[go: up one dir, main page]

RU2530039C2 - Высоковольтный электрический передающий кабель - Google Patents

Высоковольтный электрический передающий кабель Download PDF

Info

Publication number
RU2530039C2
RU2530039C2 RU2011136697/07A RU2011136697A RU2530039C2 RU 2530039 C2 RU2530039 C2 RU 2530039C2 RU 2011136697/07 A RU2011136697/07 A RU 2011136697/07A RU 2011136697 A RU2011136697 A RU 2011136697A RU 2530039 C2 RU2530039 C2 RU 2530039C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coating
cable according
composite
cable
elements
Prior art date
Application number
RU2011136697/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011136697A (ru
Inventor
Софи БАРБО
Даниэль ГУЭРИ
Мишель МАРТИН
Клаус-Фридрих ТЕУНЕ
Михаэль МЕЙЕР
Коринн ПУЛАР
Original Assignee
Нексан
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нексан filed Critical Нексан
Publication of RU2011136697A publication Critical patent/RU2011136697A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2530039C2 publication Critical patent/RU2530039C2/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/22Metal wires or tapes, e.g. made of steel
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/08Several wires or the like stranded in the form of a rope
    • H01B5/10Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material
    • H01B5/102Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material stranded around a high tensile strength core
    • H01B5/105Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material stranded around a high tensile strength core composed of synthetic filaments, e.g. glass-fibres
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/303Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups H01B3/38 or H01B3/302
    • H01B3/305Polyamides or polyesteramides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00Power cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/182Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring comprising synthetic filaments
    • H01B7/1825Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring comprising synthetic filaments forming part of a high tensile strength core
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/22Metal wires or tapes, e.g. made of steel
    • H01B7/221Longitudinally placed metal wires or tapes
    • H01B7/223Longitudinally placed metal wires or tapes forming part of a high tensile strength core

