本發(fā)明涉及電纜、電纜系統(tǒng)、使電纜系統(tǒng)接地的方法以及構造電纜系統(tǒng)的方法。

背景技術：

在一端接地系統(tǒng)的電纜系統(tǒng)中，可以沿電纜設置平行接地線(例如，非專利文獻1)。由此，當接地故障發(fā)生時，故障電流可以安全地釋放到平行接地線。這種平行接地線被國際標準稱為接地導線(ecc)。根據(jù)該國際標準，基于上述安全性的原因而推薦設置ecc。

然而，對于包括ecc的常規(guī)電纜系統(tǒng)，當長距離安裝電纜時難以沿電纜設置ecc。

非專利文獻1：cigretb283

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是根據(jù)上述問題作出的，并且提供即使在長距離安裝電纜時也能確保安全的技術。

根據(jù)實施例，提供一種電纜，其包括從中央朝向外側(cè)設置的：導體；絕緣體；內(nèi)屏蔽層；內(nèi)耐蝕層；外屏蔽層；以及外耐蝕層，其中，在所述電纜的軸向上的一端處，所述內(nèi)屏蔽層和所述外屏蔽層中僅所述內(nèi)屏蔽層直接接地，并且在所述電纜的所述軸向上的另一端處，所述內(nèi)屏蔽層和所述外屏蔽層中僅所述外屏蔽層直接接地。

根據(jù)另一實施例，提供一種電纜系統(tǒng)，該電纜系統(tǒng)包括：電纜，其包括從中央朝向外側(cè)設置的：導體、絕緣體、內(nèi)屏蔽層、內(nèi)耐蝕層、外屏蔽層以及外耐蝕層，其中，在所述電纜的軸向上的一端處，所述內(nèi)屏蔽層和所述外屏蔽層中僅所述內(nèi)屏蔽層直接接地，并且在所述電纜的所述軸向上的另一端處，所述內(nèi)屏蔽層和所述外屏蔽層中僅所述外屏蔽層直接接地。

根據(jù)另一實施例，提供一種使電纜系統(tǒng)接地的方法，該方法包括：制備電纜，所述電纜包括從中央朝向外側(cè)設置的導體、絕緣體、內(nèi)屏蔽層、內(nèi)耐蝕層、外屏蔽層以及外耐蝕層；在所述電纜的軸向上的一端處，使所述內(nèi)屏蔽層和所述外屏蔽層中僅所述內(nèi)屏蔽層直接接地；以及在所述電纜的所述軸向上的另一端處，使所述內(nèi)屏蔽層和所述外屏蔽層中僅所述外屏蔽層直接接地。

根據(jù)另一實施例，提供一種構造電纜系統(tǒng)的方法，該方法包括：在地下挖掘管路插入孔；將管路插入所述管路插入孔中；將包括從中央朝向外側(cè)設置的導體、絕緣體、內(nèi)屏蔽層、內(nèi)耐蝕層、外屏蔽層以及外耐蝕層的電纜插入所述管路中；在所述電纜的軸向上的一端處，使所述內(nèi)屏蔽層和所述外屏蔽層中僅所述內(nèi)屏蔽層直接接地；以及在所述電纜的所述軸向上的另一端處，使所述內(nèi)屏蔽層和所述外屏蔽層中僅所述外屏蔽層直接接地。

附圖說明

從結(jié)合附圖所閱讀的以下詳細描述中，本發(fā)明的其它方面、特征和優(yōu)點將變得更加顯而易見。

圖1是示出實施例的電纜系統(tǒng)的示意圖；

圖2是沿電纜的軸向截取的實施例的電纜系統(tǒng)的剖視圖；

圖3是沿與電纜的軸向垂直的方向截取的實施例的電纜系統(tǒng)的剖視圖；

圖4是沿與軸向垂直的方向截取的實施例的電纜的剖視圖；

圖5是示出當在實施例的電纜系統(tǒng)中發(fā)生接地故障時的第一實例的示意圖；

圖6是示出當在實施例的電纜系統(tǒng)中發(fā)生接地故障時的第二實例的示意圖；

圖7是示出構造實施例的電纜系統(tǒng)的方法的流程圖；

圖8是示出挖掘步驟的示意圖；

圖9是示出管路插入步驟的示意圖；

圖10是示出當在比較例1的電纜系統(tǒng)中發(fā)生接地故障時的情況的示意圖；

圖11是示出比較例2的電纜系統(tǒng)的示意圖；

圖12是示出當在比較例3的電纜系統(tǒng)中發(fā)生接地故障時的情況的示意圖；

圖13a是沿與電纜的軸向垂直的方向截取的比較例3的電纜系統(tǒng)的第一實例的剖視圖；

圖13b是沿與電纜的軸向垂直的方向截取的比較例3的電纜系統(tǒng)的第二實例的剖視圖；并且

圖14是示出沿與電纜的軸向垂直的方向截取的比較例3的電纜系統(tǒng)的第三實例的剖視圖。

具體實施方式

在本文中，將參考示例性實施例對本發(fā)明進行描述。本領域的技術人員將認識到，使用本發(fā)明的教導可以實現(xiàn)許多替代的實施例，并且本發(fā)明不限于出于說明的目的而示出的實施例。

應注意的是，在附圖的說明中，對相同的構件給予相同的附圖標記，并且不重復說明。

(本發(fā)明人所作的觀察)

