(shí)施例更有優(yōu)勢(shì)，環(huán)繞光纖電纜的保護(hù)管被省去了，并且由電介質(zhì)棒和覆蓋層之間的一個(gè)中間管子所代替。覆蓋裙部還是堆積和粘合的。對(duì)光纖電纜的保護(hù)效果不比上述現(xiàn)有技術(shù)中的保護(hù)效果差。盡管元件的數(shù)量和元件之間的接口還和原來(lái)相同，但電絕緣體所提供的電絕緣的可靠性卻提高了，因?yàn)槭褂昧酥虚g管子，使電介質(zhì)棒更好地免受外部媒介的危害，通過(guò)使該電介質(zhì)棒更好地與外部媒介隔離，中間管子可以減少互相堆積的裙部之間可能出現(xiàn)的有問(wèn)題的接合點(diǎn)。省去保護(hù)管并且由位于覆蓋層和電介質(zhì)棒之間的中間管子代替，提高了由電絕緣體提供的電絕緣的可靠性，又保持了對(duì)光纖電纜的保護(hù)性能。
圖1到圖3所示的第三個(gè)最佳實(shí)施例，比第一和第二個(gè)實(shí)施例具有更多的優(yōu)勢(shì)，在該實(shí)施例中省去了保護(hù)管。覆蓋層是一體的，即覆蓋層的裙部被互相集成在一體，覆蓋層固定到該電介質(zhì)棒，并且直接與其接觸。例如，覆蓋層可以被模鑄到電介質(zhì)棒上。由于覆蓋層裙部被模鑄到電介質(zhì)棒上，在模鑄期間，將對(duì)電介質(zhì)棒施加一個(gè)不可忽視的壓力，因此，同樣也對(duì)填充材料和光纖電纜產(chǎn)生這樣的一個(gè)壓力。保護(hù)管以及由于所述管子的出現(xiàn)導(dǎo)致接口數(shù)量的增加被一個(gè)更深的槽所代替，光纖電纜位于接近該槽的底部。光纖電纜最好位于該槽的底部；或者直接接觸該槽的底部，或者用填充材料與槽底部隔開，以便避免直接接觸該槽的底部。由于是進(jìn)一步從該棒的外圍施加覆蓋層的壓力，并且，由于是用更大厚度的填充材料與所述壓力分隔，填充材料至少吸收了部分機(jī)械壓力，所以光纖電纜得到了很好的保護(hù)，盡管沒(méi)有使用上述現(xiàn)有技術(shù)中用到的這類保護(hù)管。盡管由一體的覆蓋層對(duì)該電介質(zhì)棒施加壓力，但光纖電纜還是得到了很好的保護(hù)，這是因?yàn)楣饫w電纜與該電介質(zhì)棒的外圍是隔開的，并且是因?yàn)殡娎|和所述外圍之間填充材料的厚度。該電介質(zhì)棒得到很好保護(hù)，是因?yàn)楦采w層是一體的，這就排除了與覆蓋層的裙部之間的無(wú)效接合點(diǎn)有關(guān)的任何可能的缺陷。最后，元件的數(shù)量和元件之間的接口被最小化，這是因?yàn)楦采w層是一體的，并且省去了上述現(xiàn)有技術(shù)中的保護(hù)管。通過(guò)多方面的結(jié)合，就得到了這樣一個(gè)理想的折衷方案，這些方面包括省去上述現(xiàn)有技術(shù)中的保護(hù)管；通過(guò)利用一個(gè)更深的槽，并且將光纖電纜放在接近該槽的底部，還通過(guò)覆蓋層的一體性，并且覆蓋層直接接觸所保護(hù)的棒并與其固定，從而在光纖電纜和該棒的外圍之間產(chǎn)生一個(gè)更大空隙，以此來(lái)代替所述的保護(hù)管。
本發(fā)明提供了一個(gè)電絕緣體，包括至少帶有一個(gè)槽的電介質(zhì)棒；位于該槽中的光纖電纜；用來(lái)填充該槽、并且在沒(méi)有壓力的情況下把該電纜保持在槽中的電介質(zhì)材料；以及，環(huán)繞該棒并且以裙部形式提供向外突起部的電介質(zhì)覆蓋層；該電絕緣體的特征在于，電纜是柔性的；并且棒和電纜之間的所有空隙都用所述的電介質(zhì)填充物和保持材料加以填充。
在本發(fā)明中，槽的深度最好比其寬度大，電纜到槽底部比到槽開口的距離更近，并且覆蓋層是一個(gè)固定到該棒的單體，并且直接接觸該棒。


讀了以下作為例子給出的說(shuō)明并研究了附圖之后，本發(fā)明將得到更好的理解，并且其他的特征和優(yōu)點(diǎn)也將會(huì)明顯。其中圖1是本發(fā)明一種電絕緣體的第三個(gè)實(shí)施例、也是最佳實(shí)施例的示意性側(cè)面視圖；圖2是圖1所示電絕緣體的示意性截面圖；圖3是一個(gè)更大比例的示意圖，表示圖1所示電絕緣體縱向截面視圖的一部分。
圖4是一個(gè)更大比例的示意圖，表示本發(fā)明電絕緣體第一個(gè)實(shí)施例縱向截面圖的一部分。