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Suspension Of Electric Lines Or Cables (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электрическому кабелю (10), преимущественно к высоковольтным электрическим передающим кабелям или воздушным кабелям для транспортировки энергии, называемым воздушными линиями электропередачи. Электрический кабель содержит по меньшей мере один композитный несущий элемент (1), содержащий один или более армирующих элементов, по меньшей мере частично заключенный(ых) в органическую матрицу; покрытие (2), окружающее упомянутый или упомянутые композитные несущие элементы (1), причем упомянутое покрытие (2) является герметичным вокруг всего или всех композитных несущих элементов (1); и по меньшей мере один проводящий элемент (3), окружающий упомянутое покрытие (2), в котором герметичное покрытие выполнено в форме трубки с толщиной самое большее 3000 мкм. Изобретение обеспечивает улучшение механических характеристик на разрыв кабеля, равномерно распределяя те механические усилия, которые могут вызываться сжатием проводящих элементов и/ или герметичного покрытия во время установки электрического кабеля. 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к электрическому кабелю. Оно применяется типично, но не исключительно, к высоковольтным электрическим передающим кабелям или воздушным кабелям для транспортировки энергии, обычно называемым воздушными линиями электропередачи (ВЛЭ) (по-английски OHL от «OverHead Lines»). Электрические передающие кабели последнего поколения типично имеют в непрерывном режиме относительно высокую рабочую температуру, которая может превышать 90°C и может достигать 200°C или выше.
Документ US 6559385 описывает электрический передающий кабель этого типа, содержащий центральный композитный несущий элемент, содержащий, например, множество углеродных волокон, заключенных в термореактивную матрицу эпоксидного типа, металлическую ленту из алюминия, намотанную вокруг упомянутого композитного несущего элемента, и проводящий элемент, окружающий упомянутое металлическое покрытие.
Тем не менее, когда этот электрический передающий кабель работает в непрерывном режиме при высокой температуре, в частности при рабочей температуре выше 90°C, термореактивная матрица его композитного несущего элемента может претерпевать термоокисление вследствие, в частности, кислорода воздуха, что приводит к химическому повреждению и, следовательно, увеличению пористости упомянутой матрицы. Таким образом, механические свойства композитного несущего элемента, в частности органической матрицы, которая входит в его состав, могут значительно ухудшаться и приводить к разрыву электрического передающего кабеля. Помимо этого, упомянутая органическая матрица подвержена воздействию любого типа внешних агентов, отличных от кислорода воздуха, что также может ухудшать композитный несущий элемент.
Документ EP 1821318 описывает электрический кабель, содержащий композитные проволоки, окруженные алюминиевым покрытием, а упомянутое покрытие само окружено проводящими элементами. Это алюминиевое покрытие относится к типу наполнителя, поскольку оно проникает в промежутки между композитными проволоками. Наконец, каждая композитная проволока может быть окружена теплостойким защитным слоем.
Тем не менее, слишком большая толщина алюминиевого покрытия не позволяет оптимизировать ни вес электрического кабеля, в частности, когда он относится к типу ВЛЭ, ни механические свойства кабеля, в частности его гибкость. Кроме того, алюминиевое покрытие накладывается с существенным подводом тепла, что имеет тенденцию термически ухудшать композитные проволоки.
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы смягчить недостатки технологий уровня техники.
Объектом настоящего изобретения является электрический кабель, содержащий:
- по меньшей мере один композитный несущий элемент, содержащий один или более армирующих элементов, по меньшей мере частично заключенный(ых) в органическую матрицу;
- покрытие, окружающее упомянутый или упомянутые композитные несущие элементы, причем упомянутое покрытие является герметичным вокруг всего или всех композитных несущих элементов; и
- по меньшей мере один (электрический) проводящий элемент, окружающий упомянутое покрытие,
отличающийся тем, что толщина герметичного покрытия составляет самое большее 3000 мкм.
Другими словами, покрытие по изобретению не имеет стыков или отверстий.
Герметичное покрытие преимущественно защищает композитный несущий элемент, каким бы ни был его характер, от всех агрессивных воздействий, к которым он может быть чувствительным, причем такие агрессивные воздействия исходят от внешних агентов, окружающих электрический кабель. Таким образом, герметичное покрытие, в эксплуатационной конфигурации электрического кабеля, предотвращает любое проникновение упомянутых внешних агентов извне упомянутого покрытия в композитный несущий элемент или элементы.
Внешними агентами могут быть, например, кислород воздуха. В этом случае герметичное покрытие предотвращает термоокисление органической матрицы композитного несущего элемента. Внешними агентами могут также быть влага, озон, загрязнение или ультрафиолетовое (УФ) излучение, или же они могут возникать из продуктов обмазки или пропитки или остатков масла от волочения проволоки в ходе изготовления электрического кабеля, в частности при наложении проводящего элемента или элементов вокруг композитного несущего элемента или элементов.
Герметичное покрытие также обладает преимуществом защиты композитного несущего элемента или элементов во время размещения вспомогательного оборудования (арматуры), к примеру соединений или креплений, либо при отрезании проводящего элемента кабеля, а также его защиты от истирания.
Наконец, поскольку толщина герметичного покрытия составляет самое большее только 3000 мкм, электрический кабель по изобретению имеет, с одной стороны, вес, оптимизированный для применения в качестве кабеля ВЛЭ, а, с другой стороны, очень хорошие механические свойства, в частности гибкость: таким образом, герметичное покрытие по изобретению не ухудшает гибкости упомянутого электрического кабеля, привнесенной композитным несущим элементом или элементами.
Гибкость электрического кабеля по изобретению, в частности кабеля ВЛЭ, позволяет предотвращать повреждение упомянутого кабеля, когда, с одной стороны, его наматывают на барабан так, чтобы транспортировать его, и когда, с другой стороны, он проходит через кабелеукладочные машины и/или по шкивам при его установке между двумя электрическими опорами.
Помимо этого, в ходе изготовления упомянутого кабеля применение герметичного покрытия не только существенно упрощается, но и исключает любое термическое повреждение композитного несущего элемента или элементов.