首先，詳細描述本發(fā)明人關于使電纜系統(tǒng)接地的常規(guī)方法的觀察。在下文中，描述作為常規(guī)實例的電纜系統(tǒng)的三個比較例。

在本說明書中，“接地的”或“使接地”意思是與大地連接，并且“直接接地的”或“使直接接地”意思是直接與大地連接而不經(jīng)過電阻元件等。

(比較例1)

參考圖10，描述比較例1的電纜系統(tǒng)。圖10是示出在比較例1的電纜系統(tǒng)91中發(fā)生接地故障的情況的示意圖。在圖10中，示出了三相電纜910的單個電纜910。

如圖10所示，比較例1的電纜系統(tǒng)91是所謂的一端接地系統(tǒng)。具體地說，電纜910包括例如從中央朝向外側(cè)設置的：導體911、絕緣體(在附圖中未示出)、屏蔽層913和耐蝕層(在附圖中未示出)。屏蔽層913在電纜910的軸向上的一端e1處直接接地，并且屏蔽層913在電纜910的軸向上的另一端e2處開路(開放)。

這里，存在這樣的情況：作為電源的變電站950是設置在電纜910的一端e1側(cè)還是在電纜910的另一端e2側(cè)預先是不知道的。因此，可能存在變電站950設置在屏蔽層913直接接地側(cè)的情況，以及變電站950設置在屏蔽層913直接接地側(cè)的相反側(cè)的情況。圖10示出了后一種情況。

對于圖10的實例，當在電纜910中發(fā)生接地故障時，故障電流(fc)從導體911的另一端e2經(jīng)由故障點ap流向屏蔽層913的一端e1。由于屏蔽層913的一端e1側(cè)的大地遠離變電站950側(cè)的大地，因此從屏蔽層913的一端e1流入大地的故障電流經(jīng)由地下深層路徑進一步流至變電站950側(cè)的大地。在此時，由于地下深層路徑處的電阻高，因此存在故障電流不能充分地釋放到大地的風險。此外，由于故障電流長距離地流過地下路徑，因此存在故障電流流過任何種類的導體(例如，水管等)以及故障電流擴散到電纜系統(tǒng)91的電力路徑的外部的風險。

此外，對于圖10的實例，當故障電流流過電纜910時，在電纜910周圍可能產(chǎn)生大的磁場。這里，如果變電站950設置在屏蔽層913直接接地側(cè)，則故障電流從導體911的一端e1朝向故障點ap流過導體911，然后從故障點ap朝向一端e1流過屏蔽層913。因此，流過導體911的故障電流的方向和流過屏蔽層913的故障電流的方向彼此相反。因此，由于流過導體911的故障電流而在電纜910周圍產(chǎn)生的磁場與由于流過屏蔽層913的故障電流而在電纜910周圍產(chǎn)生的磁場彼此抵消。

然而，如果變電站950設置在屏蔽層913直接接地處的大地的相反側(cè)(如圖10的實例)，則在電纜910的導體911和屏蔽層913中故障電流均沿相同方向流動。此外，流過電纜910的導體911和屏蔽層913的故障電流與從屏蔽層913的一端e1流至變電站950側(cè)的大地的故障電流之間的距離較遠。因此，不能抵消電纜910周圍的磁場并會產(chǎn)生大的磁場。結(jié)果，對于圖10的實例，在電纜系統(tǒng)91附近的通信設備等中存在發(fā)生通信故障的風險。

(比較例2)

接下來，參考圖11，描述比較例2的電纜系統(tǒng)。圖11是示出比較例2的電纜系統(tǒng)92的示意圖。在圖11中，示出了三相電纜910的單個電纜910。

如圖11所示，比較例2的電纜系統(tǒng)92是兩端接地系統(tǒng)。屏蔽層913在電纜910的軸向上的一端e1和另一端e2處均直接接地。

當在作為比較例2的兩端接地系統(tǒng)中的電纜910中發(fā)生接地故障時，故障電流總是流入變電站950側(cè)的大地。因此，可以抑制故障電流的擴散。

然而，由于在比較例2中屏蔽層913在電纜910的軸向上的一端e1和另一端e2處均直接接地從而形成閉合回路，因此當正常電流(nc)流過導體911時，循環(huán)電流(感應電流)沿正常電流流過導體911的方向的相反方向流過屏蔽層913，從而抵消在導體911周圍產(chǎn)生的磁場。因此，在作為比較例2的兩端接地系統(tǒng)中，當正常電流流過電纜910時，電纜910的屏蔽層913被因流過屏蔽層913的循環(huán)電流而產(chǎn)生的焦耳損失(jouleloss)加熱。因此，導體911的溫度可能也會提高。結(jié)果，可能降低電纜910的傳輸能力。

(比較例3)

接下來，參考圖12至圖14，描述比較例3的電纜系統(tǒng)。圖12是示出在比較例3的電纜系統(tǒng)93中發(fā)生接地故障的情況的示意圖。在圖12中，示出了三相電纜910的單個電纜910。圖13a是沿與電纜910的軸向垂直的方向截取的比較例3的電纜系統(tǒng)93的第一實例的剖視圖。圖13b是沿與電纜910的軸向垂直的方向截取的比較例3的電纜系統(tǒng)93的第二實例的剖視圖。圖14是示出沿與電纜910的軸向垂直的方向截取的比較例3的電纜系統(tǒng)93的第三實例的剖視圖。