圖5是一個(gè)更大比例的示意圖，表示本發(fā)明電絕緣體第二個(gè)實(shí)施例縱向截面圖的一部分。
圖6是位于本發(fā)明電絕緣體的電介質(zhì)棒的槽中的電纜最佳實(shí)施例的示意性橫向截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明一種電絕緣體的第三個(gè)實(shí)施例、也是最佳實(shí)施例的示意性側(cè)面視圖。該電絕緣體包括電介質(zhì)棒1。例如，該棒1是由玻璃纖維制作的。棒1的形狀通常是圓柱形的。棒1至少包括一個(gè)槽10，該槽延伸到棒1的整個(gè)長(zhǎng)度。光纖電纜2位于槽10中。棒1和電纜2之間的位于槽10中的所有空間都用電介質(zhì)填充材料進(jìn)行填充，目的是把槽10填滿，保證槽10中的電纜不被擠壓；圖2對(duì)所述的材料將有更詳細(xì)的描述。
覆蓋層3環(huán)繞棒1。在外部，覆蓋層3提供了裙部形式的突起部30。該覆蓋層3通常是由復(fù)合材料制作的，例如，硅氧烷或乙烯丙烯二烯單體(EPDM)、或任何其他的合成材料。例如，覆蓋層3構(gòu)成一個(gè)單體，被直接模鑄到棒1上。覆蓋層3例如通過(guò)硫化來(lái)固定到棒1。棒1和覆蓋層3之間不存在某些其他材料的中間層。電絕緣體有兩個(gè)端點(diǎn)，端點(diǎn)5和端點(diǎn)6，該端點(diǎn)環(huán)繞棒1兩端、并且與覆蓋層3兩端抵接。
電絕緣體的底端6是開放的，電纜2通過(guò)底端6的中心孔出來(lái)，連接地下光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的光學(xué)終端。電纜2通過(guò)底端6從電絕緣體中延伸出來(lái)的部分一般為幾十米長(zhǎng)，例如，30米到40米。頂端5例如通過(guò)接頭50的螺絲連接到箱51以便形成空腔52。因此，電絕緣電變換器包括至少兩個(gè)可釋放性地互相固定的部分首先是電絕緣體，具體包括棒1及其覆蓋層3；其次是位于電絕緣體一端的箱51。電絕緣變換器的模塊性因棒1的固體形態(tài)成為可能，不象現(xiàn)有技術(shù)中某些提供電絕緣變換器的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)中充滿的是電絕緣液體。電絕緣變換模塊性的優(yōu)越性在于能夠更有效地管理庫(kù)存。
在箱51的空腔52中有一個(gè)盒4，用于存放把電纜2連接到光纖40的光纖接頭，光纖40位于箱51外面的相線中。電纜2繞在盒40中的超長(zhǎng)部分通?？梢赃_(dá)到幾米，例如5米。電纜2是柔性的，不象上述現(xiàn)有技術(shù)中的硬保護(hù)管，因此，可以柔和地被彎曲在電絕緣體的外面，具體可以到達(dá)光學(xué)連接終端。電纜2完全是電介質(zhì)。
圖2是圖1所示電絕緣體的一個(gè)示意性橫截面圖。電介質(zhì)棒1至少提供一個(gè)槽10。棒1可以提供多個(gè)槽，有規(guī)律地間隔分布在該棒的外圍，每個(gè)槽包含一個(gè)光纖電纜，例如，可以有兩個(gè)在直徑上相對(duì)的槽。槽10具有寬度1和深度p。深度p大于寬度1，并且最好不小于寬度1的1.5倍，例如，大約是寬度1的2倍。槽10的深度p最好不小于電纜2直徑d的1.5倍，最好大于電纜2直徑的2倍。槽10的深度p最好在15mm到25mm的范圍內(nèi)，例如大約20mm。電纜2位于槽10中接近槽10底部的地方，即，到槽10底部12的距離比到槽10的開口11的距離更近。電纜2在槽10的底部。在圖2中，電纜2接觸到槽10的底部12。
