[发明专利]高压电缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种挤出型高压电缆，其包括：导体，具有至少三个螺旋缠绕金属线同心层；围绕该导体的挤出型内部半导体层，以及挤出型电绝缘体。本发明还涉及一种用于制造高压电缆的方法。

背景技术

挤出型高压电缆通常包括导体、布置于导体周围的第一导电层、包括同心地布置于第一导电层周围的聚合物的绝缘层、以及布置于绝缘层周围的第二导电层。通常还存在同心地布置于第二导电层周围的保护层。绝缘层中的聚合物通常是交联聚合物，例如，聚乙烯，乙烯-丙烯橡胶(EPM，EPDM)或硅橡胶。导电层通常由上述聚合物之一和炭黑制成。有时在导体和第一导电层之间布置纵向的半导体条带，以防止第一导电层的材料被推入导体中临近导线之间的缝隙。纵向条带，例如，由聚酯和炭黑制成，并具有大于导体周长的宽度。

挤出型高压电缆的导体通常通过布置多个成段金属导线(也称作分段导体)来制作，或将在同心层中的多个金属导线(也称为同心层绞(lay)导体)绞合在一起来制作。

同心层绞导体的几何形状可以例如根据以下加以布置：在第一层中将六根导线稳固地布置于单独的中心导线周围。第二层包括12根导线，并被同心地布置于第一层周围。第三层包括18根导线，并被同心地布置于第二层周围，等等。每层比下面的层多六根导线。相对于电缆所需电流来决定同心层绞导体中层的数目。关于在不同层中导线的数目存在某些标准。通常第二、第三以及每个连续层的导线在前一层周围螺旋缠绕。可以例如使用实心导体或空心导体来代替第一层中具有六根围绕导线的中心导线。

在同心层中布置导线带来了导体中的空隙，导体因此被压紧以增大导体横截面中的金属部分并减小导体的直径。此压紧通常通过拉丝型模或通过辊针对每个导线层来完成。可以在最外层已经层绞后，针对完整的导体完成压紧。

针对挤出型高压电缆的制造，导体已制成之后的下一步骤是在导体周围同心地挤出导电层和绝缘层。压紧的导体通常缠绕在电缆卷筒上并被传输至挤出生产线。在挤出之前的步骤中，可以将纵向的半导体条带包覆在导体周围以防止来自内部导电层的材料被推入导体外部层中临近导线之间的缝隙。在挤出生产线中完成挤出，在该生产线中导体被馈送进入挤出头，其中通常在相同的操作步骤将内部导电层、绝缘层、以及外部导电层挤出于导体周围。

在挤出内部导电层期间，导体的外部层致密是很重要的，即外部层中临近导线之间没有缝隙。对于具有大横截面的导体的情况，例如横截面在800-3000mm²之间，尤其如此。如果稀松导体，即其外部层不致密，被馈送至挤出生产线的十字头(crosshead)，当对于十字头而言直径变得过大时，则可能通过十字头将导体的外部层向后推送，外部层将被卡住并将在短时间内形成称为“鸟笼”的结构。如果是这样的情况则必须马上停止挤出生产线。当导体从拉丝机传输时，以及当电缆缠绕在电缆卷筒上时进行挤出后，导体暴露于弯曲。

有时候稀松导体能够穿过挤出生产线而不立刻出现问题，并且不会被发觉。由于导体的外部层中临近导线之间的缝隙，内部导电层的内部接触面可能变为不规则。这可能引起接触面处电场增大并可能因此导致在电缆的高压测试中电击穿。

为了最小化稀松导体在挤出模中卡住的风险，通常在挤出之前以半导体条带螺旋缠绕导体的外部表面，或允许挤出生产线中的十字头具有的公差比如果具有稀松导体的风险非常低时的所需公差更大。十字头的大公差可能给出这样的电缆，其中电缆中导体的中心定位无法与没有由于稀松导体的风险而增大十字头公差时一样良好。

发明内容

本发明的目的在于提供改进的挤出型高压电缆以及用于生产挤出型高压电缆的方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种挤出型高压电缆。根据下文描述，本发明的优选实施方式将变得清楚。

根据本发明一个实施方式，挤出型高压电缆包括具有至少三个螺旋缠绕金属线同心层的导体。挤出型内部导电层围绕导体以及挤出型电绝缘体被布置于内部导电层之外。导体的第一最外层和第二最外层具有相同的层绞方向。

“层绞方向”是指在每层中缠绕金属线的螺旋方向。层绞方向可以是右手向层绞或左手向层绞。

挤出型高压电缆包括在两个最外层具有相同的层绞方向的导体，这提供了致密并光滑的导体表面，以便提供良好条件的挤出型内部导电层以及电绝缘体层。这使导体可以进入挤出生产线的十字头而不需要在最外层卷覆导体条带，这带来了具有成本效益的电缆制造。进一步地，其最小化了导体外部表面和电绝缘体之间的接触面上电场增大的风险。