CN1155847C - 完全绝缘材料的自支撑式光缆组合件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一条安装在超高压电力传输桥塔上的完全绝缘材料的自支撑式光缆，包括：一个由金属材料制成的第一铠装杆，所述第一铠装杆与所述完全绝缘材料的自支撑式光缆的一个终端连接；一个用来绝缘所述第一铠装杆的绝缘件；以及一个由绝缘材料制成的第二铠装杆，所述第二铠装杆以预定的长度，从用所述绝缘件绝缘的完全绝缘材料的自支撑式光缆的一部分的一个终端开始，包绕所述完全绝缘材料的自支撑式光缆。本发明还涉及一种制造安装在超高压电力传输桥塔上的完全绝缘材料的自支撑式光缆的方法。

Description

完全绝缘材料的自支撑式 光缆组合件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种光缆，并且更具体地，本发明涉及一种完全绝缘材料的自支撑式光缆(以后称之为“ADSS光缆”)的设计，该光缆是一种与超高压电力线安装在一起的完全绝缘材料的光缆。

背景技术

一条高架线沿着利用架空杆和建筑物的结构等形成的空中线路安装。在这种高架线中，由于高架线的重量集中在建筑物上的安装部位，实践中采用了一种通过多个支撑线支撑高架线的方法。这种情况下，基于高架线的重量而产生的大部分拉压载荷由多个缆绳承受。与此同时，在合成纤维的高架地线(OHGW)的情况下，以一种由其自身承受该拉压载荷的方式构造电缆体。作为用多个支撑缆绳支撑的这种电缆，现有技术中已经公开了一种通过已经安装在支撑缆绳上的挂钩悬挂的光缆和有一个与之整体形成在一起的支撑结构的一种自支撑光缆。

图1是一个ADSS光缆安装在桥塔上的状态示意图。

一条高架地线120安装在超高压电力传输桥塔110的最顶部，一条电力线130安装在该高架地线120的下面，以及一条ADSS光缆140安装在电力线130的下面。该ADSS光缆140通过一个铠装杆150捆绑在该超高压电力传输桥塔110上。

图2显示的是一个电场，该电场取决于该ADSS光缆所安装的位置。P1点的电场用由电力线产生的+Q电荷和由于桥塔(-Q)、大地(-Q2)以及原点(+Q)产生的镜像电荷产生的电场的总和表示。在该ADSS光缆的终端配备的该桥塔、大地和金属(铠装杆)使得该ADSS光缆的终端处的电场在水平方向内转变方向。用相对于电力线的某一线段的积分和来表示该ADSS光缆的安装位置处的电场的大小和方向。

此后，将参照图3详细说明取决于ADSS光缆的安装位置的该电场的大小和方向。

[公式1]

${\stackrel{\‾}{E}}_{P1}={\∫}_O^{\mathrm{Span}}d{\stackrel{\‾}{E}}_{P1}^1\cos \mathrm{\θ}={\∫}_O^{\mathrm{Span}}\frac{P_{1}d1\cos \mathrm{\θ}}{4\mathrm{\π}{E}_0{R}^2}=\frac{P_1}{4\mathrm{\π}{\∈}_0}{\∫}_{{\mathrm{\θ}}_1}^{{\mathrm{\θ}}_2}\frac{{h\tan }^2\mathrm{\θd\θ}\cos \mathrm{\θ}}{h^2{\tan }^2\mathrm{\θ}}$

$\frac{P_1}{4{\mathrm{\π}\∈}_0}{\∫}_{{\mathrm{\θ}}_1}^{{\mathrm{\θ}}_2}\frac{\cos \mathrm{\θd\θ}}{h}=\frac{P_1}{{4\mathrm{\π}\∈}_0}[\sin \mathrm{\θ}{]}_{{\mathrm{\θ}}_1}^{{\mathrm{\θ}}_2}$