Герметичное покрытие по изобретению может быть преимущественно получено термической обработкой металлического материала и/или полимерного материала.
В первом варианте реализации герметичное покрытие включает в себя по меньшей мере один металлический слой, полученный термической обработкой металлического материала, причем термическая обработка позволяет добиться герметичности покрытия.
Преимущественно, это герметичное "металлическое" покрытие участвует в транспортировке энергии электрическим кабелем при работе, когда оно находится в непосредственном контакте с проводящим элементом. Протекающий в нем ток будет, следовательно, распределяться между герметичным покрытием и проводящим элементом в зависимости от их соответствующих электрических сопротивлений.
Под выражением «по меньшей мере один металлический слой» понимают покрытие, содержащее один или более слоев металла или сплава металлов. Когда покрытие содержит по меньшей мере один металлический слой и по меньшей мере один полимерный слой, покрытие называется комплексным покрытием.
Согласно первому варианту металлический слой получен продольной сваркой металлического материала в форме полосы, при этом сварной шов позволяет добиться герметичности.
Согласно второму варианту металлический слой получен спиральной сваркой металлического материала в форме ленты, при этом сварной шов позволяет добиться герметичности.
Будь то в первом или во втором варианте, сварка металлической полосы или металлической ленты может осуществляться известными специалистам технологиями, а именно лазерной сваркой или электродуговой сваркой в защитном газе (TIG, т.е. неплавящимся (вольфрамовым) электродом в среде инертного газа, или MIG, т.е. плавящимся (металлическим) электродом в среде инертного газа).
В этих двух вариантах очень небольшая толщина герметичного покрытия (т.е. самое большее 3000 мкм) позволяет преимущественно упрощать обмотку металлического материала вокруг композитного несущего элемента или элементов перед сваркой.
Кроме того, небольшая величина подаваемой энергии, с одной стороны, и ограниченная площадь нагрева, возникающего при сварке, с другой стороны, предотвращают термическое повреждение композитного несущего элемента или элементов.
Эти два варианта тем самым являются более выгодными, чем металлический слой, полученный выдавливанием металлического материала вокруг композитного несущего элемента или элементов, в частности когда выдавливание относится к типу «наполнения», подразумевая тем самым приведение в непосредственный контакт выдавленного материала с композитным несущим элементом или элементами. Это обусловлено тем, что выдавливание металлического материала требует очень высоких температур обработки, способных повреждать упомянутые композитные элементы.
Согласно другому признаку изобретения называемое «металлическим» покрытие или металлический слой является кольчатым или рифленым с тем, чтобы, в частности, получать лучшую гибкость упомянутого покрытия. Другими словами, герметичное металлическое покрытие имеет на своей внешней поверхности параллельные или спиральные волнистости.
Согласно одному признаку герметичного металлического покрытия по изобретению металлический материал является металлом или сплавом металлов и может быть, более конкретно, выбран из стали, легированной стали, алюминия, алюминиевых сплавов, меди и медных сплавов.
Во втором варианте реализации герметичное покрытие включает в себя по меньшей мере один полимерный слой, полученный термической обработкой полимерного материала, причем термическая обработка позволяет добиться герметичности покрытия.
Более конкретно, полимерный слой получен размягчением полимерного материала.
Под термином «размягчение» понимают применение температуры, способной сделать полимерный материал податливым, или температуры размягчения, чтобы сделать его герметичным. Например, для кристаллического или полукристаллического термопласта температура размягчения является температурой выше температуры плавления полимерного материала.
Полимерный материал может быть выбран из полиимида, политетрафторэтилена (ПТФЭ), фторированного полимера этилена (ФПЭ) и полиоксиметилена (ПОМ), или их смеси.
В качестве примера может использоваться лента ФПЭ для спирального обматывания композитного элемента или элементов с ненулевой степенью перекрытия. Эту ленту ФПЭ затем термически обрабатывают посредством нагрева до температуры примерно 250°C, т.е. температуры выше температуры ее плавления, чтобы сделать ленту герметичной.
Однако первый вариант реализации является предпочтительным по сравнению со вторым вариантом реализации. Это обусловлено тем, что герметичное покрытие типа металлического слоя обеспечивает лучшую герметичность и защиту, чем герметичное покрытие типа полимерного слоя.
В третьем варианте реализации герметичное покрытие включает в себя по меньшей мере один полимерный слой и по меньшей мере один металлический слой, полученные соответственно термической обработкой полимерного материала и металлического материала. Другими словами, упомянутое герметичное покрытие является комплексным покрытием. Здесь применимы различные признаки, описанные выше в первом варианте реализации и/или во втором варианте реализации.
Согласно изобретению герметичное покрытие, окружающее композитный элемент или элементы, может быть в форме трубки.
Трубка традиционно является полым цилиндром, толщина которого практически постоянна вдоль трубки. Внутренний диаметр трубки может быть или не быть одинаковым вдоль упомянутой трубки.
Эта трубчатая форма позволяет преимущественно улучшать механические характеристики на разрыв электрического кабеля, равномерно распределяя те механические усилия, которые могут вызываться сжатием проводящих элементов и/или герметичного покрытия во время установки электрического кабеля ВЛЭ-типа.
Фактически, чтобы свешивать этот тип кабеля с электрической опоры, требуется крепежная арматура. Эта арматура служит для механического соединения электрического кабеля с электрической опорой, на которой он должен быть установлен. Аналогично, чтобы соединять два отрезка электрического кабеля по изобретению, используется соединительная арматура.
Установка этой арматуры осуществляется путем обжатия ее на проводящем элементе или проводящих элементах, на герметичном покрытии и/или на несущем элементе или несущих элементах.
Упомянутая трубка может иметь внутренний диаметр, превышающий или равный наружному диаметру, в который вписывае(ю)тся композитный несущий элемент или элементы. Если этот внутренний диаметр превышает наружный диаметр, в который вписывае(ю)тся композитный несущий элемент или элементы, трубка является, в частности, металлической трубкой. Таким образом, чтобы получать внутренний диаметр металлической трубки, практически идентичный упомянутому наружному диаметру, после этапа получения металлической трубки может выполняться этап, предназначенный для усадки или, другими словами, уменьшения внутреннего диаметра металлической трубки.