棒1和電纜2之間的所有空間都用材料8填充，填滿槽10以便在不產(chǎn)生擠壓的情況下將電纜2保持在槽10中。棒1和電纜2之間的所有空間都被填滿，即沒(méi)有所述材料8以外的材料存在棒1和電纜2之間，例如，沒(méi)有上述現(xiàn)有技術(shù)中的保護(hù)管，也沒(méi)有其他任何有意義的東西留在槽10中。所述材料8將電纜2保持在槽10中，即防止其從槽10中出來(lái)，并且防止其在槽10中自由移動(dòng)。所述材料8在不擠壓的情況下保持電纜2，即，所述材料8并沒(méi)有對(duì)電纜2施加任何機(jī)械壓力，這可以有效地減少沿著電纜2的光學(xué)傳導(dǎo)。所述材料8被稱為“電介質(zhì)填充物和保持”材料8。填充物和保持材料8也可以通過(guò)吸收覆蓋層3所施加的壓力，尤其是在例如通過(guò)模鑄將覆蓋層3放入棒1上的地方時(shí)吸收施加的壓力，來(lái)保護(hù)電纜2；為了達(dá)到這一目的，填充物和保持材料8需要足夠柔軟。填充物和保持材料8是電介質(zhì)，因此是電絕緣的并且能夠抗高溫，這就能夠?qū)崿F(xiàn)其把電纜2保持在槽10中的功能。填充物和保持材料8例如是由硅氧烷粘合劑或漿構(gòu)成的。填充物和保持材料8與棒1之間的粘合最好至少象覆蓋層3和棒1之間的粘合一樣牢固，以免降低電絕緣體的絕緣性能。
覆蓋層3是一個(gè)固定到棒1的單體，并且直接接觸棒1，即，具體來(lái)說(shuō)，在棒1和覆蓋層3之間不存在粘合層，就象在其他的實(shí)施例中一樣。覆蓋層3提供了裙部形式的向外突起部30。
圖3是圖1所示電絕緣體的一個(gè)更大比例的縱向截面示意圖。棒1由具有裙部30的一體覆蓋層3所環(huán)繞。覆蓋層3直接接觸棒1。覆蓋層3固定到保護(hù)棒1。覆蓋層3最好直接模鑄到棒1上，并且最好被硫化以保證固定。
在圖4和圖5中，只表示第一、第二實(shí)施例同第三實(shí)施例相比較的差別，其他部分假定是一致和類似的，除非提到與此相反的情況。
圖4是以比圖1更大比例來(lái)表示本發(fā)明電絕緣體第一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)示意性的縱向截面視圖。覆蓋層3是由一組裙部30構(gòu)成的，這些裙部被粘合劑32互相粘在一起。這些裙部也被粘合劑31粘到棒1上，粘合劑31可以和粘合劑32一樣，也可以不一樣。
圖5是以比圖1更大比例來(lái)表示本發(fā)明電絕緣體第二個(gè)實(shí)施例的一個(gè)示意性的縱向截面視圖。覆蓋層3是由一組裙部30構(gòu)成的，這些裙部被粘合劑32互相粘在一起。這些裙部也被粘合劑33粘到中間管34上，粘合劑33可以和粘合劑32一樣，也可以不一樣。中間管34又被粘合劑31粘到棒1上，粘合劑31可以和粘合劑32和33一樣，也可以不一樣。中間管34位于棒1和覆蓋層3之間，覆蓋層3由互相堆積和粘合的裙部30構(gòu)成。中間管34和覆蓋層3最好用相同的材料制作，以便使之更容易粘在一起。
圖6是位于本發(fā)明電絕緣體的棒1的槽10中的電纜2最佳實(shí)施例的示意性橫向截面圖。光纖電纜2是一條電信電纜，這使得在保護(hù)電纜2方面更加重要。電纜2被稱為“微電纜”。光纖電纜的直徑最好在5mm到10mm的范圍內(nèi)。光纖電纜2最好包括一個(gè)帶有管子22的中心增強(qiáng)元件21，管子22包含了光纖23，圍繞該中心增強(qiáng)元件設(shè)置，而管子22又被一個(gè)外套26所圍繞。
通過(guò)例子更準(zhǔn)確地說(shuō)，電纜2總共包含72條光纖并且具有大約8毫米的直徑d。電纜2包括被6個(gè)聚酰胺管子22圍繞的一個(gè)中心增強(qiáng)元件21，每個(gè)管子都包含12條光纖23，并且每個(gè)都被填上觸變性的凝膠24。管子22之間的空隙被填上能夠防止潮濕的材料25，所述材料具有很高的粘性。聚酰胺外套26圍繞這組管子22。綁帶層27排列在外套26里面，綁帶是由多孔材料制作的，以便允許材料25聚合。
權(quán)利要求
1.一種電絕緣體，包括一個(gè)電介質(zhì)棒(1)，包括至少一個(gè)槽(10)；一個(gè)位于槽(10)中的光纖電纜(2)；一種電介質(zhì)材料(8)，用于填充槽(10)并且在使槽(10)中沒(méi)有壓力的情況下保持電纜(2)；以及一個(gè)電介質(zhì)覆蓋層(3)，圍繞棒(1)并且以裙部形式提供向外突起部(30)；所述電絕緣體的特征在于，電纜(2)是柔性的；并且棒(1)和電纜(2)之間的所有空間都填上所述的電介質(zhì)填充和保持材料(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電絕緣體，其特征在于，槽(10)的深度比其寬度大；電纜(2)在槽(10)中的位置，到槽(10)底部(12)的距離比到該槽(10)開口(11)的距離更近