如圖12所示，比較例3的電纜系統(tǒng)93除了電纜910的屏蔽層913外還包括平行接地線919，以便解決在上述一端接地系統(tǒng)和兩端接地系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題。具體地說，例如，屏蔽層913在電纜910的軸向上的一端e1處直接接地，并且屏蔽層913在電纜910的軸向上的另一端e2處開路。平行接地線919設置為沿電纜910的軸向延伸并與電纜910相鄰。平行接地線919的軸向上一端e1與電纜910的屏蔽層913連接并且也直接接地。此外，平行接地線919的軸向上的另一端e2與作為電源的變電站950在大地側(cè)連接并且也直接接地。如上文所述，這種平行接地線919被國際標準稱為ecc。

為了布置比較例3的電纜系統(tǒng)93的電纜910和平行接地線919，例如，提出以下兩個實例。

在圖13a所示的第一實例中，在管路插入孔(鉆孔)928中插入四個管路920(920a至920d)。將電纜910a至910c分別插入管路920a至920c中。將平行接地線919插入管路920d中。

在圖13b所示的第二實例中，將鋼管929插入管路插入孔928中。將管路920中的三個(920a至920c)插入鋼管929中，并且將電纜910a至910c分別插入管路920a至920c中。鋼管929構造為起平行接地線919的作用。

如圖12所示，在比較例3中，當接地故障發(fā)生時，故障電流(fc)從導體911的另一端e2經(jīng)由故障點ap流向屏蔽層913的一端e1。然后，從屏蔽層913的一端e1流入大地的故障電流通過平行接地線919進一步流至變電站950側(cè)的大地。由此，故障電流可以安全地釋放到變電站950側(cè)的大地。此外，由于故障電流流過平行接地線919，因此可以抑制故障電流擴散到電纜系統(tǒng)93的電力路徑的外部。此外，流過導體911和屏蔽層913的故障電流的方向以及流過屏蔽層913的故障電流的方向彼此相反。由此，由于故障電流流過導體911和屏蔽層913而在電纜910周圍產(chǎn)生的磁場以及由于故障電流流過平行接地線919而在電纜910周圍產(chǎn)生的磁場可以彼此抵消。

此外，在比較例3中，當正常電流流過三相電纜910中的每一個(附圖中未示出)時，在三相電纜910中的每一個中流動的電流具有2π/3的相移。因此，通過流過三相電纜910中的每一個的電流使在電纜910周圍產(chǎn)生的磁場在整個三相中抵消。因此，不會有大量的循環(huán)電流流過設置為與電纜910a至910c相鄰的平行接地線919，并且抑制了平行接地線919等被加熱。

(用于長距離的安裝)

這里，如果長距離安裝電纜910，則當將平行接地線919設置為沿電纜910的ecc時可能產(chǎn)生以下問題。

在挖掘如圖13a或圖13b所示的管路插入孔928時，使用所謂的水平定向鉆進。對于附圖中所示的結(jié)構，需要挖掘這樣的管路插入孔928：其直徑大到足以將多個管路920插入管路插入孔928中。因此，挖掘該管路插入孔928需要大鉆頭。在使用大鉆頭時，難以長距離地挖掘管路插入孔928。

另一方面，為了長距離地挖掘管路插入孔，可以考慮管路插入孔的直徑較小的情況。例如，通過將單個管路插入單個管路插入孔中，可以使管路插入孔的直徑較小。然而，由于在水平定向鉆進中挖掘的定位精確度低，因此難以挖掘與用于電纜的管路插入孔相鄰的用于平行接地線的管路插入孔。

此外，作為另一方法，如圖14所示的第三實例，可以將電纜910和平行接地線919都插入單個管路920中。在該情況下，例如，將電纜910a至910c分別插入管路920a至920c中，并且將平行接地線919a至919c設置為分別在管路920a至920c中沿電纜910a至910c延伸。利用該結(jié)構，可以使管路插入孔928中的每一個的直徑較小，并且可以長距離地挖掘管路插入孔928。

然而，對于圖14的第三實例，由于三相電纜910設置為彼此分離，因此當正常電流流過電纜910中的每一個時，即使電流的相移也不能抵消在電纜910中的每一個周圍產(chǎn)生的磁場。因此，與電纜910相鄰的平行接地線919起到與兩端接地的屏蔽層類似的作用。由此，循環(huán)電流沿與流過電纜910的電流的方向相反的方向流過平行接地線919，從而抵消電纜910中的每一個周圍產(chǎn)生的磁場。結(jié)果，平行接地線919被因流過平行接地線919的循環(huán)電流而產(chǎn)生的焦耳損失加熱。因此，也可能增加電纜910的導體的溫度。結(jié)果，可能會降低電纜910的傳輸能力。

如上文所述，根據(jù)使用平行接地線的常規(guī)電纜系統(tǒng)，當長距離地安裝彼此分離的三相電纜時，例如難以沿電纜設置平行接地線。因此，希望提供即使在長距離安裝電纜時也能確保安全的技術。本發(fā)明基于由本發(fā)明人所作出的上述觀察。

(第一實施例)

(1)電纜系統(tǒng)

參考圖1至圖4描述實施例的電纜系統(tǒng)。圖1是示出實施例的電纜系統(tǒng)10的示意圖。在圖1中，示出了三相電纜100的單個電纜100。圖2是沿電纜100的軸向截取的實施例的電纜系統(tǒng)10的剖視圖。圖3是沿與電纜100的軸向垂直的方向截取的實施例的電纜系統(tǒng)10的剖視圖。圖4是沿與軸向垂直的方向截取的實施例的電纜100的剖視圖。

在下文中，電纜100的軸向上的一端被稱為“一端e1”并且電纜100的軸向上的另一端被稱為“另一端e2”。類似地，內(nèi)屏蔽層130的軸向上的一端被稱為“內(nèi)屏蔽層130的一端e1”，并且內(nèi)屏蔽層130的軸向上的另一端被稱為“內(nèi)屏蔽層130的另一端e2”。這對導體110或外屏蔽層150來說是相同的。