Согласно одному признаку герметичного покрытия по изобретению толщина упомянутого покрытия может составлять самое большее 600 мкм, а предпочтительно самое большее 300 мкм.
Когда герметичное покрытие относится к типу металлического слоя по изобретению, толщина упомянутого покрытия может предпочтительно составлять в диапазоне от 150 мкм до 250 мкм.
Когда герметичное покрытие относится к типу полимерного слоя по изобретению, толщина упомянутого покрытия может предпочтительно составлять в диапазоне от 150 мкм до 600 мкм.
Кроме того, что касается органической матрицы композитного несущего элемента, она может быть выбрана из термопластической матрицы и термореактивной матрицы или их смеси. Предпочтительно, органическая матрица является термореактивной матрицей.
В качестве примера, термореактивная матрица может быть выбрана из эпоксидов, сложных виниловых эфиров, полиимидов, сложных полиэфиров, сложных цианатных эфиров, фенольных смол, бисмалеимидов и полиуретанов или их смеси.
Армирующий элемент или элементы композитного несущего элемента могут быть выбраны из волокон (непрерывных), нановолокон и нанотрубок или их смеси.
В качестве примера (непрерывные) волокна могут быть выбраны из углеродных, стеклянных, арамидных (кевларовых), керамических, титановых, вольфрамовых, графитовых, борных, поли(p-фенил-2,6-бензобисоксазоловых) (силоновых), базальтовых и алюмоксидных волокон. Нановолокна могут быть углеродными нановолокнами. Нанотрубки могут быть углеродными нанотрубками.
Армирующий элемент или элементы, составляющие композитный элемент по изобретению, могут быть одной или различной природы.
Таким образом, упомянутые армирующие элементы могут быть по меньшей мере частично внедрены в по меньшей мере одну из вышеуказанных органических матриц. Предпочтительные композитные несущие элементы представляют собой волокна углерода или стекла, по меньшей мере частично заключенные в термореактивную матрицу типа эпоксидной, феноловой, бисмалеимидной смолы или смолы на основе сложных цианатных эфиров.
Армирующий элемент или элементы размещены внутри зоны, ограниченной герметичным покрытием, которое окружает их. Предпочтительно, упомянутая зона не содержит оптических волокон. Это обусловлено тем, что наличие оптических волокон в композитном несущем элементе, или элементах, или, другими словами, во внутренней зоне, ограниченной герметичным покрытием, может резко ограничивать свойства механической прочности (армирования) электрического кабеля, и, следовательно, не соответствует свойствам, требуемым для электрических кабелей ВЛЭ. Кроме того, оптические волокна очень чувствительны к механическим напряжениям, прилагаемым к ним, и, следовательно, эти механические напряжения должны максимально ограничиваться. Поэтому такие оптические волокна не могут рассматриваться в качестве композитных несущих элементов электрического кабеля по изобретению, даже когда они заключены в полимерную смолу.
Конечно, в специальных случаях электрический кабель по изобретению может, тем не менее, содержать одно или более оптических волокон, причем эти оптические волокна в таком случае размещаются вокруг герметичного покрытия.
Что касается электрического проводящего элемента по изобретению, который окружает герметичное покрытие, то он может быть предпочтительно металлическим, в частности на основе алюминия, то есть изготовленным либо только из алюминия, либо из алюминиевого сплава, такого как, например, сплав алюминия и циркония. Алюминий или алюминиевый сплав обладает преимуществом наличия значительно оптимизированной пары удельной электропроводности/плотности, в частности по сравнению с медью.
Проводящий элемент по изобретению традиционно может быть набором металлических проводов (или жил), поперечное сечение которых может иметь круглую, или некруглую форму, либо комбинацию этих двух. Когда они не имеют круглой формы, поперечное сечение этих проводов может быть, например, трапецеидальной формы или Z-образной формы. Различные виды формы определены в стандарте IEC 62219.
В одном конкретном варианте реализации электрический кабель также может содержать инертный газ, такой как, например, аргон, между герметичным покрытием и композитным несущим элементом или элементами. Этот инертный газ позволяет снизить до минимума количество кислорода в контакте с композитным несущим элементом или элементами.
В одном конкретном варианте реализации электрический кабель может дополнительно содержать электроизоляционный слой, размещенный между герметичным покрытием и композитным несущим элементом или элементами. Этот слой может быть слоем из теплостойкого полимерного материала, такого как, например, полиэфирэфиркетон (ПЭЭК). Он может, в частности, окружать по меньшей мере один из композитных элементов, каждый композитный элемент или узел, образованный композитным элементом или (всеми) композитными элементами.
Этот электроизоляционный слой позволяет преимущественно предотвратить появление гальванического тока между композитным несущим элементом и герметичным покрытием, когда последнее является металлическим.
Предпочтительно используют электроизоляционный слой, окружающий узел, образованный композитным несущим элементом или элементами, причем этот единственный электроизоляционный слой достаточен для того, чтобы избежать появления гальванического тока. Кроме того, использование этого слоя, окружающего все композитные несущие элементы, позволяет преимущественно облегчить выполнение упомянутого слоя при экономии материала.
Кроме того, электрический кабель по изобретению не обязательно включает в себя клейкий слой, размещенный между композитным несущим элементом или элементами и проводящим элементом.
В одном особенно предпочтительном варианте реализации электрический кабель по изобретению не содержит внешнего слоя, окружающего проводящий элемент или элементы, причем этот внешний слой типично может быть электроизоляционным слоем или защитной оболочкой.
Проводящий элемент или элементы могут поэтому рассматриваться в качестве самого внешнего элемента или элементов электрического кабеля по изобретению. Следовательно, проводящий элемент или элементы находятся затем в непосредственном контакте с внешней средой (например, окружающим воздухом).
Это отсутствие внешнего слоя вокруг проводящего элемента или элементов обладает преимуществом гарантирования того, что электрический кабель имеет самое низкое возможное установочное натяжение, причем это установочное натяжение является пропорциональным весу электрического кабеля. Другими словами, полезно иметь электрический кабель ВЛЭ-типа, проявляющий самую низкую возможную механическую нагрузку, оказываемую кабелем на две опоры, между которыми он подвешивается.