其中r是桥塔和位置P1之间的距离，l是位置P1和电力线的远端之间的距离，h是电力线和ADSS光缆之间的高度，ρ₁是直线电荷密度，

R²＝h²+l²＝h²(1+sec²θ)＝h²tan²θ

l＝hsecθ    dl＝htan²θdθ

${\mathrm{\θ}}_1=(180-\mathrm{\α}\tan \frac{h}{r})$ ${\mathrm{\θ}}_2=\mathrm{\α}\tan \left(\frac{h}{\mathrm{span}-r}\right),$

并且跨度span是两个桥塔之间的电力线的全长。

图4显示的是由电力线输出的电场Ep在桥塔、大地和ADSS光缆的铠装杆的作用下，其方向和大小沿该ADSS光缆的表面轴线的变化。

通过水平方向的一部分铠装杆的电场跟踪形成该ADSS光缆的包皮层的放电路径。

图5是状态示意图，其中当该ADSS光缆的表面上存在包含离子的盐水或水蒸气时，通过在它们之间起电而形成一个电场。

用E_A与E_PA的矢量和表示区域A的电场E_A-sum的大小和方向，其中E_A是由单个水滴的形状(曲率半径)、离子浓度、铠装杆的末端的曲率以及分开的距离决定的，而E_PA是由该铠装杆与电力线上的单个水滴之间的空间形成的。

            E_A-SUM＝ E_A+ E_PA

如果该E_A-sum的电场超出空气的介电击穿强度，该ADSS光缆的包皮层由于金属元件的自由电子的介入而受到破坏。

用E_B与E_PB的矢量和表示区域B的电场E_B-sum的大小和方向，其中E_B是由单个水滴的形状(曲率半径)、离子浓度以及单个水滴之间的分割距离决定的，并且E_PB是在该电力线上的单个水滴之间的空间形成的。

                   E_B-SUM＝ E_B+ E_PB

如果该E_B-sum的电场超出空气的介电击穿强度，尽管不会出现在铠装杆的情况下的自由电子的介入，但是，该ADSS光缆的包皮层由于静电现象而受到破坏。

从而，安装在超高压电力传输桥塔上的ADSS光缆的空端处的电场，在桥塔、大地和该ADSS光缆的空端的作用下在水平方向内转变方向。由于盐分和环境污染而存在的包含离子的雨滴、露珠等水滴在铠装杆的末端引起带电，这样，这些水滴之间的电场强度引起空气的介电击穿。结果，带来一个问题是该ADSS光缆的包皮层受到所述铠装杆的自由电子的破坏。

发明内容

因此，本发明致力于解决相关技术中存在的问题，并且本发明的一个目的在于提供一种完全绝缘材料的自支撑式光缆以及制造这种光缆的方法，其中铠装杆的远端用一个绝缘件形成绝缘，从而由于盐分和环境污染形成的包含离子的雨滴、露珠等水滴用来在铠装杆的远端引起带电，当这些水滴之间的电场强度引起空气的介电击穿时，通过在桥塔、大地和ADSS光缆的终端(包括铠装杆)的作用下，ADSS光缆的终端处的电场在水平方向内转变方向这一事实，防止该ADSS光缆的包皮层受到铠装杆的自由电子的破坏。

为了实现上述目的，根据本发明，提供了一条安装在超高压电力传输桥塔上的完全绝缘材料的自支撑式光缆组合件，其特征在于所述光缆组合件包括：

光缆；

一个由金属材料制成的第一铠装杆，所述第一铠装杆与所述完全绝缘材料的自支撑式光缆的一个终端连接；

一个用来绝缘所述第一铠装杆的绝缘件；以及

一个由绝缘材料制成的第二铠装杆，所述第二铠装杆以预定的长度，从用所述绝缘件绝缘的完全绝缘材料的自支撑式光缆的一部分的一个终端开始，包绕所述完全绝缘材料的自支撑式光缆。