；并且覆蓋層(3)是一個(gè)固定到棒(1)的單體，并且直接與棒(1)接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電絕緣體，其特征在于，槽(10)的深度(p)在15mm到25mm的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電絕緣體，其特征在于，覆蓋層(3)包含多個(gè)互相堆積的裙部(30)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電絕緣體，其特征在于，電絕緣體還包括一個(gè)位于棒(1)和覆蓋層(3)之間的中間管子(34)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電絕緣體，其特征在于，中間管子(34)和覆蓋層(3)是由相同的材料制作的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電絕緣體，其特征在于，棒(1)包括多個(gè)槽(10)，有規(guī)律地間隔分布在棒外圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的電絕緣體，其特征在于，棒(1)是由纖維玻璃制作的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的電絕緣體，其特征在于，填充和保持材料(8)是抗高溫的硅氧烷漿。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的電絕緣體，其特征在于，光纖電纜(2)是一條電信電纜。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的電絕緣體，其特征在于，光纖電纜(2)的直徑(d)在5mm到10mm的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的電絕緣體，其特征在于，光纖電纜(2)包括一個(gè)中心增強(qiáng)元件(21)，該元件具有排列在周圍的管子(22)，所述管子(22)包含所述的光纖(23)，并且它們自身被一個(gè)外套(26)所圍繞。
13.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的電絕緣體的電絕緣變換器，該電絕緣變換器的特征在于，包括至少兩個(gè)可釋放性地連接在一起的部分，即電絕緣體和位于該電絕緣體一端(5)的箱(51)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的電絕緣變換器，其特征在于，箱(51)包含一個(gè)用于存放光纖接頭的盒(4)。
15.一種系統(tǒng)，包括至少一條光纖復(fù)合相線(7)，連接到包含根據(jù)權(quán)利要求1的電絕緣體的一種電絕緣變換器，或者連接到根據(jù)權(quán)利要求13的一種電絕緣變換器。
全文摘要
本發(fā)明涉及電絕緣體技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及用于光纖復(fù)合相線(OPPCs)的電絕緣體技術(shù)領(lǐng)域。該電絕緣體包括一個(gè)電介質(zhì)棒(1)，棒(1)具有至少一個(gè)槽(10)，包括一個(gè)位于槽(10)中的柔軟的光纖電纜(2)，包括一種電介質(zhì)材料(8)，用于填充槽(10)并且在不產(chǎn)生壓力的情況下將電纜(2)保持在槽(10)中，該電絕緣體還包括一個(gè)電介質(zhì)覆蓋層(3)，圍繞棒(1)并且以裙部形式提供向外突起部(30)，棒(1)和電纜(2)之間的所有空間都被填上所述的電介質(zhì)填充和保持材料(8)。
文檔編號(hào)H01B17/32GK1525495SQ20041000316
公開日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2004年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月25日
發(fā)明者讓-皮埃爾·博尼塞爾, 雷諾·勒加克, 勒加克, 讓-皮埃爾 博尼塞爾 申請(qǐng)人:阿爾卡特公司