在下文中，當將多個相同的構件中的每一個彼此區(qū)分時，用數(shù)字以及字母表示構件，并且當泛指多個構件時，僅用數(shù)字表示構件。例如，當泛指電纜時以“100”表示多個電纜，并且當將多個電纜中的每一個彼此區(qū)分時，以“100a”等表示電纜。

如圖1至圖3所示，實施例的電纜系統(tǒng)10被構造為高壓地下電力傳輸線，并且具有不使用平行接地線作為ecc的新的接地結(jié)構。電纜系統(tǒng)10例如包括電纜100和管路200。

(管路)

如圖2和圖3所示，電纜系統(tǒng)10構造為使得例如將三相電纜100分別插入三個管路200中。具體地說，例如，通過水平定向鉆進在地下形成三個管路插入孔(鉆孔)280(280a至280c)。管路插入孔280中的每一個包括從地面沿傾斜向下的方向向地下挖掘出的第一傾斜部分281，從第一傾斜部分281的端部分以預定深度沿水平方向挖掘出的水平部分282，以及從水平部分282的端部分沿傾斜向上的方向朝向地面挖掘出的第二傾斜部分283。管路插入孔280a至280c設置為沿相同方向延伸，并且設置為在水平方向上以預定距離彼此分離。管路200a至200c分別插在管路插入孔280a至280c中。管路200a至200c中的每一個例如由聚乙烯、pvc(聚氯乙烯)、frp(纖維增強塑料)等制成。電纜100a至100c分別插在管路200a至200c中。

對于具體尺寸，電纜100的軸向上的距離(管路插入孔280的軸向上的距離，或管路200的軸向上的距離)例如大于或等于1km且小于或等于5km。當電纜100的軸向上的距離大于或等于1km時，難以使用大鉆頭通過水平定向鉆進來挖掘大的管路插入孔以將三相電纜安裝在單個管路插入孔中。因此，當電纜100的軸向上的距離大于或等于1km時，尤其可以獲得應用實施例的接地結(jié)構的效果(將在后文中描述)。當電纜100的軸向上的距離小于或等于5km時，通過應用水平定向鉆進可以適當?shù)赝诰蚬苈凡迦肟?80，并且可以穩(wěn)定地應用該接地結(jié)構(將在后文中描述)。

此外，當例如電纜100的標稱電壓大于或等于66kv且小于或等于500kv，并且電纜100的直徑(外徑)大于或等于50mm且小于或等于170mm時，管路200的內(nèi)徑例如大于或等于電纜100的直徑的115％。當管路200的內(nèi)徑大于或等于電纜100的直徑的115％時，電纜100可以容易地插入管路200中。盡管不特別限定管路200的內(nèi)徑的上限，但管路200的實質(zhì)外徑例如小于或等于400mm。當管路插入孔280的外徑小于或等于400mm時，可以適當?shù)亻L距離地挖掘管路插入孔280。

此外，管路200間的水平方向上的間距例如大于或等于1.5m。當管路200間的水平方向上的間距大于或等于1.5m時，即使在水平定向鉆進中挖掘的定位精確度不是很高，也可以抑制相鄰的管路插入孔280(換言之，相鄰的管路200)彼此干擾。盡管不特別限定管路200間的水平方向上的間距的上限，但管路200間的水平方向上的間距例如小于或等于20m。對于圖14所示的上述實例，當管路920間的水平方向上的間距小于或等于20m時，難以從三相電纜910中的每一個散熱。因此，當管路200間的水平方向上的間距小于或等于20m時，尤其可以獲得應用實施例的接地結(jié)構的效果(將在后文中描述)。

(電纜)

如圖4所示，實施例的電纜100構成為例如所謂的固體絕緣電纜(交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜或xlpe電纜)，并且包括從中央朝向外側(cè)設置的：導體110、絕緣體120、內(nèi)屏蔽層130、內(nèi)耐蝕層140、外屏蔽層150和外耐蝕層160。

通過例如使多個銅線成纜而構成導體110。絕緣體120設置為覆蓋導體110的外周，并且由例如交聯(lián)聚乙烯制成。

內(nèi)屏蔽層130構造為故障電流流動的路徑。具體地說，內(nèi)屏蔽層130例如構造為覆蓋絕緣體120的外周的管狀擠出護套。內(nèi)屏蔽層130由例如鋁(al)或鉛(pb)制成。

內(nèi)耐蝕層140設置為覆蓋內(nèi)屏蔽層130的外周。內(nèi)耐蝕層140構造為抑制設置在內(nèi)側(cè)的內(nèi)屏蔽層130等的腐蝕，并且使內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150彼此絕緣(電絕緣)。內(nèi)耐蝕層140由例如交聯(lián)聚乙烯或pvc制成。

外屏蔽層150構造為供故障電流流動的路徑。具體地說，通過在內(nèi)耐蝕層140的外周的周圍螺旋地卷繞或縱向地疊加由銅制成的多個扁線材152而構成外屏蔽層150。將構成外屏蔽層150的扁線材152放置在內(nèi)屏蔽層130的同心圓上。通過這樣構造外屏蔽層150，在長距離地拖拽電纜100時，電纜100的張力可以被承載在外屏蔽層150上。

外耐蝕層160設置為覆蓋外屏蔽層150的外周。外耐蝕層160構造為抑制設置在內(nèi)側(cè)的外屏蔽層150等的腐蝕。外耐蝕層160由例如交聯(lián)聚乙烯或pvc制成。