Следовательно, пролет электрического кабеля между двумя электрическими опорами может составлять до 500 м или даже до 2000 м.
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидными в свете следующих примеров при обращении к прилагаемым чертежам, причем упомянутые примеры и чертежи приводятся в качестве иллюстрации и не подразумевают ограничения.
Фигура 1 показывает схематично и в перспективе электрический кабель согласно настоящему изобретению.
Фигура 2 показывает схематично и в перспективе электрический кабель по фигуре 1, дополненный электроизоляционным слоем согласно изобретению.
В целях ясности только существенные для понимания изобретения элементы показаны схематично и не в масштабе.
Электрический кабель 10, проиллюстрированный на фигуре 1, соответствует высоковольтному электрическому передающему кабелю ВЛЭ-типа.
Этот кабель 10 содержит центральный композитный несущий элемент 1 и, последовательно и коаксиально вокруг этого композитного элемента 1, металлическую трубку 2 из алюминия и электрический проводящий элемент 3. Проводящий элемент 3 находится непосредственно в контакте с металлической трубкой 2, а трубка находится непосредственно в контакте с композитным несущим элементом 1.
Композитный несущий элемент 1 содержит множество прядей углеродного волокна, заделанных в термореактивную матрицу эпоксидного типа.
Проводящий элемент 3 в этом примере является набором жил из сплава алюминия и циркония, поперечное сечение каждой жилы которого имеет трапецеидальную форму, причем эти жилы скручены между собой. Следовательно, упомянутый проводящий элемент ни в коем случае не является герметизированным от внешней среды, и те жилы, которые составляют его, также раздвигаются под действием тепла вследствие теплового расширения проводящего элемента.
Металлическая трубка 2 может быть получена из металлической полосы, преобразованной в трубку с продольным разрезом с помощью штамповочного инструмента. Продольный разрез затем заваривают, в частности с помощью устройства для лазерной сварки или устройства для электродуговой сварки в защитном газе, после приведения в контакт и удерживания на месте свариваемых кромок упомянутой полосы. Во время этапа сварки композитный несущий элемент может находиться внутри преобразованной в трубку металлической полосы. Диаметр сформированной трубки затем усаживают (с уменьшением поперечного сечения трубки) вокруг композитного несущего элемента с использованием технологий, известных специалистам в данной области техники.
Как указано выше, возможны другие варианты реализации этой металлической трубки. Металлическая трубка 2 может быть получена из металлической ленты, спирально намотанной вокруг композитного несущего элемента или его заменителя. Спиральный разрез этой металлической ленты затем заваривают, в частности с помощью устройства для лазерной сварки или устройства для электродуговой сварки в защитном газе, после приведения в контакт и удерживания на месте свариваемых кромок упомянутой ленты. Вышеуказанный этап усадки также возможен.
Кабель по фигуре 1 также не включает в себя внешнюю оболочку: тем самым, проводящий элемент 3 остается в непосредственном контакте с внешней средой (т.е. окружающим воздухом). В эксплуатационной конфигурации кабеля (т.е. как только кабель подвешен между двумя электрическими опорами), отсутствие внешней оболочки позволяет преимущественно увеличивать пролет упомянутого кабеля между двумя электрическими опорами.
Фигура 2 показывает электрический кабель 20 согласно настоящему изобретению, который является идентичным электрическому кабелю 10 по фигуре 1 за исключением того, что кабель 20 дополнительно включает в себя один единственный электроизоляционный слой 4, окружающий композитный несущий элемент (т.е. все композитные несущие элементы). Этот электроизоляционный слой 4 размещен между металлической трубкой 2 и композитным несущим элементом 1. Кабель 20 также не включает в себя внешнюю оболочку вокруг проводящего элемента 3.
Пример
Чтобы показать преимущества электрического кабеля по изобретению, на образцах электрических кабелей проведены сравнительные испытания на старение и пористость.
Первый электрический кабель, называемый "кабелем I1", был выполнен следующим образом. На композитный несущий элемент, содержащий набор углеродных волокон, заключенных в термореактивную матрицу типа эпоксидной смолы, нанесли электроизоляционный слой ПЭЭК, а затем герметичный слой алюминия. Герметичный слой алюминия реализовали с помощью алюминиевой полосы, сваренной вдоль ее длины так, что образовалась трубка вокруг композитного несущего элемента. Затем выполняли посадку этой алюминиевой трубки вокруг упомянутого композитного элемента для образования упомянутого герметичного слоя алюминия.
Второй электрический кабель, называемый "кабелем C1", соответствовал кабелю I1 за исключением того, что он не включал в себя герметичного слоя алюминия.
Осуществляли испытание на старение кабелей I1 и C1 соответственно. Это испытание на старение состояло в выдерживании кабелей I1 и C1 для старения в печах при различных температурах. Образцы кабелей составляют по длине примерно между 65 см и 85 см.
Чтобы не допускать проникновения кислорода между герметичным слоем алюминия и композитным несущим элементом, два конца образца кабеля I1 закрыли металлическими крышками, зафиксированными с помощью ленты Kapton® и ленты Teflon® так, чтобы обеспечить герметичность концов упомянутого образца.
Эти образцы затем состаривали изотермически при различных температурах (160, 180, 200 и 220°C) в течение переменных промежутков времени (10, 18, 32, 60, 180 и 600 дней).
Состаренные образцы взвешивали с тем, чтобы отследить потерю массы, связанную с разложением термореактивной матрицы. Провели также измерение пористости термореактивной матрицы.
От состаренных образцов отрезали три куска длиной примерно 2 см: один кусок с каждой стороны концов примерно в 2-3 см от края и один кусок в центре образца кабеля.
Эти куски затем помещали в смолу, чтобы упрощать процесс полировки, а затем отполировали с тем, чтобы получить очень плоскую поверхность.
Эту поверхность затем исследовали под оптическим микроскопом, сфотографировали и проанализировали с помощью программного обеспечения для анализа изображений, позволяющего измерять площадь пор по отношению к площади образца. По ним таким образом выводили степень пористости образца.
С учетом полученных результатов электрический кабель по изобретению демонстрирует значительное улучшение свойств старения вследствие наличия герметичного металлического покрытия.