本发明还提供了一种制造安装在超高压电力传输桥塔上的完全绝缘材料的自支撑式光缆组合件的方法，包括以下步骤：

将所述光缆的一个终端与由金属材料制成的第一铠装杆彼此相连接，从而将所述光缆与超高压电力传输桥塔相连接；

用一个绝缘件将与所述光缆的所述终端相连接的所述第一铠装杆绝缘；以及

通过在所述光缆周围缠绕由绝缘材料制成的第二铠装杆，包绕一个预定长度的所述光缆，所述包绕从一部分所述光缆开始，该部分光缆在所述第一铠装杆与所述光缆的所述终端耦合的状态下被绝缘。

附图说明

通过参照所附附图对最佳实施例的详细说明，将更清楚地说明本发明的上述目的和优点：

图1是一条ADSS光缆安装在桥塔上的状态示意图；

图2是由桥塔、大地和原点产生的镜像电荷的位置，其所述原点取决于该ADSS光缆的安装位置；

图3是说明取决于该ADSS光缆的安装位置的电场的大小的示意图；

图4显示的是在桥塔、大地和ADSS光缆的铠装杆的作用下，由电力线输出的电场的方向和大小沿该ADSS光缆的表面轴线的变化的状态示意图；

图5是状态示意图，说明当该ADSS光缆的表面上存在包含离子的盐水或水蒸气时，通过在它们之间带电而形成的电场。

图6是根据本发明的一个实施例的ADSS光缆的结构的示意图；

图7是根据本发明的ADSS光缆与电力线一同安装在桥塔上的状态示意图。

具体实施方式

现在来更详细地说明一些本发明最佳实施例。在附图中，即使是在不同的附图中采用同一标记表示相同或相似的元件。在本发明的以下说明中，当能使本发明的主要内容更清楚时，将省略已知功能和结构的详细说明。

图6说明根据本发明的ADSS光缆的一个实施例。一个ADSS光缆组合包括一条ADSS光缆610，一个第一铠装杆620，一个绝缘件630和一个第二铠装杆640。

上述ADSS光缆610是一种与超高压电力线安装在一起的完全绝缘材料的光缆。该ADSS光缆610用作为一个自支撑光缆。上述第一铠装杆620由金属材料制成并且作为将超高压电力传输桥塔和该ADSS光缆610彼此连接的装置，从而将该ADSS光缆610安装在该超高压电力传输桥塔上。所说绝缘件630将与所说的ADSS光缆610的终端相连接的第一铠装杆620绝缘，并且该绝缘件由聚合物、橡胶或类似的高阻抗材料制成。该第二铠装杆640由绝缘材料制成。通过缠绕，该第二铠装杆640以预定的长度从用绝缘件630绝缘的该ADSS光缆的末端部分开始包绕该ADSS光缆610。

此后，根据上述结构更详细地说明本发明。

为了将该ADSS光缆610与该超高压电力传输桥塔相连接，该ADSS光缆610的终端与用金属制成的第一铠装杆620彼此相连接。用绝缘件630将与该ADSS光缆610的终端相连接的第一铠装杆620绝缘。该绝缘件630用聚合物、橡胶或类似的高阻抗材料制成。进而，通过缠绕，该第二铠装杆640以预定的长度从用绝缘件630绝缘的该ADSS光缆的末端部分开始包绕该ADSS光缆610，其中由金属材料制成的该第一铠装杆620与该ADSS光缆610的终端相耦合。

由于用所说的绝缘件630将第一铠装杆620绝缘，防止由于该第一铠装杆620的存在，导致自由电子进入到ADSS光缆610中。基于此，由于ADSS光缆610的终端的电场在桥塔、大地和该ADSS光缆610的终端(包括第一铠装杆620)的作用下在水平方向内发生转变方向的情况，由于盐分和环境污染通过包含离子在内的雨滴、露珠等在该第一铠装杆620的远端引起带电的水滴，这些水滴之间的电场强度不会引起空气之间的电介质的击穿。结果，从该电力线输出的电场Ep防止该ADSS光缆610的包皮层由于在第一铠装杆620的水平方向的部分静电场而继续形成放电路径。