對于具體尺寸，例如，當電纜100的標稱電壓大于或等于66kv且小于或等于500kv時，導體110的直徑大于或等于20mm且小于或等于70mm，絕緣體120的厚度大于或等于9mm且小于或等于30mm，并且內(nèi)屏蔽層130的厚度大于或等于0.5mm且小于或等于4.0mm。內(nèi)耐蝕層140的厚度例如大于或等于1mm且小于或等于8mm。當內(nèi)耐蝕層140的厚度大于或等于1mm時，內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150彼此可以充分地絕緣。當內(nèi)耐蝕層140的厚度小于或等于8mm時，電纜100的外徑可以保持在合適的尺寸。例如，外屏蔽層150的厚度(在徑向上的厚度)大于或等于0.5mm且小于或等于4.0mm，并且外耐蝕層160的厚度大于或等于1.0mm且小于或等于8.0mm。

(接地結(jié)構)

如圖1所示，根據(jù)實施例的電纜系統(tǒng)10，電纜100的內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150以不同的方式接地。這里，電纜100a至100c具有相同的接地結(jié)構。此外，對于圖1的實例，作為電源的變電站500例如在電纜100的軸向上的一端e1處與導體110連接。

內(nèi)屏蔽層130在電纜100的軸向上的一端e1處直接接地。內(nèi)屏蔽層130在變電站500的位置處(虛線內(nèi))接地，使得其電位變得與變電站500側(cè)的大地的電位相同。另一方面，內(nèi)屏蔽層130在電纜100的軸向上的另一端e2處開路。

同時，外屏蔽層150在電纜100的軸向上的另一端e2處直接接地。另一方面，外屏蔽層150在電纜100的軸向上的一端e1處開路。

由于內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150在彼此相反的端部分直接接地，因此對于當變電站500與電纜100的軸向上的一端e1連接時以及當變電站500與電纜100的軸向上的另一端e2連接時這兩種情況，當電纜100中發(fā)生接地故障時，故障電流可以通過內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150中的一者朝向變電站500側(cè)的大地流動。這一點將在后文中詳細描述。

(2)當發(fā)生接地故障時故障電流的流動

接下來，參考圖5和圖6，對當在電纜系統(tǒng)10中發(fā)生接地故障時故障電流的流動進行描述。圖5是示出當在實施例的電纜系統(tǒng)10中發(fā)生接地故障時的第一實例的示意圖。圖6是示出當在實施例的電纜系統(tǒng)10中發(fā)生接地故障時的第二實例的示意圖。

這里，如上文所述，存在這樣的情況：作為電源的變電站500是設置在電纜100的軸向上的一端e1側(cè)還是在電纜100的軸向上的另一端e2側(cè)預先是不知道的。在下文中，假定在第一實例中，作為電源的變電站500在電纜100的軸向上的一端e1處與導體110連接，并且在第二實施例中，作為電源的變電站500在電纜100的軸向上的另一端e2處與導體110連接。

(第一實例)

在圖5的第一實例中，假定由于從電纜100的外周所施加的外力、由于絕緣體120的內(nèi)部故障等而在電纜100中發(fā)生接地故障，并且導體110在故障點ap處經(jīng)由內(nèi)屏蔽層130與外屏蔽層150短路。在此時，故障電流(fc)從導體110的與變電站500連接的一端e1側(cè)流向故障點ap。這里，如上文所述，內(nèi)屏蔽層130的一端e1直接接地并且內(nèi)屏蔽層130的另一端e2開路。因此，故障電流不流入內(nèi)屏蔽層130的另一端e2側(cè)的大地，而是通過在故障點ap處返回而流入內(nèi)屏蔽層130的一端e1側(cè)的大地。如此地，故障電流可以安全地釋放到內(nèi)屏蔽層130的一端e1側(cè)的大地，換言之，變電站500側(cè)的大地。

在此時，由于在故障點ap處發(fā)生導體110到外屏蔽層150的短路，因此故障電流可以流過外屏蔽層150。然而，在第一實例中，由于以下原因，故障電流幾乎不會流過外屏蔽層150。具體地說，如上文所述，外屏蔽層150的一端e1開路，并且外屏蔽層150的另一端e2直接接地。因此，如果故障電流也流過外屏蔽層150，則故障電流不能流向外屏蔽層150的一端e1側(cè)，但可以經(jīng)由故障點ap流入外屏蔽層150的另一端e2側(cè)的大地。由于外屏蔽層150的另一端e2側(cè)的大地遠離變電站500側(cè)的大地，因此從外屏蔽層150的另一端e2流入大地的故障電流傾向于經(jīng)由地下深層路徑(圖5中以虛線示出)進一步流至變電站500側(cè)的大地。然而，由于地下深層路徑處電阻高，因此故障電流幾乎不會流過從故障點ap經(jīng)由外屏蔽層150的另一端e2側(cè)的大地到變電站500側(cè)的大地的路徑。因此，在第一實例中，如果電纜100中發(fā)生接地故障，則故障電流主要通過內(nèi)屏蔽層130從故障點ap朝向內(nèi)屏蔽層130的一端e1側(cè)的大地流動。由此，抑制了故障電流在地下擴散到電纜系統(tǒng)10的電力路徑的外部。

此外，在此時，流過導體110的故障電流的方向和流過內(nèi)屏蔽層130的故障電流的方向彼此相反。由此，由于流過導體110的故障電流而在電纜100周圍產(chǎn)生的磁場與由于流過內(nèi)屏蔽層130的故障電流而在電纜100周圍產(chǎn)生的磁場可以彼此抵消。