Claims (17)

1. Электрический кабель (10, 20), содержащий:
- по меньшей мере один композитный несущий элемент (1), содержащий один или более армирующих элементов, по меньшей мере частично заключенный(ых) в органическую матрицу;
- покрытие (2), окружающее упомянутый или упомянутые композитные несущие элементы (1), причем упомянутое покрытие (2) является герметичным вокруг всего или всех композитных несущих элементов (1); и
- по меньшей мере один проводящий элемент (3), окружающий упомянутое покрытие (2),
отличающийся тем, что герметичное покрытие (2) выполнено в форме трубки с толщиной самое большее 3000 мкм.
2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что герметичное покрытие (2) содержит по меньшей мере один металлический слой, полученный термической обработкой металлического материала.
3. Кабель по п.2, отличающийся тем, что металлический слой получен продольной сваркой металлического материала в форме полосы.
4. Кабель по п.2, отличающийся тем, что металлический слой получен спиральной сваркой металлического материала в форме ленты.
5. Кабель по п.2, отличающийся тем, что металлический слой является кольчатым.
6. Кабель по п.2, отличающийся тем, что металлический материал выбран из стали, легированной стали, алюминия, алюминиевых сплавов, меди и медных сплавов.
7. Кабель по п.1, отличающийся тем, что герметичное покрытие (2) содержит по меньшей мере один полимерный слой, полученный термической обработкой полимерного материала.
8. Кабель по п.7, отличающийся тем, что полимерный слой получен размягчением полимерного материала.
9. Кабель по п.7, отличающийся тем, что полимерный материал выбран из полиимида, политетрафторэтилена (ПТФЭ), фторированного полимера этилена (ФПЭ) и полиоксиметилена (ПОМ) или их смеси.
10. Кабель по п.1, отличающийся тем, что герметичное покрытие (2) выполнено в форме трубки.
11. Кабель по п.1, отличающийся тем, что толщина герметичного покрытия (2) составляет самое большее 600 мкм.
12. Кабель по п.1, отличающийся тем, что матрица композитного несущего элемента выбрана из термопластической матрицы и термореактивной матрицы или их смеси.
13. Кабель по п.1, отличающийся тем, что армирующий(е) элемент(ы) композитного несущего элемента (1) выбран(ы) из волокон, нановолокон и нанотрубок или их смеси.
14. Кабель по п.1, отличающийся тем, что электрический кабель (20) дополнительно содержит по меньшей мере один электроизоляционный слой (4), размещенный между герметичным покрытием (2) и композитным несущим элементом или элементами (1).
15. Кабель по п.14, отличающийся тем, что электроизоляционный слой (4) окружает узел, образованный композитным несущим элементом или элементам (1).
16. Кабель по п.1, отличающийся тем, что проводящий элемент (3) выполнен на основе алюминия.
17. Кабель по п.1, отличающийся тем, что электрический кабель (10, 20) не содержит внешнего слоя, окружающего проводящий элемент или элементы (3).
RU2011136697/07A 2009-02-03 2010-02-01 Высоковольтный электрический передающий кабель RU2530039C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0950672 2009-02-03
FR0950672A FR2941812A1 (fr) 2009-02-03 2009-02-03 Cable de transmission electrique a haute tension.
PCT/FR2010/050159 WO2010089500A1 (fr) 2009-02-03 2010-02-01 Cable de transmission electrique a haute tension