此外，由于包绕该ADSS光缆610的事实，通过缠绕该第二铠转杆640，借助于在第一铠装杆620与该ADSS光缆610的终端耦合的状态中从绝缘的ADSS光缆610的末端部分开始的预定长度，由带电的单个水滴之间的绝缘就可能防止该ADSS光缆610受到破坏。

图7说明的是通过缠绕包绕ADSS光缆的包皮层的所说第二铠装杆与电力线之间的关系。

第二铠装杆730是由绝缘的材料制成并且通过缠绕来包绕ADSS光缆720的包皮层，该第二铠装杆730的P位置的电场的大小和方向，不受电力线710的全长的影响，但是受电力线710从A点到B点的长度的影响。这样，电场的大小减少并且电场的方向保持垂直。

如从上面提到的公式1中已经可以看出，由绝缘材料制成的第二铠装杆730在位置P的电场的大小和方向根据电力线710的全长而发生变化。因而，如果加长该电力线710的全长，影响ADSS光缆720的电场增大。

因而，电力线710通过用绝缘材料制成的第二铠装杆730的间距p，通过一个电场强度在该ADSS光缆720上产生作用，该电场强度受到电力线710的线段AB的限制。

进而，通过缠绕，所说第二铠装杆730包绕ADSS光缆的一部分(该光缆连接在桥塔上，并且这一部分在水平方向上的电场强度很大)这一事实，单个水滴之间的距离增加，并且在一定的区域内，水平方向的电场转化成垂直方向。

如上所述，通过本发明提供了一些优点：由于用金属材料制成的并且与ADSS光缆的终端相连接的第一铠装杆用一个绝缘件加以绝缘，防止该ADSS光缆的包皮层由于自由电子的进入而受到破坏，从而保证了长期的可靠性；进而，因为通过缠绕，用绝缘材料制成的第二铠装杆从绝缘的ADSS光缆的末端部分开始以预定的长度包绕ADSS光缆，防止ADSS光缆的包皮层由于在带电的单个水滴之间存在的空气的介电击穿而受到破坏，从而保证长期的可靠性。

尽管业已参照目前认为最实用和优选的实施例公开了本发明，可以理解本发明不仅仅限于所公开的实施例，并且，与之相对应，在所附的权利要求书的精神和范围内希望能覆盖各种改进方案。

Claims (2)

1.一条安装在超高压电力传输桥塔上的完全绝缘材料的自支撑式光缆组合件，其特征在于所述光缆组合件包括：

光缆；

一个由金属材料制成的第一铠装杆，所述第一铠装杆与所述完全绝缘材料的自支撑式光缆的一个终端连接；

一个用来绝缘所述第一铠装杆的绝缘件；以及

一个由绝缘材料制成的第二铠装杆，所述第二铠装杆以预定的长度，从用所述绝缘件绝缘的完全绝缘材料的自支撑式光缆的一部分的一个终端开始，包绕所述完全绝缘材料的自支撑式光缆。

2.一种制造安装在超高压电力传输桥塔上的完全绝缘材料的自支撑式光缆组合件的方法，包括以下步骤：

将所述光缆的一个终端与由金属材料制成的第一铠装杆彼此相连接，从而将所述光缆与超高压电力传输桥塔相连接；

用一个绝缘件将与所述光缆的所述终端相连接的所述第一铠装杆绝缘；以及

通过在所述光缆周围缠绕由绝缘材料制成的第二铠装杆，包绕一个预定长度的所述光缆，所述包绕从一部分所述光缆开始，该部分光缆在所述第一铠装杆与所述光缆的所述终端耦合的状态下被绝缘。

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