(第二實例)

在圖6的第二實例中，與第一實例類似，假定在電纜100中發(fā)生接地故障，并且在故障點ap處導體110經(jīng)由內(nèi)屏蔽層130與外屏蔽層150短路。在此時，故障電流(fc)從導體110的與變電站500連接的另一端e2側(cè)流向故障點ap。這里，如上文所述，外屏蔽層150的另一端e2直接接地并且外屏蔽層150的一端e1開路。因此，故障電流不流入外屏蔽層150的一端e1側(cè)的大地，而是通過在故障點ap處返回而流入外屏蔽層150的另一端e2側(cè)的大地。如此地，故障電流可以安全地釋放到外屏蔽層150的另一端e2側(cè)的大地，換言之，變電站500側(cè)的大地。

在此時，在故障點ap處，不僅導體110與外屏蔽層150短路，導體110與內(nèi)屏蔽層130也短路。因此，故障電流可以流過內(nèi)屏蔽層130。然而，在第二實例中，由于以下原因，故障電流幾乎不會流過內(nèi)屏蔽層內(nèi)屏蔽層130。具體地說，如上文所述，內(nèi)屏蔽層130的一端e1直接接地并且內(nèi)屏蔽層130的另一端e2開路。因此，如果故障電流也流過內(nèi)屏蔽層130，則故障電流不能流向內(nèi)屏蔽層130的另一端e2側(cè)，但可以經(jīng)由故障點ap流入內(nèi)屏蔽層130的一端e1側(cè)的大地。由于內(nèi)屏蔽層130的一端e1側(cè)的大地遠離變電站500側(cè)的大地，因此從內(nèi)屏蔽層130的一端e1流入大地的故障電流傾向于經(jīng)由地下深層路徑(圖6中的虛線)進一步流至變電站500側(cè)的大地。然而，由于地下深層路徑中電阻高，因此故障電流幾乎不會流過從故障點ap經(jīng)由內(nèi)屏蔽層130的一端e1側(cè)的大地到變電站500側(cè)的大地的路徑。因此，在第二實例中，如果電纜100中發(fā)生接地故障，則故障電流主要通過外屏蔽層150從故障點ap朝向外屏蔽層150的另一端e2側(cè)的大地流動。由此，抑制了故障電流在地下擴散到電纜系統(tǒng)10的電力路徑的外部。

此外，在此時，流過導體110的故障電流的方向和流過外屏蔽層150的故障電流的方向彼此相反。由此，由于流過導體110的故障電流而在電纜100周圍產(chǎn)生的磁場與由于流過外屏蔽層150的故障電流而在電纜100周圍產(chǎn)生的磁場可以彼此抵消。

(3)構造電纜系統(tǒng)的方法以及使電纜系統(tǒng)接地的方法

接下來，參考圖1、圖2以及圖7至圖9，描述構造實施例的電纜系統(tǒng)10的方法以及安裝實施例的電纜系統(tǒng)10的方法。圖7是示出構造實施例的電纜系統(tǒng)10的方法的流程圖。圖8是示出挖掘步驟的示意圖。圖9是示出管路插入步驟的示意圖。

(s110：制備步驟)

首先，制備電纜100，電纜100包括從中央朝向外側(cè)設置的導體110、絕緣體120、內(nèi)屏蔽層130、內(nèi)耐蝕層140、外屏蔽層150以及外耐蝕層160。對于制造電纜100的具體方法，例如，在沿軸向移動導體110的同時，擠出涂覆絕緣體120，以覆蓋導體110的外周。接下來，擠出涂覆內(nèi)屏蔽層130(其構成擠出護套)，以覆蓋絕緣體120的外周。接下來，擠出涂覆內(nèi)耐蝕層140，以覆蓋內(nèi)屏蔽層130的外周。接下來，通過螺旋狀地卷繞多個扁線材152等來形成外屏蔽層150，以覆蓋內(nèi)耐蝕層140的外周。接下來，擠出涂覆外耐蝕層160以覆蓋外屏蔽層150的外周。利用這種制造方法，制造三個電纜100。

此外，制備具有能夠供電纜100插入的內(nèi)徑的管路200。例如，連續(xù)擠出成型管路200，使得管路200的長度變得與電纜100的安裝距離相同。

(s120：挖掘步驟)

接下來，如圖8所示，采用水平定向鉆進，通過在旋轉(zhuǎn)挖掘器700的鉆頭720的同時挖掘土地而在地下形成管路插入孔280。具體地說，通過從地面傾斜向下地向地下挖掘來形成管路插入孔280的第一傾斜部分281。然后，通過從第一傾斜部分281的端部分以預定深度沿水平方向挖掘來形成管路插入孔280的水平部分282。然后，通過從水平部分282的端部分傾斜向上地向地面挖掘來形成管路插入孔280的第二傾斜部分283(見圖2)。通過這種方法，挖掘出沿相同方向延伸并且在水平方向上以預定距離彼此分開的三個管路插入孔280。這里，在挖掘管路插入孔280中的每一個之后，將液體材料加壓注入各個管路插入孔280中，以便在插入管路200之前抑制管路插入孔280的收縮。

(s130：管路插入步驟)

接下來，如圖9所示，將管路200插入管路插入孔280中。具體地說，首先，將拉孔(拉拽夾具)(在附圖中未示出)附接到管路200的前端。接下來，將預先插入管路插入孔280中的線材(在附圖中未示出)與拉孔連接。然后，通過拉拽線材將管路200插入管路插入孔280中。通過這種方法，將三個管路200分別插入三個管路插入孔280中。