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011136697A RU2011136697A (ru) 2013-03-10
RU2530039C2 true RU2530039C2 (ru) 2014-10-10

Family

ID=40887913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011136697/07A RU2530039C2 (ru) 2009-02-03 2010-02-01 Высоковольтный электрический передающий кабель

Country Status (15)

Country Link
US (1) US10395794B2 (ru)
EP (1) EP2394273B3 (ru)
KR (1) KR20110112839A (ru)
CN (2) CN102308340A (ru)
AU (1) AU2010212225C1 (ru)
BR (1) BRPI1008093B1 (ru)
CA (1) CA2749829C (ru)
CL (1) CL2011001697A1 (ru)
ES (1) ES2417006T7 (ru)
FR (1) FR2941812A1 (ru)
NZ (1) NZ594054A (ru)
PL (1) PL2394273T3 (ru)
RU (1) RU2530039C2 (ru)
WO (1) WO2010089500A1 (ru)
ZA (1) ZA201105319B (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2599387C1 (ru) * 2015-07-23 2016-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Технология 21 века" (ООО "Т21") Бикомпонентный проводник

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120111603A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-10 Jorge Cofre Power and/or telecommunication cable comprising a reinforced ground-check conductor
EP2668654A1 (en) * 2011-01-24 2013-12-04 Gift Technologies, LLC Composite core conductors and method of making the same
CA2832453C (en) * 2011-04-12 2019-09-10 Southwire Company Electrical transmission cables with composite cores
EP2639797B1 (fr) 2012-03-12 2018-04-04 Nexans Cable de transport électrique en particulier pour ligne aérienne
CA2865554A1 (en) 2012-05-02 2013-11-07 Nexans A light weight cable
US9859038B2 (en) 2012-08-10 2018-01-02 General Cable Technologies Corporation Surface modified overhead conductor
US10957468B2 (en) 2013-02-26 2021-03-23 General Cable Technologies Corporation Coated overhead conductors and methods
JP6339192B2 (ja) 2013-07-19 2018-06-06 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー ポリマー複合体コアを有するケーブル
CN103646718B (zh) * 2013-12-12 2016-01-20 国家电网公司 一种输电线路用纤维复合芯导线
RU2610900C2 (ru) * 2015-06-08 2017-02-17 Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики (ФГОБУ ВПО МТУСИ) Коаксиальный кабель с нанотрубчатой изоляцией
CA2992719C (en) 2015-07-21 2022-02-22 General Cable Technologies Corporation Electrical accessories for power transmission systems and methods for preparing such electrical accessories
CN106853692A (zh) * 2016-12-30 2017-06-16 北京天恒长鹰科技股份有限公司 实现复合材料快速固化粘接的加热方法及桁架装配方法
WO2018145736A1 (en) * 2017-02-08 2018-08-16 Prysmian S.P.A. Cable or flexible pipe with improved tensile elements
MY206021A (en) 2018-01-24 2024-11-25 Ctc Global Corp Termination arrangement for an overhead electrical cable
TWI840344B (zh) 2018-02-27 2024-05-01 美商Ctc全球公司 用於複合強度元件之偵詢的系統、方法和工具
RU2691118C1 (ru) * 2018-06-13 2019-06-11 Ордена трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технический университет связи и информатики" (МТУСИ) Симметричный четырехпарный кабель с пленконанотрубчатой изоляцией жил
CN113994169A (zh) * 2019-03-06 2022-01-28 Ctc环球公司 架空电缆询问系统和方法
RU2714686C1 (ru) * 2019-07-09 2020-02-19 Ордена трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технический университет связи и информатики" (МТУСИ) Симметричный четырехпарный кабель с пленко-нанотрубчатой и микротрубчатой перфорированной изоляцией жил
CN115917676A (zh) 2020-04-29 2023-04-04 Ctc环球公司 强度构件组件和结合有光纤的架空电缆
JP7261204B6 (ja) * 2020-07-29 2023-05-10 矢崎総業株式会社 シールド電線及びワイヤーハーネス
CN112102981B (zh) * 2020-09-21 2021-04-16 江苏易鼎复合技术有限公司 一种金属包复合材料型线绞合加强芯架空导线及其制作方法
KR102560551B1 (ko) * 2020-11-18 2023-07-26 재단법인 한국탄소산업진흥원 송전케이블 코어 및 이를 제조하는 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2262357A (en) * 1991-12-11 1993-06-16 Bicc Plc Composite overhead electric and optical fibre ribbon conductor
EA200600813A1 (ru) * 2003-10-22 2006-12-29 СиТиСи КЕЙБЛ КОРПОРЕЙШН Алюминиевый кабель, армированный композитным сердечником, и способ его изготовления
RU2302049C1 (ru) * 2005-12-19 2007-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "АЛМАЗ" Кабель электрический
EP1821318A2 (en) * 2006-02-17 2007-08-22 De Angeli Prodotti S.r.l. conductor cable for electrical lines

