[发明专利]具有低热阻系数的组合物和铺设输送电能的地下电缆的方法

说明书

本发明涉及通过地下电缆连接的用于输送电能的系统。

特别地，本发明涉及铺设电缆的方法和具有低热阻系数的用于铺设输送电能的地下电缆的电缆沟填充物。

更特别地，本发明涉及要设置在电缆或该系统的部分(如设在地下的系统连接点)周围的区域的惰性填充物的应用。

电流在电缆内的流动产生热量。若设置在电缆周围的填充物具有高的热阻系数而不能达到满意的散热，这导致电缆的温度升高。

电缆的温度升高超过电缆所容许的限度导致电缆的过早老化，电缆可能随之失效。

因此，安装输送电能的系统要求采用具有低热阻系数的填充物，它使电缆不会达到高的温度并能够承受较高的电流负荷。

通常，在实际铺设地下电缆时，在土壤里挖出一条沟，在沟底准备一层通常由砂组成的填充物床层。采用带有振动板的机械设备将该材料床层压紧。然后将电缆铺设在该床层上面。铺设完电缆后，在它们的上面再设置一层同样的填充物，对这层同样进行机械压紧。电缆沟的填充通过采用惰性石料(quarried material)完成。除非在一些罕见的场合，如原始地面特别适合散热要求，或在所说的原始土壤必须复原的场合(如对农用土壤)，石料通常在现场或附近获得。

以往，采用惰性填充材料(砂)作为电缆周围填充物的做法具体用于防止原始地面里存在的尖利石头引起对电缆包衣的损害。由此，认识到所说的材料的传热的重要性，因此，注意力转移到寻找更为合适的填充物，另外考虑到填充物的稳定性、流态化和保湿性。

K.Mochlinski的论文″Assessment of the influence of soilthermal resistivity on the ratings of distribution cables″，Proc.IEE，Vol.123，No.1，January 1976，描述了不同类型地面的热行为。特别地，这一论文公开了，含有大量具有粉砂粒径的物质的砂要求高于现场实际所能提供的高水分百分数以最优压紧，因此限制了它的应用。

美国专利4,177,078公开了采用包括土壤、含有粘土混合物的稳定剂以及分散剂的组合物。

美国专利3,719,511公开了采用包括与水泥填充物如卜特兰水泥(Portland cement)混合的砂、砾石和大大小小的石头并含有润滑剂如燃料油的组合物。

美国专利4,482,271和4,925,493公开了采用包括土壤和蜡的组合物。

美国专利4,050,261、4,062,195和4,050,258公开了采用包括卜特兰水泥、集料(aggregates)以及来自煤燃烧的煤灰(飞灰)的组合物。

美国专利4,361,661公开了采用包括砂和含有无机细颗粒填充物的有机粘合剂的组合物。

F.Donazzi，E.Occhini和A.Seppi的论文″Soil thermal andhydrological characteristics in designing underground cables″，Proc.IEE，Vol.126，No.6，June 1979，描述了采用所选择的具有优化粒度分布(这提供高密度因而提供小的有孔度)的砂。

根据本发明，本申请人已发明了一种用作电缆沟填充物的组合物，它具有高的热导率、高的保湿度和高的热稳定性。

本发明的第一个方面涉及铺设设置在沟内的电缆的方法，它包括以下步骤：

--移除原始土壤以准备所说的沟；

--在所说的沟内设置第一层第一组合物；

--在所说的第一层上面设置所说的电缆；

--在所说的电缆上面设置第二层所说的第一组合物；

--在所说的第二层上面设置由第二组合物形成的第三层以填充所说的沟；

其特征在于所说的第一组合物包括：

60-90％重量的碎砂；

4-15％重量的粉砂；

2-12％重量的水泥；

4-15％重量的水。

特别地，所说的第一层、第二层和第三层的至少一层被机械压紧。

优选地，所说的第一和第二层的干态密度大于1.6g/cm³。

本发明的第二个方面涉及铺设设置在沟内的电缆的方法，它包括以下步骤：

--移除原始土壤以准备所说的沟；

--在所说的沟内设置第一层第一组合物；

--在所说的第一层上面设置所说的电缆；

--在所说的电缆上面设置第二层所说的第一组合物；