(s140：電纜插入步驟)

接下來，如圖2所示，將電纜100插入管路200中。具體地說，首先，將拉孔(在附圖中未示出)附接到電纜100的前端。接下來，將預先插入管路200中的線材(在附圖中未示出)與拉孔連接。然后，通過拉拽線材將電纜100插入管路200中。通過這種方法，將電纜100分別插入三個管路200中。

(s150：接地步驟)

接下來，如圖1所示，使內(nèi)屏蔽層130在電纜100的軸向上的一端e1處直接接地。同時，使外屏蔽層150在電纜100的軸向上的另一端e2處直接接地。這里，在此時，內(nèi)屏蔽層130在電纜100的軸向上的另一端e2處開路，并且外屏蔽層150在電纜100的軸向上的一端e1處開路。

接下來，將導體110與電纜100的軸向上的一端e1處的變電站500連接。

如此地，在三個電纜100的每一個中，通過預定的接地結(jié)構使內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150接地，并且將導體110與變電站500連接。由此，構造電纜系統(tǒng)10。

(4)實施例的效果

根據(jù)實施例，可以得到以下一個或多個效果。

(a)在電纜100的軸向上的一端e1處，內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150中僅內(nèi)屏蔽層130直接接地。另一方面，在電纜100的軸向上的另一端e2處，內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150中僅外屏蔽層150直接接地。因此，對于當變電站500與電纜100的軸向上的一端e1連接時以及與電纜100的軸向上的另一端e2連接時這兩種情況，當電纜100中發(fā)生接地故障時，故障電流總是可以通過內(nèi)屏蔽層130或外屏蔽層150安全地流入(釋放到)變電站500側(cè)的大地。由此，抑制了故障電流經(jīng)由地下深層路徑朝向變電站500側(cè)的大地流動，并且抑制了故障電流在地下擴散到電纜系統(tǒng)10的電力路徑的外部。

(b)當接地故障發(fā)生時，故障電流通過在故障點ap處從導體110返回而流過內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150中的一者。這意味著在導體110中流動的故障電流的方向以及在內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150中的一者中流動的故障電流的方向彼此相反。由此，由于流過導體110的故障電流而在電纜100周圍產(chǎn)生的磁場與由于在內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150中的一者中流動的故障電流而在電纜100周圍產(chǎn)生的磁場可以彼此抵消。結(jié)果，當接地故障發(fā)生時，可以抑制電纜系統(tǒng)10附近的通信設備等中通信故障的產(chǎn)生。

(c)在本實施例中，將內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150結(jié)合到電纜100中并且在彼此相反的端部分處直接接地。由此，當沿長距離安裝電纜100時，以及當難以在電纜100附近設置作為ecc的平行接地線時，通過安裝電纜100，電纜100中的每一個中的內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150可以用作替代ecc來釋放故障電流的路徑。因此，可以通過內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150中的一者安全地釋放故障電流。因此，根據(jù)實施例，即使在沿長距離安裝電纜100時，也可以在不使用ecc的情況下保持電纜系統(tǒng)10的安全。

(d)在本實施例中，外屏蔽層150在電纜100的軸向上的一端e1處開路，同時內(nèi)屏蔽層130在電纜100的軸向上的另一端e2處開路。這意味著內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150中的每一個是開放電路。由此，當正常電流流過電纜100時，抑制了循環(huán)電流流過內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150，并且抑制了內(nèi)屏蔽層130和外屏蔽層150被焦耳損失加熱。結(jié)果，可以抑制電纜100的傳輸能力的降低。

盡管已經(jīng)具體地示出并描述了電纜、電纜系統(tǒng)、使電纜系統(tǒng)接地的方法以及構造電纜系統(tǒng)的方法的優(yōu)選實施例，但應當理解，在不背離權利要求所限定的發(fā)明的要旨和范圍的情況下可以在這些優(yōu)選實施例中作小的修改。

本發(fā)明不限于具體的公開實施例，并且在不背離本發(fā)明的要旨和范圍的情況下可以作出許多改變和修改。

在上述實施例中，描述了長距離安裝三相電纜100并且在各電纜100間具有間隔時應用電纜系統(tǒng)10的接地結(jié)構的情況。然而，即使在短距離安裝電纜時或者在三相電纜安裝在彼此附近時，也可以應用上述電纜系統(tǒng)的接地結(jié)構。

在上述實施例中，描述了在安裝三相電纜100時應用電纜系統(tǒng)10的接地結(jié)構的情況。然而，即使在安裝單個電纜時也可以應用上述電纜系統(tǒng)的接地結(jié)構。作為選擇，即使在安裝兩個、四個或更多個電纜時也可以應用上述電纜系統(tǒng)的接地結(jié)構。

在上述實施例中，描述了內(nèi)屏蔽層130構造為擠出護套并且通過卷繞多個扁線材152來構造外屏蔽層150的情況。然而，不僅內(nèi)屏蔽層，外屏蔽層也可以構造為擠出護套。作為選擇，內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層中的一者可以構造為將金屬絲編織成管狀形狀的編織層。