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2288094A (en) * 1939-01-28 1942-06-30 Gen Motors Corp Method of making tubing
US2936258A (en) * 1956-12-31 1960-05-10 Anaconda Wire & Cable Co Fabrication of insulated electrical conductors
US3946348A (en) * 1971-03-22 1976-03-23 Bbc Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Radiation resistant ducted superconductive coil
US3717720A (en) * 1971-03-22 1973-02-20 Norfin Electrical transmission cable system
DE2807767C2 (de) * 1978-02-23 1984-05-03 kabelmetal electro GmbH, 3000 Hannover Feuchtigkeitsgeschütztes kunststoffisoliertes elektrisches Energiekabel
US4399322A (en) * 1982-02-01 1983-08-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Low loss buoyant coaxial cable
JPS63126118A (ja) * 1986-11-14 1988-05-30 株式会社 メツクラボラトリ−ズ 電線
US5191173A (en) * 1991-04-22 1993-03-02 Otis Engineering Corporation Electrical cable in reeled tubing
JP3475433B2 (ja) 1992-09-24 2003-12-08 住友電気工業株式会社 絶縁被覆電線およびその製造方法
US5994503A (en) 1995-03-27 1999-11-30 Yale University Nucleotide and protein sequences of lats genes and methods based thereon
CA2164080C (en) 1995-04-15 2004-07-06 Takeo Munakata Overhead cable and low sag, low wind load cable
JPH0922619A (ja) * 1995-07-04 1997-01-21 Hitachi Cable Ltd 光ファイバ複合架空地線
JPH10321047A (ja) 1997-05-16 1998-12-04 Furukawa Electric Co Ltd:The 高張力線材、それを用いた軽量低弛度架空電線
ATE306714T1 (de) * 1997-08-14 2005-10-15 Commscope Inc Koaxialkabel und sein herstellungsverfahren
US6559385B1 (en) 2000-07-14 2003-05-06 3M Innovative Properties Company Stranded cable and method of making
US7179522B2 (en) * 2002-04-23 2007-02-20 Ctc Cable Corporation Aluminum conductor composite core reinforced cable and method of manufacture
US9093191B2 (en) * 2002-04-23 2015-07-28 CTC Global Corp. Fiber reinforced composite core for an aluminum conductor cable
US20040182597A1 (en) * 2003-03-20 2004-09-23 Smith Jack B. Carbon-core transmission cable
DE102007010145A1 (de) * 2007-02-28 2008-09-11 W.E.T Automotive Systems Aktiengesellschaft Elektrischer Leiter
US8525033B2 (en) * 2008-08-15 2013-09-03 3M Innovative Properties Company Stranded composite cable and method of making and using

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2262357A (en) * 1991-12-11 1993-06-16 Bicc Plc Composite overhead electric and optical fibre ribbon conductor
EA200600813A1 (ru) * 2003-10-22 2006-12-29 СиТиСи КЕЙБЛ КОРПОРЕЙШН Алюминиевый кабель, армированный композитным сердечником, и способ его изготовления
RU2302049C1 (ru) * 2005-12-19 2007-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "АЛМАЗ" Кабель электрический
EP1821318A2 (en) * 2006-02-17 2007-08-22 De Angeli Prodotti S.r.l. conductor cable for electrical lines

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2599387C1 (ru) * 2015-07-23 2016-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Технология 21 века" (ООО "Т21") Бикомпонентный проводник

Also Published As

Publication number Publication date
CN105374442A (zh) 2016-03-02
CN102308340A (zh) 2012-01-04
BRPI1008093B1 (pt) 2019-01-15
US20120090892A1 (en) 2012-04-19
EP2394273B1 (fr) 2013-04-03
EP2394273A1 (fr) 2011-12-14
CL2011001697A1 (es) 2011-10-14
ES2417006T7 (es) 2021-03-09
US10395794B2 (en) 2019-08-27
PL2394273T3 (pl) 2013-08-30
AU2010212225A1 (en) 2011-07-28
CA2749829C (fr) 2017-06-20
KR20110112839A (ko) 2011-10-13
EP2394273B3 (fr) 2020-06-17
AU2010212225C1 (en) 2018-07-05
NZ594054A (en) 2012-09-28
BRPI1008093A2 (pt) 2016-03-15
WO2010089500A1 (fr) 2010-08-12
ES2417006T3 (es) 2013-08-05
FR2941812A1 (fr) 2010-08-06
AU2010212225B2 (en) 2016-03-31
RU2011136697A (ru) 2013-03-10
CA2749829A1 (fr) 2010-08-12
ZA201105319B (en) 2012-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2530039C2 (ru) Высоковольтный электрический передающий кабель
DK2909843T3 (en) Fiber Composite Stake Oil Well Intervention Power Cable
CA2575625C (en) An electricity transport conductor for overhead lines
US7541545B2 (en) Tapeless cable assembly and methods of manufacturing same
EP1017063B1 (fr) Câble de transport d'energie et/ou de télécommunications structurellement reforcé
EP2668654A1 (en) Composite core conductors and method of making the same
US7228067B2 (en) Chromatography column assembly with woven tubular mesh heater element
RU86345U1 (ru) Проволока с упрочняющим сердечником
US9159468B2 (en) High-voltage electrical transmission cable
KR20230154920A (ko) 광섬유를 포함하는 오버헤드 전기 케이블 장치 및 강도 부재 조립체
KR102573738B1 (ko) 아연 클래딩 카본섬유 필라멘트 복합선재를 포함하는 송전선 및 이의 제조방법
CN111180128A (zh) 一种小直径高强度柔性吊放电缆
US20230178267A1 (en) Strength member assemblies and overhead electrical cables incorporating optical fibers
KR20230174692A (ko) 인장 변형 시스를 포함하는 오버헤드 전기 케이블의 종단 설비
JP2020009620A (ja) 電線用耐熱コア
FR2649495A1 (fr) Cables a fibres optiques resistant a une saute de temperature a 350 oc pendant une courte duree
Bang-Andreasen et al. Deepwater Cables 7000 Meter Seawater

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210202