在上述實施例中，描述了這樣的情況：內(nèi)屏蔽層130在電纜100的軸向上的一端e1處直接接地并且外屏蔽層150在電纜100的軸向上的另一端e2處直接接地，同時內(nèi)屏蔽層130在電纜100的軸向上的另一端e2處開路并且外屏蔽層150在電纜100的軸向上的一端e1處開路。然而，電纜100的軸向上的另一端e2處的內(nèi)屏蔽層130以及電纜100的軸向上的一端e1處的外屏蔽層150中的每一個可以不完全開路，而是可以經(jīng)由電涌放電器接地，電涌放電器作為針對被稱作電涌的瞬時現(xiàn)象的應對手段。電涌放電器是指在正常狀態(tài)下體現(xiàn)高電阻而在施加過電壓時體現(xiàn)低電阻的元件。通過應用這種接地結(jié)構，即使電涌電壓施加到內(nèi)屏蔽層130或外屏蔽層150，由于電涌放電器體現(xiàn)低的電阻，因此電涌電流也可以安全地釋放到大地。

在上述實施例中，描述了通過水平定向鉆進來挖掘供管路200插入的管路插入孔280的情況。然而，可以通過其它方法將管路安裝在地下。

此外，可以不將電纜100插入管路200中，而是可以將電纜100直接埋在地下。

根據(jù)各實施例，即使在長距離安裝電纜時也可以確保安全。

本文所描述的主題的各個方面由以下編號的條款非窮盡性地陳述：

(條款1)

根據(jù)實施例，提供一種電纜，其包括從中央朝向外側(cè)設置的：

導體；

絕緣體；

內(nèi)屏蔽層；

內(nèi)耐蝕層；

外屏蔽層；以及

外耐蝕層，

其中，在電纜的軸向上的一端處，內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層中僅內(nèi)屏蔽層直接接地，并且

在電纜的軸向上的另一端處，內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層中僅外屏蔽層直接接地。

(條款2)

根據(jù)條款1所述的電纜優(yōu)選地構造為使得，對于當向?qū)w供應電力的電源與電纜的軸向上的一端連接時以及與電纜的軸向上的另一端連接時這兩種情況，當電纜中發(fā)生接地故障時，故障電流通過內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層中的一者流入電源側(cè)的大地。

(條款3)

根據(jù)條款1或2所述的電纜，優(yōu)選地，其中內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層通過內(nèi)耐蝕層而彼此絕緣。

(條款4)

根據(jù)另一實施例，提供一種電纜系統(tǒng)，該電纜系統(tǒng)包括：

電纜，其包括從中央朝向外側(cè)設置的：導體、絕緣體、內(nèi)屏蔽層、內(nèi)耐蝕層、外屏蔽層以及外耐蝕層，

其中，在電纜的軸向上的一端處，內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層中僅內(nèi)屏蔽層直接接地，并且

在電纜的軸向上的另一端處，內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層中僅外屏蔽層直接接地。

(條款5)

根據(jù)條款4所述的電纜系統(tǒng)，優(yōu)選地，還包括埋在地下的管路，并且電纜插通管路。

(條款6)

根據(jù)條款5所述的電纜系統(tǒng)，優(yōu)選地還包括：

多個電纜；以及

多個管路，其設置為在水平方向上彼此分開，

其中，多個電纜分別插入多個管路中。

(條款7)

根據(jù)條款4至6中任一項所述的電纜系統(tǒng)，優(yōu)選地，其中電纜的軸向上的距離(長度)大于或等于1km且小于或等于5km。

(條款8)

根據(jù)條款6所述的電纜系統(tǒng)，優(yōu)選地，其中多個管路之間的間距大于或等于1.5m且小于或等于20m。

(條款9)

根據(jù)另一實施例，提供一種電纜系統(tǒng)，該電纜系統(tǒng)包括：

多個管路，其埋在地下，并且設置為在水平方向上彼此分開；以及

分別插入在多個管路中的多個電纜，

電纜中的每一個包括從中央朝向外側(cè)設置的：導體、絕緣體、內(nèi)屏蔽層、內(nèi)耐蝕層、外屏蔽層以及外耐蝕層，

其中，在電纜中的每一個中，在電纜的軸向上的一端處，內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層中僅內(nèi)屏蔽層直接接地，

其中，在電纜中的每一個中，在電纜的軸向上的另一端處，內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層中僅外屏蔽層直接接地，并且

電纜中的每一個構造為使得，對于當向?qū)w供應電力的電源與電纜的軸向上的一端連接時以及與電纜的軸向上的另一端連接時這兩種情況，當電纜中發(fā)生接地故障時，故障電流通過內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層中的一者流入電源側(cè)的大地。

(條款10)

根據(jù)另一實施例，提供一種使電纜系統(tǒng)接地的方法，該方法包括：

制備電纜，電纜包括從中央朝向外側(cè)設置的導體、絕緣體、內(nèi)屏蔽層、內(nèi)耐蝕層、外屏蔽層以及外耐蝕層；

在電纜的軸向上的一端處，使內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層中僅內(nèi)屏蔽層直接接地；以及

在電纜的軸向上的另一端處，使內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層中僅外屏蔽層直接接地。

(條款11)

根據(jù)另一實施例，提供一種構造電纜系統(tǒng)的方法，該方法包括：

在地下挖掘管路插入孔；

將管路插入管路插入孔中；

將包括從中央朝向外側(cè)設置的導體、絕緣體、內(nèi)屏蔽層、內(nèi)耐蝕層、外屏蔽層以及外耐蝕層的電纜插入管路中；

在電纜的軸向上的一端處，使內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層中僅內(nèi)屏蔽層直接接地；以及

在電纜的軸向上的另一端處，使內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層中僅外屏蔽層直接接地。

(條款12)

根據(jù)條款11所述的構造電纜系統(tǒng)的方法，優(yōu)選地，其中在管路插入孔的挖掘中，通過水平定向鉆進來挖掘水平管路插入孔。